سیستم خورشیدی فرنلی LFC

دریافت کننده فرنلی نوعی از متمرکزکننده سهموی خطی است که در آن، پرتو‌های خورشید به جای اینکه مستقیماً به سطح سهموی برخورد کنند، از طریق تعدادی آینه تخت باریک به روی آن منعکس می‌شوند.

انواع سیستم‌های حرارتی-برقی خورشیدی: 

در این گونه نیروگاه ها از کلکتور فرنل برای متمرکز کردن نور خورشید روی لوله گیرنده استفاده می شود. در نیروگاههای خورشیدی دارای کلکتور فرنل همانند نیروگاه های سهموی خطی ، کلکتورها به صورت خطی و در جهت شمال جنوب نصب می شوند در این کلکتورها تعداد زیادی آینه تخت با پهنای کم و طول زیاد کنار هم دیگر قرار می گیرند ، در بالای این آینه ها، دریافت کنند‌های تعبیه شده است که متشکل از یک متمرکزکننده سهموی و یک لوله تحت خلاء است. نور خورشید با برخورد به این آینه‌های باریک، به سمت دریافت کننده منعکس شده و در آنجا دوباره توسط متمرکزکننده روی لوله دریافت کننده متمرکز می گردد. زاویه قرار گیری هر کدام از آینه ها به صورتی است که بازتاب نور خورشید را روی بخش دریافت کننده متمرکز می کنند.

در بخش دریافت کننده یک بازتاب دهنده ثانویه از نوع جفت سهموی قرار دارد که بازتاب آینه ها را جمع آوری کرده و روی لوله گیرنده می تاباند با گرم شدن لوله گیرنده سیال داخل آن گرم می شود. این لوله حاوی سیال انتقال حرارت است که می تواند آب یا روغن باشد.

                                        

برای نیروگاه های خورشیدی از این دست، عملکرد ممکن است به دو صورت باشد در سیستم های متدوال سیال عامل داخل لوله گیرنده روغن است که پس از داغ شدن به مبدلهای حرارتی منتقل شده و سپس موجب تولید بخار می شود اما در نوع دیگر که نوع بخار مستقیم (direct Steam) نامیده می شود طول کلکتورها بیش از یکصدمتر می باشد. از یکطرف لوله دریافت کننده آب وارد شده و از طرف دیگر بخار خارج می شود و نیازی به سیستم های جانبی اضافی نیست.

اولین منعکس کننده خطی فرنلی در سال ۱۹۶۱ توسط جیووانی فرانسیا در دانشگاه جنوا ایتالیا ساخته شد. فرانسیا اعلام کرد که این سیستم توانایی تأمین انرژی لازم برای سیال عامل در سیکل‌های تولید توان را دارد. این تکنولوژی توسط شرکت‌هایی مثل FMC در خلال بحران نفتی سال ۱۹۷۳ توسعه داده شد، ولی تا دهه ۹۰ میلادی تقریباً دست نخورده باقی ماند. در سال ۱۹۹۳ اولین کلکتور خطی فرنلی در دانشگاه سیدنی ساخته و در سال ۱۹۹۵ ثبت شد. در سال ۱۹۹۹، کارکرد این کلکتور با معرفی جاذب‌هایی با کارایی بالا، بهبود داده شد. در سال ۲۰۰۳ مفاهیمی در مورد هندسه سه بعدی این تکنولوژی معرفی گردید. در سال ۲۰۱۰ مقاله ای منتشر شد که نشان میداد امکان ایجاد تمرکز بیشتر و زاویه دریافت بالاتر از طریق استفاده از علم اپتیک امکان پذیر است. این امر به وسیله ایجاد درجات آزادی بیشتر در سیستم به وسیله تغییر در اندازه و انحنای آینه‌ها(قرار دادن آن‌ها در در ارتفاعات متفاوت و به حالت موجی) میسر است.

                       

برخی مزایای این سیستم را می توان بصورت فهرست وار معرفی کرد:

ایراد اصلی کلکتورهای فرنل این است که در هنگام طلوع و غروب آفتاب راندمان آن ها بشدت کاهش می یابد و در کل راندمان آن ها حدود70 % کلکتورهای نوع سهموی است اما سادگی و قیمت پایین الکتریسیته تولیدی از طریق آنها، نسبت به سایر سیستم ها، موجب رقابت پذیری آن ها شده است. تحقیق و توسعه در زمینه ساخت این نوع کلکتورها در حال حاضر در دنیا ادامه دارد.

یک نمونه از کلکتورهای فرنل توسط شرکت solar mondoساخته شده که تحت حمایت5 مؤسسه بزرگ اروپائی از جمله DLR و انسیتو فرانهوفر آلمان می باشد یک نمونه دیگر نیز در استرالیا توسعه داده شده است این نمونه ها از لحاظ ابعاد و عملکرد با هم تفاوت هایی دارند یک نمونه از کلکتورهای فرنل نیز در ایران ساخته شده است و در سایت انرژیهای نو طالقان نصب شده است کلیه مراحل طراحی و ساخت این نمونه توسط همکارانمان در سازمان انرژیهای نو ایران انجام شده و نمونه دیگری از انواع فرنل ها می باشد. این سیستم تا کنون مراحل نهائی راه اندازی را پشت سر گذاشته و در تست های اولیه نیز عملکردقابل قبول داشته است.