Solar Intensity كثافة الطاقة الشمسية
كما وجدنا في الدرس الأخير، يصل ضوء الشمس عادةً إلى سطح الأرض بكثافة تبلغ حوالي
1000 W/m2
ليست عالية جدًا لتلبية الطلب على الكهرباء في البلدان، توصلنا إلى أنا المغرب أو كوستاريكا ستحتاجان فقط لعشرات الكيلومترات المربع من منطقة التجميع.
إختبر معلوماتك قبل التقدم في هذا المحور الجديد
يوضح مثال السيارة الشمسية أن زيادة كثافة الطاقة الشمسية مفيد لأنه يقلل من مساحة المجمع المطلوبة لتحقيق خرج طاقة معين.
إحدى الطرق لزيادة شدة الإشعاع هي باستخدام العدسة. تعمل عدسة مكبرة نصف قطرها 10 cm على تركيز ضوء الشمس في مكان نصف قطره 1 cm
ملاحظة هامة
يمكن للمرء أن يخمن أن تقليل قطر البقعة بمقدار 10× يجب أن يزيد من شدتها بمقدار 10×. السبب وراء خلل هذا التفكير هو أن الكثافة تعتمد على المساحة، وأن تقليل قطر الدائرة بمقدار 10× يقلل المساحة بمقدار 100×. يؤدي هذا الانخفاض في المساحة بمقدار 100x إلى زيادة في الشدة بمقدار 100x.
هناك طريقة أخرى لزيادة شدة الإشعاع وهي استخدام مرآة منحنية. إذا تم تصميم المرآة المنحنية بالشكل الصحيح، فإنها يمكن أن تعكس ضوء الشمس الساقط عليها إلى نقطة أصغر.
مرآة طويلة منحنية بطول 10 أمتار و عرض 1 متر تعكس ضوء الشمس إلى بقعة مستطيلة بطول 10 أمتار و عرض 0.05 م:
ملاحظة هامة :
معدل التركيز في المنطقة يعتمد فقط على هندسة الجهاز، بينما معدل تركيز التدفق يعتمد على خصائص أكثر. على سبيل المثال، قد يتسخ المرآتنا بعد تعرضها للعوامل الجوية، بعد ذلك لن تكون عاكسة بشكل مثالي بعد. تقليل قدرة المرآة على الانعكاس سيقلل من معدل تركيز التدفق، ولكن لن يؤثر على معدل التركيز في المنطقة.
