Технологии изготовления фоконов

Так как фоконы относятся к зеркальным концентраторам, то основными требованиями при разработке технологии их изготовления являются обеспечение высококачественной отражающей поверхности и защита зеркального слоя. В решении этой задачи были реализованы следующие пути: разработка стеклянных фоконов, разработка металлических фоконов с возможной герметизацией внутренней отражающей поверхности, гальванопластика алюминия. На рис. 5.4 приведены фотоэлектрические модули на основе фоконов разного типа^[1].

Рис. 5.4. Фотоэлектрические модули на основе фоконов, изготовленных.

разными методами:

1 — алюминиевый фокон, изготовленный методом выдавливания (а = 24°,.

К = 6); 2 — стеклянный фокон с внутренним отражающим слоем (а = 26,5°,.

К = 5); 3 — стеклянный фокон (а = 15°, К = 15); 4 — фокон, изготовленный методом гальванопластики.

5.2.1. Стеклянные фоконы Выполнение фотоэлектрических модулей в виде герметичных стеклянных колб с зеркальным слоем внутри колбы^[2] обеспечит им продолжительный срок службы (более 30 лет).

Технология изготовления стеклянных фоконов идентична технологии изготовления зеркальных ламп. Экспериментальная партия фоконов изготавливалась методом выдувания из расплавленного стекла. Технология выдувания накладывает на проектирование форм и конструкцию фоконов следующие особенности: стенки баллона фокона получаются разнотолщинными (боковые стенки толще, чем толщина поверхности входа), в процессе вращения и застывания массы в форме на поверхности баллона образуются кольцевые зоны неравномерного распределения стеклянной массы. Первая особенность налагает требование учитывать разнотолщинность при проектировании разъемной формы. Вторая особенность сказывается на характере распределения освещенности по поверхности выхода.

По описанной технологии были изготовлены фоконы со следующими параметрами (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Параметры фоконов.

5.2.2. Изготовление фоконов методом ротационных давильных операций из алюминиевых сплавов Метод широко применяется при изготовлении светотехнических отражателей. Суть технологии: из плоских листовых заготовок алюминиевых мягких сплавов на токарном станке по форме производят пластическую деформацию заготовки по соответствующей матрице. Затем полученную форму подвергают механической и электрохимической полировке.

Качество поверхности при этом методе изготовления обеспечивает степень отражения на уровне 0,8 при прямом падении лучей. В фоконе лучи приходят под углами в 65 и более градусов к нормали поверхности, что повышает их отражательную эффективность.

5.2.3. Изготовление фоконов методом гальванопластики Наиболее высококачественные фоконы по повторяемости пространственной геометрии и качеству зеркальной поверхности получаются методом гальванопластики из никеля (см. параграф 1.2) и алюминия из безводных эфирных электролитов^[3].

Процесс строится на применении эфиргидридного электролита в герметичных электролизерах при комнатной температуре. Наращивание слоя электролита ведется на металлическую матрицу с поверхностью высокой чистоты обработки. Продолжительность изготовления фокона с толщиной стенок 0,5 мм 20—25 ч. Отражающая поверхность не требует никаких доводочных операций. Интегральный коэффициент пропускания таких фоконов равен 0,91. Были изготовлены алюминиевые фоконы двух типоразмеров с параметрами: диагональ шестигранника на поверхности входа 40 (30) мм, на поверхности выхода 18 (10) мм, высота 27 (27) мм, параметрический угол 26,5° (15°), толщина стенок 0,2—0,3 мм (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Блок фотоэлектрических модулей на основе алюминиевых укороченных фоконов с параметрическим углом 26,5°, изготовленных методом гальванопластики.

Методом гальванопластики из никеля были изготовлены фоконы с, а = 26,6°, поверхностью выхода 35 мм, с отражающей поверхностью из напыленного в вакууме алюминия.

• [1] Тверьянович Э. В. Экспериментальное исследование оптико-энергетических характеристик фоконов // Концентраторы солнечного излучения для фотоэлектрическихустановок / под ред. В. А. Грилихиса. Л.: Энергоатомиздат, 1986. С. 11—14.
• [2] Бугулов М. Е. и др. Оптико-энергетические характеристики стеклянных фоконов //Гелиотехника. 1987. № 4. С. 18—20.
• [3] Левинскас А. Л. и др. // Тезисы докладов к совещанию «Новая технология гальванических покрытий». Киров, 1971. С. 87—88.