Рис. 2. Модель СКП:
1
— имитатор солнечного излучения;
2
— параболический концентратор;
3
—
полостной сферический приемник
В качестве системы приема (приемника) сконцентрированного излуче-
ния могут выступать как специально спроектированные поверхностные и
полостные приемники солнечного излучения, так и, например, поверхность
расплавляемого материала в солнечной печи. Для мощных ВТСЭУ наиболее
эффективно применение полостных приемников, обеспечивающих снятие те-
пловой энергии со всей поверхности полости и низкие потери от переизлу-
чения в результате нагрева приемника. Наибольшую эффективность имеют
сферические полостные приемники [7].
Таким образом, наибольшей эффективностью обладает СКП, состоящая
из параболического зеркального концентратора и сферического полостного
приемника (рис. 2). На примере этой системы в дальнейшем и будем прово-
дить построение математической модели.
Основные характеристики СКП ВТСЭУ.
Основной энергетической ха-
рактеристикой СКП солнечной энергии, которая в значительной мере опреде-
ляет массу и габаритные размеры энергоустановки, является КПД. При этом
на практике выделяют геометрический
η
г
и энергетический
η
кп
КПД [5, 7].
Геометрический КПД СКП определяется как отношение тепловой мощ-
ности
N
п
, попавшей на приемник, к полной тепловой мощности
N
0
, отра-
женной рабочей поверхностью концентратора:
η
г
=
N
п
N
0
.
(1)
Величина
η
г
зависит от геометрических и оптико-механических параме-
тров ЗКС, а также от геометрических размеров приемника, а в случае исполь-
зования полостных приемников и от размеров входного отверстия приемника.
Геометрический КПД учитывает только геометрические взаимосвязи в СКП
и при увеличении размеров приемника (входного отверстия) относительно
габаритных размеров концентратора стремится к единице вне зависимости
от характеристик ЗКС.
Энергетический КПД системы, определяемый как отношение полезной
тепловой мощности
N
т
, поступающей от приемника к преобразователю, к
тепловой мощности
N
с
, падающей на рабочую поверхность ЗКС, равен
η
кп
=
N
т
N
с
.
(2)
84 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1
