Сонячні водонагрівальні установки. Економічна ефективність систем сонячного теплопостачання. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Оптимальні значення параметрів систем сонячного теплопостачання та області їх використання великою мірою залежать від капітальних вкладень у ці системи, що складаються із вартості окремих елементів. У геліоустановках нестандартним елементом є тільки сонячний колектор, частку якого за різними оцінками може припадати до 60% вартості всієї установки. Тому економічна ефективність використання сонячної енергії в системах теплопостачання багато в чому визначається вартістю сонячного колектора, яка залежить від масштабу випуску, матеріалів, що використовуються при виготовленні, конструктивних особливостей та області використання.

Для виготовлення сонячних колекторів використовуються такі матеріали, як сталь, алюміній, пластмаси, різні види ізоляції. Кожен з цих матеріалів має певні переваги і недоліки.

Останнім часом для виготовлення колекторів все більше застосування знаходять полімерні матеріали (склопластики, полі - акрилати, полівінілхлориди, поліаміди і т. д.), які легші і дешевші за метали, більш стійкі до корозії, не схильні до руйнування при замерзанні, дають великі можливості при конструювання. Ці матеріали мають достатню стійкість до теплових та атмосферних впливів та довговічності (термін служби до 15 років). Ведуться також дослідження з використання екструдованої гуми та полегшених бетонів.

У разі експериментального виробництва питома вартість колектора може змінюватися у межах до 100-300 крб/м2. В цьому випадку при оцінці порівняльної економічної ефективності геліоустановки та традиційного джерела теплоти порушується сумісність варіантів щодо умов виробництва обладнання. Тому цікаво оцінка можливої ​​питомої вартості сонячного колектора при серійному виробництві на основі існуючої технології виготовлення аналогічного обладнання (сталевих опалювальних радіаторів, пластинчастих теплообмінників). Результати оцінки питомої вартості сонячного колектора за умов серійного виробництва під час використання різних матеріалів представлені у табл. 3.3. Як видно з таблиці, питома вартість сонячного колектора плоского типу в залежності від конструкції та матеріалів, що застосовуються, змінюється від 10 до 40 руб/м2. Найнижчу вартість має сонячний колектор, виготовлений з пластмаси, найбільшу - колектор в алюмінієвому корпусі з панеллю, що поглинає, з алюмінію.

Слід зазначити високу технологічність колектора з полімерних матеріалів і менші в 1,5-2 рази трудові витрати на його виготовлення порівняно з тими ж характеристиками конструкцій з металу (трудовитрати на виготовлення сонячних колекторів плоского типу, представлених у табл. -3.3 Чол * год / м2).

У таблиці наведено маси сонячних колекторів. Найбільшу масу має колектор, виконаний із сталі на основі сталевого опалювального радіатора типу РСГ.

Таблиця 3.3. Питома вартість сонячних колекторів

Використання двоскального покриття призводить до збільшення питомої вартості колектора в межах 1-2 руб/м2 та збільшення маси колектора на 7-8 кг/м2 (при товщині скла 3 мм). Велике значення має теплоємність колектора, яка визначає кількість теплоти, що йде на прогрівання колектора до робочої температури після охолодження за ніч. Найменшу теплоємність мають колектори, які містять пластмасові елементи. Вони ж характеризуються меншою масою та вартістю. Для зменшення кількості теплоти, що йде на прогрівання сонячного колектора, і створення високоефективних установок необхідно прагнути зменшення масових характеристик і застосування елементів з малотепломістких матеріалів.

У табл. 3.4 показано структуру питомої вартості сонячного колектора плоского типу, розраховану за калькуляційними статтями витрат.

Таблиця 3.4. Структура питомої вартості сонячного колектора плоского типу

У структурі питомої вартості сонячного колектора 40-60% вартості припадає на вартість панелі, що поглинає (велике значення відноситься до панелі, виконаної з алюмінію), близько 10% - на скління, ізоляцію, складання, решта - на корпус колектора.

Теплова ефективність сонячного колектора визначається його ККД, який може змінюватися в широких межах залежно від конструкції та умов експлуатації. Підвищення ефективності колектора, особливо при значній різниці температур рідини, що нагрівається і навколишнього середовища, як вказувалося раніше, рідко може бути досягнуто без ускладнення його конструкції, що призводить до збільшення питомої вартості.

Одним із шляхів поліпшення характеристик плоских колекторів є обробка поверхні, що поглинає, створення селективної поверхні з метою зниження її ступеня чорноти в довгохвильовій частині спектру без істотного зменшення поглинаючої здатності в короткохвильовому діапазоні. Як селективні покриття, найчастіше використовують оксидовану мідь, чорний нікель, чорний хром, застосування яких виправдане тільки для колекторів, що працюють при температурах вище 333 К. За даними деяких авторів застосування селективних покриттів викликає збільшення вартості покриття поглинаючої поверхні колектора в 3-4 рази в порівнянні з покриттям на основі чорної фарби. Тому очікується, що використання селективного покриття з урахуванням існуючих недорогих технологій призведе до збільшення питомої вартості колектора на 2-4 крб/м2. Використання селективних покриттів на основі чорного нікелю, хрому та інших елементів може призвести до збільшення питомої вартості на 20-30 руб/м2.

Іншим шляхом підвищення теплової ефективності плоского колектора є застосування вакуумних колекторів. Використовуючи для створення таких колекторів технологію виготовлення вакуумованих люмінесцентних ламп типу ЛБ з рефлекторним шаром, очікується, що питома вартість колектора складе 50-70 руб/м2 (в умовах серійного виробництва).

Теплотехнічна досконалість сонячного колектора визначається значенням відношення Чим менше це ставлення, тим вищий ККД колектора. Однак підвищення ККД, отже, зменшення пов'язано найчастіше з ускладненням конструкції та збільшенням його питомої вартості.

Надалі при вдосконаленні технології виготовлення сонячних колекторів різних типів, зменшенні їх питомої вартості та підвищенні замикаючих витрат на органічне паливо області економічної ефективності застосування більш досконалих конструкцій розширюватимуться.

При питомій вартості колектора 18-22 руб/м2 (це відповідає рівню вартості сонячного колектора найбільш поширеного типу - на основі опалювального радіатора РСГ) структура витрат, %, в системі сонячного теплопостачання в середньому по житлових будинках наведена у табл. 3.5.

Таблиця 3.5. Структура витрат, %

Примітка. Чисельник – значення для установок гарячого водопостачання, знаменник – для комбінованих установок (опалення та гаряче водопостачання).

Подорожчання об'єкта теплопостачання за рахунок будівництва геліоустановки може змінюватися для систем гарячого водопостачання в межах 5-15%, причому менше значення відноситься до будівель більшої поверховості. Для комбінованих систем подорожчання загалом становить 20-30%.

У вартість будівельних робіт входить підготовка території чи майданчика на даху будівлі під сонячні колектори, бойлерну, баки, теплообмінники, зведення опорних конструкцій, теплоізоляція обладнання та інші роботи. Витрати створення опорних конструкцій становлять у середньому 8-15% вартості всієї установки і входять у вартість будівельних робіт.

Загалом близько 40-50% загальної вартості систем сонячного теплопостачання припадає на будівельні та санітарно-технічні роботи. Це вказує на значні резерви зниження капітальних витрат, які можуть бути реалізовані на стадії проектування та монтажу елементів геліоустановки. Найменші капітальні вкладення матимуть системи сонячного теплопостачання при поєднанні сонячних колекторів з конструкціями дахів та стін будівлі, спрощення системи автоматики, скорочення комунікацій під час транспортування теплоносія тощо.

Автор: Магомедов А.М.

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 Точний прогноз заморозків за допомогою ІІ 12.11.2021 Вчені з Університету Мейдзі в Кавасакі, Японія, досліджували причину та наслідок, які неминуче призводять до заморозків, коли дані з датчиків за допомогою алгоритмів можуть бути проаналізовані. Тим самим підвищується точність прогнозу. У новій роботі вчені представили методи комп'ютерного моделювання освіти інею. Серед цих методів - причинно-наслідкові та асоціативні моделі. Вони також пропонують основу для гібридної системи, яка може забезпечити короткостроковий прогноз заморозків протягом кількох годин та продемонструвати, як його можна використовувати для більш довгострокового прогнозу, наприклад, протягом найближчих кількох днів. Існує два типи морозу. Є замерзла роса (водяний іній). Це відбувається, коли водяна пара з атмосфери конденсується у вигляді крапель вологи на поверхні, наприклад рослин, коли температура падає нижче точки роси, але вище точки замерзання води. Однак потім температура на поверхні падає нижче замерзання, що призводить до затвердіння роси. Другий тип інею - це осадовий іній (білий іній), який утворюється, коли температура поверхні спочатку нижче нуля, і тому замість того, щоб конденсуватися на поверхні і згодом замерзати, вода з атмосфери твердне на поверхні. Температура повітря зазвичай є основним критерієм при прогнозуванні заморожування. Але просторовий дозвіл даних, які можна отримати, який завжди точні. Більше того, температура - не єдиний фактор, що впливає на те, чи утворюється іній чи ні. Інші параметри, такі як вологість, швидкість і напрям вітру, хмарність, також впливають. Зрештою, незалежно від того, станеться заморозок чи ні, можна розглядати як сукупність факторів. Інструменти машинного навчання здатні обробляти великий масив даних, і за допомогою алгоритму знаходити можливу відповідь на дане питання могли б запропонувати більш своєчасний прогноз. Нова комп'ютерна модель може запропонувати щохвилини прогноз морозів з інформуванням від однієї до трьох годин, щоб попередити всіх, хто потребує попереднього попередження про заморозки.

Інші цікаві новини:

▪ Ліс із білих трубок

▪ Материнські плати на чіпсеті H81 від Gigabyte

▪ Розумний дверний замок US:E

▪ Nvidia GeForce GTX 690 - найшвидша відеокарта

▪ Годинник з пістолетом

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Індикатори, датчики, детектори. Добірка статей

▪ стаття Здоров'я людини та суспільства. Основи безпечної життєдіяльності

▪ стаття Як з'явилися вилки? Детальна відповідь

▪ стаття Кубачка жовта. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Схема комутації механічного реле RX-TX. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Зварювальний малогабаритний. 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