С точки зрения технологии изготовления готового модуля рас­сматриваемый вариант (рис. 6.2, А, левая ветвь) представляет собой наиболее простое решение. Фацеты накладываются поверх идеального профиля внутри стационарного концентратора и закрепляются на нем. Было проведено моделирование работы такого вида концентратора по методу «единичного луча» (см. раздел 1.5.2). Был исследован концен­тратор с шириной по миделю 687 мм, фокусным расстоянием f=200 мм и шириной фацеты t=50 мм, т. е., при относительной ширине фацеты t/f=0,25. Для моделирования использовался лазер и заготовка расчетного профиля стационарного концентратора из стального уголка (рис. 6.3). На внутреннюю поверхность профиля 148

-рРис. 6.3. Схема лазерных испытаний по методу «единичного луча» ,‘„г фацетного концентратора

накладывались фацеты. Луч лазера имитировал склонение Солнца 5 таким образом, чтобы получить отраженный луч от верхней, сред­ней и нижней частей каждой фацеты. В результате была получена полная картина работы каждой фацеты в отдельности и концентра­тора в целом.

Геометрический коэффициент концентрации определялся по формуле: Kr= Scos8 / s, где S/s — отношение ширины используемой поверхности концентратора к высоте приемника, а 8 — угол наклона луча к нормали горизонта.

Для идеального профиля стационарного концентратора гео­метрический коэффициент концентрации при угле луча 8= 0 равен Кг=687/200=3,44, мощность испытываемого фацетного концентрато­ра по сравнению с базовой составляет Рф= 104,2%. При углах луча 8= ± 23,5° геометрический коэффициент равен: Кг=687/200 cos24° = = 3,14, мощность концентратора снижается до Рф=95,2%.

Эксперимент показал, что:

1. При угле луча лазера 23,5° при попадании луча на левую часть профиля (или при угле луча лазера -23,5° при попадании луча

лазера на правую часть профиля) 35% площади фацет посылают лу­чи за пределы приемника, расположенного в фокальной плоскости (F=200 мм). С учетом этого, мощность фацетного концентратора при углах ± 23,5° составит Рф=76,1 % относительно базовой.

2. При угле луча лазера 23,5° при попадании луча на правую часть профиля на фацеты 6-7-10 (рис. 6.3) луч отражается 2 и более раз. Причем количество отражений тем больше, чем больше номер фацеты (так, для 10-й фацеты имеем 4 отражения). Вследствие этого часть поверхности приемника с обеих сторон испытуемого образца фацетного стационарного концентратора используется неэффективно.

В ходе исследования было применено как графическое, так и компьютерное моделирование работы фацетного стационарного концентратора. Исследования показали, что при крайних углах у прихода солнечных лучей (при у = 0 и у =2 а ) на стационарный фацетный концентратор, только 3/4 лучей попадает на приемник.

При углах солнечных лучей у >0 или у < а количество сол­нечных лучей, попадающих на приемник, увеличивается, и при не­котором угле прихода солнечных лучей геометрическая концентра-

ция фацетного концентратора становится равной геометрической концентрации идеального концентратора. Причем, чем больше ши­рина фацет, тем меньше область работы концентратора при геомет­рической концентрации, равной геометрической концентрации сплошного концентратора. При угле лучей 0°< у < 47° обе ветви па­раболы направляют лучи на приемник, расположенный между фоку­сом и концентратором.

Одним из способов избежать потери солнечного излучения в фацетном стационарном концентраторе является увеличение высоты приемника таким образом, чтобы все отраженные от фацет лучи (или их большая часть) попадали на приемник. Мощность такого фацетного стационарного концентратора повышается, но при этом уменьшается геометрическая концентрация. Например при относи­тельной ширине фацет t/f=0,25 при увеличении приемника на 34% средняя геометрическая концентрация фацетного стационарного концентратора снижается с Кг=3,3 до Кг=2,46, а при t/f=0,5 при уве­личении приемника на 70% средняя геометрическая концентрация фацетного стационарного концентратора снижается с Кг=3,3 до Кг=1,94. На рис. 6.4 изображен график зависимости геометрической концентрации фацетного концентратора от величины солнечного склонения для разных типов отражающих поверхностей.