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Nintendo 64
Der Nintendo 64 (formal abgekürzt als N64, Modellnummer des Geräts: NUS, stilisiert als NINTENDO64) ist eine von Nintendo entwickelte und vermarktete Computerspielkonsole. Die 64-Bit-Zentraleinheit wurde im Juni 1996 in Japan, im September 1996 in Nordamerika sowie im März 1997 in Europa und Australien veröffentlicht. Es war die letzte große Wohnkonsole, die die ROM-Kassette bis zur Umstellung im Jahr 2017 als primäres Speicherlayout verwendete. Der Nintendo 64 wurde im Jahr 2002 eingestellt, um den Start seines Nachfolgers, des GameCube, zu ermöglichen.
Der Nintendo 64-Stil mit dem Codenamen "Task Truth" wurde in erster Linie Mitte 1995 fertiggestellt. Die Einführung verzögerte sich jedoch bis 1996, als Time ihn als "Hersteller des Jahres" bezeichnete. Es wurde mit 3 Videospielen eingeführt: Super Mario 64, Pilotwings 64 sowie Saikyō Habu Shōgi (exklusiv in Japan). Als Teil der fünften Generation von Videospielkonsolen konkurrierte es hauptsächlich mit der Sony PlayStation und Sega Saturn. Der empfohlene Listenpreis bei der Einführung in den USA betrug 199,99 US-Dollar (entspricht 326,02 US-Dollar im Jahr 2019), und seit Dezember 2009 wurden weltweit 32,93 Millionen Geräte vermarktet. Im Jahr 2015 nannte IGN es die neuntgrößte Computerspielkonsole aller Zeiten.
Hintergrund
Geschichte
Gegen Ende der 1980er Jahre war Nintendo mit seinem Nintendo Home Entertainment System (NES) führend auf dem Videospielmarkt. Obwohl die NES-Folgekonsole, das Super NES (SNES), erfolgreich war, wurde der Umsatz durch den wirtschaftlichen Abschwung in Japan beeinträchtigt. Konkurrenten des langjährigen Sega-Konkurrenten sowie der geliebte Neuling Sony betonten Nintendos Forderung, einen Anhänger für das SNES zu schaffen, oder drohten, die Marktbeherrschung gegenüber seinen Konkurrenten zu verlieren. Nintendo machte komplexe Probleme besser und sah sich ebenfalls einer Reaktion von Drittentwicklern gegenüber, die mit Nintendos strengen Lizenzplänen miserabel waren
Fortschritt
Silicon Graphics, Inc. (SGI), ein erfahrener Marktführer in der Grafikvisualisierung und auch im Bereich Supercomputing, war daran interessiert, seinen Service zu erweitern, indem seine moderne Technologie beginnend mit dem Markt für Computerspiele an die Welt der Konsumgüter mit höherem Volumen angepasst wurde. Basierend auf der MIPS R4000-Familie von Supercomputing- und Workstation-CPUs hat SGI eine CPU eingerichtet, die einen Teil der Quellen benötigt – sie verbraucht nur 0,5 Watt Leistung anstatt 1,5 bis 2 Watt und hat ein ungefähres Kursziel von 40 US-Dollar anstelle von US-Dollar 80 – 200. Das Unternehmen entwickelte einen Stilvorschlag für ein Computerspielsystem und suchte einen bereits etablierten Partner auf diesem Markt. Jim Clark, Gründer von SGI, lieferte den Vorschlag ursprünglich an Tom Kalinske, den CEO von Sega of America. Die nächste Aussicht wäre Nintendo.
Die historischen Details dieser anfänglichen Vereinbarungen waren zwischen den beiden vollendeten Bewerbern fraglich. Kalinske behauptete, er und Joe Miller von Sega of America seien "ziemlich erstaunt" über das Modell von SGI und begrüßten das Hardware-Team, eine Reise aus Japan zu unternehmen, um sich mit SGI zu treffen. Die Ingenieure von Sega Enterprises behaupteten, dass ihre Untersuchung des sehr frühen Prototyps eine Reihe ungelöster Geräteprobleme und -mängel aufgedeckt habe. Diese wurden später behandelt, aber Sega hatte sich derzeit tatsächlich gegen den Stil von SGI entschieden. Nintendo widerstand dieser Zusammenfassung und sagte, dass der wahre Grund für SGIs beste Partnerwahl darin besteht, dass Nintendo ein attraktiverer Geschäftsbegleiter war als Sega. Während Sega exklusive bürgerliche Freiheiten für den Chip forderte, stimmte Nintendo zu, die Technologie nicht exklusiv zu zertifizieren. Michael Slater, Autor von Microprocessor Report, erklärte: "Die einfache Wahrheit einer Servicebeziehung dort ist aufgrund der erstaunlichen Fähigkeit von Nintendo, die Menge zu steigern, beträchtlich. Wenn es überhaupt funktioniert, könnte es MIPS auf Mengen bringen, die man sich nie vorstellen konnte."
Jim Clark lernte Anfang 1993 den CEO von Nintendo, Hiroshi Yamauchi, kennen und startete damit Job Reality. Am 23. August 1993 enthüllten die beiden Unternehmen eine internationale gemeinsame Entwicklung sowie eine Lizenzvereinbarung an der Grenze zu Job Reality, in der prognostiziert wurde, dass das noch nicht enthüllte spätere Produkt sicherlich "speziell für Nintendo entwickelt" wird, 1994 in Galerien eingeführt wird und wird bis Ende 1995 für den Hausgebrauch verfügbar … unter 250 US-Dollar aufgeführt ". Diese Aussage fiel mit der Shoshinkai-Messe von Nintendo im August 1993 zusammen.
"Fact Immersion Modern Technology" ist der Name, den SGI für die Sammlung von Kernteilen bereitgestellt hat, die sicherlich zuerst in Task Truth verwendet werden würden: die MIPS R4300i-CPU, der MIPS Truth Coprocessor und auch die eingebettete Softwareanwendung. Einige Chiptechnologien und -produktionen wurden von NEC, Toshiba sowie Sharp geliefert. SGI hatte erst kürzlich MIPS Computer System Systems (umbenannt in MIPS Technologies) übernommen und beide interagierten, um letztendlich für den Stil der Fact Immersion Technology-Chips unter dem technischen Leiter Jim Foran und auch für den Hauptausrüstungsdesigner Tim Van Hook verantwortlich zu sein br> Das vorläufige Task Fact-Videospiel-Weiterentwicklungssystem wurde von SGI in Form seines Onyx-Supercomputers entwickelt und verkauft, der Ihnen 100.000 bis 250.000 US-Dollar (entspricht 431.242 US-Dollar im Jahr 2019) zurückgibt und mit dem Namen RealityEngine2-Grafikkarten im Wert von 50.000 US-Dollar geladen ist und auch 4 150 MHz R4400 CPUs. Das Softwareprogramm besteht aus sehr frühen Task Reality-Anwendungs- und Emulations-APIs, die auf Entertainer und OpenGL basieren. Dieses Grafik-Supercomputersystem hatte als Quellendesign gedient, das SGI minimiert hatte, um letztendlich die Reality Immersion-Technologie für Job Fact zu sein.
Das Job
Reality-Team hat einen Videospiel-Controller für das Entwicklungssystem als Prototyp entwickelt, indem ein Super-NES-Controller durch einen primitiven analogen Joystick sowie einen Z-Trigger ersetzt wurde. Unter optimaler Geheimhaltung auch gegenüber dem Rest des Unternehmens sagte ein LucasArts-Entwickler, seine Gruppe würde den Prototyp-Controller sicherlich "heimlich in einem Karton verstecken, während wir ihn verwendeten". Als Lösung für die unvermeidlichen Anfragen, was wir taten, antworteten wir amüsant darauf Es war eine brandneue Art von Controller – eine Schüssel mit Flüssigkeit, die Ihre Gedanken mit den Fingerspitzen aufnahm. Offensichtlich mussten Sie auf Japanisch annehmen … ".
Am 23. Juni 1994 gab Nintendo den neuen offiziellen Namen der noch unvollständigen Konsole als "Ultra 64" bekannt. Das erste Team von Elite-Programmierern, das von Nintendo ausgewählt wurde, wurde als "Dream Team" bezeichnet: Silicon Video, Inc.; Pen Name Research Study, Inc.; Erstellung von Softwareanwendungen; Rambus, Inc.; MultiGen, Inc.; Rare, Ltd. sowie Unusual Coin-It Toys & Games, Inc.; WMS Industries, Inc.; Honor Entertainment, Inc.; Williams Enjoyment, Inc.; Standard Simulation, Inc.; Range Holobyte; DMA Layout Ltd.; Angel Studios; Ozean; Time Warner Interactive; sowie Mindscape.
Durch den Kauf und die Einrichtung des Grafik-Supercomputersystems von Task Fact können Nintendo und sein All-Star-Team vor Abschluss der Hardware-Spezifikationen für die Konsole mit dem Prototyping ihrer Videospiele gemäß dem geschätzten Konsoleneffizienzprofil von SGI beginnen. Als die Ultra 64-Ausrüstung fertiggestellt war, wurde diese auf Supercomputern basierende Prototyping-Plattform später durch eine kostengünstigere und auch vollständig genaue Konsolensimulationsplatine ersetzt, die im Juli 1995 in einer Low-End-SGI-Indy-Workstation untergebracht werden sollte Es wurde schließlich berichtet, dass die Supercomputing-Plattform auf das letzte Ultra 64-Element relativ genau war, sodass LucasArts-Programmierer ihr Celebrity Wars-Spielmodell in nur 3 Tagen auf Empfehlungshardware für Spielekonsolen portieren konnten.
Das Design der Konsole wurde Ende des zweiten Quartals 1994 zum ersten Mal offen gezeigt. Die Bilder der Konsole zeigten das Nintendo Ultra 64-Logo sowie eine ROM-Kassette, jedoch keinen Controller. Die Typvariable dieser Modellkonsole wird von dem Element beibehalten, wenn es irgendwann gestartet wird. Nachdem das Unternehmen ursprünglich die Möglichkeit aufgezeigt hatte, die bedeutend bekannte CD-ROM zu verwenden, wenn die auf der Insel vorhandenen Effizienzprobleme behoben wurden: 77 führte das Unternehmen derzeit ein viel schnelleres, jedoch platzbeschränktes kassettenbasiertes System ein, das eine offene Bewertung durch das Spiel auslöste Drücken Sie. Das System wurde regelmäßig als das weltweit erste 64-Bit-Videospielsystem vermarktet, wobei allgemein angegeben wurde, dass die Konsole besonders effektiv war als die ersten Moon Touchdown-Computersysteme. Atari hatte tatsächlich bereits erklärt, tatsächlich die erste 64-Bit-Spielekonsole mit seinem Atari Jaguar hergestellt zu haben, doch der Jaguar verwendet nur eine allgemeine 64-Bit-Architektur in Kombination mit 2 32-Bit-RISC-Prozessoren und einem 16/32-Bit Motorola 68000.
Später im zweiten Quartal 1994 genehmigte Nintendo eine Lizenzvereinbarung mit der Mutter- und Vaterfirma von Midway, die es Midway ermöglichte, Videospiele für Spiele mit dem Markennamen Ultra 64 zu entwickeln und zu vermarkten, und entwickelte ein Joint-Venture-Unternehmen namens "Williams / Nintendo" Vermarktung von Nintendo-exklusiven Wohnheimkonvertierungen dieser Videospiele. Das Ergebnis sind 2 erstklassige Arcade-Videospiele von Ultra 64, Killer Instinct sowie Cruis 'n USA. Der Arcade-Zweig, der nicht aus dem konsolenbasierten Ultra 64-Zweig von Job Truth abgeleitet ist, verwendet eine andere MIPS-CPU, hat keinen Fact Coprocessor und verwendet integrierte ROM-Chips sowie ein Festplattenlaufwerk anstelle einer Kassette. Killer Instinct enthält 3D-Persönlichkeitsgrafiken, die direkt in 2D-Form vorgerendert wurden, sowie computergenerierte Filmverläufe, die vom Laufwerk gestreamt und animiert werden, wenn die Charaktere flach verschoben werden.
Früher bestand die Strategie darin, die Konsole mit dem Namen "Ultra Famicom" in Japan und "Nintendo Ultra 64" in verschiedenen anderen Märkten auf den Markt zu bringen. Es flossen Berichte, in denen die Namensänderung mit der Möglichkeit einer Klage in Verbindung gebracht wurde, weil Konami das Markenzeichen Ultra Gamings besaß. Nintendo gab an, dass Markenprobleme kein Faktor waren, und der einzige Grund für jede Art von Namensänderung war die Entwicklung eines einzigen globalen Markennamens und Logos für die Konsole. Der neue globale Name "Nintendo 64" wurde vom Earthbound-Kollektionsdesigner Shigesato Itoi vorgeschlagen. Das Präfix für das Modellnummerierungssystem für Hardware und Software auf der gesamten Nintendo 64-Plattform lautet "NUS-", eine Empfehlung für den ursprünglichen Namen der Konsole "Nintendo Ultra Sixty-four".
Technische Daten
Die Zentraleinheit (CPU) des Nintendo 64 ist der NEC VR4300 mit 93,75 MHz. Beliebte elektronische Geräte gaben an, eine Leistung zu haben, die mit der des Pentium-CPUs in Desktop-Computern vergleichbar ist. Abgesehen von seinem schmaleren 32-Bit-Systembus behielt der VR4300 die Rechenfähigkeiten des effektiveren 64-Bit-MIPS R4300i bei, obwohl das Softwareprogramm kaum jemals groß geschrieben wurde bei 64-Bit-Operationen mit Informationsgenauigkeit. Nintendo 64-Videospiele verwendeten normalerweise schnellere und besonders tragbare 32-Bit-Datenoperationen, da diese ausreichten, um 3D-Szenendaten für das RSP-Gerät (Truth Signal Processor) der Konsole zu erstellen. Darüber hinaus wird 32-Bit-Code schneller ausgeführt und benötigt weniger Speicherplatz (was bei den Kassetten des Nintendo 64 eine Prämie darstellt).
In Bezug auf seinen Arbeitsspeicher (RAM) gehört der Nintendo 64 zu den ersten modernen Spielekonsolen, die ein einheitliches Speichersubsystem ausführen, im Gegensatz zu separaten Finanzinstituten für CPU-, Audio- und auch Videoclips. als Beispiel. Der Speicher selbst enthält 4 Megabyte Rambus RDRAM, das mit dem Expansion Pak auf 8 MEGABYTES erweitert werden kann. Rambus war zu dieser Zeit ziemlich brandneu und bot Nintendo eine Methode, um eine große Menge an Bandbreite zu einem vernünftigen Preis anzubieten.
Audio kann vom Fact Coprocessor oder der CPU verarbeitet werden und führt zu einem DAC mit einer Beispielrate von bis zu 48,0 kHz.
Das System ermöglicht Videoclip-Ergebnisse in zwei Formaten: Composite-Video sowie S-Video. Die Composite- und S-Video-Kabel sind die gleichen wie bei den vorhergehenden SNES- und prosperierenden GameCube-Plattformen.
Der Nintendo 64 hält 16,8 Millionen Farben. Das System kann Auflösungen von 320 × 240 ungefähr 640 × 480 Pixel darstellen. Die meisten Videospiele, die die Einstellung des Systems mit einer höheren Auflösung von 640 x 480 verwenden, erfordern die Verwendung des RAM-Upgrades für das Erweiterungspaket. Einige nicht, wie die NFL Quarterback Club-Serie von Recognition sowie die Madden-, FIFA-, Supercross- und NHL-Spiele der zweiten Generation von EA Sports. Die meisten Spiele verwenden den 320 × 240-Modus mit reduzierter Auflösung des Systems. Einige Videospiele unterstützen ein Videoanzeigeverhältnis von bis zu 16: 9, entweder mit anamorphotischem Breitbild oder Letterboxing.
Controller
Der Controller des Nintendo 64 ist in "M" -Form ausgeführt und verfügt über 10 Tasten, einen analogen Steuerknüppel und ein Steuerkreuz.
Der Nintendo 64 gehört zu den ersten PC-Spielekonsolen mit vier Controller-Ports. Laut Shigeru Miyamoto entschied sich Nintendo für vier Controller-Ports, da der Nintendo 64 die erste Konsole des Unternehmens ist, die ein Split-Display mit vier Spielern ohne nennenswerten Rückgang verwalten kann.
Farbversionen
Der Nintendo 64 ist in verschiedenen Farben erhältlich. Der Standard-Nintendo 64 ist dunkelgrau, fast schwarz und der Controller ist hellgrau (spätere Versionen im VEREINIGTEN STAAT, Kanada und Australien enthielten ein Bonusangebot für den 2. Controller in Atomic Purple). Verschiedene Pigmentierungen sowie Skandalblätter wurden freigesetzt.
Viele Nintendo 64-Spielekassetten haben einen grauen Farbton, einige Videospiele haben jedoch tatsächlich eine farbige Kassette. Vierzehn Videospiele haben schwarze Patronen, und andere Farben (wie Gelb, Blau, Rot, Gold und umweltfreundlich) wurden jeweils für sechs oder weniger Videospiele verwendet. Zahlreiche Videospiele wie The Legend of Zelda: Ocarina of Time wurden sowohl in Standardgrau als auch in getönten, limitierten Editionen veröffentlicht.
Eigenschaften einstellen
Die Programmfunktionen des Nintendo 64 bestehen aus unterschiedlichen Hindernissen mit einzigartigen potenziellen Vorteilen. Der Wirtschaftsexperte bezeichnete eine zuverlässige Programmierung für den Nintendo 64 als "schrecklich kompliziert". Ähnlich wie bei zahlreichen anderen Videospielkonsolen sowie verschiedenen anderen Arten von tief verwurzelten Systemen sind die Gebäudeoptimierungen des Nintendo 64 aufgrund einer Mischung aus Versehen seitens der Geräteentwickler und Einschränkungen der modernen 3D-Technologie ausgesprochen intensiv. und auch Fähigkeiten produzieren.
Als der Nintendo 64 seinen Lebenszyklus erreicht hatte, beschrieb der Chef der Geräteentwicklung, Genyo Takeda, die Hindernisse der Shows konsequent mit den Worten Hansei. Rückblickend behauptete Takeda: "Als wir Nintendo 64 gemacht haben, hielten wir es für rational, dass anspruchsvolle Videospiele technisch schwieriger werden. Wir haben uns geirrt. Wir verstehen derzeit, dass es auf die Reisegeschwindigkeit ankommt, nicht darauf." der momentane Blitz der Spitzenleistung ".
Emulation
Zahlreiche n64 roms deutsch pack-Videospiele wurden für den virtuellen Konsolendienst der Wii und Wii U gestartet und können mit dem Classic Controller, dem GameCube-Controller, dem Wii U Pro-Controller oder dem Wii U GamePad verwendet werden. Es gibt einige Unterschiede zwischen diesen Variationen sowie den Originalpatronenversionen. Zum Beispiel laufen die Spiele in einer höheren Auflösung und mit einer besonders konstanten Framerate als ihre Nintendo 64-Gegenstücke. Einige Funktionen, wie z. B. die Leistung von Rumble Pak, werden in den Wii-Versionen nicht angeboten. Einige Attribute werden ebenfalls in den Virtual Console-Versionen transformiert. In der VC-Version von Pokémon Break können Spieler beispielsweise Fotos über den Nachrichtendienst der Wii senden, während das In-Game-Material von Wave Race 64 aufgrund des Ablaufs der Kawasaki-Lizenz geändert wurde. Zahlreiche von Unusual entwickelte Spiele wurden auf der Xbox Live Gallery-Lösung von Microsoft veröffentlicht, darunter Banjo-Kazooie, Banjo-Tooie und Perfect Dark. Dies entspricht der Übernahme von Rareware durch Microsoft im Jahr 2002. Eine Ausnahme bildet Donkey Kong 64, das im April 2015 auf der Website von Microsoft veröffentlicht wurde Wii U Virtual Console, da Nintendo die bürgerlichen Freiheiten für das Spiel gewahrt hat.
Eine Reihe informeller Emulatoren wurde entwickelt, um Nintendo 64-Spiele auf anderen Systemen wie PCs, Macs und auch Mobiltelefonen zu spielen.
Солнечная батарея
Солнечная батарея – это устройство для сбора тепловой энергии от солнца (солнечной электростанции), переносимой видимым светом, а также ближним инфракрасным излучением. В отличие от солнечных батарей, которые вырабатывают электричество, солнечная батарея нагревает продукт передачи тепла.
Обычно используется для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.
Типы солнечных коллекторов
Плоские
Коллектор уровня содержит солнечный поглотитель (поглотитель), прозрачное покрытие, а также термозащитный слой. Поглотитель связан с системой передачи тепла. Он покрывается черной краской или специальной селективной отделкой (обычно распыление черного никеля или оксида титана) для повышения эффективности. Прозрачный компонент, как правило, изготавливается из закаленного стекла с пониженным содержанием металлического полотна или специального гофрированного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта защитным материалом (например, полиизоциануратом). Трубы, по которым растекается теплоноситель, сделаны из сшитого полиэтилена или меди. Сама панель непроницаема, для чего отверстия в ней закрываются силиконовым герметиком. При отсутствии потребления тепла (застоя) коллекторские агентства уровня способны нагреть воду до 190-210 ° C. Чем больше падающей мощности передается теплоноситель, протекающий в коллекторском агентстве, тем выше его эффективность. Его можно улучшить, используя уникальные оптические покрытия, которые не излучают тепло в инфракрасном спектре.
Вакуумные
Можно увеличить уровень температуры теплоносителя до 250-300 ° C при настройке ограничения теплоотвода. Это может быть достигнуто за счет уменьшения потерь тепла в результате использования многослойной стеклянной отделки, герметизации или создания вакуума в энтузиастах. По сути, в трубопроводе солнечного тепла есть инструмент, сопоставимый с семейными термосами. Прозрачна только внешняя часть телевизора, а внутренняя трубка имеет очень изысканную отделку, которая улавливает солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой имеется вакуум. Именно прослойка пылесоса позволяет экономить около 95% регистрируемой тепловой энергии.
Кроме того, теплые трубопроводы используются в вакуумных солнечных коллекторах в качестве проводников тепла. При освещении установки солнечным светом жидкость в нижней части телевизора при нагревании превращается в пар. Пары поднимаются к верхней части телевизора (конденсатора), где они конденсируются, а также передают тепло энтузиасту. Использование этой схемы позволяет достичь более высокой эффективности (по сравнению с коллекторами уровня) при работе при пониженных уровнях температуры и пониженном освещении.
Современные семейные солнечные коллекторы могут нагревать воду примерно до точки кипения даже при неблагоприятных уровнях температуры окружающей среды.
Устройство бытового коллектора
Теплоотвод (вода, воздух, масло или антифриз) нагревается путем распределения через коллектор, а затем перемещает тепло в накопительный бак, в котором хранится теплая вода для потребителя.
В прямом варианте циркуляция воды происходит естественным образом из-за разницы температур в энтузиасте. Эта опция увеличивает эффективность солнечной установки, поскольку эффективность солнечной батареи снижается с повышением уровня температуры теплоносителя.
Также существуют солнечные водонагревательные установки накопительного типа, в которых нет другого накопительного бака, а нагретая вода накапливается непосредственно в солнечном коллекторе. В данной ситуации установка представляет собой накопительный резервуар близкой к прямоугольной форме. Концентраторы для любителей солнечной энергии
Повышение рабочих температур до 120-250 ° С возможно за счет введения в солнечные коллекторы концентраторов с использованием параболоцилиндрических отражателей, проложенных под приемными элементами. Для достижения более высоких рабочих температур необходимы устройства для отслеживания солнечного света.
Солнечные коллекторы воздуха
Солнечные коллекторы воздуха – это устройства, которые работают от солнечной энергии, а также нагревают воздух. Солнечные коллекторы воздуха часто используются для обогрева помещений, сушки сельскохозяйственных предметов. Воздух проходит через поглотитель в результате естественной конвекции или следящего действия.
В некоторых системах солнечного нагрева воздуха к абсорбирующей пластине подключены вентиляторы для ускорения теплопередачи. Недостатком этой конструкции является то, что она потребляет энергию для работы вентиляторов, что увеличивает расходы на эксплуатацию системы. В холодном климате воздух направляется в пространство между пластиной поглотителя и изолирующей поверхностью задней стенки коллекторного агентства: таким образом предотвращается потеря тепла через остекление. Тем не менее, если воздух нагревается не более чем на 17 ° C выше внешней температуры, теплая переносящая среда может распределяться по обеим сторонам абсорбирующей пластины без значительного снижения производительности.
Основными преимуществами энтузиастов воздуха являются их простота и надежность. При надлежащем уходе качественное коллекторское агентство может прослужить 10-30 лет, и с ним легко работать. Теплообменник не требуется, так как воздух не замерзает.
Применение
Солнечные батареи используются для отопления жилых домов промышленного и бытового назначения, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд. Наибольшее разнообразие производственных процессов, в которых используется уютная, а также теплая вода (30–90 ° C), происходит в пищевой и тканевой отраслях, поэтому они имеют наибольший потенциал для использования солнечных коллекторов. В Европе в 2000 году полная площадь солнечных коллекторов составляла 14,89 млн м2, а во всем мире – 71,341 млн м2.
Солнечные коллекторы – концентраторы могут вырабатывать электричество с помощью солнечных батарей или двигателя Стирлинга.
Солнечная батарея может использоваться в установках опреснения морской воды. Согласно данным Немецкого аэрокосмического предприятия (DLR), к 2030 году расходы на опресненную воду снизятся до 40 евроцентов за кубометр воды.
Солнечные башни
Впервые предложение о создании солнечной электростанции промышленного типа было выдвинуто советским инженером Н. В. Линицким в 30-е годы прошлого века. В то же время им был предоставлен план солнечного терминала с центральным ресивером на башне. В нем система улавливания солнечных лучей содержала поле гелиостатов – отражателей уровня, управляемых в два раза. Каждый гелиостат показывает солнечные лучи на поверхность основного приемника, который возвышается над полем гелиостата, чтобы исключить влияние общего затенения. По габаритам и параметрам ресивер напоминает традиционный паровой котел.
Экономические оценки фактически показали целесообразность использования на таких станциях огромных ветряных генераторов мощностью 100 МВт. Типичные технические характеристики для них – уровень температуры 500 ° C и давление 15 МПа. Учитывая потери, потребовалась концентрация около 1000, чтобы обеспечить такие параметры. Такой фокус был достигнут за счет регулирования гелиостатов в 2 работы с. Предполагалось, что на станциях будут установлены тепловые аккумуляторы для обеспечения работы теплового двигателя в отсутствие солнечного излучения.
В США с 1982 года было построено множество башенных станций мощностью от 10 до 100 МВт. Углубленный экономический анализ систем этого типа показал, что с учетом всех цен на здание 1 кВт установленной мощности стоит около 1150 долларов США. На один кВтч электроэнергии затрачивается около 0,15 доллара США.
Параболические круглые концентраторы
Аллегорические круглые концентраторы имеют форму параболы, вытянутой по прямой. В 1913 году Франк Шуман построил водонасосный терминал в Египте из аллегорических цилиндрических концентраторов. Станция состояла из пяти центров, каждый длиной 62 метра. Отражающие поверхности изготовлены из обычных зеркал. Терминал производил тяжелый пар, с помощью которого он перекачивал около 22 500 литров воды в минуту. Параболоцилиндрический зеркальный концентратор фокусирует солнечное излучение в линию и может дать его стократную фокусировку. В упоре параболы находится трубка с теплоносителем (маслом) или солнечная батарея. Масло нагревается в трубке до температуры 300–390 ° С. В августе 2010 года специалисты NREL провели оценку установки SkyFuel. В ходе исследований был показан тепловой КПД параболических круглых концентраторов 73% при температуре домашнего обогревателя 350 ° C.
солнечный бойлер зеркала изготавливаются длиной до 50 метров. Зеркала ориентированы по оси север-юг и расположены рядами через каждые пару метров. Поставщик тепловых услуг входит в тепловой аккумулятор для дальнейшей выработки электроэнергии тяжелым паровым ветрогенератором. С 1984 по 1991 год в Калифорнии было построено девять атомных электростанций из параболоцилиндрических концентраторов общей мощностью 354 МВт. Стоимость электроэнергии составляла около 0,12 доллара за кВтч. Немецкая компания Solar Centuries AG строит солнечную электростанцию во Внутренней Монголии (Китай). К 2020 году общая мощность АЭС вырастет до 1000 МВт. Мощность начальной стадии составит 50 МВт. В июне 2006 года в Испании была построена первая тепловая солнечная электростанция мощностью 50 МВт. В Испании к 2010 году может быть построена АЭС мощностью 500 МВт с параболоцилиндрическими концентраторами. Финансовое учреждение Globe финансирует строительство и строительство сопоставимых атомных электростанций в Мексике, Марокко, Алжире, Египте, а также в Иране. Фокус солнечного излучения может уменьшить размер фотоэлектрического элемента. Но при этом снижается его производительность, и требуется особая система кондиционирования.
Параболические концентраторы
Аллегорические концентраторы имеют форму параболоида трансформации. Параболический отражатель регулируется в двух направлениях при отслеживании солнечного света. Энергия солнечного света сосредоточена на крошечной области. Зеркала отражают 92% случаев солнечного излучения. В фокусе рефлектора на кронштейне установлен двигатель Стирлинга или фотоэлементы. Двигатель Стирлинга расположен таким образом, чтобы область нагрева оставалась в фокусе отражателя. В качестве рабочего инструмента для двигателя Стирлинга обычно используется водород или гелий.
В феврале 2008 года Национальная исследовательская лаборатория Сандии достигла КПД 31,25% в установке, включающей параболический концентратор и электродвигатель Стирлинга. В настоящее время недостроены установки с параболическими концентраторами мощностью 9-25 кВт. Устанавливаются семейные установки мощностью 3 кВт. Производительность таких систем составляет 22-24%, что больше, чем у солнечных батарей. Коллекторские агентства сделаны из обычных продуктов: стали, меди, легкого алюминия и т. Д. Без использования кремния «солнечного качества». В металлургии используется так называемый «металлургический кремний» чистотой 98%. Для производства фотоэлементов используется кремний "солнечной чистоты" или "солнечного качества" чистотой 99,9999%.
В 2001 году стоимость электроэнергии, производимой солнечными батареями, составляла 0,09–0,12 доллара за кВтч. Подразделение энергетики США прогнозирует, что к 2015-2020 гг. Расходы на электроэнергию, производимую солнечными концентраторами, снизятся до 0,04-0,05 доллара.
Компания Stirling Solar Energy устанавливает большие солнечные коллекторы – до 150 кВт с электродвигателями Стирлинга. Компания строит крупнейшую в мире солнечную электростанцию в южной Калифорнии. До 2010 года обязательно будет 20 тысяч параболических коллекторов диаметром 11 метров. Полная мощность электростанции может быть увеличена до 850 МВт.