Частозадаваемые Вопросы
(ЧаВо)
Чем водонагреватель с параболическим солнечным концентратором лучше вакуумного колектора?
Поэтому зеркало в форме параболического цилиндра способно собрать весь свет, падающий на него вдоль оси параболы в окрестности фокальной линии (красный кружок на картинке выше), где и располагается вакуумная трубка для сбора энергии (фото ниже из [1].
Параболические концентраторы солнечной энергии до последнего времени применялись в основном в промышленных масштабах, там где важно получение максимальных кпд и использования площади, отведенной для сбора излучения.
Почему солнечный водонагрев - "самый чистый"?
Такие же ( в основном) трубки используются и вакуумными коллекторами, только в большом количестве заполняя всю его апертуру с небольшими зазорами. Эти зазоры и вакуумированное пространство между стенками трубок не поглощают света и уменьшают реально работающую площадь коллектора почти вдвое (фото такого коллектора, ниже тоже из [ 1 ]).
Большая масса воды и самих труб затрудняют или вовсе исключают отслеживание не только дневного, но зачастую и сезонного движения солнца. Соответственно, заметно сокращается сбор энергии (и чем выше широта местности, тем больше). Потери тепла на утренний разогрев (и на ночное остывание) воды в трубах естественно, многократно выше. Возможное выпадение снега зимой требует его удаления ( с покрытия почти вертикально стоящих по утрам и вечерам зеркал он просто соскальзывает ).
Электрическая энергия - "самая организованная", ее легче всего передавать по проводам и эффективно превращать в другие виды энергии. Тепловая — самая "неорганизованная", в нее рано или поздно превращаются и звуковая, и световая, и механические виды энергии. Возобновимые источники энергии (кроме геотермальной, естественно) дают на выходе электричество (и, соответственно, тепло при подаче тока на ТЭН) с кпд до 30 (солнечные батареи) или 40 ( ветряные) процентов , что существенно меньше 70-80%, даваемых лучшими солнечными водонагревателями.
Из физики известно, что вода — рекордсмен по теплоемкости, то есть по энергозатратам, требующимся для нагрева 1кг вещества на 1 градус (см. Таблицу ниже). То есть для нагрева 1кг воды на 1 градус требуется в разы больше энергии, чем для любого другого из распространенных вокруг нас веществ.
Парабола - это кривая, все точки которой равноудалены от прямой (лиловая AB на рисунке ниже) и точки ее фокуса F - это видно на примере четырех синих ломаных, проведенных в произвольных местах. Математически это означает зеркальное отражение лучей, идущих вдоль оси параболы, в точку ее фокуса (оранжевые линии на рисунке.