Коллекторы и концентраторы солнечной энергии

составляла 400 МВт, а к концу 2004 года она выросла до 700 МВт. Общая площадь немецких электростанций, использующих солнечные батареи, составляет уже 5-6 миллионов квадратных метров.
За Германией следуют Италия, прибавившая 0,73 ГВт, а также Япония и США с приростом в 0,48 и 0,46 ГВт. Чуть ниже расположились еще две европейские страны: Чехия 0,41; Бельгия 0,3.
К концу 2009 года общий объем установленных солнечных мощностей в Европе вырос до 16 ГВт, а в мире до 22 ГВт. Стоит заметить, что такие темпы развития все равно не позволяют солнечной энергетики приблизиться к традиционной. В странах Евросоюза ее доля в общей генерации электроэнергии составляет лишь 0,4%, а в мире эта величина не превышает 0,1 %.
Концентраторы - это устройство для сбора энергии солнца. В детстве большинству из нас удалось познакомиться с нашим первым концентратором - двояковыпуклая линза, с помощью которой можно было собрать энергетический пучок, из простых лучей солнца. Но, как правило, дальше ничего не продвигалось. Если бы нам было бы известно раньше, что можно собрать большое количество солнечных лучей в один пучок, другим способом и вероятнее всего более эффективным, чем маленькими линзами. Давай те разберемся, как это работает и как это делается. Если говорить о солнечном излучении, то нужно себе представлять, как оно направлено по отношению к Земле и сколько его попадает на единицу площади. Всё это уже примерно рассчитано в ватах и метрах. Всем известно уже довольно давно, что чем выше солнце над горизонтом, тем больше энергии проникает.
Итак, основная задача любого солнечного концентратора - собрать излучение солнца в единый энергетический пучок. А воспользоваться этой энергией можно различными путями. Можно даровой энергией нагревать воду, но только в таких количествах, сколько сможет используемый концентратор для этого дела.
Также, можно использовать их для дополнительного освещения солнечных батарей. А можно использовать в качестве внешнего источника тепла для двигателей Стирлинга.
Параболический концентратор обеспечивает в фокусе температуру около 300°С - 400°С. Если в фокусе такого сравнительно небольшого зеркала поместить, например, подставку для чайника, сковороды, то получится солнечная печь, на которой очень быстро можно приготовить пищу, вскипятить воду. Помещенный в фокусе нагреватель с теплоносителем позволит достаточно быстро нагревать даже проточную воду, которую можно будет использовать в хозяйственно-бытовых нуждах.
Основная задача солнечного концентратора - сфокусировать солнечные лучи на емкости с теплоносителем. Методы концентрации бывают разными:
параболоцилиндрические концентраторы,
параболические зеркала, или гелиоцентрические установки башенного типа.
В одних концентраторах излучение солнца фокусируется вдоль фокальной линии, в других - в фокусной точке.
Если солнечное излучение отражается с большой поверхности на более маленькую, то достигается большая температура, на маленькой поверхности, теплоноситель поглощает тепло, из-за продвижения по приемнику. Система же состоит из аккумулирующей части и системы передачи энергии.
Сильно повлиять на эффективность концентраторов могут погодные условия, а точнее облачность, средние порывы ветра, поскольку фокусируется лишь прямое солнечное излучение. Именно по этой причине такие системы достигают самого высокого КПД в регионах как : в пустынях, в районе экватора. Но, что можно принять для повышения эффективности? Для её повышения и использования солнечного излучения,
концентраторы оснащаются специальными трекерами, это следящие системы, способные обеспечивать максимально точную ориентацию концентраторов в направлении солнца.
На самом деле стоимость солнечных концентраторов высока, а следящие системы требуют периодического обслуживания, что тоже требует немалых затрат, их применение в основном ограничено промышленными системами генерации электроэнергии.
Такая установка помогает работе аккумулирующих систем, а именно обеспечивает снижение себестоимости получаемого электричества. При этом генерация будет происходить круглосуточно.
Применение солнечной энергии на сегодняшний день очень высоко. С каждым днем данный вид технологии охватывает все больше сфер жизнедеятельности людей. Сегодня можно увидеть применение солнечной энергии почти во всех уголках земли, и практически в любом городе. Солнечная энергия используется, для освещения улиц и парков, для отопления, для энергообеспечения больших аграрных комплексов.
Совсем недавно крупная компания Solartron Energy Systems Inc. в стране Канада, разработала солнечный концентратор, универсальный, мощный, эффективный из солнечных параболических концентраторов. На сегодня он является одним из самых экономичных солнечных параболических концентраторов (CSP - Concentrated Solar Power). Его диаметр составляет 7 метров. Одна из его особенностей, он служит как для обычных домовладельцев, так и для промышленного использования.
По оценке самого производителя, солнечный концентратор SolarBeam 7M превосходит другие типы солнечных устройств таких как: плоских солнечных коллекторов, вакуумных коллекторов, солнечных концентраторов типа «желоб».
Способность концентратора отслеживать движение солнца в 2-х плоскостях, позволяет системе собирать максимальную энергию с рассвета до заката солнца. Независимо от сезона или места использования, SolarBeam поддерживает точность наведения на солнце до 0,1 градуса.


Самое большое количество ФЭП было в Германии, на втором месте Испания, и на третьем Китай. Стоимость электроэнергии от ФЭП, по данным 25 стран колеблется от 10 до 30 центов США за киловатт/час.
Не так давно, на Гавайях построили комбинированную установку мощностью 225 кВт. Стоимость проекта составила - около 2 млн. долларов. Днем она получает энергию от Солнца, а ночью - от ветротурбин. Что интересно, перерывы в производстве электроэнергии в данном случае не страшны, т.к. установка предназначена для привода насосов, накачивающих воду в резервуары в огромной скотоводческой ферме. 5 ветротурбин и СЭС производят примерно 80% мощности, необходимой для обеспечения водой скота на ферме. Стоимость установленной системы получается огромной, но, это вполне оправдывается, нет почти никаких эксплуатационных расходов.
Получение электроэнергии от солнечных батарей обходиться примерно в 5 раз дороже, чем обычное традиционное производство на электростанциях.