КҮн сәулесін шоғырландырғыш рефлекторды күн сәулесінің бағытына механикалық ҚҰрылғы арқЫЛЫ бағыттау тәсілі

ӘОЖ  629: 621.31:620.9 

 

КҮН  СӘУЛЕСІН ШОҒЫРЛАНДЫРҒЫШ РЕФЛЕКТОРДЫ КҮН СӘУЛЕСІНІҢ 

БАҒЫТЫНА МЕХАНИКАЛЫҚ ҚҰРЫЛҒЫ АРҚЫЛЫ БАҒЫТТАУ ТӘСІЛІ  

 

Б.Р.Арапов, Г.Н.Сағымбекова, Н.Б.Арапов 

М.Әуезов атындағы ОҚМУ, Шымкент қ. 

 

 Күн  сәулелерін  шоғырландырғыш  рефлектор  парабола  тәрізді  қисық  бетті  айна 

болғандықтан, ол күннен түскен параллель сәулелерді өзінің фокусына жыйнақтайтыны белгілі (1-

сурет). Жердің өз өсінің айналасында бірқалыпты айналмалы қозғалыс жасайтынына байланысты 

рефлектор  бетіне  түсетін,  қуаты  пайдалануға  болатын,  сәулелердің  бағыты  таңертеңнен  кешке 

дейін  шеңбер  бойымен  160

о

-170

о

  бұрышқа  бұрылып  отырады.  Ал  шоғырландырғыш 

рефлектордың тиімді жұмыс істеуі оның күн сәулелеріне дұрыс бағытталуына тікелей байланысты 

болады.  

Сонымен  қоса  таңертеңнен  кешке  дейінгі  уақыт  аралығында  күн  сәулесінің  меридиан 

бағытындағы түсу бұрышы да өзгеріп отырады. Мысалы таңертеңгі және кешкі түсу бұрышы мен 

тал  түстегі  түсу  бұрышы  көкжиекпен  салыстырғанда  20

о

–85

о

  аралығында  өзгеріп  отырады.  Яғни 

рефлектордың  беті,  таңертең  күн  көк  жиектен  20

о

  бұрышқа  көтерілгенде  (сәулелерді  қабылдап 

пайдалануды  бастауға  болатын  сәт),  күн  сәулелерінің  түсу  бағытына  перпендикуляр  қалыпта 

болуы  және  сәулелердің  бағыты  өзгерген  сайын  осы  қалпын  сәуленің  өзгеру  бұрышына  сәйкес 

оған ілесе отырып сақтап қалуы қажет болады.  

Бұл  мәселе  казіргі  заманғы  қолданыстағы  үлкен  қуатты  күн  сәулесін  шоғырландырғыш 

құрылғыларда  автоматы  түрде  жұмыс  атқаратын  жүйелердің  көмегімен  шешілген  [1].  Мұндай 

құрылғылардың  жұмыс  істеу  принципі  қарапайым  түрде  2-суретте  көрсетілген.  Оның  құрылысы 

сәуле  қабылдағыш  құбырдан  (4),  төрт  сезімтал  фотоэлементтен  (6),  күшейткіштен  және 

орындаушы  қозғалтқыштардан  (2)  және  (5)  тұрады.  Сәуле  қабылдағыш  құбыр  шоғырландырғыш 

рефлектордың  бетінің  жазықтығына  перпендикуляр  орналастырылып  оған  қатаң  бекітіледі  де 

онымен бірге бұрылып отырады. Күн сәулесі, күн сәулесін қабылдағыш құбырдың өсіне параллель 

бағыттан аутықыған жағдайда, құбырдың түбінде орналастырылған төрт фотоэлементтің біреуіне 

сәуле көбірек түсіп қалғандары көлеңкеде қалады. 

 

 

 

 

 

                                                  6                                                           

                       4                                                                              8 

 

 

                        3 

 

 

 

                     7                                     2  

                                                                            9   

 

                                                                                                                                        

                                                                                                    1 

 

                                                  5 

 

 

1 – рефлектор құрылғысының ауырлық орталығы тұсына орнатылған вертикаль өс,  

2 – ай (апта, тәулік) мезгіліне байланысты рефлекторды меридиан бағытындағы бұрушы бұрандалы 

механизм, 3 – құрылғыны қозғау үшін потенциялды энергиясы пайдаланылатын жүк, 4 – блоктар,  

5 – жүктің біртіндеп түсу жылдамдығын тағайындайтын және реттейтін сағат механизмі,  

6 – рефлектордың шеңбер бағытымен бұрылуына сәйкес келетін, меридан бағытындағы бұрылуын 

қамтамасыз ететін доға тәрізді жол, 7 – жүктің жоғарғы және төменгі орындарының арасы,  

8 – жылу қабылдағыш қазандық, 9 – бу жүретін құбырлар 

 

Сурет 1 – Қондырғының жалпы көрінісі 

 

 

 

                                                                                 

1

                               күн сәулесінің бағыты 

                                2 

 

 

                              3                                                              4 

 

 

 

 

 

                                                      5                                    6  

 

 

 

1 – рефлектор, 2 – рефлекторды меридиан бағытында бұратын қозғалтқыш, 3 – шар тәрізді топса,  

4 – күн  сәулесін қабылдағыш құбыр, 5 – рефлекторды  шеңбер бағытында бұратын қозғалтқыш,   

6 – сезімтал фотоэлементтер 

 

Сурет 2 – Рефлекторды автоматы түрде бағыттағыш құрылғының схемасы  

 

 

Осының  салдарынан  сәуле  көбірек  түсіп  тұрған  фотоэлементтен  шыққан  электр  сигналдары 

қалғандарынан  көбірек  болады  да  ол  күшейткіш  арқылы  орындаушы  қозғалтқышты  іске  қосады. 

Қозғалтқыш шоғырландырғыш рефлекторды күн сәулелерінің бағытына қарай бұрады, ал онымен 

бірге  қабылдағыш  құбырда  бұрылып  оның  түбіндегі  барлық  фотоэлементтерге  түсетін  сәуленің 

қарқындылығын  теңестіріледі,  бұл  кезде  қозғалтқыш  тоқтайды,  ал  рефлектор  күнге  тура 

бағытталып  тұратын  болады.  Бұл  процесс  үздіксіз  қайталанып  отырадыда  шоғырландырғыш 

рефлектор әр сәтте күн сәулелеріне тура бағытталып тұрады. 

Мұндай  жүйе  күрделі  электронды  приборлар  мен  электр  энергиясын  көп  мөлшерде 

пайдаланатын қозғалтқыштардан тұрады, құны қымбат пайдалануға кететін шығыны көп құрылғы 

болып табылады. 

 Осыған  байланысты  «Қолданбалы  механика»  кафедрасында  құрылысы  қарапайым  электр 

энергиясын 

тұтынбайтын 

механикалық 

бағыттаушы 

қондырғы 

жобаланған. 

Осындай 

қондырғының  принсіптік  схемасы  1  –  суретте  көрсетілген.  Күн  сәулесін  шоғырландырғыш 

рефлектор орнатылған құрылғы өзінің ауырлық орталығының тұсында вертикаль өстің бойындағы 

подшипниктерге  (1)  орнатылады.  Рефлектордың  күнге  бағыталуын  ұдайы  қамтамасыз  ететін 

құрылым жоғары көтерілген жүктің (3) потенциалды энергиясын пайдаланады. Жоғарғы деңгейге 

дейін  көтерілген  жүктің  біртіндеп  төмен  түсуінің  әсерінен  рефлектордың  беті  әрқашан  күнге 

бағытталып  тұрады.  Жүктің  біртіндеп  түсуі  кезіндегі  рефлектордың  бұрылу  бұрыштық 

жылдамдығы  жердің  өз  өсінен  айналуның  бұрыштық  жылдамдығына  сай  келеді.  Рефлектордың 

осындай  бұрыштық  жылдамдықпен  бұрылып  отыруын  қамтамасыз  ететін  жүктің  төмен  түсу 

жылдамдығы,  блоктардың  біреуіне  бекітілген  сағат  механизінің  (5)  көмегімен  іске  асырылады. 

Жүктің  ең  жоғарғы  деңгейге  көтерілген  орны  рефлектордың  таңертеңгі  шығыстан  көтерілген 

күннің бағытына, ал ең төменгі  орны күннің кешкі батыстағы көкжиекке жетуіне сай келеді. Бұл 

қозғалыс  рефлектордың  жоғарыда  айтып  өткен  шеңбер  бағытындағы  (бойлық  бағаты  бойынша) 

160

о

-170

о

 бұрышқа бұрылуын қамтамасыз етеді. Ал, осымен бір мезгілде рефлектордың меридиан 

бағыттағы бұрылуын (ендік бағыты бойынша), күн сәулесінің таңертеңнен кешке дейінгі аралықта 

көкжиекпен  салыстырғанда  20

о

–85

о

  бұрышқа  өзгеріп  отыруына  ілесе  қозғалуын,  яғни 

рефлектордың  шеңбер  бағытымен  бұрылуына  сәйкес  келетін  меридан  бағытындағы  бұрылуын 

доға  тәрізді  жол  (6)  қамтамасыз  етеді.  Себебі  бұл  екі  бұрыш  бір  мезгілде  және  бір  біріне  тәуелді 

өзгеріп  отырады.  Бұдан  бөлек,  меридиан  бағыттағы  бұрышты  бірнеше  тәулік  арасында  бір  рет 

қолмен  реттеп  отыру  үшін,  ай  (апта,  тәулік)  мезгіліне  байланысты,  рефлекторды  меридиан 

бағытында бұрушы бұрандалы механизм (2) қолданылады. 

 Құрылғыны  осылай  қозғалысқа  келтіріп  отыратын  энергия,  жоғары  деңгейге  көтерілген 

жүктің (3) потенциалды энергиясынан алынады. Құрылғының салмағы аса көп болмаған жағдайда, 

(жүктіңде  салмағы  шағын  болады)  жүк  жоғарғы  деңгейіне  дейін  қолмен  көтеріледі,  ал  оның 

салмағы  үлкен  болса  қол  лебедкасын  қолдануға  болады,  немесе  жүкті  шағын  бөлшектерден 

тұратын, жеке-жеке қолмен біртіндеп көтеріп қоюға ыңғайлы етіп жасауға-да болады. 

 Сағат тәрізді механизмнің өсінің айналу жылдамдығын реттеп отыратын тетіктері болады. 

Себебі  жыл  мезгіліне  байланысты  рефлектордың  бұрылу  бұрыштық  жылдамдығын  өзгертіп 

отыруға  тура  келеді.  Ол  қарапайым  қабырғаға  орнатылатын  жүктің  көмегімен  жұмыс  істейтін 

сағаттың тіліндегі табақшасын қозғаған сияқты жеңіл түрде атқарылады. 

 

Әдебиет 

 

1 Солнечные высокотемпературные печи. - М.: Издательство иностранной литературы, 1960. 

 

Резюме 

 

 Приводится  конструкция  простой  механической  системы,  предназначенной  для  поворота 

концентратора солнечных лучей к направлению солнечных лучей  и следящей за ними в течение светового 

дня. 

 

 

Summary 

 

 This  article  gives  the  construction  of  common  mechanic  system  which  prestinated  for  reoperation    of 

concentrated shun beam to the elirection towards sunbeam followed it after during  the day.