Uticaj optičkih površinskih grešaka i grešaka praćenja na toplotni fluks zračenja paraboličnog solarnog koncentratora

Apstrakt

U ovom radu biće prikazano istraživanje grešaka praćenja solarnog paraboličnog koncentratora, kao i optičkih grešaka koje utiču na incidentni topotni fluks spiralnog toplotnog apsorbera. Prikazani solarni toplotni koncentrišući sistem se može koristiti za pripremu tople potrošne vode, proizvodnju vodene pare, u kogeneracijui, trigeneraciji itd. Visokokvalitetna sunčeva energija može se koristiti kao energetski izvor za mnoge radne operacije na temperaturama iznad 100 °C. Efikasna konverzija sunčevog zračenja u toplotu, na tim temperaturnim nivoima, zahteva korišćenje koncentrišućih prijemnika sunčeve energije. U ovom slučaju koncentrišući prijemnik suncevog zračenja je paraboličnog tipa. Absorbovani toplotni solarni fluks na površini spiralnog apsorbera odredjen je primenom Monte Carlo Ray Tracing metodologije primenom Soltrace optickog alata za predikciju fluksa zracenja. Spoljni precnik prikazanog parabolicnog solarnog konentratora je 3,8 m sa žižnom daljinom od 2,26 m. To je teorijski fokus koncentratora. Spoljni prečnik kružnog spiralnog toplotnog apsorbera je 400 mm. Reflektivnost parabolicnih krivolinisjkih segmenata je 90% dok je absorptivnost površine spiralnog toplotnog apsorbera oko 85%. Intenzitet raspodele sunceve energije sa površine sunčevog diska je modeliran primenom pillbox modela. Parametar pillbox modela ima ravnu raspodelu vidljive širine sunca - upadnog poluprihvatnog ugla od 4,65 mrad. Ovaj model je zasnovan na teoriji verovatnoće. Soltrace solver uključuje uticaj zasenčenja solarnog toplotnog apsorbera na solarni parabolicni koncentrator. Najznačajniji faktori koji utiču na distribuciju i intenzitet upadnog fluksa zračenja na površinu spiralnog apsorbera u žižnoj oblasti jesu optičke greške, površinske greške nagiba visoko reflektujućih površina, greške praćenja putanje sunca, greške spekularne refleksije, greške podešavanja reflektujućih segmenata, greške odstupanja od optičke ose, proizvodne greške itd.