Расчеты солнечного коллектора
Определение срока окупаемости и годовой экономии топлива.Годовая экономия топлива, т у.т., обеспечиваемая использованием солнечной энергии, определяется по формуле (2.6.1):
Расчёт суточной тепло производительности и степени замещения топлива солнечной энергией.
Вследствие нестабильности поступления солнечной энергии системы солнечного отопления должны работать с дополнительным источником энергии, обеспечивающим 100 % тепловой нагрузки. Экономически целесообразно покрывать за счёт солнечной энергии лишь определенную долю год fГОД годовой тепловой нагрузки QH
горячего водоснабжения, Остальную часть тепловой нагрузки должен обеспечивать дополнительный источник энергии. f ГОД принято считать равным 0,6. Удельный объём аккумулятора теплоты водяного V=0.05 м3 на 1 м² площади поверхности коллектора.
Расчёт необходимой площади поверхности коллекторов. Основное влияние на величину Fк,оказывают характеристики коэффициент теплопередачи коллектора, объём аккумулятора теплоты и метеоусловия. Площадь поверхности, м², необходимую для обеспечения требуемой величины fгод, определяется по формуле (3.6.4.1):
Fk=Ө*QH /EK (3.6.4.1)
Для определения окончательного расчётного значения площади поверхности коллектора FРАСЧ.К. ,м², применяем формулу (3.6.4.2):
Fк.расчен.=FК/ек*еак (3.6.4.2)
|
|
Где εк, -поправочные коэффициенты, влияния характеристик коллектора, и удельного объема бака- аккумулятора. Определяются по рисунку равные 1,19 и 0,98 соответственно.
Сравнение солнечной энергии с ветряной энергии
Сфера экономического применения солнечной энергии, конечно, уже, чем ветровой, по сути, здесь речь идет пока лишь о теплоснабжении. Но и это немало, учитывая, сколько средств – ресурсных и финансовых, тратится в Казахстане на теплоснабжение. Притом, что КПД использования топлива в системах теплоснабжения низок; эффективность систем коммунального теплоснабжения городов – всего 50–60 проц.
Ветер относят к возобновляемым, или альтернативным, источникам энергии. Его преимущества очевидны: ветер дует всегда и везде, его не надо «добывать».
Во время дождя плоские солнечные коллектора очень быстро охлаждаются. А после дождя, когда воздух очищен от пыли и аэрозолей инсоляция повышена, и в то же время, поскольку плотность влажного воздуха меньше, чем сухого, при одинаковых условиях, т.к. молекулярная масса паров воды меньше, чем средняя молекулярная масса воздуха, «работоспособность» ветра понижается.
|
|
Кроме того сила ветра влияет на возможность гелиооборудования принимать и сохранять аккумулированную солнечную энергию. Так чем сильнее ветер, тем больше потери тепла из плоских солнечных коллекторов, а также меньшее количество солнечного излучения проникает в солнечный коллектор.
Если небо облачное, то вода (теплоноситель) в плоском солнечном коллекторе, когда Солнце «выходит» из-за туч на непродолжительное время не всегда успеет нагреться до рабочей температуры. Поэтому когда Солнце «заходит» за тучу, теплоноситель остывает, без аккумулирования теплоты, например, водяным баком-аккумулятором. При определенной периодичности чередования солнечных и пасмурныхпериодов в течение дня аккумулятор может и не восполнить запас теплоты.
Климат в Казахстане предопределяет повышенную сезонную потребность населения в отдельных видах энергии. При относительно стабильном спросе в течение всего года на механическую и электрическую энергии, летом резко возрастают расходы воды и искусственного холода, а зимой громадный дефицит тепла.
Тем не менее солнце , как и другие альтернативные источники возобновляемой энергии, остаётся относительно перспективным. Правда, по прогнозам специалистов, в ближайшие десятилетия «первую скрипку» в мировой альтернативной энергетике начнёт играть солнечная, а не ветряная энергия. Преимущества солнечной энергетики понятны — это в перспективе более компактные и менее материалоёмкие системы, а солнце — относительно стабильный и предсказуемый источник энергии.
|
|
Заключение
Использование возможностей солнечной энергетики для снабжения зданий и сооружений горячим водоснабжением является одним из перспективных направлений экономии энергоресурсов. На основании проведенной работы и рассмотренных выше солнечных коллекторов можно сделать следующие выводы:
1) Обзор гелиоколлекторов показал, что существуют солнечные коллекторы различных размеров и конструкций в зависимости от их применения они могут обеспечивать хозяйство горячей водой для бытовых нужд, для горячего водоснабжения и поддержания отопления, либо использоваться для предварительного нагрева воды для существующих водонагревателей. В настоящее время рынок предлагает множество различных моделей коллекторов, внедрение которых обеспечивает достижение поставленной задачи.
|
|
2) Оценка различных вариантов размещения солнечных коллекторов показывает, что гелиоколлекторы могут использоваться как для новых зданий, так и для переоборудование старых. Они могут быть установлены к существующим или несколько видоизмененным наружным стенам или крышам домов, на пристройку к зданию (крыльцо, гараж, новое крыло). Или же возможно строительство сооружения для размещения солнечных коллекторов отдельно от здания. Возможно расположение, как на горизонтальной, так и на наклонной поверхности. Всё это свидетельствует о том, что установка коллекторов не требует определенного местонахождения, следовательно, есть возможность внедрения системы на любое здание и сооружение.
3) Было выделено основное направление совершенствования гелиосистем - это поиск таких технологий и таких конструктивных решений, который сочетали бы высокую эффективность работы солнечного коллектора с малыми затратами на него и, следовательно, на гелиоустановку в целом. Этого можно добиться с помощью создания новых высокоэффективных технологий преобразования солнечной энергии в тепловую и электрическую энергию. Провести энергетическую оптимизацию, позволяющую свести к минимуму потери энергии в процессе её преобразования и аккумулирования. Но также, следует отметить, что повышение эффективности элементов солнечного коллектора связано с усложнением их конструкции и удорожанием, что отрицательно сказывается на технико-экономических параметрах гелиосистем и является основным сдерживающим фактором их широкого применения.
Список использованной литературы
1. Болотов А.В. Конспект лекций по дисциплине «Неисчерпаемые и возобновляемые энергетические ресурсы». - Алматы: АЭИС, 2007.
2. Бринкворт Б. Дж. Солнечная энергия для человека. - М.: Мир, 1976.
3. 20. Соминский М.С. Солнечная электроэнергия. - М.: Наука, 1965.
4. А. И. Капралов Рекомендации по применению жидкостных солнечных коллекторов. ВИНИТИ, 1988
5. Г. В. Казаков Принципы совершенствования гелиоархитектуры. Свит, 1990
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 921; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!