先端化学工学ジャーナル

概要

光ファイバーを通じて太陽光を輸送するための太陽光集光器のエンジニアリング設計

ロシュカレフ イゴール・ユリエヴィッチ

太陽放射における可視光の割合を決定する方法が提案されました。太陽スペクトルは、紫外線、可視光線、赤外線の 3 つの領域に分けられました。さまざまな条件下での太陽放射の強度のスペクトル分布が検討されました。Mathcad ソフトウェア パッケージを使用して、黒体のスペクトル輝度が計算されました。さらに、太陽放射における自然光の割合が推定されました。この計算により、1 W/m2 の自然光は 213 lm/m2 であることが示され、これは 1000 W/m2 の太陽放射で 100,000 ルクス (lm/m2) によって確認されました。ポリメチルメタクリレート、パーフルオロポリマー、および石英繊維の吸収スペクトルを比較します。物質と放射の相互作用中に発生する熱物理プロセスのスキームが検討されます。パルス加熱および連続加熱のために表面を所定の温度に加熱するために必要な閾値 (臨界) 電力密度を計算するための式が導出されます。さらに、臨界電力密度と領域の許容サイズの計算が行われ、これにより POF 内の自然光の集中を決定できます。自然放射線を集中するための光学システムの開発について説明しました。ファイバーに基づく開発された自然照明システムの光学システム (2 つのミラー レンズを備えたカセグレン システム) を検討します。正方形のミラー セクションを備えたシステムを正当化および計算します。次に、アクリル製の保護ガラスの表面からの反射を評価し、部屋に光を伝送するために使用されるポリマー ファイバーの端面の必要なサイズを正当化します。最後に、ポリマー ファイバーの出力端での放射強度を計算します。システム パラメーターが決定されました。大きなミラーの直径は 198 mm、小さなミラーの直径は 34.9 mm、大きなミラーの焦点距離は 49.5 mm、小さなミラーの焦点距離は 7.189 mm、ミラーの表面間の距離は 40 mm です。アクリル製の保護ガラスの表面からの反射を評価した結果、平面形状の保護窓の反射係数は 7.74%、凸形状の保護窓の反射係数は 8.83% であることがわかりました。ポリマー ファイバーの出力端での放射強度の計算により、システムの総出力はシステム内のファイバー数によって決まることがわかりました。