Сьогодні, коли споживання енергії збільшується, запаси вугілля та газу зменшуються, а ціни на них невпинно ростуть, можна впевнено сказати: Україні конче необхідно переходити на енергозберігаючі технології та альтернативні джерела енергії.

Із багатьох видів альтернативних джерел я зупинився на використанні енергії Сонця за допомогою параболоциліндричного концентратора.

Для проведення лослідження був розроблений концентратор з такими технічними даними:

Тип – параболоциліндричний

Фокусна віддаль – 200 мм

Кут розкриву параболи – 60 градусів

Площа відбиваючої поверхні – 1 м²

Кут повороту по азимуту – 360 градусів

Кут підйому -- 90 градусів

Була розроблена принципово нова система автоматичної орієнтації концентратора на Сонце.

Принцип роботи системи базується на використанні законів небесної механіки і надзвичайно високої стабільності руху планет, в тому числі і Землі в Сонячній системі. Це дозволяє для будь-якої географічно визначеної точки нашої планети дуже точно розрахувати траєкторію руху Сонця і його положення на небосхилі на заданий момент часу, тобто Сонце кожного року в один і той же день і час на певній географічній широті має одні і ті ж координати на небосхилі.

Отже, знаючи географічні координати місця, де має бути встановлений концентратор, ми завжди можемо точно визначити місце знаходження Сонця і зорієнтувати концентратор на вказані координати  незалежно від погоди.

Для управління концентратором розроблена прикладна програма в середовищі WINCC  з використанням модулю управління МВУ8.

Система працює наступним чином. При  первинній установці концентратора  в ручному режимі управління він встановлюється в крайнє ліве положення ( це його положення на час сходу Сонця

Виставляється дата – 22 червня, і час -12 годин. Програма формує відповідні імпульси управління, і концентратор встановлюється  в тій точці, де він має бути в цей час на цю дату. Тепер треба вручну повернути концентратор разом з монтажною плитою в напрямку Сонця  (зорієнтувати його на південь за допомогою компаса) і закріпити. Ця процедура виконується лише один раз при первинній установці.

Система автоматичної орієнтації готова до роботи. За допомогою програми концентратор спочатку стане в вихідну точку, а потім займе ту позицію, яку він має зайняти на даний час на дану дату. Програма слідкує за часом і з визначеною періодичністю видає управляючі імпульси на приводи горизонтального і вертикального управління концентратором.

Після заходу Сонця (вертикальна складова координати Сонця дорівнює нулю) програма сформує імпульс управління, при відпрацюванні якого концентратор повернеться в вихідну точку і буде знаходитись в цій точці, поки не настане час сходу Сонця на наступний день. Довжини імпульсів управління для окремих проміжків часу різні і розраховані з допомогою тригонометричних функцій

З метою забезпечення роботи установки в автономному режимі (без комп’ ютера) в схему включений двоканальний вимірювач температури з колами сигналізації типу 2ТРМ1, а також тумблери ручного управління приводами.

Економічні аспекти дослідження.

Термін окупності концентратора площею

1 м² - 7 років

10 м² - 3 роки

1.     Розроблена система автоматичної орієнтації концентратора на Сонце принципово відрізняється від існуючих і забезпечує  можливість ефективної роботи установки в хмарну погоду.

2.    Механізм системи автоматичної орієнтації можна застосувати не тільки в дослідній установці, а й  при масовому випуску концентраторів.

3.    При експлуатації сонячних концентраторів в зимовий період економічно вигідно застосовувати їх з площею відбиваючої поверхні 10 і більше метрів квадратних.

4.    Проведені експериментальні і теоретичні дослідження показали, що при експлуатації 1 м² сонячних концентраторів на кожного жителя України можна  значно  зменшити споживання природного газу (до 25-30%),  що беззаперечно доводить доцільність і необхідність налагодження власного виробництва  і впровадження сонячних концентраторів.

Контактний email: dipsy2009@rambler.ru

Країна: Україна

Місто: Гнівань (Вінницька обл)