Was sind Heliostatika?

Heliostaten sind wissenschaftliche Instrumente, die mithilfe eines Spiegels das Sonnenlicht in eine bestimmte Richtung reflektieren. Da sich die Position der Sonne im Verhältnis zur Erde im Laufe des Tages ändert, verfügen die meisten Heliostaten über einen Mechanismus, der diese Bewegung verfolgt. Einfache verwenden einen gewöhnlichen Uhrwerkmechanismus, um der Sonne zu folgen, während komplexere Heliostaten Tracker umfassen, die den Sonnenstand am Himmel erfassen oder Mikroprozessorsoftware enthalten, die den Sonnenwinkel während des gesamten Sonnenjahres kompensiert.

Das Wort Heliostat ist eine Verbindung des griechischen Wortes für "Sonne", " Helios " und des Wortes für "still" oder "stationär" und scheint Mitte des 18. Jahrhunderts geprägt worden zu sein. Wie bei vielen wissenschaftlichen Erfindungen aus dieser Zeit wurde dem Gerät eine Reihe von Erfindern zugeschrieben, so dass unklar ist, wer tatsächlich dafür verantwortlich ist. Heliostaten wurden im 18. Jahrhundert am häufigsten für astronomische Beobachtungen und optische Experimente eingesetzt. Im 20. Jahrhundert wurden Arrays von Spiegeln in einer Reihe größtenteils wissenschaftlicher Anwendungen eingesetzt, darunter Elektrizitätserzeugung, Astronomie, Architektur und solare Beleuchtung.

In gewisser Weise funktioniert der Heliostat wie eine Sonnenblume, die die Bewegung der Sonne über den Himmel verfolgt, um die Belichtung zu maximieren. Mechanische Heliostaten arbeiten auf ähnliche Weise und haben in der Regel das gleiche Ziel, die Sonnenenergie zu nutzen. Der einfachste Heliostat besteht aus einem schwenkbaren Uhrwerk mit einem darauf angeordneten Spiegel, der den Fortschritt der Sonne über den Himmel verfolgt und ihr Licht auf einen festgelegten Punkt reflektiert. In einer Laborumgebung, in der das Gerät bewegt werden kann, um Änderungen des Sonnenwinkels auszugleichen, ist dieser Gerätetyp ausreichend. Komplexere automatisierte Heliostaten verwenden Software und Sensoren, um sich in Bezug auf die Sonne zu orientieren. Unternehmen, die Heliostaten verkaufen, um architektonische Beleuchtungsakzente zu setzen, oder integrierte Beleuchtungslösungen, bieten diese normalerweise mit eingebetteten Mikroprozessoren an, die in der Lage sind, solare Positionierungsalgorithmen zu berechnen.

Massive Anordnungen von Heliostaten, die Licht an bestimmten Orten und in bestimmten Verteilungssystemen reflektieren, sind in Hochhäusern, auf Solarparks, als architektonische Auswirkungen auf Strukturen auf der ganzen Welt und in vielen Astronomielabors zu finden. Die Verwendung von Heliostaten in der Architektur nimmt zu, da das Sonnenlicht effektiv, frei und angenehm für die Umgebungsbeleuchtung ist. In Labors werden Heliostaten für Sonnenbeobachtungen, einschließlich Messungen der Sonnenstrahlung, sowie zur Energieerzeugung, Wärmeerzeugung und für andere Anwendungen verwendet. Viele Labors verfügen auch über Siderostate, mit denen andere Sterne als die Sonne verfolgt werden können.