Co to są heliostaty?
Heliostaty to instrumenty naukowe wykorzystujące lustro do odbijania światła słonecznego w określonym kierunku. Ponieważ pozycja słońca w stosunku do Ziemi zmienia się w ciągu dnia, większość heliostatów ma wbudowany mechanizm śledzenia tego ruchu. Proste z nich wykorzystują zwykły mechanizm zegarowy do podążania za słońcem, podczas gdy bardziej złożone heliostaty obejmują urządzenia śledzące, które wyczuwają położenie słońca na niebie lub zawierają oprogramowanie do mikroprocesora, które kompensuje kąt słońca przez cały rok słoneczny.
Słowo heliostat jest połączeniem greckiego słowa „słońce”, helios oraz słowa „nieruchomy” lub „stacjonarny” stat i wydaje się, że zostało ukute w połowie XVIII wieku. Podobnie jak w przypadku wielu wynalazków naukowych z tego okresu, wielu wynalazcom przypisano to urządzenie, przez co nie jest jasne, kto jest za nie odpowiedzialny. Najczęstszym zastosowaniem heliostatów w XVIII wieku były obserwacje astronomiczne i eksperymenty optyczne. W XX wieku tablice zwierciadeł były wykorzystywane w szeregu zastosowań głównie naukowych, w tym do wytwarzania energii elektrycznej, astronomii, architektury i oświetlenia słonecznego.
W pewnym sensie heliostat działa raczej jak słonecznik, który śledzi ruch słońca po niebie, aby zmaksymalizować ekspozycję. Mechaniczne heliostaty działają w podobny sposób i zwykle mają ten sam cel końcowy, jakim jest wykorzystanie energii słonecznej. Najbardziej podstawowy heliostat obejmuje obrotowy mechanizm zegarowy z umieszczonym na nim lustrem, aby śledzić ruch Słońca na niebie i odbijać jego światło do ustalonego punktu. W warunkach laboratoryjnych, w których można przesuwać urządzenie w celu kompensacji zmian kąta słońca, ten typ urządzenia jest odpowiedni. Bardziej złożone zautomatyzowane heliostaty wykorzystują oprogramowanie i czujniki do ustawiania się w stosunku do Słońca. Firmy sprzedające heliostaty w celu zapewnienia architektonicznych akcentów oświetleniowych lub zintegrowanych rozwiązań oświetleniowych zwykle oferują im wbudowane mikroprocesory zdolne do obliczania algorytmów pozycjonowania słońca.
Ogromne tablice heliostatów, które odbijają światło w określonych lokalizacjach i systemach dystrybucji, można znaleźć w wysokich budynkach, na farmach energii słonecznej, jako efekty architektoniczne na konstrukcjach na całym świecie oraz w wielu laboratoriach astronomicznych. Coraz częściej stosuje się heliostaty w architekturze, ponieważ światło słoneczne jest skuteczne, wolne i przyjemne oświetlenie otoczenia. W laboratoriach heliostaty są używane do obserwacji słonecznych, w tym do pomiaru promieniowania słonecznego, a także do produkcji energii, wytwarzania ciepła i innych zastosowań. Wiele laboratoriów ma również siderostaty, przeznaczone do śledzenia gwiazd innych niż słońce.