ELEKTRO 1/201241inovace, technologie, projektyZkušební zařízení pro parabolické kolektorySluneční tepelné elektrárny zažívají v po-slední době ve světě bouřlivý růst a zájem o ně rychle roste zejména v zemích s vel-kou intenzitou slunečního záření, jako jsou oblasti kolem Středozemní-ho moře, Střední východ či Kalifornie (obr. 1). V pod-statě jsou to osvědčené parní elektrárny, v nichž se pára vyrábí přímým půso-bením tepla slunečního zá-ření. Teplo se ze slunečního záření získává soustředěním (koncentrací) slunečních paprsků z velké plochy do co nejmenší aktivní plochy absorbéru, většinou pomo-cí tzv. heliostatů nebo fo-kusačních sběračů.Heliostaty jsou skupina vhodně rozmístěných rovin-ných zrcadel, která se bě-hem dne automaticky na-táčejí tak, že sledují pohyb slunce na obloze a odrážejí jeho paprsky stále do stej-ného místa (ohniska), kde je umístěn absorbér s teplo-nosnou kapalinou. Nejzná-mějším fokusačním sběra-čem je parabolický žlabo-vý sluneční kolektor, který má skutečně tvar žlabu s pa-rabolickým profilem, v je-hož ohnisku je upevněna absorbční trubice s teplo-nosnou kapalinou, na niž se soustřeďuje sluneční záření. Působením silně koncentro-vaného slunečního záření se teplonosná kapalina (synte-tický olej) v absorbéru nebo v absorbční trubici zahře-je na teplotu 400 °C i více. V tepelném výměníku pře-dá teplonosná kapalina tep-lo vodě, která se následně přemění na páru pohánějí-cí parní turbínu s generá-torem elektrického proudu. Účinnost systému závisí ze-jména na schopnosti solár-ních kolektorů a heliostatů soustředit a co nejvíce využít dopadající slu-neční energii.Německé středisko pro letetví a kosmo-nautiku DLR (Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt) a španělské středisko pro vý-zkum energie Ciemat uvedly nedávno na vý-zkumném polygonu PSA (Plataforma Solar de Almeria) v Jižním Španělsku do provozu nové otočné zkušební zařízení pro kontrolu parabolických žlabových slunečních kolek-torů pro solární tepelné elektrárny (obr. 2). Na zkušebním zařízení s označením Kontas (Konzentrator-Teststand Almeria Spanien) je možné testovat parabolické žlabové sluneční kolektory o délce až dvacet metrů v libovol-ném úhlu natočení ke slunci a měřit jejich účinnost v různých simulovaných provoz-ních podmínkách.Světovým unikátem je pohyblivost zku-šebního zařízení Kontas. Normálně se mo-hou parabolické žlabové sluneční kolektory v solárních tepelných elektrárnách otáčet jen kolem své podélné osy, a tak sledovat pohyb slunce na obloze v průběhu dne. Na zkušeb-ním zařízení je žlabový kolektor navíc ještě upevněn na otáčivé plošině, která stojí na šes-ti ocelových kolech pohybujících se po ocelo-vých kolejích položených do kruhu. To umož-ňuje otáčet plošinu s testovaným kolektorem téměř o 360° kolem její vlastní osy (obr. 3). Parabolický žlabový kolektor má v solár-ní elektrárně různou orientaci vzhledem ke slunci podle toho, ve které zeměpisné šířce je elektrárna postavena. Čím blíže je elektrárna k rovníku, tím strměji vstupuje slunce do ko-lektorového žlabu. „Na otočném zkušebním zařízení lze velmi pohodlně nastavit každou libovolnou orientaci zkoušeného kolektoru vzhledem ke slunci,“ zdůrazňuje přednos-ti zkušebního zařízení Dr. Ing. Peter Heller z Ústavu DLR pro solární výzkum, který je autorem projektu.Na otočném zkušebním zařízení Kontas se dají testovat a vyhodnocovat jak komplet-ní parabolické žlabové sluneční kolektory, tak také jejich jednotlivé komponenty, jako parabolická zrcadla a absorbční trubice. Při-tom odborníci zejména zkoušejí, jak efektiv-ně soustřeďují parabolická zrcadla sluneční paprsky na absorbční trubici. U absobčních trubic vyšetřují, jak dobře sluneční záření po-hlcují (přijímají) a mění v teplo a měří, kolik tepla absorbčni trubice odvádějí do okolí. Vý-zkumní pracovníci samozřejmě také mohou stanovit optimální nastavení a seřízení para-bolického žlabového kolektoru v konkrétní solární tepelné elektrárně tak, aby pracovala s maximální účinností.Otočné zkušební zařízení Kontas patří středisku pro testování kvality komponent a produktů pro koncentrující solární techni-ku (QUARZ), které je součástí Ústavu DLR pro solární výzkum (Institut für Solarforschung) v Kolíně nad Rýnem. Jeho pracov-níci zde od roku 2009 testují díly a vybave-ní pro solární tepelné elektrárny a významně přispívají ke zlepšení jejich účinnosti, pro-vozní spolehlivosti a všestranné využitel-nosti. Pro náročné a objektivní testy kvali-ty vyvíjejí vlastní testovací zařízení, meto-dy a hodnotící kritéria, z nichž některé jsou mezinárodně uznávané jako standardy kva-lity. Nabídku služeb střediska QUARZ vy-užívají stále častěji jak teprve nedávno za-ložené firmy, tak i mnohé renomované a na trhu zavedené firmy.[DLR Presseinformation: 360 Grad der Sonne.] Ing. Karel KabešObr. 1. Solární tepelná elektrárna s parabolickými žlabovými kolektory v Jižní Karolině (foto: wikipedia.de)Obr. 2. Zkušební zařízení pro kontrolu parabolických žlabových slunečních kolektorů (foto: DLR)Obr. 3. Plošina s testovaným kolektorem se může otáčet o 360° (foto: DLR)