Солнечная энергетическая установка

Солнечная энергетическая установка

Реферат

 

Изобретение относится к технике использования солнечной энергии и может найти применение в солнечных энергетических установках с концентраторами солнечного излучения для параллельной работы с источниками тепла для бытовых и технологических целей, а также для самостоятельной работы, в особенности для совместной работы с установками для опреснения соленой воды. Сущность изобретения заключается в том, что в солнечной энергетической установке, содержащей полуцилиндрические концентраторы солнечного излучения, теплоизолированные сверху и с боков трубчатые котлы, опоры, монорельсы, программный привод, согласно изобретению концентраторы и монорельсы расположены во взаимно перпендикулярных направлениях, преимущественно в направлении "север-юг" - концентраторы, "запад-восток" - монорельсы, монорельсы установлены на верху опор, высота опор выбрана примерно равной радиусу полуцилиндров, трубчатые котлы с помощью устройств качения размещены на верху монорельсов, выполнены с длиной, несколько превышающей длину концентраторов в стороны обоих торцов, смещены в направлении к северу в северном полушарии, к югу в южном полушарии, расположены между собой на расстояниях, равных ширине концентраторов, объединены трубами горячей и холодной воды, а вся жесткая система трубчатых котлов и объединяющих труб с помощью тросов движения в прямом и обратном направлениях соединена с программным приводом. Изобретение должно обеспечить максимально возможное использование солнечного тепла. 3 ил.

Изобретение относится к области солнечных энергетических установок с концентраторами солнечного излучения и может быть использовано в отраслях, где требуется низкотемпературная тепловая энергия. Установка может работать параллельно с источниками тепла для бытовых и технологических целей, обеспечивая уменьшение расходования энергоносителей. Такими источниками являются котельные, бойлерные, бани, прачечные, источники химических и консервных комбинатов, установки для подогрева воздуха, газа и т.д. Днем в теплое время года при солнечной погоде часть тепловой нагрузки или всю нагрузку берет на себя предлагаемая установка, в остальное время - основной производитель тепла.

Но особо привлекательной установка становится при совместной работе ее с установками для опреснения морской воды. Это связано с тем, что аккумулирование произведенной тепловой энергии и энергии другого вида является трудной проблемой, в то время как аккумулирование пресной воды, необходимое из-за периодичности работы предлагаемой установки, требует лишь дополнительных емкостей на время вынужденного простоя предлагаемой установки. В случае же недостатка емкостей или необходимости более полной загрузки опреснительной установки может также использоваться традиционный источник тепла.

Известны солнечные энергетические установки с концентрирующими системами (см. "Бюллетень изобретений" N 26 от 15.07.84. заявка N 4379331/ 24-06. Р.Р. Апариси, Д.И. Тепляков, В.Г. Ханцис, "Солнечная электростанция" F 24 J 3/02: "Бюллетень изобретений" N 26 от 20.09.95, заявка N 9302611 3/06. Тверьянович Э.В. "Солнечная установка". F 24 J 2/18).

Из известных установок наиболее близкой по технологической сущности является солнечная электростанция по заявке N 3479331/24-06, принятая за прототип. Электростанция имеет сферической формы гелиоконцентратор с центральным отверстием и ориентированный продольной осью в центр кривизны последнего подвижный приемник солнечного излучения, закрепленный с помощью механизма перемещения на проходящей через центральное отверстие опоре. Гелиоконцентратор выполнен составным в виде длиннофокусных кольцевых полос, механизм перемещения - в виде установленного с возможностью вращения на опоре радиального к ней моста с перемещающейся вдоль последнего тележкой, а приемник солнечного излучения снабжен электрически соединенным с механизмом перемещения солнечным датчиком и шарнирно закреплен на тележке.

Недостатком данного устройства является сложность технического решения, которая ведет к перерасходу финансовых средств при строительстве и эксплуатации. Здесь требуется индивидуальное управление каждым устройством, а их в серьезной системе может быть несколько сотен и даже тысяч. Кроме того, сложным является узел подвижного соединения каждого устройства с потребителем энергии.

Известная солнечная установка по заявке N 9302611 3/06 содержит ориентируемую на солнце концентрирующую солнечное излучение систему, имеющую первичные концентраторы, фокусирующие излучение в точечные фокусы, и вторичные отражатели, имеющие общие фокусы с первичными концентраторами, выполненные в виде тел вращения вокруг их осей симметрии и направляющие излучение на общий приемник. Первичные концентраторы выполнены с возможностью синхронного поворота вокруг своих фокусов, а вторичные отражатели установлены неподвижно, выполнены в виде параболоидов или гиперболоидов, оси симметрии которых направлены на приемник.

Недостатком данной заявки является необходимость поворота концентраторов. Это громоздкие устройства, а поскольку они вращаемые, предъявляются повышенные требования к их прочности, что ведет к перерасходу материала. Главный же их недостаток - высокая парусность. Это также предъявляет особые требования к прочности конструкции. Повышенные затраты на одну солнечную установку могут быть оправданы, если она способна производить пар с техническими параметрами для электроэнергетики (500-550^oС) или тепло для высокотемпературной теплоэнергетики (выше 1000^oС), для низкотемпературной же теплоэнергетики затраты должны быть минимальными.

Устройство, принятое за прототип, имеет необычный концентратор - концентрически расположенные участки сфер. Но необычность не означает простоту. Для низкотемпературной теплоэнергетики, если в этом устройстве вместо солнечных батарей использованы котлы, концентраторы и устройство в целом излишне усложнены. Аналог же, имеющий громоздкие подвижные концентраторы с большой парусностью, экономически просто неконкурентоспособен с предлагаемой установкой.

Предложена солнечная энергетическая установка, содержащая полуцилиндрические концентраторы солнечного излучения, теплоизолированные сверху и с боков трубчатые котлы, опоры, монорельсы, программный привод, отличающаяся тем, что концентраторы и монорельсы расположены во взаимно перпендикулярных направлениях, преимущественно в направлении "север-юг" - концентраторы, "запад-восток" - монорельсы, монорельсы установлены на верху опор, высота опор выбрана примерно равной радиусу полуцилиндров, трубчатые котлы с помощью устройств качения размещены на верху монорельсов, выполнены с длиной, несколько превышающей длину концентраторов в стороны обоих торцов, смещены в направлении к северу в северном полушарии, к югу - в южном полушарии, расположены между собой на расстояниях, равных ширине концентраторов, объединены трубами горячей и холодной воды, а вся жесткая система трубчатых котлов и объединяющих труб с помощью тросов движения в прямом и обратном направлениях соединена с программным приводом.

Предлагаемая установка позволяет затрачивать на низкотемпературную теплоэнергетику, продукция которой (горячая вода и пар с низкими параметрами) требуется в широких масштабах, минимально возможное количество средств и материалов. Концентратор выбран с одномерной концентрацией (круговой полуцилиндр), с коэффициентом концентрации 100-120, а этого вполне достаточно для производства пара с низкими параметрами. Круговой полуцилиндр, главное же, позволяет осуществлять концентрацию, оставаясь неподвижным при движении солнца, что существенно его удешевляет и лает возможность располагать горизонтально на земле, чем создается минимальная парусность. Приемником энергии является трубчатый котел, а при любых котлах требуются объединяющие их трубы, так что затраты на систему "котлы-трубы" даже больше, чем на трубчатые котлы. Объединяющие трубы горячей и холодной воды требуются в предлагаемой установке в минимальном количестве, а вся система труб и трубчатых котлов, поднятая на высоту опор, имеет небольшую парусность. Наконец, выбранные типы концентраторов и котлов, жестко объединенных трубами, позволяют использовать лишь одномерное перемещение приемников энергии и один программный привод для всей системы установок в целом, а не индивидуальный привод для каждого концентратора и котла.

Для пояснения предлагаемой солнечной энергетической установки приведены чертежи: Фиг.1 - экспериментальная установка для снятия характеристик "отраженный сигнал в горизонтальной плоскости, проходящей через центр кривизны кругового цилиндра". На установке использованы следующие обозначения: H - высота характеристики в этой плоскости; L/2 - половина длины характеристики, например, за время с 12.00 до 16.30; В - расстояние возможного захода характеристики на юг за точку отражения (фиг.2a) при работе в ранние утренние и поздние вечерние часы; R - радиус кругового полуцилиндра; N-S - направление линии "север-юг".

Фиг.2а - характеристики отраженного сигнала для точек а и в, расположенных на линии "север-юг": 21 - характеристика, снятая в районе 21 июня; 22 - характеристика, снятая в районе 21 сентября.

Все фиг.2 - вид снизу.

Фиг.2б - характеристика отраженного сигнала для точек а и б, расположенных на линии "запад-восток", снятая в районе 21 июня.

Фиг.2в - характеристика для трех параллельных линий aв, cd, ef, снятая в районе 21 июня.

Фиг. 3 - чертеж солнечной энергетической установки в аксонометрической проекции.

Цифрами на фиг.3 обозначены: 1 - полуцилиндрические концентраторы; 2 - трубчатые котлы, теплоизолированные сверху и с боков; 3 - теплоизолированная со всех сторон труба, объединяющая трубчатые котлы с холодной стороны; 4 - теплоизолированная со всех сторон труба, объединяющая трубчатые котлы с горячей стороны; 5 - гайки регулирования положения трубчатых котлов; 6 - опоры; 7 - монорельсы; 8 - межконцентраторные дороги; 9 - гибкий трубопровод; 10 - приемник тепла (опреснитель соленой воды); 11 - тросы перемещения трубчатых котлов; 12 - редуктор; 13 - электродвигатель; 14 - программное устройство.

В случае, если приемником тепла является опреснительная установка, работающая по методу дистилляции, указаны ее входы и выходы: 15 - вход теплообменника опреснительной установки, по которому поступает пароводяная смесь из "горячей" трубы солнечной энергетической установки; 16 - выход теплообменника, соединенный с помощью насоса с "холодной" трубой солнечной энергетической установки; 17 - вход соленой воды; 18 - выход опресненной воды; 19 - выход рассола.

Прежде чем описывать чертеж фиг.3 предлагаемой установки, опишем основополагающий, хотя и простой эксперимент фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 изображена горизонтальная плоскость, поднятая над землей на опорах, причем высота экспериментальных опор R выбрана равной радиусу полуцилиндрических концентраторов. Экспериментальная установка построена в реальном масштабе, поэтому состоит из двух прямоугольников, соприкасающихся углами, поскольку предположительно был известен ход ожидаемых характеристик. На прямоугольники снизу прикалывается бумага и через каждые 15 минут на бумаге ставится точка в том месте, где находится "зайчик" солнечного отражения, полученный от маленького зеркала, расположенного на земле. Зеркало всегда должно лежать горизонтально, поэтому оно находится на кусочке пенопласта, плавающего в сосуде с водой.

Реальные величины R - от 125 см до 200 см. Исходя из чего они выбраны.

На расстоянии R от земли будут находиться трубчатые котлы, катящиеся по монорельсам, которые размещены на верху опор. Всю эту систему необходимо монтировать и так или иначе обслуживать при эксплуатации. R=200 см - это уже выше среднего человеческого роста, люди должны работать с поднятыми руками или на подставках. На высоте 200 см работать еще можно выше же систему поднимать уже не стоит, за этим следует перерасход средств.

Оценим размер полуцилиндра при R= 200 см, так называемую "апертуру". Строго говоря, апертура - это площадь отражателя, но вторая составляющая площади - длина полуцилиндра - учитывается легко. На самом деле настоящие полуцилиндры, у которых "апертура" 2R=400 см (это же целых 4 м), использовать не стоит по целому ряду соображений. Правильнее используемые геометрические поверхности называть как-нибудь "третьцилиндрами" или еще сложнее с высотой, не кратной диаметру цилиндра, но название "полуцилиндр" прижилось. Оценим "апертуру" "полуцилиндра" с высотой 30 см, а не 200 см, но с радиусом цилиндра R=200 см. Из простых геометрических соображений ширина "полуцилиндра" (апертура) равна примерно 210 см. Это вполне убедительная ширина отражателя, тем более, что можно выбрать высоту и несколько больше 30 см. Так что R=200 см - это действительно предельный размер, можно выбрать его и поменьше.

Почему эксперимент проводился с маленьким горизонтальным зеркальцем, а не с "полуцилиндром" как таковым. Потому что это зеркальце является элементом ансамбля таких зеркал, расположенных на окружности "полуцилиндра". Все "зайчики" от всего ансамбля соберутся на горизонтальной плоскости, проходящей через центр кривизны цилиндра, там, где находится "зайчик" от горизонтального зеркала. Не будет только коэффициента концентрации при одном элементе, а он при эксперименте и не требуется.

Эксперимент проводился при расположении якобы "трубчатого котла" на линии N-S ("cевер-юг"), что совершенно не обязательно, но удобно. Получены высота характеристики Н при 9-12-часовом рабочем дне (зависит от месяца), половина ширины L/2, и заход характеристики за линию "запад-восток" при длинном дне" (в районе 21 июня) L/2 - это потому, что характеристика симметричная и тратить на нее 12 часов нет необходимости, достаточно 6 от полудня до вечера.

Следует обратить внимание, что, так как в средних широтах солнце не бывает в зените, отраженный сигнал на горизонтальной плоскости всегда несколько смещен к северу от точки отражения, 21 июня меньше, 21 сентября больше. Это влечет за собой смещение трубчатого котла к северу по оси полуцилиндрического концентратора. В этом случае линия концентрации энергии отражателем будет в максимальной степени находиться на линии трубчатого котла, минимальными будут пустые, не освещенные линией энергии участки трубчатого котла. Это относится к северному полушарию, в южном полушарии точно такое смещение должно быть к югу, на экваторе смещение равно нулю.

На фиг.2а приведены кривые от двух зеркал а и в, расположенных на линии N-S: 21 - кривые, полученные в районе 21 июня (строго 21 июня или в другой день эксперимент может не получиться из-за пасмурной погоды): 22 - кривые, полученные в районе 21 сентября, R=150 см. Кривые 21 расположены ближе к отражающим точкам а и в, чем кривые 22, что естественно из-за более высокого расположения солнца. Видно, что все линии а и в перемещаются параллельно самим себе. На кривой 22 приведены высота Н=140 см и ширина L=500 см. Такая величина L говорит о том, что трубчатый котел на протяжении рабочего дня должен перемещаться на 5 м, а если он расположен на линии N-S, движение должно быть однонаправленным. На кривой 21 указан возможный заход точки а в точку а₇ за линию "запад-восток" в районе 21 июня (0,5 м). Размеры Н и В говорят о том, что трубчатый котел должен быть длиннее полуцилиндрического концентратора с северного торца на величину Н, с южного на величину В. Котел при этом должен быть смещен на север от положения концентратора.

На фиг. 2б приведены кривые, прочерченные точками а и б, расположенными на линии "запад-вocток", 21 июня. Анализ кривых говорит о том, что движение трубчатого котла в этом случае должно быть двунаправленным: с юга на север до полудня и с севера на юг после полудня. Кривые в другие дни ничего нового не добавляют. Однонаправленное движение предпочтительнее, нет коммутации двигателя в течение рабочего времени. Возврат трубчатого котла в исходное положение производится до работы или после работы.

Если есть возможность, трубчатые котлы лучше располагать по линии N-S. Однако это может не получиться из-за условий рельефа рабочей площади, где расположена солнечная установка, или из-за конфигурации этой площади. Большой беды не будет, допустимо расположение котлов на линиях "запад-восток" либо в любом промежуточном положении. Это должно быть лишь учтено в программном устройстве, которое управляет движением котлов. При промежуточном положении движение должно быть более сложным, но это не отразится даже на объеме запоминающего устройства программатора.

Заполнение запоминающего устройства лучше производить экспериментально на месте расположения установки, так как снимались кривые фиг.2а и 2б. Тогда не будет никаких сомнений в истинности результата. Однако это предполагает ежедневное снятие характеристик в течение сезона, что довольно трудоемко.

Характеристики, снятые в соседние дни, отстоят одна от другой примерно на 2-3 см, что соизмеримо с шириной трубчатого котла. Для управления движением трубчатых котлов необходима информация именно за данное число месяца. Хотя возможна в какой-то степени корректировка характеристик с помощью компьютера при переходе к характеристике соседнего дня. Это относится к вопросу совершенствования программы управления солнечной энергетической установкой.

Возможен также чисто аналитический расчет характеристик на компьютере и заполнение с компьютера запоминающего устройства, при этом должна быть учтена географическая широта площадки, а также долгота, потому что полдень, например, наступает на разной долготе в разное время.

На фиг.2в приведены кривые, прочерченные тремя параллельными линиями ав, сd, еf, расположенными на линиях N-S. Получен интересный результат, не всегда сразу понятный при умозрительном рассмотрении процесса: линии отражения находятся на одинаковом расстоянии друг от друга в полдень, утром и вечером. Это дает возможность управлять движением всех трубчатых котлов от одного двигателя, а также возможность жестко связать их между собой и перемещать всю систему котлов как единое целое. За этим стоит экономия средств.

Предложенная солнечная энергетическая установка (фиг.3) осуществляется следующим образом.

На горизонтальной поверхности расположены полуцилиндрические концентраторы солнечной энергии 1. Число их в одном блоке выбрано произвольно, в дальнейшем это число будет уточняться в соответствии с практическими обстоятельствами. Концентраторы своими осями расположена на фиг.3 по линии N-S ("север-юг"), но возможно другое направление.

Ширина одного концентратора находится в пределах 200-250 см и также будет уточняться. Концентраторы вырезаны из цилиндров радиусом 150-200 см, высота концентраторов 30-40 см.

Длина концентраторов лежит в пределах от 10 до 30 м и определяется главным образом трубчатыми котлами. Если можно будет использовать концентраторы и котлы еще большей длины (50 м, 100 м), это будет выгодно.

Концентраторы могут быть углублены в землю или совсем не углублены, могут быть расположены на подставках и иметь некоторую возможность поворота для регулировки. Все возможности выбираются, исходя из практических удобств.

Если солнечная энергетическая установка расположена на большой площади, например 1 гектар, трудно себе представить, что эту площадь можно нивелировать и сделать идеально горизонтальной. Да и дорого это, а главное, в этом нет особой необходимости. Полуцилиндры укладываются часть с заглублением, другая часть без заглубления, третья часть на подставках. Поле полуцилиндров расположено в результате горизонтально.

На фиг.3 концентраторы объединены попарно и между парами оставлены тропинки 8 для обслуживающего персонала.

На краях четных концентраторов на фиг.3 установлены опоры 6. На самом деле количество опор также будет выбираться, исходя из практических соображений, чем меньше опор, тем меньше затраты.

На опорах сверху по линии "запад-восток" расположены монорельсы 7. Концы монорельсов загнуты вверх. Длина монорельсов равна общей ширине блока концентраторов плюс несколько метров (2,5-3,0 м), на которые монорельсы выходят за пределы ширины блока концентраторов, т.е. общая длина монорельсов фиг.3 20-25 м. Снизу монорельсы теплоизолированы, так как находятся в контакте с линией энергии.

По монорельсам сверху передвигаются трубчатые котлы 2, установленные на устройства качения, которые на фиг.3 не видны. Длина трубчатых котлов равна длине концентраторов плюс размер Н с северного торца (примерно 1,5 м) и размер В с южного торца (0,5 м), указанные на фиг.2а. Трубчатые котлы проходят над осями концентраторов в полдень, находятся на западе на расстоянии L/2 от соответствующей оси утром и на таком же расстоянии на востоке вечером (на фиг. 2а это 2,5 м). Расстояния между трубчатыми котлами одинаковые и равны расстояниям между осями концентраторов. Торцы трубчатых котлов жестко объединены с северной стороны с помощью трубы холодной воды 3, с южной стороны с помощью трубы горячей воды 4. Не будет ошибки, если эти трубы поменять местами. Обе трубы состоят из отдельных отрезков, которые соединены с трубчатыми котлами с помощью регулировочные гаек 5. На каждый трубчатый котел приходится по 4 регулировочные гайки, по 2 с каждого торца. Одновременный поворот четырех регулировочных гаек (2 человека) перемещает котел параллельно оси концентратора, меняя его расстояния до соседних котлов, медленный поворот двух гаек несколько регулирует направление вдоль оси N-S. Так осуществляется регулировка положения котлов по отношению к осям концентраторов с целью совмещения линии котла с линией сконцентрированного излучения. Общая высота, на которую подняты трубчатые котлы (высота опор плюс высота монорельсов плюс высота устройств качения), равна радиусу полуцилиндров R концентраторов 1. Плоскость, в которой движутся трубчатые котлы, является горизонтальной и проходит через центры кривизны всех полуцилиндров 1.

Концентраторы 1 изготовлены из пластмассы и собраны из отдельных отрезков, между которыми оставлены зазоры для стока дождевой воды. Сверху на пластмассу наклеена алюминиевая фольга.

Важно еще раз отметить, что громоздкие концентраторы после размещения и регулировки находятся в неподвижном состоянии. В связи с этим требования к их прочности и, соответственно, расход пластмассы минимальные. Пластмасса же или любой другой материал является главной статьей расхода при сооружении солнечных энергетических установок.

Трубчатые котлы 2 представляют из себя трубы диаметром 2-3 см, сверху и с боков закрытые кожухом, снаружи покрытым теплоизолирующим слоем. Поступление тепловой энергии в них осуществляется снизу в полдень и под углом примерно 45-50^o утром и вечером. Теплоизоляция сверху и частично с боков препятствует рассеянию тепла.

Трубчатые котлы смещены к северу по отношению к концентраторам. В принципе это смещение можно время от времени регулировать, 21 июня оно минимальное, осенью максимальное. Для этого трубчатые котлы крепятся на устройствах качения не на сварке, а с помощью разъемных соединений и время от времени вручную перемещаются по линии N-S. Однако такое перемещение за сезон может быть не более расстояния от точки а₂ до точки а₅ фиг.2а (1,5 м). Если длина котла 30 м, а тем более 50 м, 100 м, им можно пренебречь. Холостая, не освещаемая линией энергии часть котла в этом случае существенно ни на что не влияет. Котлы должны быть просто на 1,5 м длиннее.

Трубы холодной 3 и горячей 4 воды теплоизолированы полностью, оставлена лишь возможность доступа к регулировочным гайкам 5.

Отбор тепловой энергии у солнечной установки осуществляется с выхода трубы горячей воды 4. В связи с тем что эта труба движется вместе с системой трубчатых котлов, связь ее с неподвижным потребителем тепла 10 осуществляется на фиг.3 с помощью гибкой трубы 9. Возможны другие варианты такой связи.

Следует заметить, что отработанная и охлажденная у потребителя вода с помощью насоса вновь закачивается на вход холодной трубы установки, причем вода не обязательно должна быть совсем холодной, она может сохранять температуру выше окружающей температуры. Желательно, чтобы в системе циркулировала одна и та же вода и желательно, чтобы она была дистиллированной.

Перемещение системы трубчатых котлов 2 и труб 3 и 4 по монорельсам 7 осуществляется с помощью программного устройства 14. На современном уровне такое устройство может иметь размер и стоимость карманного приемника или плейера. От программного устройства работает исполнительный двигатель 13.

В связи с тем что скорость движения трубчатых котлов очень маленькая (5 м за 8 часов), предусмотрен редуктор 12, который наматывает и сматывает начало и конец троса 1la и 11б. Трос перемещает систему котлов в прямом и обратном направлениях.

На фиг. 3 показано крепление только троса 11а и показано условно, с помощью кольца за крайнюю трубу. Конструкция узла крепления может быть другой, она не является принципиальной. Тросы имеют резьбовые регуляторы длины для настройки системы.

Работает предлагаемая солнечная энергетическая установка следующим образом.

Оператор устанавливает на программном устройстве 14 истинное время, а программный привод перемещает жесткую систему трубчатых котлов 2 и труб 3 и 4 в нужную точку, соответствующую этому времени, в пределах 5 м. Оператор должен убедиться, что все линии сконцентрированной солнечной энергии поступают на входы соответствующих трубчатых котлов, после чего он нажимает кнопку "Пуск". Пошли часы, с запада на восток, так движется отраженный сигнал, начали двигаться трубчатые котлы, работа началась.

На фиг.3 представлена картина, на которой трубчатые котлы находятся почти в крайнем положении на востоке, т.е. в конце длинного рабочего дня в районе 21 июня.

Если погода в этот момент пасмурная, все равно нажимается кнопка "Пуск". Уточнение совпадения линий энергии и осей котлов в этом случае производится при появлении солнца.

В случае несовпадения линий производится необходимая регулировка положений соответствующих трубчатых котлов или концентраторов.

Задачей оператора является также необходимость согласовывать количество воды, циркулирующей в системе, с количеством энергии, поступающей на входы котлов, ориентируясь на температуру воды на выходе трубы 4. Эту задачу может взять на себя автоматика, на фиг.3 это не отображено.

В качестве примера конкретного исполнения солнечной энергетической установки можно рассмотреть гектар площади, занятый такой установкой в условиях России (Московская область), с экономической точки зрения.

Для такой установки требуются: пластмасса для концентраторов (10 т) - 5000$, алюминиевая фольга (1 т) - 1500$, опоры (100 шт.) - 1000$, монорельсы (2 т) - 1000$, трубы (5 км) - 3000$, сталь для кожуха теплоизоляторов (2 т) - 1000$, теплоизолятор - 1000$, устройства качения - 500$, программное устройство, исполнительные двигатели, редукторы, трос - 3000$, насос - 1000$.

Всего 18000$.

Будем считать, что и неучтенные расходы (монтаж, эксплуатация и т.д.) также 18000$. Итого 36000$.

По некоторым подсчетам гектар Подмосковной территории способен производить тепла на 30000$ в год.

Дешевая установка фиг.3 и в условиях холодной России (110 Вт/м²) будет окупаться очень быстро.

В условиях же жаркого климата между 35^o с. ш. и 35^o ю. ш., когда до земной поверхности доходит 600 Вт/м² тепловой мощности, установка может быть даже эффективным средством наступления на пустыни при опреснении воды.

Особенно перспективна установка при работе с опреснительной установкой 10 фиг. 3 для снабжения водой крупных городов. Желательно, чтобы эти города находились недалеко от моря и пустыни. В качестве примера можно назвать Лос-Анджелес, Лонг-Бич, Сан-Диего и др., США: Тель-Авив, Израиль: Перт, Австралия. И даже нефтедобывающие Эль-Кувейт, Кувейт, Даммам и др., Саудовская Аравия и т. д. Там живут платежеспособные потребители дефицитной пресной воды, а значит, и тепловой энергии предлагаемой установки.

Формула изобретения

Солнечная энергетическая установка, содержащая полуцилиндрические концентраторы солнечного излучения, теплоизолированные сверху и с боков трубчатые котлы, опоры, монорельсы, программный привод, отличающаяся тем, что концентраторы и монорельсы расположены во взаимно перпендикулярных направлениях, преимущественно в направлении "север-юг" - концентраторы, "запад-восток" - монорельсы, монорельсы установлены на верху опор, высота опор выбрана примерно равной радиусу полуцилиндров, трубчатые котлы с помощью устройств качения размещены на верху монорельсов, выполнены с длиной, несколько превышающей длину концентраторов в стороны обоих торцов, смещены в направлении к северу в северном полушарии, к югу в южном полушарии, расположены между собой на расстояниях, равных ширине концентраторов, объединены трубами горячей и холодной воды, а вся жесткая система трубчатых котлов и объединяющих труб с помощью тросов движения в прямом и обратном направлениях соединена с программным приводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3