Угловые размеры элементарного солнечного луча

На приведенных рисунках работа системы представлена схематически без учета угла раскрытия элементарного солнечного луча ср₀ = 16'. Рассмотрим более подробно формирование отраженного светового пучка для предложенных схем: при прохождении элементарного луча через ЛФ ф₀ увеличится до значения ф_л за счет эффектов, рассмотренных в гл. 2. После отражения от неподвижного отражателя элементарный луч увеличится до величины фоЗначение величины ф можно оценить в первом приближении по формуле.

где р_л — длина осевой линии элементарного луча от ЛФ до отражателя; р₀ — расстояние от точки фокуса F до точки на поверхности отражателя (рис. 11.5).

Поскольку Ро < р_л, то фо > Ф₀, что скажется на уменьшении концентрации на приемнике излучения.

Рис. 11.5. А — Формирование угла раскрытия элементарного луча в системе «линза Френеля — параболоидный (гиперболоидный) отражатель»; Б: а — изменение угла раскрытия <�р'₀ от положения элементарной площадки на поверхности неподвижного отражателя для точек 1, 2, 3; б — положение точек 1, 2, 3 на поверхности отражателя Значения длины радиус-векторов р₀ и р_л при разных высотах положения Солнца также будут меняться: значения фо при «высоком» положении Солнца будут ниже, чем при «низком».

Углы раскрытия фо меняются значительно, что представлено на рис. 11.5, Б, расчеты выполнены для ЛФ 280×280 мм, фокусное расстояние 320 мм, г₀ = 44 мм.

Для уменьшения угла сро на пути отраженного пучка лучей необходимо ставить дополнительную линзу, что было сделано на макете системы, представленном на рис. 11.6. На рис. 11.6 показана схема расположения основных и дополнительных ЛФ для уменьшения угла у скользящего потока, что позволяет увеличить длину блок-модуля.

Рис. 11.6. Схема размещения дополнительных линз Френеля для уменьшения угла раскрытия элементарного луча <�р'₀: новый угол раскрытия 6 определяется углом видимости размера Z₀ с местоположения дополнительной линзы ДЛФ_1.

На рис. 11.7 приведена схема конструктивного устройства механизма слежения.

Рис. 11.7. Схема конструктивного исполнения механизма синхронного поворота ЛФ при слежении за положением Солнца:

1 —линзы Френеля; 2 — сферические шарниры, установленные в точках оптических фокусов ЛФ; 3 — штанги крепления ЛФ; 4 — жесткая рама синхронного привода ЛФ; 6 — цилиндры гидропривода рамы 4.

На рис. 11.8 представлен внешний вид макетного образца модуля с ЛФ размером 280×280 мм с фокусным расстоянием 320 мм и параболоидным неподвижным отражателем, стеклянной дополнительной линзой, расстоянием до мишени 4 м, диаметром пятна 100 мм, что соответствует углу <�ро ⁼ ±43 утл. мин. Режим слежения осуществлялся вручную.

Рис. 11.8. Экспериментальная проверка работы принципа концентрирования солнечного излучения при вращающейся линзе Френеля 1, софокусной с параболоидным отражателем 2, дополнительной линзой 3 и приемником излучения, удаленным на 4 м.