THERMAL SOLAR EXPERIMENTAL MODEL EQUIPPED WITH FRESNEL LENSES

Autor/autori: Ioan LUMINOSU, Aldo DE SABATA, Traian JURCA

Rezumat: În această lucrare sunt prezentate rezultate experimentale obţinute prin testarea unor lentile Fresnel în vederea unor aplicaţii termice ale energiei solare. Experimentele au arătat că temperatura unei plăci de aluminiu plasată în focarul unei lentile Fresnel din masă plastică, cu aria de 0.52 m2 atinge aprox. 560oC. A fost construit un model experimental echipat cu două lentile Fresnel din masă plastică, cu aria de aprox. 0,13 m2 fiecare, una fiind cu focar punctiform, iar cealaltă cu focar liniar. Modelul a fost de asemenea echipat cu două calorimetre, masa apei din fiecare calorimetru fiind de 2 kg. Determinările experimentale au fost efectuate în luna noiembrie – 2014, pe terasa unei clădiri cu 7 niveluri, în condiţii de vânt. Temperatura afost măsurată cu termometre PT100. Intensitatea radiaţiei solare a fost măsurată cu pyranometrul KippZonen. A fost determinată o eficienţă medie a instalaţiei cu lentilă cu focarul linear de 13,98 % şi o eficienţă medie a instalaţiei cu lentilă cu focarul punctiform de 16.48 %. Starea de saturaţie a curbei de evoluţie a temperaturii apei din calorimetru a fost atinsă mai repede la instalaţia cu lentila cu focarul linear decât la instalaţia cu lentila cu focarul punctiform. Studiul recomandă ca în instalaţiile termosolare cu lentile Fresnel pentru încălzirea apei menajere să se folosească lentilele cu focarul punctiform.

Cuvinte cheie: Fresnel, focar linear, punctiform, transmitanţă, apertură, interceptare, striaţii, eficienţă


Abstract: In this paper, experimental results obtained with Fresnel lenses tested for solar thermal applications are reported. Experiments have shown that the temperature of an Aluminum plate placed at the focal point of a 0.52 m2 plastic Fresnel lens has reached approximately 517 oC. An experimental thermal solar model has been built containing a linear and a point focus plastic Fresnel lenses with an area of about 0.13 m2 each and two calorimeters filled with 2 kg of water each. Experiments have been performed in November 2014 on the terrace of a 7 stores building, in windy conditions. Temperature of the working agent has been measured with PT100 thermometers and irradiance has been measured with a Kipp-Zonen pyranometer. A 13.98% average efficiency of the installation equipped with linear focus lens and a 16.48% average efficiency of the installation equipped with point focus Fresnel lens have been determined. The saturation state of the temperature evolution curve has been reached faster in the case of the installation equipped with linear focus lens than in the case of the installation equipped with point focus lens. The study recommends that the thermal solar plants with Fresnel lenses for domestic heating water to use lenses to a point focus.

Keywords: Fresnel lens, point focus, linear focus, transmittance, aperture, interception, facet, efficiency

 

DOWNLOAD PDF