Journal de génie chimique avancé

Abstrait

Conception technique d'un concentrateur solaire pour le transport de la lumière solaire par fibre optique

Loshkarev Igor Iourievitch

Français La méthode de détermination de la fraction de lumière visible dans le rayonnement solaire a été proposée. Le spectre solaire a été divisé en trois régions : rayonnement ultraviolet, visible et infrarouge. La distribution spectrale de l'intensité du rayonnement solaire dans diverses conditions a été considérée. À l'aide du logiciel Mathcad, la luminosité spectrale d'un corps noir a été calculée. De plus, la proportion de lumière naturelle dans le rayonnement solaire a été estimée. Ce calcul a montré que 1 W/m2 de lumière naturelle correspond à 213 lm/m2, ce qui a été confirmé par 100 000 lux (lm/m2) avec un rayonnement solaire de 1 000 W/m2. La comparaison est faite entre les spectres d'absorption du polyméthacrylate de méthyle, du perfluoropolymère et des fibres de quartz. Le schéma des processus thermophysiques se produisant lors de l'interaction du rayonnement avec la matière est considéré. Les formules de calcul de la densité de puissance seuil (critique) nécessaire pour chauffer la surface à une température donnée pour le chauffage pulsé et continu sont dérivées. Français En outre, les calculs de la densité de puissance critique et de la taille admissible de la zone sont effectués, avec lesquels la concentration de lumière naturelle dans le POF pourrait être déterminée. Nous avons présenté le développement d'un système optique pour la concentration du rayonnement naturel. Le système optique pour le système développé d'éclairage naturel basé sur la fibre - système Cassegrain avec une lentille à deux miroirs - est considéré. Un système avec une section carrée de miroirs est justifié et calculé. Ensuite, la réflexion de la surface du verre de protection en acrylique est évaluée et la taille requise de la face d'extrémité de la fibre polymère utilisée pour transmettre la lumière dans la pièce est justifiée. En conclusion, l'intensité de rayonnement à l'extrémité de sortie de la fibre polymère est calculée. Les paramètres du système ont été déterminés : un grand diamètre de miroir de 198 mm, un petit diamètre de miroir de 34,9 mm, une distance focale de grand miroir de 49,5 mm, une distance focale de petit miroir de 7,189 mm, la distance entre les surfaces des miroirs est de 40 mm. L'évaluation de la réflexion de la surface du verre de protection en acrylique a montré que pour la fenêtre de protection à géométrie plate, le coefficient de réflexion est de 7,74 % et pour la géométrie convexe de 8,83 %. Le calcul de l'intensité de rayonnement à l'extrémité de sortie de la fibre polymère a montré que la puissance de sortie totale du système sera déterminée par le nombre de fibres du système.