태양 거울은 태양 에너지를 반사하기위한 반사층을 가진 기판을 포함하며, 대부분의 경우 간섭 층을 포함한다. 이것은 태양 에너지 시스템에 대해 실질적으로 집중된 반사 계수를 달성하기 위해 사용되는 평면 거울 또는 태양 거울의 포물선 어레이 일 수있다.

지상 에너지에 사용되는 태양 광 거울에 대한 자세한 정보는 “Heliostat”기사를 참조하십시오.

구성 요소

유리 또는 금속 기판
기판은 형상을 유지하는 기계적 층이다.

유리는 또한 마모 및 부식으로부터 다른 층을 보호하기위한 보호 층으로서 사용될 수있다. 유리는 부서지기는하지만 투명도가 높고 (광학 손실이 적음) 자외선 (UV)에 잘 견디며, 내마모성이 뛰어나며, 화학적으로 불활성이며, 청소가 쉽기 때문에이 소재는 유리합니다. 가시광 및 적외선 영역에서 높은 광 전송 특성을 갖는 플로트 유리로 구성되며 가시 광선 및 적외선을 전송하도록 구성됩니다. “첫 번째 표면”으로 알려진 상단 표면은 공기보다 높은 굴절률로 인해 반사 계수로 인해 태양 에너지의 일부를 반사합니다. 대부분의 태양 에너지는 빛이 거울에 입사 할 때 입사각에 따라 유리 기판을 통해 거울의 하부 층으로, 아마도 약간의 굴절을 통해 전송됩니다.

금속 기판 ( “Metal Mirror Reflectors”)도 태양 광 반사경에 사용할 수 있습니다. 예를 들어 나사 글렌 연구 센터 (NASA Glenn Research Center)는 국제 우주 정거장에 제안 된 전력 시스템을위한 프로토 타입 반사체 유닛으로 금속 벌집에 반사 알루미늄 표면을 포함하는 거울을 사용했다. 하나의 기술은 93 % 이상의 반사율을 달성하고 표면 보호용 특수 코팅으로 코팅 된 알루미늄 복합 반사판 패널을 사용합니다. 금속 리플렉터는 유리보다 가볍고 강하고 상대적으로 저렴하기 때문에 유리 리플렉터에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다. 리플렉터에서 포물선 모양을 유지하는 것이 또 다른 장점이며 일반적으로 서브 프레임 요구 사항이 300 % 이상 감소합니다. 표면 반사 코팅은 더 나은 효율을 가능하게합니다.

반사층
반사층은 유리 기판을 통해 다시 입사되는 태양 에너지의 최대량을 반영하도록 설계된다. 이 층은 일반적으로은 또는 알루미늄이지만, 때로는 다른 금속 인 고 반사 금속 박막을 포함한다. 마모 및 부식에 대한 민감성 때문에 금속층은 일반적으로 상단의 (유리) 기판으로 보호되고 하단은 구리 층 및 바니시와 같은 보호 코팅으로 덮일 수 있습니다.

일반적인 거울에 알루미늄을 사용 했음에도 불구하고, 알루미늄은 태양 거울의 반사층으로 항상 사용되는 것은 아닙니다. 반사층으로 은의 사용은 가장 반사성이 강한 금속이기 때문에 더 높은 효율 수준으로 이어지게된다고 주장된다. 이것은 스펙트럼의 UV 영역에서 알루미늄의 반사 계수 때문입니다. 첫 번째 표면에 알루미늄 층을 배치하면 내후성에 노출되어 부식에 대한 미러의 저항을 줄이고 마모를보다 쉽게 ​​일으킬 수 있습니다. 알루미늄에 보호 층을 추가하면 반사율이 감소합니다.

간섭 층
간섭 층은 유리 기판의 제 1 표면 상에 위치 될 수있다. 그것은 반사율을 맞추는 데 사용할 수 있습니다. 그것은 또한 그것이 유리 기판을 통과하는 것을 방지하기 위해 근 자외선 방사의 확산 반사를 위해 설계 될 수있다. 이는 실질적으로 거울로부터의 근 자외선 방사의 전반적인 반사를 향상시킨다. 간섭 층은 이산화 티타늄과 같은 원하는 굴절률에 따라 몇 가지 재료로 만들어 질 수있다.

태양열 적용
지구 표면에서의 태양 복사로부터의 태양열 에너지의 강도는 맑은 하늘 상태에서 약 1 킬로와트 / 평방 미터 (0.093 kW / 평방 피트)이며, 태양 방향에 수직 인 영역입니다. 태양 에너지가 집중되지 않으면 최대 집열기 온도는 약 80-100 ° C (176-212 ° F)입니다. 이는 공간 난방 및 난방에 유용합니다. 요리 나 열 엔진 또는 터빈 발전기에 공급하는 것과 같이 더 높은 온도의 응용 분야의 경우이 에너지는 집중되어야합니다.

지상파 애플리케이션
태양열 시스템은 전기를 생성하기 위해 집중 태양 광 발전 (CSP)을 생산하도록 제작되었습니다. 대형 Sandia 연구소의 태양 광 발전 타워는 태양 광 집광 장치로 가열 된 스털링 엔진을 사용합니다. 다른 구성은 트로프 시스템입니다.

우주 전력 응용
“태양 역학”에너지 시스템은 Brayton cycle과 같은 열 엔진에 태양 빛을 집중시키는 태양열 위성을 포함하여 다양한 우주선 응용 분야에 제안되었습니다.

광전지 보강
태양 복사를 직접 전기로 변환 할 수있는 광전지 (PV)는 단위 면적당 비용이 매우 비쌉니다. PV 셀의 일부 유형, 예. 갈륨 아세 나이드는 냉각되면 직사광선에 단순하게 노출 됨으로써 정상적으로 제공되는 방사선량의 최대 1,000 배를 효율적으로 변환 할 수 있습니다.

Sewang Yoon과 Vahan Garboushian이 수행 한 실험에서, Amonix Corp.의 실리콘 태양 전지 변환 효율은 광전지에 외부 냉각이 가능할 경우 농도의 대수에 비례하여 농도가 높을수록 증가하는 것으로 나타났습니다. 유사하게, 더 높은 효율의 다 접합 셀은 높은 농도로 성능을 향상시킵니다.

육상 신청
현재까지이 개념에 대해 대규모 테스트는 수행되지 않았습니다. 이는 일반적으로 반사경 및 냉각 비용 증가가 경제적으로 정당화되지 않기 때문입니다.

태양 광 위성 응용 프로그램
이론적으로 공간 기반 태양 광 위성 설계의 경우, 태양 광 거울은 태양 전지의 동등한 넓은 영역보다 가볍고 저렴할 것으로 예상되기 때문에 태양 전지 비용과 발사 비용을 줄일 수 있습니다. 보잉 사가 여러 가지 옵션을 연구했다. 그림 4. 자막으로 표시된 “Architecture 4. GEO Harris Wheel”에서 저자는 인근 태양열 집열기의 전력을 증가시키는 데 사용되는 태양 거울 시스템을 설명합니다.이 시스템에서 전력은 지구의 수신 국으로 전송됩니다.

야간 조명을위한 공간 반사경
또 다른 첨단 우주 개념 제안은 야간 조명을 제공하기 위해 지구의 밤면에 작은 지점으로 햇빛을 반사하는 공간 반사판의 개념입니다. 이 개념의 초기 지지자는 “Lunetta”, “Soletta”, “Biosoletta”및 “Powersoletta”라고 불리는 시스템에 관해 쓴 Krafft Arnold Ehricke 박사였습니다.

Znamya ( “Banner”)라고 불리는 예비 실험 시리즈는 거울로 용도가 변경된 태양 항해 프로토 타입을 사용하여 러시아에 의해 수행되었습니다. Znamya-1은 지상 테스트였습니다. Znamya-2는 1992 년 10 월 27 일 Mir 우주 정거장에서 Progress M-15 보급 임무를 시작하여 출발했다. Mir에서 도킹을 해제 한 후 Progress는 반사경을 배치했다. 이 임무는 지구를 비추지는 않았지만 거울이 배치 된 점에서 성공적이었습니다. 다음 비행 Znamya-2.5는 실패했다. Znamya – 3 결코 날지 않았다.