Wat zijn heliostatica?
Heliostatica zijn wetenschappelijke instrumenten die een spiegel gebruiken om het licht van de zon in een specifieke richting te reflecteren. Omdat de positie van de zon ten opzichte van de aarde gedurende de dag verandert, hebben de meeste heliostaten een soort mechanisme ingebouwd om deze beweging te volgen. Eenvoudige exemplaren gebruiken een gewoon uurwerkmechanisme om de zon te volgen, terwijl complexere heliostaten trackers omvatten die de positie van de zon in de lucht detecteren of microprocessingsoftware opnemen die de hoek van de zon gedurende het hele zonnejaar compenseert.
Het woord heliostaat is een samenstelling van het Griekse woord voor "zon", helios , en het woord voor "still" of "stationair", en het lijkt te zijn bedacht in het midden van de 18e eeuw. Zoals bij veel wetenschappelijke uitvindingen uit die periode, is een aantal uitvinders gecrediteerd voor het apparaat, waardoor het onduidelijk is wie er eigenlijk verantwoordelijk voor is. Het meest voorkomende gebruik van heliostatica in de 18e eeuw was voor astronomische observaties en optische experimenten. In de 20e eeuw werden arrays van spiegels gebruikt in een reeks van meestal wetenschappelijke toepassingen, waaronder elektriciteitsopwekking, astronomie, architectuur en zonne-verlichting.
In sommige opzichten werkt de heliostaat net als de zonnebloem, die de beweging van de zon langs de hemel volgt om de blootstelling te maximaliseren. Mechanische heliostaten werken op een vergelijkbare manier, en meestal met hetzelfde einddoel, namelijk het benutten van de energie van de zon. De meest elementaire heliostaat omvat een draaiend uurwerkmechanisme met een spiegel erop geplaatst om de voortgang van de zon door de lucht te volgen en zijn licht naar een bepaald punt te reflecteren. In een laboratoriumomgeving, waar het apparaat kan worden verplaatst om veranderingen in de hoek van de zon te compenseren, is dit type apparaat voldoende. Meer complexe geautomatiseerde heliostaten gebruiken software en sensoren om zich te oriënteren in relatie tot de zon. Bedrijven die heliostaten verkopen om architecturale verlichtingsaccenten of integrale verlichtingsoplossingen te bieden, bieden deze meestal met ingebedde microprocessors die in staat zijn om zonne-positioneringsalgoritmen te berekenen.
Massieve arrays van heliostatica die licht reflecteren naar specifieke locaties en distributiesystemen zijn te vinden in hoogbouw, op zonne-energieboerderijen, als architecturale effecten op structuren over de hele wereld, en in veel astronomielaboratoria. Het gebruik van heliostatica in de architectuur groeit, omdat zonlicht effectief, gratis en aangenaam omgevingslicht is. In laboratoria worden heliostatica gebruikt voor zonnewaarnemingen, inclusief metingen van zonnestraling, evenals voor energieproductie, warmteopwekking en andere toepassingen. Veel laboratoria hebben ook siderostats, ontworpen voor het volgen van andere sterren dan de zon.