Техника - молодёжи 1988-11, страница 13

«Л?

3-

кости. Она одинаково хорошо работает при высоко и низко стоящем Солнце.

Сегодня появляются т$к называемые плоские линзы Френеля. У них нет «гармошки». С виду это обыкновенные призмы. Однако некоторые сегменты в такой призме обработаны жестким излучением, показатель преломления в них изменился. А направление преломленного луча, как известно, зависит не только от угла падения (в линзе Френеля его задает «гармошка»), но и от показателя преломления вещества.

Одна из наиболее интересных разработок последних лет — призма-кон (рис. 3). Это тоже призма (1). Но угол (А) при ее вершине имеет строго определенную величину. В зависимости от показателя преломления (п) вещества, из которого сделана призма (чаще всего это органическое или оптическое стекло), угол выбирается таким, чтобы любой луч, попавший в призму, уже не мог пройти через отражающую поверхность (2) и оказывался в ловушке. Ему остается один путь — к собирающей грани (3) призмы.

Видимо, вы уже догадались, что принцип работы призмакона осно-

Р и с. 3. Схема призматического концентратора.

Рис 4 Люминесцентный концентратор.

ван на явлении полного внутреннего отражения, когда луч, входящий в оптически более плотную среду, отклоняется настолько, что следующую границу раздела ему преодолеть уже труднее, а при определенном, выше критического для данного вещества угле падения — невозможно.

Призмаконы были разработаны в НПО «Квант», в лаборатории кандидата технических наук Э. Тверьяно-вича. К сожалению, из-за бюрократических проволочек свой приоритет мы упустили. Пока шел неторопливый (около полугода) процесс оформления документов на заявку в Госкомизобретений, аналогичную заявку, опередив наших ученых на две недели, подал австралийский гелиотехник А. Житронч...

Упомянем концентратор еще одного типа — люминесцентный (рис. 4). Принцип его работы несложен. В оптическую пластину (1) вкраплены люминофорные вещества (3). Свет, проникающий в пластину, возбуждает атомы люминофора (2), они переизлучают поглощенные фотоны, которые из-за полного внутреннего отражения уже не могут прорваться через поверхности (5) и завершают свой путь на фо-тособирающей грани (4).

В перспективе подобные устройства могут быть использованы как усилители в будущих оптических ЭВМ. Пока же они проходят испытания в научных лабораториях.

КОГДА ПОСРЕДНИКИ НЕ НУЖНЫ

Всегда ли нужно ломать голову, каким образом преобразовать свет в нужный нам вид энергии? Фотоны, без каких-либо посредников «сами

Рис. 5. Схема трубчатого солнечного коллектора с концентратором солнечной энергии типа призмакон.

по себе» поглощаются атомами и в конечном счете увеличивают тепловую энергию вещества. Надо только суметь воспользоваться даровым теплом, и тогда не нужно будет тратить дефицитную электроэнергию (а мы уже знаем, что и солнечная электроэнергия недешева), допустим, на обогрев помещений.

Улавливают и переносят солнечное тепло к месту использования коллекторы. Простейший представляет собой теплообменник, в кото--ром циркулирует жидкость. Сверху он покрашен в черный цвет, чтобы лучше поглощать солнечное излучение, и закрыт стеклом, не пропускающим инфракрасные — тепловые лучи. Поскольку максимум излучения Солнца приходится на видимую часть спектра, нехитрое устройство поглощает намного больше энергии, чем отдает в пространство. Оно аккумулирует тепло, которое теплоноситель (чаще всего вода, текущая по теплообменным трубам) передает потребителю.

Как правило, коллекторы никто не поворачивает вслед за Солнцем. Их закрепляют жестко, ориентируют на юг и устанавливают под углом к горизонту, равным углу широты местности.

Солнечное тепло «малокалорийно», оно рассеяно. Весьма заманчиво снабдить коллекторы концентраторами. Если это большие параболические зеркала, с их помощью можно испарять воду и разогревать пар

Рис. 6. Коллектор фирмы «Филипс».

^ Jto-госк/ им^чекиа/

[Пищ

поток/ -

поток/ -

\ ^ядкаг ruaunuMO' CO cnowuwbKC

KO^oqiOMUUM' ММПКит CICHCHliaMHS

if jBMtw^ffi

1 Jijuijjia-. £ OwfKMUwayui' KclcjiuuctM. g fo&juuawlijrawuttt. 4 УС-мшцоищоа" мЦимам.

6 ^mcKfUKjuuw/

\ ^ядкаг ruaunuMO' CO cnowuwbKC

KO^oqiOMUUM' ММПКит CICHCHliaMHS

if jBMtw^ffi

4 фойишришшМ' -фам* (ф|) Jr Ct£H|WnaM^v пеЦнсшкл*.

I StjtjKPMWA флмфГШШ' e&«nita/

4, (Цюшюуш twkfvxjucfti. 5 JotytHKKttu Цшжиям/. jf Сий^акща* мй^хяюсжъ

в

\ [jl^fta-maa- UjHUu+ujftutecKaa «бытии

g Со&^имшрь noltfaMtm. 4 ^efwwKoawttca*.

1 1