اثر آينه ثانويه بر مقدار و توزيع شار ورودي لوله جاذب در متمركزكننده‌هاي فرنل

Effect of Secondary Reflectors on Flux Distribution of a Fresnel Concentrator

آينه‌هاي فرنل يكي از جديدترين سيستم‌هاي متمركزكننده خورشيدي است كه با هدف اوليه كاهش هزينه دريافت‌كننده‌هاي خورشيدي طراحي شده‌اند. هر كلكتور فرنل معمولاً از يك سري آينه تخت تشكيل شده است كه كنار يكديگر در نزديكي سطح زمين قرار مي‌گيرند و پرتوهاي رسيده از طرف خورشيد را به لوله يا صفحه دريافت‌كننده‌اي كه در ارتفاع مشخصي قرار دارد، بازتاب مي‌كنند. بسته به اندازه نسبي پهناي آينه‌ها و قطر لوله يا صفحه جاذب، مقداري از تابش بازتابيده‌شده هدر مي‌رود. براي پيشگيري از اين اتلاف مي‌توان از يك آينه بازتابنده دوم در بالاي دريافت‌كننده استفاده كرد. در اين مقاله، اثر سه شكل هندسي متفاوت براي آينه بازتابنده دوم بر مقدار و توزيع شار ورودي لوله جاذب بررسي شده است. در يكي از اين طرح‌ها يكنواختي بسيار خوبي براي شار تابشي لوله جاذب مشاهده شد و در طرحي ديگر بازده نوري بيشتري نسبت به دو طرح ديگر به‌دست آمد. با تغيير پارامترهاي اصلي نيمرخ‌هاي مورد بررسي در يك برنامه رايانه‌اي، اثر آن‌ها بر مقدار و توزيع پرتوهاي برخوردي با لوله جاذب بررسي و بهترين حالت انتخاب شده است.

Flat reflectors which have lower price compared with parabolic ones are used in Fresnel concentrator. Each Fresnel collector is comprised of a few flat reflectors which are placed parallel to each other near the ground. If effective width of flat reflectors is more than absorber tube diameter, reflected rays will be partly lost, hence low optical efficiency. By installing a secondary reflector above the absorber tube, lost rays are mostly redirected towards the absorber tube. This leads to a more uniform flux and a higher optical efficiency. In this research, effects of three geometries for the secondary reflector are investigated and the results are presented. One of these designs produces very uniform flux on the absorber tube whereas the second design leads to higher optical efficiency. A computer program has been employed to evaluate these effects.