Предложенные В. К. Барановым в Государственном оптиче­ском институте (г. Санкт-Петербург) параболоторические фоконы (отражающие стенки в виде поверхностей вращения) и фоклины (корытообразные стенки) относятся к зеркальным низкопотенциаль­ным концентраторам [5.1].

Отличительной особенностью этого типа концентраторов яв­ляется то, что они не создают изображения источника света и кон­центрируют весь световой поток, пришедший на поверхность входа в пределах двойного параметрического угла, на поверхности выхо­да. Таким образом фоконы (фоклины) могут концентрировать сол­нечное излучение в широком диапазоне угловых рассогласований от «прицельного положения», что уменьшает требования к точности
изготовления солнечных станций (механизмов привода, жесткости несущих конструкций, согласованности установки модулей на об­щей раме) и удешевляет их стоимость.

Принципы формообразования профиля отражающей поверх­ности парабодоторических фоконов (в дальнейшем «фоконов», в случае необходимости специфические признаки фоклинов будут оговариваться) приведены на рис. 5.1. Внеосевой участок параболы АА с осью PN и фокусом в точке F располагается таким образом, чтобы точка F являлась одновременно точкой, ограничивающей вы­ходное сечение d. Вращение участка параболы AjA вокруг оси сим­метрии ОіО образует поверхность фокона (фотометрического ко­нуса), плоскопараллельное перемещение отрезка образует поверх­ность фоклина. Основные геометрические соотношения получаемо­го профиля:

d = D sin а;

Н = 0,5 (d + D) ctg а; f = 0,5 (1+sina) d,

где D, d — диаметры поверхностей входа и выхода; а — параметриче­ский угол; Н — глубина фокона; f — фокусное расстояние образую­щей параболы.

Йр1

Ш

Геометрическая концентрация излучения на выходном отвер­стии фоконов:

К = l/sin2a. (5.4)

Концентрация фоклинов:

К = 1/sina.

Построение профилей фоконов сводится к предварительному габаритному расчету по (5.1 — 5.3) и последующему построению профиля, что удобно делать при помощи радиус-векторов р, длина которых определяется из выражения:

р = 2f / (1+cos Р), (5.6)

где р — меняющееся значение полярного угла радиуса-вектора с цен­тром В T. F, pmin= 90 — а, Ртах = 2Р min.

Одним из недостатков фоконов (фоклинов) как концентраторов являются относительно большие значения величины Н, что затрудня­ет их изготовление, увеличивает материалоемкость. Укорочение про­изводят со стороны поверхности входа D [5.3]. Преимущество укоро­ченных профилей состоит в том, что глубина профиля уменьшается значительно при незначительном уменьшении концентрации, можно получить одну и ту же концентрацию при разных параметрических углах. Например концентрацию 5 можно получить для фокона с па­раметрическим углом 24° (Hj = 0,52 Н) и для фокона с пара­метрическим углом 20° (Ні = 0,3 Н), что изображено на рис. 5.3.