KWALIFIKACJA ELE10 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 36.
W celu zwiększenia gęstości promieniowania słonecznego w kolektorach skupiających stosuje się
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W kolektorach skupiających dąży się do zwiększenia natężenia promieniowania padającego na absorber przez jego koncentrację optyczną. Do tego celu stosuje się elementy ogniskujące, takie jak soczewki, które skupiają promienie na mniejszej powierzchni, podnosząc gęstość strumienia energii.

Pełne wyjaśnienie:

Kolektory skupiające (koncentracyjne) działają inaczej niż kolektory płaskie czy typowe kolektory rurowe: ich celem jest optyczne skupienie promieniowania słonecznego na mniejszej powierzchni odbiornika (absorbera). Dzięki temu na absorber trafia większa ilość energii na jednostkę powierzchni, co w praktyce pozwala uzyskać wyższe temperatury pracy układu.

Odpowiedź "soczewki." jest poprawna, ponieważ soczewka jest elementem optycznym, który może ogniskować (skupiać) promieniowanie, a więc zwiększać jego "gęstość"/koncentrację na absorberze. W technice solarnej spotyka się rozwiązania z soczewkami (np. soczewkami Fresnela), których rolą jest właśnie koncentracja strumienia promieniowania.

Pozostałe odpowiedzi dotyczą innych funkcji w kolektorach, a nie koncentracji promieniowania:

  • "rurki heat-pipe." – heat-pipe służy do transportu ciepła (przenoszenia energii z absorbera do wymiennika/kolektora zbiorczego), a nie do optycznego skupiania promieniowania.
  • "miedziany absorber." – absorber ma za zadanie pochłaniać promieniowanie i zamieniać je na ciepło oraz przekazywać je do czynnika. Sam w sobie nie zwiększa gęstości promieniowania; pracuje z tym, co na niego pada.
  • "dwuścienne rurki szklane." – rurki dwuścienne (próżniowe) ograniczają straty ciepła dzięki izolacji (m.in. próżni), ale nie pełnią roli koncentratora optycznego zwiększającego natężenie promieniowania na absorberze.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawiają się słowa "skupiający", "koncentracja", "ogniskowanie", szukaj w odpowiedziach elementu optycznego (np. soczewka), a nie elementu związanego z izolacją, przewodzeniem czy transportem ciepła.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kolektor skupiający to rodzaj kolektora słonecznego, który używa elementu optycznego do skoncentrowania promieniowania na mniejszej powierzchni odbiornika ciepła. Dzięki temu na absorber trafia więcej energii na jednostkę powierzchni, co ułatwia uzyskanie wyższych temperatur pracy.
Soczewki pełnią rolę koncentratora optycznego: ogniskują promienie słoneczne i kierują je na absorber. W efekcie rośnie natężenie promieniowania w miejscu odbioru energii, a układ może pracować z większą mocą i osiągać wyższe temperatury niż w konstrukcjach bez skupiania.
Heat-pipe nie jest elementem optycznym. Jego zadaniem jest przenoszenie ciepła (transport energii cieplnej) od absorbera do części, gdzie następuje oddanie ciepła do czynnika grzewczego. Może poprawiać sprawność wymiany ciepła, ale nie "zagęszcza" promieniowania.
Absorber pochłania padające promieniowanie i zamienia je na ciepło, a następnie przekazuje je do czynnika (np. glikolu). Nie skupia promieniowania, tylko je odbiera. Koncentrator to element optyczny (np. soczewka), który zmienia rozkład promieni i zwiększa ich natężenie na absorberze.
Nie. Dwuścienne rurki szklane są kojarzone głównie z kolektorami rurowymi/próżniowymi i mają ograniczać straty ciepła dzięki izolacji (m.in. próżni). Mogą poprawiać warunki termiczne pracy, ale nie pełnią funkcji ogniskowania promieniowania jak soczewka.
Za koncentrację promieniowania odpowiadają elementy optyczne, które kierują i skupiają promienie: soczewki (np. soczewki Fresnela) albo zwierciadła/układy luster w konstrukcjach parabolicznych. W pytaniach testowych szukaj odpowiedzi związanej z optyką, nie z izolacją czy hydrauliką.
Kolektory skupiające stosuje się wtedy, gdy potrzebne są wyższe temperatury czynnika lub większa gęstość mocy na absorberze, np. w zastosowaniach bardziej "procesowych" niż typowa ciepła woda użytkowa. W praktyce dobór zależy od wymaganej temperatury, warunków nasłonecznienia i kosztów układu.
Zwracaj uwagę na słowa kluczowe: "skupiający", "koncentracja", "ogniskowanie", "zwiększenie gęstości promieniowania". Takie sformułowania sugerują, że poprawna odpowiedź będzie dotyczyć elementu optycznego (np. soczewki), a nie elementu transportu ciepła (heat-pipe) czy izolacji (rurki dwuścienne).
Najczęstsze błędy to mieszanie funkcji elementów: przypisywanie heat-pipe roli "zwiększania promieniowania" albo uznawanie izolacji próżniowej za koncentrator. Pomaga prosta zasada: elementy optyczne skupiają światło, absorber je pochłania, a elementy hydrauliczne i cieplne przenoszą ciepło dalej.
Tak, bo pytania często sprawdzają funkcje elementów i zasadę działania. Kolektor rurowy/próżniowy kojarzy się z ograniczaniem strat ciepła (izolacja), a kolektor skupiający z koncentracją promieniowania (optyka). Rozróżnianie tych mechanizmów ułatwia dobór poprawnej odpowiedzi w testach.
info

Około 61% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że w kolektorach skupiających dąży się do zwiększenia natężenia promieniowania padającego na absorber przez jego koncentrację optyczną.

Źródła:

  • Wikipedia: Solar concentrator (opis: koncentratory wykorzystują lustra lub soczewki do skupiania światła), https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_concentrator - dostęp 2026-02-28
  • Wikipedia: Fresnel lens (zastosowanie do koncentracji promieniowania; soczewki Fresnela w systemach skupiających), https://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_lens - dostęp 2026-02-28
  • Wikipedia (PL): Kolektor słoneczny (podstawowe typy i elementy, absorber/rurowe rozwiązania), https://pl.wikipedia.org/wiki/Kolektor_s%C5%82oneczny - dostęp 2026-02-28

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z energetyki słonecznej dla techników OZE (działy: kolektory, koncentratory)
  • Materiały producentów kolektorów skupiających (opisy budowy i zasady działania)
  • Wprowadzenie do optyki geometrycznej (soczewki i ogniskowanie promieni)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego