Проектирование бюджетного концентратора

Уважаемые форумчане! Хочу спроектировать, а затем построить солнечный коллектор. Начну с Т. З. Он должен быть не дорог и с минимумом обслуживания. Что хочу - получить тепло когда его мало. Надо быть реалистом и примерно после 20 ноября (при условии наличия Солнца) закончить прием тепла. Ну а начинать получение тепла примерно с середины августа. Таким образом очерчивается ход Солнца по вертикальной оси. По моим прикидкам это будет от 10 до 35 градусов. (Регион: Московская область). После многократных попыток при помощи двух неподвижных плоских зеркал сконцентрировать всю солнечную энергию попавшую в концентратор, получается система из двух зеркал как раз с углами в 10 и 35 градусов. Это дает возможность сконцентрировать всю энергию попавшую в концентратор на собственно коллектор чуть больше чем в 2 раза. Другие углы раскрыва зеркал концентратора приводят к более худшим результатам. Перед изготовлением макета хотелось бы выслушать конструктивные мнения форумчан.

 

@nurzigan, пока понятно только, когда будем концентрировать и какие вертикальные углы. Непонятно на чем будем концентрировать, что будем греть, какие размеры концентратора? Бюджетность относится только к концентратору или к СК полностью? Материал, форма отражателя уже известны? Небольшой рисунок уменьшил бы количество вопросов, а пока не совсем ясно, что будем обсуждать.

 

Все в стадии осмысления. Сейчас попробую представить рисунок.

 

Теперь пояснения по рисункам. На обоих изображен концентратор состоящий из двух зеркал. Одно под углом 10 градусов к горизонту, второе 35. На верхнем рисунке показан путь луча с углом падения 35 градусов к горизонту, на нижнем - путь луча с углом падения 10 градусов. Рассмотрены. так сказать, только крайние точки. Из рисунков видно, что за счет переотражения лучи разворачиваются и выходят из концентратора. Место расположения коллектора, где все лучи с углами падения от 10 до 35 градусов не переотразятся, а попадут на коллектор показана вертикальной полоской между рисунками (размерность примерно соблюдена). Из этого видно, что соотношение между "раскрывом" концентратора и предполагаемым коллектором составляет примерно 2 к 1, что по моему предположению позволит увеличить интенсивность облучения коллектора при низком стоянии Солнца. Кстати, и по вертикальным углам вопрос: может практики подкорректируют углы расположения зеркал?

 

Nurzigan, почитайте форум, в рядом лежащих темах люди многое обсудили и многое уже сделали.
Концентраторы используются для уменьшения коллектора до размера одной вакуумной трубки, и некоторые люди умудряются с нее снять тепло как с семи вакуумных трубок.
Концентрирующие поверхности отражателей всегда имеют параболическую форму, и если раньше использовались отражатели в виде спутниковых антен и паробалических целиндров, то теперь появился новый вид концентратора- сегментированные. Суть их в том. что используя зеркальные полоски металла строится паробалическая пространственная структура, более легкая, ветропрозрачная и не мение эффективная чем классическая схема концентраторов.
Использование двух прямых зеркал не соберет в фокусе в котором помещается коллектор достаточно мощное солнечное излучение, плюс будет тяжелым и хрупко-ломким.
Откройте ютуб, наберите "солнечные концентраторы", просмотрите видио, потом есть смысл поговорить о бюджетном проэкте рабочего концентратора.

 

То о чем Вы говорите должно вращаться, а это уже не дешево.
Данная конструкция предполагает установку во всю крышу.
Как видно раскрыв концентратора расположен вертикально, что предполагает обычную оконную конструкцию на входе в него.
Собственно коллектор - отдельный разговор, может кто - то предложит способ отправить весь поток на фундаментную плиту.

 

Не все должно вращатся. Параболоцилиндры устанавливаются с востока на запад и раз в несколько дней происходит коректировка по высоте Солнца.
На этом принципе построины многие работающие концентраторы собранные участниками данного форума.

 

Вы сами сказали корректировка - по моему это маленькое вращение с соответствующими элементами и затратами.
Предложенные Вами системы требуют ухода по периодической очистке, вертикальное окно вроде не часто моют.
А идеи собрать ВСЮ энергию низкорасположенного Солнца с удвоением потока неподвижным концентратором я не нашел.

 

Возможно идею максимального использования низкорасположеного Солнца никто не развивает ввиду ее бесперспективности. Сила Солнечного излучения падает рассеиваясь атмосферой, на Солнце можно смотреть незащищенными глазами...
Насчет чистки... Автор следующих сигментированных концентраторов утверждает- они самоочищаются.
Попробую вставить видио в котором можно видить как классическую схему, так и сигментарную. Обратите внимание на ослепляющие свойства сегментированных концентраторов.

 

Нужно определится с вопросом о бюджетном солнечном коллекторе. Что может быть бюджетней одной вакуумной трубки? Весь коллектор в одной детали.
Многие скажут, что нужен ящик, нужен двукамерный стеклопакет, нужен темный поглотитель, нужен утеплитель, нужны медные зачерненные трубки, нужно спаять поглотитель с зечерненной медной трубкой, и все это бюджетно?
Естественно для вакуумной трубки нужен концентратор, ибо площадь его маленькая и без концентратора не возможно снимать с нее много тепла.
Для вакуумной трубки нужен параболоцилиндрический концентратор- максимально собирающий солнечную энергию вокруг вакуумной трубки, максимально используя ее поглощающую поверхность.
Опять же, как попроще построить параболоцилиндрический концентратор, какой тип выбрать?

 

Сама идея @nurzigan, очень даже интересная и оригинальная. Немного доработать конструкцию и будет результат. Смущает сгущение в 2 раза - это мало. В качестве зеркала предлагаю тонкую полированную нержу, а не стекло, т. к. углы падения острые. Угол в хвосте закруглить. В углу же и расположим зачерненную трубу не касаясь края. Прикроем ее полоской стекла потолще 4-6 мм. перпендикулярно биссектрисе угла. Создадим таким образом "камеру сгорания". Труба потолще - меньше кривизна - пусть 3/4". Раствор угла 10 -15 диаметров. Фронтальное стекло желательно полированное, т. к. "горбатое" с проекцией в глубину... За счет компактности, зимой это важный фактор, думаю, такой СК может потягаться и с вакуумниками. @nurzigan, если не затруднит рисунок для наглядности? Подходим, пинаем рассматриваем все плюсы и минусы.

 

Все будет зависить от захвата крыльев. Ведь энергия Солнца зависит от количества квадратных метров с которых она собирается.
Где-то была схема ловушки, попробую найти и вставить.

 

Вот новый рисунок. От старого он отличается большей четкостью. Пояснения позже.

 

DС - это верхнее зеркало 35 градусов к горизонту. AВ - нижнее зеркало. СВ - вертикальное "окно". DA- собственно коллектор. OF - биссектриса угла.
Как видно из двух ранее мной представленных рисунков есть предел удаления коллектора от "окна", далее следует разворот луча обратно. На последнем рисунке представлено предельное положение концентратора.
По- этому увеличить концентрацию потока можно, по моему мнению, только уменьшив раскрыв концентратора. Например, при раскрыве в 20 градусов, а не 25 как сейчас, получим концентрацию в 2,5 раза. Но каков будет отопительный сезон?

 

Меня терзают смутные сомнения насчет представленной ловушки. Например, луч вертикально падающий в ловушку и прошедший рядом с коллектором, отразившись от стенки ловушки из нее же и выйдет не попав в коллектор. Так что ловушка где- то чего-то соберет, не спорю. Моя ловушка соберет и не отразит все попавшие на нее лучи в диапозоне 10 -35 градусов.