حرارت خورشیدی
کاربردهای اصلی انرژی گرمایی خورشید در حال حاضر گرم کردن آب استخر، گرم کردن آب برای کاربردهای محلی و گرم کردن فضای ساختمان‌ها. برای این مقاصد، اصلی ترین کار استفاده از جذب کننده‌های صفحه مانند انرژی خورشیدی با جهت و موقعیت‌های ثابت است.
چراغ روشنایی سقفی LED
جایی که گرم کردن فضای ساختمان موردنظر است، یک تمرکز دهندة صفحه‌ای ثابت بیشترین تأثیر را دارد، اگر سطح آن تقریباً به سمت جنوب و زاویة شیب‌های آن نسبت به افق برابر با عرض جغرافیایی به علاوة حدود 15 درجه باشد. جاذب‌های خورشیدی به دو گروه عمده تقسیم می‌شوند: تمرکزی و غیرتمرکزی.
در انواع غیرتمرکزی، ناحیة تجمع دهندة (یعنی ناحیه‌ای که پرتو خورشیدی را قطع می‌کند) همان ناحیة جذب کننده (یعنی ناحیة جاذب پرتو خورشیدی) است.
در تجمع دهندهای تمرکزی، ناحیة قطع کنندة پرتو خورشید بزرگتر و گاهی اوقات صدها بار بزرگتر از ناحیة‌ جذب کننده است. در جاهایی که حرارت کمتر از حدود 200 درجة فارنهایت کافی‌ست، مانند گرم کردن فضا، اصولاً تجمع دهنده‌های صفحه ای غیرتمرکزی بکار برده می‌شود.
طرحهای تجمع دهنده صفحه‌ای زیادی وجود ندارد، اما عمدتاً شامل
1- جاذب صفحه‌ای که انرژی خورشید را جدا و جذب می‌کند.
2- پوشش شکاف که اجازة عبور انرژی خورشیدی را می‌دهد اما ضایعات گرما از جاذب نور را کاهش می‌دهد.
3- یک سیال انتقال دهندة گرما (هوا یا آب) که درون لوله‌ها جریان یافته یا حرارت را از جاذب نور انتقال دهند.
4- یک عایق حرارتی.
سیستم‌های حرارتی فضا می‌توانند به انواع فعال و غیرفعال تقسیم شوند. در سیستم‌های گرمایی غیرفعال هوا در کنار سطوح حرارت خورشیدی چرخنده و بدون استفاده از دستگاههای مکانیکی بصورت همرفت درون ساختمان جریان می‌یابند (یعنی هوای کم چگالی‌تر تمایل به حرکت به بالا دارد درحالیکه هوای پرچگالتر و سرد به سمت پایین می‌رود) در سیستم‌های حرارتی فعال، پنکه‌ها و پمپ‌ها برای چرخش هوا یا سیال جاذب گرما استفاده می‌شود
چراغ دکل ال ای دی LED
دستگاههای نیروی گرمای خورشیدی
دستگاههای نیروی گرمای خورشیدی از پرتوهای خورشیدی برای گرم کردن یک سیال استفاده می‌کنند، بطوریکه سیستم‌های انتقال گرما ممکن است برای تولید بخار استفاده شوند. در عوض بخار در یک توربین به انرژی مکانیکی و با یک مولد تبدیلی همراه با توربین به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. تولید نیروی گرمای خورشیدی دقیقاً مانند فنون تبدیلی است. بجز اینکه در متون تبدیل، منبع انرژی از انرژی ذخیره شده در سوخت‌های فسیلی در اثر احتراق آزاد می‌شود. فنون گرمای خورشید از سیستم‌های تمرکز دهنده به منظور کسب حرارت‌های بالا مورد نیاز استفاده می‌کند. سه نوع سیستم نیروی گرمای خورشیدی در حال استفاده و یا در مرحلة توسعه هستند.

• گودی سهمی شکل (Parabolic Trough)

• صفحه خورشیدی (Solar Dish)

• برج نیروی خورشیدی (Solar Power Tower)



گودی سهمی شکل (Parabolie Traugh)
گودی سهمی شکل پیشرفته ترین سیستم‌های تمرکز دهنده است: این تکنولوژی برای در دستگاههای نیروی حرارت خورشید بزرگ شبکه دنیا بکار برده می‌شود. شرکت‌های کرامر جانکشن (Kramer Junction co.) پنج سیستم تولید الکتریسیتة خورشیدی 30 مگا واتی (SEGS) را راه‌اندازی و نگهداری می کنند.
این دستگاه SEGS 150 تا 354 مگاوات برق است که در فضای تولید کنده برق گرمای خورشید دارای گودی سهمی واقع در بیابان موجاو (Mojave) کالیفرنیا قرار گرفته است. تجهیزات ترکیب شدة کالیفرنیا بیش از99 درصد برق خورشیدی تجاری قابل دسترس ایالات متحده را تولید می‌کند.

پروژکتور روشنایی الایدی LED
تجمع دهنده گودی سهمی دارای انعکاس دهندة سهمی شکلی است که پرتو خورشید را روی یک دریافت کننده خطی واقع در کانون سهمی متمرکز می‌کند. تجمع دهنده خورشید را در امتداد یک محور در طول روز از شرق به غرب دنبال می‌کند تا تمرکز پیوستة پرتو خورشید روی دریافت کننده را تضمین کند. به خاطر شکل سهمی آن، یک گودی می‌تواند خورشید را 30 تا 100 برابر بیشتر از میزان معمول (ضریب تمرکز) روی لولة دریافت کننده واقع در خط کانونی گوری تمرکز دهد که این امر باعث احصال دماهای تا بیش 400 درجة سانتی گراد می‌شود
یک ناحیة جاذب شامل ناحیه‌ای بزرگ از تجمع دهندة گودی سهمی ردیار تک محوره است. ناحیة خورشیدی در طبیعت ساختگی است و از ردیف‌های موازیزیادی از تجمع دهنده‌های خورشیدی که در محور افقی شمالی ـ جنوبی چیده شده‌اند، تشکیل شده است. سیال عامل (انتقال دهندة گرما) گرم شده بطوریکه درون دریافت کننده‌ها چرخیده و به سری‌هایی از مبادله کننده‌های گرما در محل مرکزی، جاییکه سیال بخار بسیار داغ پر فشار تولید می‌کند بر می‌گردد. سپس این بخار وارد یک توربین یا مولد تبدیل بخار شده و برق تولید می‌شود. بعد از عبور سیال از مبدل گرما سیال خنک شده در ناحیة خورشیدی چرخش می‌کند. دستگاه معمولاً تنها با استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید نیروی برق کامل راه‌اندازی می‌شود و انرژی خورشیدی کافی تولید می‌کند. تنها با استفاده از انرژی خورشیدی هرچند، تمام دستگاهها، دستگاههای با سوخت دوگانة فسیلی ـ خورشیدی هستند، که قابلیت به کارگیری سوخت فسیلی برای پشتیبانی از دوره‌های خروج خورشیدی یا کاهش انرژی خورشیدی بکار برده می‌شود. دستگاه لوز (Luz) دستگاه دوگانه گاز طبیعی است.

صفحة خورشیدی (Solar Dish)

محصولات خورشیدی ( سولار ) شرکت مهندسی آلتون رای
سیستم صفحه ـ موتور از جاذب‌های خورشیدی غیر تمرکزی که خورشید را در دو محور ردیابی می‌کنند استفاده می‌کند بطوریکه چون به سمت خورشید نشانه رفته‌اند، انرژی را در نقطة کانون صفحه متمرکز می‌کند. ضریب تمرکز صفحة خورشیدی بسیار بیشتر از گودی خورشید و بطور شاخص بیش از 2000 و با حرارت سیال بیش از 750 درجه سانتی گراد است. تجهیزات مولد نیروی بکار برده همراه با صفحة خورشیدی می‌تواند روی نقطة کانونی صفحه سوار شود و کار را برای اجرای اعمال از راه دور مناسب کند و یا با استفاده از یک گودی خورشیدی، انرژی می‌تواند از تعدادی دستگاه، جمع‌آوری شده و در نقطة مرکزی به برق تبدیل شود. موتور در یک سیستم صفحه ـ موتور باعث فشار قرار دادن سیلال در زمانی که سرد است و گرم کردن آن و قرار دادن آن در یک توربین یا پیستون، گرما را به نیروی مکانیکی تبدیل کند و کار تولیدموتور با یک مولد برق برای تبدیل نیروی مکانیکی به نیروی الکتریسیته همراه است.

برج نیروی خورشیدی

برج نیروی خورشیدی یا دریافت کنندة مرکزی با انرژی خورشیدی تمرکز یافته روی یک برج مبدل یا دریافت کنندة گرما از نور خورشید نیروی برق تولید می‌کند. این سیستم دارای صدها تا هزاران آینة سطح ردیاب خورشید دارد که هلیواستیت (heliostate) نام دارند. این هلیو استیت‌ها انرژی خورشیدی را روی برج دریافت کنندة مرکزی بازتابانده و متمرکز می‌کنند. در این سیستم انرژی به اندازة 1500 مرتبه بیشتر از انرژی مستقیم خورشید تمرکز می‌یابد. ضایعات انرژی حاصل از انتقال حرارت ـ انرژی در این سیستم به حداقل می‌رسد به طوری که انرژی در اثر انعکاس از هلیواستیت به یک دریافت کنندة منفرد، بطور مستقیم انتقال می‌یابد، تا اینکه مانند سیستم گودی سهمی شکل در یک واسطة انتقالی به یک محل مرکزی انتقال یابد. این سیستم یک تکنولوژی مطمئن برای دستگاههای نیروی بزرگ مقیاس شبکه‌ای است. اگرچه برج‌های قدرت در مقایسه تکنولوژی گودی سهمی شکل در مراحل اولیة توسعه هستند. اما چندین نمونة آزمایشی آن در جاهای مختلف دنیا بکار افتاده است.

سولار وان (Solar One) در حوالی بارستوی کالیفرنیا (Barstow) که از سال 1982 تا 1988 با ظرفیت حدود 10 مگاوات، بزرگترین دستگاه برج نیروی دنیا بود. در سولار وان، آب در دریافت کننده‌ها به بخار تبدیل می‌‌شد و مستقیماً برای یک توربین بخار به کار گرفته می‌شد.

منطقه هلیواستیت متشکل از حدود 1800 هلیواستیت بود. سیستم ذخیره، از بخار حاصل از انرژی خورشید که در یک ظرف پر از سنگ وجود داشت و ماسه و از نفت به عنوان سیال انتقال دهندة گرما استفاده می‌شد. کنسرسیومی متشکل از بخش انرژی ایالات متحده و چند سازمان الکتریکی سولار وان را به تکنولوژی پیشرفتة نک مذاب مجهز کردند که از سال 1996 به عنوان سولار تو (Solar two) شروع به کار کرد.