Сонячні енергетичні печі

Синтез нових тугоплавких оксидних матеріалів, променева термообробка з метою поліпшення їхніх експлуатаційних властивостей, визначення теплофізичних, спектрально-оптичних характеристик, одержання надчистих матеріалів, іспит на променеву стійкість вузлів нової техніки тощо здійснюються при високих температурах. Для вирішення цих задач поряд з лазерами й печами зі штучними джерелами широко використовуються концентратори сонячної енергії, при цьому іноді їхнє використання є єдиним способом, що дає рішення багатьох зазначених вище задач, коли вимагаються могутні світлові потоки різного спектрального складу. У таких випадках найбільш придатними можуть бути великогабаритні концентратори сонячної енергії, аналогічні до Великої сонячної печі потужністю 1000 кВт.

Велика сонячна піч являє собою складний оптико-механічний комплекс з автоматичними системами керування, що складається з геліостатного поля і параболоїдного концентратора, які формують у фокальній зоні концентратора (технологічна вежа) променевий стаціонарний потік високої щільності.

Піч розташована за 45 км від Ташкента в передгір'ях Тянь-Шаню на висоті над рівнем моря 1050 м. Геліостатичне поле утворюється 62 геліостатами, розташованими на положистому схилі гори в шаховому порядку, і забезпечує у режимі беззупинного спостереження за Сонцем протягом робочого дня висвітлення всієї дзеркальної поверхні концентратора, розташованого на висоті 42,5 м. Загальна площа поверхні геліостатів, що відбивають сонячні промені, становить 3022,5 м.

Використання автоматизованої системи керування геліостатним полем дозволяє гнучко управляти розподілом щільності променевого потоку на фокальній зоні печі і надає можливість проведення астрофізичних досліджень у нічний час.

Сонячне обігрівання басейнів В США та Європі сонячні обігрівачі для басейнів використовуються практично всюди. Тільки в США більше 200 тис. басейнів обігріваються сонячною енергією. Термін окупності сонячного обігрівання становить 2-4 роки, при цьому обігрівання відкритого басейну дозволяє на декілька тижнів продовжити купальний сезон без додаткових витрат.

У більшості будинків не є проблемою улаштувати сонячний обігрівач для басейну. Він може зводитися до простого чорного шлангу, по якому подається вода в басейн. Для відкритих басейнів достатньо встановити абсорбер, але в більшості випадків, і особливо для закритих басейнів, використовують стандартні колектори. Площа колектора в цілому становить 50-100 % площі поверхні басейну.

Колектори, як правило, встановлюються на даху, хоча для цього підходить будь-яке місце, куди більшу частину дня надходить сонячне світло. Однак треба виконувати деякі основні проектні норми. Місце розміщення колектора повинне бути горизонтальним або мати невеликий нахил (не більше 30° до горизонталі). Зворотний трубопровід повинен розташовуватися вище, ніж труби подачі води, а всі шланги - поступово підніматися відносно один до одного, щоб під час роботи з них витіснялося все повітря. Всі клапани повинні розташовуватися на висоті більше 1 м над рівнем води в басейні. Всі комунікації у фільтраційній системі басейну повинні підключатися після фільтра, але перед будь-яким наявним традиційним обігрівачем.

З точки зору автоматизації найбільш ефективним є автоматичний відвідний клапан у фільтрувальній системі. При достатній кількості теплоти в колекторі відповідні датчики дають команду відвідному клапану направити потік води з басейну через колектор, нагріта в колекторі вода повертається в басейн. Коли температура колектора нижче встановленої, датчик дає команду на закриття відвідного клапану, і вода через колектор не проходить. Така система має мінімальні витрати на обслуговування та ремонт.