Revista de Ingeniería Química Avanzada

Abstracto

Diseño de ingeniería de concentrador solar para transportar luz solar a través de fibra óptica

Loshkarev Igor Yuryevich

Se propuso un método para determinar la proporción de luz visible en la radiación solar. El espectro solar se dividió en tres regiones: radiación ultravioleta, visible e infrarroja. Se consideró la distribución espectral de la intensidad de la radiación solar en diversas condiciones. Con la ayuda del paquete de software Mathcad, se calculó la luminosidad espectral de un cuerpo negro. Además, se estimó la proporción de luz natural en la radiación solar. Este cálculo mostró que 1 W/m2 de luz natural equivale a 213 lm/m2, lo que se confirmó con 100.000 lux (lm/m2) con una radiación solar de 1000 W/m2. Se realizó una comparación entre los espectros de absorción de polimetilmetacrilato, perfluoropolímero y fibras de cuarzo. Se consideró el esquema de los procesos termofísicos que ocurren durante la interacción de la radiación con la materia. Se derivaron las fórmulas para calcular la densidad de potencia umbral (crítica) necesaria para calentar la superficie a una temperatura dada para el calentamiento pulsado y continuo. Además, se realizan los cálculos de la densidad de potencia crítica y el tamaño admisible del área, con los que se pudo determinar la concentración de luz natural en el POF. Presentamos el desarrollo de un sistema óptico para la concentración de radiación natural. Se considera el sistema óptico para el sistema desarrollado de iluminación natural basado en fibra - sistema Cassegrain con una lente de dos espejos. Se justifica y calcula un sistema con una sección cuadrada de espejos. A continuación, se evalúa la reflexión de la superficie del vidrio protector hecho de acrílico y se justifica el tamaño requerido de la cara final de la fibra de polímero utilizada para transmitir luz a la habitación. En conclusión, se calcula la intensidad de la radiación en el extremo de salida de la fibra de polímero. Se determinaron los parámetros del sistema: un diámetro de espejo grande de 198 mm, un diámetro de espejo pequeño de 34,9 mm, una distancia focal de espejo grande de 49,5 mm, una distancia focal de espejo pequeño de 7,189 mm, la distancia entre las superficies de los espejos es de 40 mm. La evaluación de la reflexión de la superficie del vidrio protector hecho de acrílico mostró que para la ventana protectora de geometría plana el coeficiente de reflexión es de 7,74% y la geometría convexa es de 8,83%. El cálculo de la intensidad de la radiación en el extremo de salida de la fibra de polímero mostró que la potencia de salida total del sistema estará determinada por la cantidad de fibras en el sistema.