Сонячні колектори. Визначення розмірів системи сонячного гарячого водопостачання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Сонячна система гарячого водопостачання може бути єдиним джерелом гарячої води або включати резервну систему, що використовує традиційні види палива, для забезпечення підвищеної або непередбаченої потреби в гарячій воді. Розміри системи зазвичай визначаються кількістю приміщень, людей та обсягом необхідної гарячої води. Існує кілька основних конфігурацій сонячних водонагрівачів. У найзагальнішому плані вони поділяються на два види: активні системи, оснащені насосами та засобами управління, що дозволяють спрямовувати сонячне тепло в теплоакумулюючий бак, та пасивні системи типу термосифона, в яких використовується природна циркуляція гарячої води.

При створенні сонячної водонагріваючої системи важливо відразу ж визначитися з тим, скільки гарячої води в середньому використовуватиметься протягом дня. Виходячи з цієї цифри, підраховуються розміри системи (колекторів, бака-накопичувача).

Основним компонентом сонячної установки є сонячний колектор. Найчастіше використовуються плоскі колектори, що складаються з пластини-поглинача (абсорбера), на якій сонячна радіація перетворюється на тепло і передається рідини-теплоносію, теплоізоляції по краях та під абсорбером, ящика, який все це містить і забезпечує необхідну вентиляцію скляної або пластмасової кришки.

Якщо покриття використовується скло, важливо, щоб вміст у ньому заліза було низьким чи нульовим, щоб щонайменше 95% сонячної радіації проходило крізь скло. Найчастіше використовується одинарний шар скла. Якщо використовується пластмаса, вона має витримувати ультрафіолетове випромінювання. Відмінні результати на практиці показали полікарбонатні пластини.

Абсорбер є пластиною з прикріпленими до неї трубками, якими тече теплоносій. Роблять його з міді, алюмінію чи нержавіючої сталі. Доведено, що найкращими є мідні трубки абсорбера, оскільки сталеві значною мірою схильні до корозії. Важливо, щоб абсорбер був стійкий до ультрафіолетового випромінювання сонця та впливу високих температур, які можуть досягати 100-140 ° С для колекторів зі звичайним та 150-200°C – із селективним покриттям.

Спорудження плоского колектора вимагає паяння труб та їх з'єднання із пластиною. Чим тісніше стикаються трубки з пластиною, тим більше теплопередача рідини, що протікає в них. Абсорбер часто покривають особливою чорною селективною фарбою, яка поглинає сонячні промені і затримує теплове випромінювання всередині. Звичайна чорна фарба під впливом високих температур випаровується з металу. У нормальних умовах чорна фарба більше випромінює тепло замість передавати його рідини-теплоносію.

Корпус сонячного колектора виготовляється з різноманітних матеріалів: дерево, пластмаса, сталь та алюміній використовуються з різним ступенем успіху, але найкращим із перерахованих матеріалів є, безумовно, алюміній. Він переносить різні погодні умови, не вимагає особливого догляду та випускається чорного кольору, завдяки чому відпадає необхідність фарбувати зовнішній бік сонячної панелі. Багаторічна практика показала, що пластик малопридатний виготовлення різних компонентів сонячної панелі. Він не підходить для зовнішніх деталей, тому що деградує під ультрафіолетовими променями: вицвітає, втрачає твердість і тріскається. Пластик має високий коефіцієнт розширення, тобто він так сильно розширюється та скорочується, що важко герметично зміцнити стики. Використання сталевих корпусів пов'язане з труднощами. По-перше, панелі необхідно регулярно підфарбовувати, а по-друге, вони вступають у хімічну реакцію з мідними комплектуючими.

Сонячні колектори зазвичай встановлюють прямо на даху будівлі або на рамі, змонтованій на плоскому даху або землі. Можна також робити колектори частиною даху. Іноді виникають труднощі з герметизацією простору між колектором та рештою даху.

Розмір сонячного колектора залежить від добової потреби у гарячій воді. У середньому одна людина споживає за день до 50 літрів гарячої води з температурою 55 - 60°C (умивання та душ, без урахування прання). Доведено, що для нагрівання 50 літрів води на добу середня площа сонячних колекторів має дорівнювати 1-1,5 м2. Ціна колектора залежить від його розмірів та від вартості робіт з його встановлення. Остання найпростіше здійснюється у тому випадку, коли сонячна система враховувалася при розробці проекту будівництва нового будинку. Тоді архітектор може заздалегідь включити колектори до свого проекту як з естетичного погляду, і з економічної.

Для типових сонячних колекторів із селективним абсорбером, що нагрівають воду на 8-45 градусів, існують стандартні правила:

• Споживання гарячої води становить у середньому 50 літрів на день на особу.
• 1-1,5 м2 сонячних колекторів потрібні нагріву 50 літрів води на день.
• Бак-накопичувач має вміщувати 40-70 літрів води на 1 м2 сонячного колектора або 80 літрів на особу.
• Теплообмінник у баку-накопичувачі повинен передавати не менше 40-60 Вт/ос на м2 сонячного колектора при температурі 50°C.

Якщо дотримуватися цих правил, типовий сонячний колектор у Європі зможе забезпечити 60-70% річного споживання гарячої води та виробляти 350-500 кВт·ч/м2 на рік. У великих будинках (готелях, лікарнях, багатоквартирних житлових будинках) площа колектора та обсяг бака на одного мешканця менший, але для точного визначення оптимальних розмірів системи потрібен детальний аналіз попиту та місцевих кліматичних умов. Досвід показує, що сонячні системи для нагрівання гарячої води повинні бути якомога простішими і не надто великими.

Приклад

На сім'ю із 4 осіб, яка споживає 200 літрів гарячої води на день, потрібен колектор площею 6 м2. На рік така система виробляє до 3000 кВтг екологічно чистої енергії. У випадку, якщо колектором замінюють мазутний котел, економія мазуту становить щонайменше 300 літрів на рік.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Детектування надслабких радіохвиль за допомогою лазера 15.03.2014 Вчені-фізики розробили методику, що дозволяє перетворювати вкрай слабкі радіохвилі на імпульси світла за допомогою лазера, що може допомогти при створенні квантових комп'ютерів або дослідженні глибокого космосу. "Ми створили детектор, який не потребує охолодження, і який здатний працювати при кімнатній температурі, по суті повністю ігноруючи "тепловий шум". Єдине, що здатне хоч якоюсь мірою вплинути на точність вимірювань - це квантовий шум, що виникає в внаслідок практично непомітних флуктуацій у випромінюванні лазера", - повідомив Євген Пользік з університету Копенгагена. Євген Пользик із колегами навчилися "ловити" надслабкі радіохвилі, перетворюючи їх на світлові сигнали. Для цього використовується спеціальна наноантена з підключеним до неї тришаровим "конденсатором" механічних коливань. Він складається з алюмінію, пластинок скла та найтоншої мембрани з нітрату кремнію. Конденсатор постійно висвітлюється променем лазера, який, відбиваючись з його поверхні, " збирає " дані коливання антени. Під час попередніх спроб створення такого приладу вчені стикалися з трьома проблемами, які не вдавалося вирішити – квантовим шумом лазера, тепловим шумом у мембрані та електричним шумом антени. Вчені вирішили їх, помістивши конденсатор та антену в герметичну камеру, з якої було відкачано повітря. Внаслідок цього тепловий шум повністю зник, а перешкоди двох інших типів були знижені до мінімуму завдяки високій однорідності лазерного променя та механічним властивостям мембрани. За словами вчених, їхній прилад ловить радіохвилі з такою самою точністю, на яку здатні лише найкращі детектори за температури, близької до абсолютного нуля. Фізики вважають, що в їхньої розробки є безліч варіантів для використання в медицині, астрономії та комп'ютерній техніці. Наприклад, подібні детектори можуть бути використані для пошуку радіолун Великого вибуху, або для побудови системи зв'язків між квантовими комп'ютерами.

Інші цікаві новини:

▪ Цифровий відеомагнітофон

▪ Музика тіла

▪ Переносні оптичні приводи Samsung SE-218GN та SE-208GB

▪ Рекорд мотоцикла

▪ Біометричний сканер Finger Vein Authentication Device

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Технології радіоаматора. Добірка статей

▪ стаття Біжать, як щури з тонучого корабля. Крилатий вислів

▪ стаття Коли почали робити татуювання? Детальна відповідь

▪ стаття Барвінок. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття AC Sven HP-830B з двосмуговими УМЗЧ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Відновлення плавких вставок. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024