Солнцеулавливающее ограждение зданий (рис. 3.13) состоит из однотипных поворотных пространственных элементов 1, верхняя плоскость которых заполнена оптическим концентратором 2 ЛЛФ. Собирание солнечной энергии осуществляют теплоприёмником 3 с теплоизоляцией 4, который совмещён с осью 5 вращения, располо­женной на нижней плоскости поворотных однотипных пространст­венных элементов 1. Фиксация положения последних в зависимости от положения солнца и обеспечение герметизации солнцеулавли­вающего ограждения осуществляют в плоскости контактной по­верхности 6.

Подвижность поворотных однотипных пространственных элементов 1 обеспечивает зенитальное слежение элементами солн­цеулавливающего ограждения за сезонным положением солнца (ле­то, зима, осень, весна). Контакт между модулями обеспечивается формой поперечного сечения (сектор круга) и положением оси 5 вращения. Форма поперечного сечения, представляющего собой сектор круга, и расположение оси 5 вращения на нижней плоскости поворотных однотипных пространственных элементов 1 на равно­удалённом расстоянии от вершин секторов обеспечивает постоян­ный контакт дуги окружности с вершиной прилегающего сектора при синхронном повороте элементов относительно осей вращения 5. 84

Верхние плоскости поворотных однотипных пространствен­ных элементов 1, обращённые к солнцу, заполнены оптическими концентраторами, например прозрачным плоским покрытием с лин­зами Френеля. Собирание солнечной энергии осуществляют тепло — приёмником 3, совмещённым с осью 5 вращения, расположенной на. заданном (фокальном) расстоянии от плоскости оптического кон­центратора 2.

Следует учитывать, что при продольных дефокусировках ЛЛФ не работают как параболоцилиндры, которые сохраняют фо­кальное пятно на фокальной линии, тем самым сохраняя концентра­цию излучения. Фокальное пятно у ЛЛФ при угловых дефокусиров­ках размывается (см. раздел 3.1), увеличивается в поперечном раз­мере, и излучение будет проходить мимо приёмника, но в пределах углов ±25° продольной дефокусировки согласно экспериментальным результатам на рис. 3.10 приемник работает удовлетворительно, те­ряя 10% мощности. Для некоторых задач выход части излучения за пределы приёмника оказывается полезным, например в условиях теплиц, когда большая часть излучения будет попадать на приёмник, а меньшая освещать теплицу, уменьшая её перегрев.

Выводы по главе 3

Проведен анализ работы линейных линз Френеля в условиях угло­вых дефокусировок. Теоретически показано формирование каустики, не лежащей в главной фокальной плоскости.

Экспериментально изучены оптико-энергетические характеристики стеклянных линейных линз размером 700 х 2000 мм, показано, что линзы могут эксплуатироваться при одноосном слежении за солнцем при эквато­риальной схеме слежения.

Изучены характеристики ЛЛФ при эксплуатации в качестве стацио­нарного концентратора.

Предложен и экспериментально изучен тепловой модуль с ЛЛФ на основе использования гиперболического отражателя, что позволяет умень­шить толщину модуля в 5 раз и увеличить концентрацию излучения на при­ёмнике.

Предложен фотоэлектрический модуль с использованием ЛЛФ и ус­реднённой плотностью облучения двухсторонних солнечных элементов в фокальной плоскости. На основе данных модулей была изготовлена экс­периментальная установка установленной мощностью 260 Вт.