От какво зависи мощността на соларния котлон (слънчевото огледало)?

Отговорът на този въпрос изисква да изясним понятието слънчева константа i_sc – пълната лъчиста енергия получавана от Слънцето на горната граница на атмосферата за единица време върху единица площ от условна повърхност перпендикулярна на слънчевите лъчи и при средно разстояние между Земята и Слънцето. Според Световната организация за Метеорология:

i_{sc =} 1367 W/m² ± 1%

Сл. константа представлява усреднената за една година стойност на слънчевия интензитет. Слънчевата константа е една удобна абстракция, която дава достатъчно точна оценка за реалния слънчев интензитет. Реалният слънчев интензитет варира ±3.3% около стойността на сл. константа докато Земята се движи около Слънцето по елиптична орбита, достигайки макс. стойност в перихелий (най-близкото до Слънцето положение - през януари) и мин. стойност в афелий (най-отдалеченото от Слънцето положение - през юли). Друг фактор, който влияе върху стойността на слънчевия интензитет е активността на слънчевите петна – тази зависимост е значително по-слаба и се свежда до вариации от ±0.1%.

Слънчевата константа определя големината на пряката слънчева радиация (ПСР), която достига земната орбита. Оттам нататък, какво количество ПСР ще падне на дадено място от земната повърхност, зависи от географската ширина на мястото, надморската му височина, физическото състояние на атмосферата над мястото, височината на Слънцето над хоризонта ( часа от деня ). Най-важните процеси, които водят до отслабване на слънчевия интензитет са поглъщането от атмосферните газове и разсейването от молекулите на въздуха и от твърдите и течни примеси(аерозоли) в него.

Фактори, от които зависи мощността на Соларния котлон (слънчевото огледало):

географски фактори

• географска ширина;
• деня от годината;
• часа от деня;
• надморската височина;
• физическото състояние на атмосферата – влажност, замърсеност, облачност;

характеристики на соларния котлон ( слънчевото огледало )

• диаметър на огледалото;
• вид на отразяващата повърхност (отражателната й способност), с която е покрито огледалото – алуминиево фолио, огледална ламарина или друга повърхност;

начин на работа

• ъгъла между падащите слънчеви лъчи и оста на огледалото;
• замърсеност на отразяващата повърхност.

Условия за достигане на максимална мощност от Соларния котлон

За дадено място и за определен ден от годината, максималната мощност на даден Соларен котлон се достига при едновременното изпълняване на следните три условия:

• безоблачно и сухо време;
• Слънцето да е в кулминацията си – което е изпълнено по пладне;
• огледалото да е така насочено, че оста му да е успоредна на падащите слънчеви лъчи.

Първото условие осигурява минимално разсейване и поглъщане на слънчевата светлина при преминаването й през атмосферата. Второто – най-кратък път на слънчевите лъчи през атмосферата. Третото условие гарантира, че целият попаднал в отвора на огледалото поток от пряка слънчева радиация ще бъде оползотворен.

Изчисляване на мощността на Соларния котлон

Мощността на СК се измерва в същите мерни единици, в които се измерва и мощността на електрическия котлон – ват(W). В сила е правилото:

мощността на СК = ПСР х апертурата (площта на отвора на огледалото)

Напр. ако диаметърът на СК е 180 см, апертурата  = 2.54 m²

Мощността на СК ще бъде:

2540 W при ПСР = 1000 W/m²       

1778 W при ПСР = 700 W/m2.