כמות האנרגיה המגיעה מהשמש ליחידת שטח על פני כדור הארץ אינה עולה על 1 קילווואט למטר מרובע. כאשר רוצים לחמם חומר לטמפרטורות גבוהות, אין כמות אנרגיה זו מספיקה, ולכן יש לאסוף את קרינת השמש משטח גדול, ולרכז אותו על שטח קטן יותר. פעולה זו נקראת מיקוד הקרינה.
קיימים שני סוגי רכיבים אופטיים באמצעותם ניתן למקד את קרינת השמש, מראות ועדשות. מתייחסים למראות ולעדשות על פי צורתן:
- מראות פרבוליות – פרבולה היא עקומה מתמטית עם מוקד אחד. כאשר בונים משטח על ידי סיבוב הפרבולה סביב הציר המרכזי שלה, מקבלים פרבולואיד סיבוב. פירוש הדבר הוא, שאלומת קרינה מקבילה הפוגעת במשטח סיבוב פרבולואידי, מתמקדת לנקודת המוקד של הפרבולה.
- מראות מישוריות – משמשות להטיית כיוון אלומת קרינת השמש. כאשר רוצים לאסוף קרינה משטח גדול, משתמשים במספר רב של מראות מישוריות (שדה מראות), להכוונת הקרינה אל נקודת בה רוצים לרכז את הקרינה. למעשה כל אחת מהמראות המישוריות מכוונת בזווית מעט שונה, כךשכל המראות המישוריות יחד מהוות משטח פרבולואידי גדול.
מספרים על ארכימדס שהשתמש באנרגיית השמש כדי להבעיר ספינות אויב בעת המצור על העיר סירקוז. להסבר מפורט הקלק כאן. - עדשות רגילות – בנויות מחומר שקוף (זכוכית או פלסטיק), המטה את אלומת הקרינה הפוגעת לכיוון נקודת מוקד, עקב תהליך שבירה בחומר, על פי מקדם השבירה שלו. המגבלה של עדשות רגילות למיקוד קרינת השמש לצורכי הפקת אנרגיה, היא העובדה שעדשות גדולות הן יקרות, כבדות, ולכן בלתי שימושיות.
- עדשות פרנל – אלו הן עדשות שטוחות, הבנויות בדרך כל מפלסטיק קל וזול, וניתן לנצלן ליישומים בהן נדרשת כמות אנרגיה הנאספת משטח של עד 40X40 סנטימטרים. לדוגמא עבור תנורי בישול בשדה המנצלים את אנרגיית השמש. להרחבה לחץ כאן.
