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太阳能集中器

图片由南洋理工大学提供

新加坡是拥挤的。大约有560万人已经生活在这个小岛国,人口密度和纽约差不多,而且人口还在增长。

为了给未来的居民腾出更多的空间,政府正在利用新加坡地表下的空间,建筑地下公用设施,存储设施等。

现在,南洋理工大学(NTU)的研究人员已经发达一个紧凑型太阳能聚光器,可持续地照亮那些地下空间,它的工作原理是自动跟随太阳。

紧凑型太阳能聚光器

太阳能集中器就像一个放大镜——它把太阳光集中成一束热的光。

通常情况下,这种光束照射到一个接收器上,接收器将太阳能传输到发电厂,然后将其转换成电能——这与用标准太阳能电池板发电的过程类似,但效率更高。

在传统的太阳能聚光器中,大镜子的作用就像放大镜,产生光束照射到接收器上。强大的马达可以全天调节镜子的位置,以确保它们捕捉到最大数量的阳光。

这些系统规模庞大,拥有数千面镜子和马达,占据了几平方英里的土地。它们构建起来也很复杂,维护起来也很昂贵。

南洋理工大学的太阳能聚光器是设计用来传输太阳光本身的——不需要转换成电能。它是由现成的部件制成的,比传统系统要小得多。

研究人员Yoo Seongwoo说:“由于人口密集城市的空间限制,我们有意将日光收集系统设计得轻巧而紧凑。新闻稿

“这将使我们的设备方便地融入城市环境中的现有基础设施。”

一种日光收集装置

NTU的太阳能集中器没有使用镜子,而是使用了一个透明的丙烯酸球。阳光照射到球上,就会像反射镜子一样集中成一束。然后,光束进入光纤电缆的一端,再从另一端发出,就像一根接收阳光的管子。

因为这个球是圆的,它可以从任何方向捕捉阳光——不需要像反射式太阳能聚光器那样使用电机来移动它——而是通过它产生的集中光束的位置来捕捉阳光跟着太阳移动(像一个倒转的日晷)。

为了解决这个问题,南洋理工大学将微型马达连接到电脑芯片上,芯片可以预先装载太阳能集中器的GPS坐标。这些马达在一天中自动移动电缆的末端,以跟随横梁。

靠近电缆末端的传感器测量光的亮度。这些测量还可以触发电机移动电缆,如果它似乎不是在理想的位置。

一个LED灯泡(由电力供电)被安置在水晶球的右边,它在夜间和阴天自动打开,确保光线在24小时内到达电缆的另一端。

光了

在漆黑的房间里进行测试时,太阳能聚光器的发光效率高于市面上的LED灯泡(230流明/瓦,90流明/瓦)。

南洋理工大学的研究小组设想将该系统安装在类似于路灯的杆子上。然后,它可以通过电缆将光线输送到地下停车场、电梯和人行道。

另外,可以在夜晚和阴天照明的LED灯泡,可以为地面上的人提供光线——新加坡不缺这种灯泡。

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