Jornal de Engenharia Química Avançada

Abstrato

Projeto de engenharia de concentrador solar para transporte de luz solar através de fibra ótica

Loshkarev Igor Yuryevich

Foi proposto o método para a determinação da fracção de luz visível na radiação solar. O espectro solar foi dividido em três regiões: radiação ultravioleta, visível e infravermelha. Foi considerada a distribuição espectral da intensidade da radiação solar sob várias condições. Com a ajuda do pacote de software Mathcad, foi calculada a luminosidade espectral de um corpo negro. Além disso, foi estimada a proporção de luz natural na radiação solar. Este cálculo mostrou que 1 W/m2 de luz natural equivale a 213 lm/m2, o que foi confirmado por 100.000 lux (lm/m2) com radiação solar de 1000 W/m2. A comparação é feita entre os espectros de absorção das fibras de polimetilmetacrilato, perfluoropolímero e quartzo. É considerado o esquema dos processos termofísicos que ocorrem durante a interação da radiação com a matéria. São derivadas fórmulas para calcular a densidade de potência limite (crítica) necessária para aquecer a superfície a uma determinada temperatura para aquecimento pulsado e contínuo. Além disso, são feitos os cálculos da densidade de potência crítica e do tamanho permitido da área, com os quais se poderia determinar a concentração de luz natural na POF. Apresentamos o desenvolvimento de um sistema óptico para a concentração de radiação natural. É considerado o sistema ótico para o sistema de iluminação natural desenvolvido com base em fibra - sistema Cassegrain com lente de dois espelhos. Um sistema com uma secção quadrada de espelhos é justificado e calculado. De seguida, avalia-se o reflexo da superfície do vidro protetor de acrílico e justifica-se o tamanho necessário da face final da fibra polimérica utilizada para transmitir luz ao ambiente. Em conclusão, é calculada a intensidade da radiação na extremidade de saída da fibra polimérica. Foram determinados os parâmetros do sistema: um diâmetro de espelho grande de 198 mm, um diâmetro de espelho pequeno de 34,9 mm, uma distância focal de espelho grande de 49,5 mm, uma distância focal de espelho pequeno de 7,189 mm, a distância entre as superfícies dos espelhos é de 40 mm. A avaliação da reflexão da superfície do vidro protetor de acrílico mostrou que para a janela protetora de geometria plana o coeficiente de reflexão é de 7,74% e a geometria convexa é de 8,83%. O cálculo da intensidade de radiação na extremidade de saída da fibra polimérica mostrou que a potência total de saída do sistema será determinada pelo número de fibras do sistema.