Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Soczewki Fresnela – nowoczesne elementy optyczne

Fresnel lenses – modern optical elements
Wykorzystanie soczewek Fresnela do kondensacji promieniowania słonecznego
Wykorzystanie soczewek Fresnela do kondensacji promieniowania słonecznego
arvea.com

W artykule opisano dynamicznie się rozwijającą i rokującą duże nadzieje na przyszłość technologię nowoczesnych elementów optycznych – soczewek Fresnela, wykorzystywaną w słonecznych systemach energetycznych.

Jednym z zasadniczych postulatów związanych z wykorzystaniem energii jest redukcja wpływu jej konwencjonalnych źródeł na środowisko. Wszystko wskazuje na to, że w obliczu wyczerpywania się złóż paliw kopalnych to właśnie technologie solarne będą w przyszłości stanowiły istotny element systemów energetycznych.

Przeczytaj o tym, jakie są podstawowe zalecenia przy projektowaniu dużych instalacji solarnych »

Promieniowanie słoneczne to praktycznie niewyczerpane źródło energii, mogące zaspokoić wszystkie potrzeby ludzkości. Jednak wciąż trudno ją pozyskać i zamienić w odpowiednią, użyteczną postać. Dlatego wszelkie rozwiązania dążące do efektywnego pozyskiwania energii promieniowania słonecznego budzą duże zainteresowanie.

Przed twórcami innowacyjnych rozwiązań z zakresu wykorzystania energii słonecznej jako źródła ciepła i elektryczności stoi wiele wyzwań. Należą do nich: względnie niska gęstość promieniowania (maksymalnie ok. 1 kW/m2 w warunkach polskich), sezonowość i uzależnienie od położenia geograficznego.

W celu osiągnięcia wysokiej sprawności konwersji energii promieniowania słonecznego wymagane będzie stosowanie technologii jego koncentracji. Najwyższe sprawności systemów fotowoltaicznych osiągają obecnie ogniwa współpracujące z koncentratorami promieniowania. Skupianie promieniowania słonecznego nie jest jednak proste, na przeszkodzie stoi m.in. masa układów optycznych, ich delikatność (szklane soczewki), a co za tym idzie konieczność stosowania odpowiednio mocnych konstrukcji systemów śledzących położenie słońca, z czym wiążą się duże koszty układów współpracujących.

Poznaj Zastosowanie instalacji słonecznych dużej mocy. Opis realizacji »

Obecnie obserwuje się jednak istotną zmianę sytuacji – skupiające układy optyczne przestają być ciężkie, nieporęczne, delikatne i bardzo kosztowne, a to za sprawą dwóch czynników – znanych od ponad 100 lat tzw. soczewek Fresnela oraz nowych materiałów optycznych, wytworzonych stosunkowo niedawno.

Soczewki Fresnela to proste elementy optyczne, mające jednak wiele zalet: małą objętość, niewielką wagę, możliwość produkcji masowej przy niskich kosztach, a także zdolność do istotnego zwiększania gęstości pozyskiwanej energii. Na dynamiczny rozwój tej technologii wpłynęły osiągnięcia współczesnej inżynierii materiałowej oraz techniki formowania tworzyw sztucznych i rozwój komputerowego sterowania procesami obróbki materiałów.

Idea działania soczewki Fresnela

Soczewkę Fresnela można otrzymać, modyfikując klasyczną soczewkę. Rys. 1 unaocznia również, że do budowy tej soczewki potrzeba dużo mniej materiału niż w rozwiązaniach tradycyjnych.

Problem pojawia się wtedy, kiedy przy użyciu soczewek Fresnela chcemy uzyskać wierny obraz obserwowanych przedmiotów (tzw. obrazowanie). Jest on gorszy niż w przypadku klasycznych soczewek, dlatego np. w aparatach fotograficznych ciągle stosuje się te ostatnie. Brak właściwości obrazujących nie jest jednak problemem w przypadku zastosowań energetycznych. Soczewki nieobrazujące mają w porównaniu z obrazującymi wyższy stopień koncentracji przy mniejszej objętości i krótszej ogniskowej, mogą też być budowane jako bardzo duże elementy.

Dowiedz się, jak przebiega Magazynowanie energii w dużych instalacjach solarnych »

Soczewki Fresnela popularność zawdzięczają także zdolności do wytwarzania wysokiej gęstości strumienia skupionego promieniowania, przetwarzania całości widma promieniowania czy odporności na niedokładność śledzenia położenia słońca. Wszystko to osiągane jest przy niskiej wadze i dużej trwałości mechanicznej.

   18.05.2012
dr hab. inż.  Mariusz Filipowicz
dr hab. inż.  Mariusz Filipowicz
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego więcej »
mgr inż.  Krzysztof Sornek
mgr inż.  Krzysztof Sornek
Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw, Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego więcej »
mgr inż.  Mateusz Szubel
mgr inż.  Mateusz Szubel
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, Kraków więcej »

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie

 



Jak zapewnić bezpieczeństwo prac serwisowych » Któremu producentowi systemów grzewczych i wodociagowych zaufać »
bezpieczeństwo instalatora rury wielowarstwowe
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Zdradzamy sposób na projektowanie instalacji najwyższej jakości »

projektowanie

 



Z jakiego powodu tworzywa sztuczne zdominowały rynek wod-kan » Jak bez problemowo przeprowadzić iniekcję mikropali, kotew i gwoździ gruntowych »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go dziś »

 


Czy można dobrze odseparować wodę kanalizacyjną od gruntowej »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jak zabezpieczyć wentylatory dachowe »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Jaka pompa ciepła zwalcza bakterię Legionella »

pompy ciepła

 



Czy łatwo zainstalować podwieszaną toaletę » Z jakego powodu ta pompa wyprzedza przyszłość »
podwieszana toaleta pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
11/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 11/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dobór wymienników płytowych
  • - Rekuperatory ścienne a prawo
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl