Стр. 1 - В.В. Леонов - Моделирование отражающей поверхности концентратора высокотемпературной солнечной энергоустановки космического назначения
Упрощенная HTML-версия
УДК 001.891.573
В. В. Л е о н о в
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТРАЖАЮЩЕЙ
ПОВЕРХНОСТИ КОНЦЕНТРАТОРА
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СОЛНЕЧНОЙ
ЭНЕРГОУСТАНОВКИ КОСМИЧЕСКОГО
НАЗНАЧЕНИЯ
Рассмотрены вопросы, связанные с математическим моделирова-
нием формы и радиационных характеристик отражающей поверх-
ности крупногабаритной зеркальной концентрирующей системы,
работающей в составе высокотемпературной солнечной энерго-
установки космического назначения. Основное внимание уделено
определению энергетических характеристик таких систем с уче-
том дефектов отражающей поверхности.
E-mail:
Ключевые слова
:
солнечная энергетика, зеркальные концентрирующие
системы, надувные отверждаемые конструкции.
Высокотемпературные солнечные энергоустановки (ВТСЭУ) пред-
назначены для обеспечения космического аппарата (корабля, станции)
тепловой энергией за счет приема и обработки энергии солнечного из-
лучения с получением в рабочей зоне высоких температур [1]. Далее
эта энергия может использоваться как непосредственно, например, в
солнечных ракетных двигателях или плавильных системах, так и для
генерации электроэнергии.
Солнечные лучи падают на поверхность космического аппарата в
пределах малого телесного угла, определяемого радиусом Солнца и
расстоянием до него, поэтому плотность потока солнечного излуче-
ния относительно невысока. Например, для орбиты Земли плотность
солнечного излучения составляет
1380
Вт/м
2
при телесном угле
7
∙
10
−
5
ср [2]. Для получения в рабочей зоне высоких температур
необходимо повысить плотность результирующего потока излучения.
Этого можно добиться, изменив ход лучей таким образом, чтобы они
приходили на приемную поверхность в пределах достаточно большо-
го телесного угла, в результате чего, как следствие инвариантности
яркости [2], плотность сконцентрированного потока будет во много
раз больше плотности падающего излучения.
Сконцентрировать солнечное излучение можно с помощью лин-
зовых и зеркальных концентрирующих систем (ЗКС) [1, 2]. Линзо-
вые концентрирующие системы по сравнению с ЗКС характеризуют-
ся большей удельной массой и стоимостью, а также сложнее в из-
готовлении и эксплуатации. Хотя и существуют проекты создания
космических аппаратов с применением линзовых концентрирующих
92
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
