הליוסטט

הליוסטט (מיוונית Ἥλιος - השמש, στατικός - לקבע במקום) הוא מתקן הכולל מראה שעוקב אחרי תנועתה המדומה של השמש על פני השמים כך שאור השמש המוחזר מן המראה מכוון לנקודה קבועה. לשם כך מוזזת המראה כך שהאנך היוצא ממרכזה מכוון תמיד לחוצה הזווית בין הקו המחבר את מרכז המראה והשמש ובין הקו המחבר את מרכז המראה עם המטרה. השימוש העיקרי של הליוסטטים הוא לריכוז קרינת השמש משטחים גדולים אל מגדל שמש לשם הפקת אנרגיה סולארית וכן לשם הארה של מקומות חשוכים באור יום.

השליטה בהליוסטט מבוצעת בדרך כלל באמצעות מחשב, המקבל את המיקום של המראה על פני כדור הארץ, את התאריך והשעה ואת הקואורדינטות של נקודת המטרה, ומחשב בכל מספר שניות את הכיוון אליו צריכה המראה לפנות. תנועת המראה מבוצעת באמצעות מנועים חשמליים בשני צירים: הגבהה וצידוד.

מבנה
מראת ההליוסטט היא בגודל של מספר מטרים רבועים ועשויה בדרך כלל מזכוכית רגילה. כאשר נקודת המטרה קרובה להליוסטט, ניתן להשתמש במראות מישוריות, אבל כאשר המרחק למטרה גדול (מאות או אלפי מטרים) יש צורך במראה קעורה על מנת למקד את האור על המטרה, שכן עם המרחק הולך כתם האור וגדל וצפיפות האנרגיה שלו יורדת. ההליוסטט מוצב על עמוד בגובה שמאפשר את הגבהת המראה ואת הנמכתה מבלי לפגוע בקרקע.

המנועים שמזיזים את המראה הם "מנועי צעד" שאינם מסתובבים ברציפות אלא נעים בפעימות בעלות זווית סיבוב קבועה. מנוע אחד משמש לסיבוב המראה סביב צירה (הנעת אזימוט) והשני משמש להגבהת זווית המראה ולהנמכתה (הנעת הגבהה). המנועים נשלטים על ידי מחשב שבכל מספר שניות מפעיל אותם על מנת לעדכן את כיוון המראה. באמצעות המחשב ניתן גם לשנות את נקודת המטרה של ההליוסטט על פי הצורך. המחשב מחובר באמצעות רשת תקשורת (אלחוטית או קווית) למערכת שליטה ובקרה.

במקרים מסוימים ההליוסטט כולל גם תאים פוטו-וולטאים שמספקים חשמל להפעלת המחשב והמנועים של ההליוסטט וחוסך את הצורך בחיבור ההליוסטט לרשת החשמל.

שדה סולארי

שדה סולארי הוא מערך של אלפי הליוסטטים המרכזים את אור השמש משטח גדול אל מגדל שמש, שבו מחוממים מים ליצירת קיטור, שמשמש ליצור חשמל. השליטה בשדה כזה היא מורכבת, שכן נדרש לשמור על שטף אנרגיה קבוע על המגדל, גם כאשר עוצמת השמש משתנה לאורך היום ובשל עננים או אובך. כמו כן מספר גדול של הליוסטטים דורש מערך תחזוקה על מנת לשמור על תקינותם ועל נקיונם. מספרם הגדול הופך את מחירו של השדה הסולרי ואת עלות הקמתו ותחזוקתו למרכיב משמעותי בהקמת תחנת כוח סולארית ותפעולה ולכן נעשה מאמץ להוזיל את עלותו של הליוסטט בודד ולבנותו בצורה פשוטה וקלה להרכבה ולתחזוקה.

ראו גם
 מגדל שמש
 תחנת כוח תרמו-סולארית

קישורים חיצוניים

 

אנרגיה סולארית
תאורה