Paraboliset kaukalokeräimet energiantuotannossa

Abstract

Maailman nykyinen energiantuotanto perustuu pääosin uusiutumattomiin fossiilisiin polttoaineisiin, joiden käyttö aiheuttaa ongelmia ympäristölle ja ihmisille. Fossiilisten polttoaineiden saatavuus tulee heikentymään tulevaisuudessa, minkä vuoksi energiantuotantoon tullaan tarvitsemaan uusiutuvia energianlähteitä. Uusiutuvien energianlähteiden energia on pääosin peräisin auringosta ja niiden hyödyntäminen on huomattavasti ympäristöystävällisempää kuin fossiilisten polttoaineiden. Auringon säteily itsessään voidaan hyödyntää suoraan uusiutuvana energianlähteenä aurinkokeräimillä tai aurinkokennoilla. Tässä työssä käsitellään kirjallisuuslähteiden avulla aurinkokeräimiä, joista erityisesti keskitytään tutkimaan parabolisten kaukalokeräimien ominaisuuksia ja niiden tarjoamia mahdollisia käyttökohteita. Aurinkokeräimien toiminta perustuu auringon säteilyenergian muuntamiseen lämpöenergiaksi, jota voidaan käyttää väliaineen avulla sähkön- tai lämmöntuotannossa. Työssä esitellään yleisimpien aurinkokeräimien rakennetta, käyttökohteita ja mahdollisia tulevia parannuksia. Parabolisia kaukalokeräimiä esitellään rakenteen ja käyttökohteiden osalta muita tarkemmin. Parabolisista kaukalokeräimistä esitellään myös lämpöhäviöitä, joiden huomioon ottaminen on varsin tärkeää keräintä suunniteltaessa. Lämpöhäviöihin liittyen toteutetaan laskujen avulla vertailu kahden erilaisen parabolisen kaukalokeräimen välillä. Työn selvitysten perusteella aurinkokeräimien voidaan todeta olevan erinomaisia vaihtoehtoja energiantuotantoon muiden uusiutuvien energianlähteiden rinnalla. Niitä voidaan käyttää monipuolisesti niin kotitalouksissa lämpimän veden tuotannossa kuin suuressa kokoluokassa sähköntuotannossa. Parabolisten kaukalokeräimien voidaan taas todeta olevan edelleen yksi tärkeimmistä sähköntuotannossa käytettävistä keräintyypeistä. Tulevien parannusten avulla parabolisiin kaukalokeräimiin perustuvat voimalat kykenevät kilpailemaan fossiilisen sähköntuotannon kanssa yhä paremmin. Työssä suoritettujen laskujen ja vertailun perusteella voidaan lisäksi todeta, että parabolisen kaukalokeräimen lämpöhäviöt pienenevät käytettäessä tyhjiöityä vastaanotinta.