Kolektory słoneczne. Wymiarowanie słonecznego systemu ciepłej wody użytkowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

 Komentarze do artykułu

Słoneczny system ciepłej wody może służyć jako jedyne źródło ciepłej wody lub obejmować system rezerwowy wykorzystujący konwencjonalne paliwa, aby zaspokoić zwiększone lub nieoczekiwane zapotrzebowanie na ciepłą wodę. Wielkość systemu jest zwykle określana na podstawie liczby pomieszczeń, osób i wymaganej ilości ciepłej wody. Istnieje kilka podstawowych konfiguracji słonecznych podgrzewaczy wody. Najogólniej można je podzielić na dwa rodzaje: systemy aktywne, wyposażone w pompy i regulatory umożliwiające skierowanie ciepła słonecznego do zasobnika termicznego oraz systemy pasywne, takie jak termosyfon, wykorzystujące naturalny obieg gorącej woda.

Tworząc solarny system podgrzewania wody, ważne jest, aby od razu określić, ile ciepłej wody będzie zużywane średnio w ciągu dnia. Na podstawie tego rysunku obliczane są wymiary układu (kolektory, zasobnik).

Głównym elementem instalacji fotowoltaicznej jest kolektor słoneczny. Najczęściej stosuje się kolektory płaskie, składające się z płyty absorbera (absorbera), na której promieniowanie słoneczne zamieniane jest na ciepło i przekazywane do płynu chłodzącego, izolacji termicznej na krawędziach i pod absorberem, skrzynki zawierającej to wszystko i zapewnia niezbędną wentylację szklanej lub plastikowej osłony.

Jeśli do powlekania stosuje się szkło, ważne jest, aby zawartość żelaza w szkle była niska lub nie zawierała żelaza, tak aby co najmniej 95% promieniowania słonecznego przechodziło przez szkło. Najczęściej stosuje się pojedynczą warstwę szkła. Jeśli używany jest plastik, musi być odporny na promieniowanie UV. Płyty poliwęglanowe wykazały doskonałe wyniki w praktyce.

Absorber to płyta z przymocowanymi do niej rurkami, przez które przepływa czynnik chłodzący. Wykonany jest z miedzi, aluminium lub stali nierdzewnej. Najlepsze okazały się miedziane rurki absorbera, ponieważ rury stalowe są bardzo podatne na korozję. Ważne jest, aby absorber był odporny na promieniowanie ultrafioletowe od słońca i na działanie wysokich temperatur, które dla kolektorów z konwencjonalnymi i 100-140 mogą sięgać 150-200°C°C - z powłoką selektywną.

Budowa kolektora płaskiego wymaga lutowania rur i ich połączenia z płytą. Im bliżej rurki stykają się z płytą, tym większe jest przenoszenie ciepła przez płynącą w nich ciecz. Absorber jest często pokryty specjalną selektywną czarną farbą, która pochłania promienie słoneczne i zatrzymuje promieniowanie cieplne w środku. Zwykła czarna farba pod wpływem wysokich temperatur odparowuje z powierzchni metalu. W normalnych warunkach czarna farba promieniuje więcej ciepła zamiast przenosić je do płynu przenoszącego ciepło.

Korpus kolektora słonecznego jest wykonany z różnych materiałów: drewno, plastik, stal i aluminium są używane z różnym powodzeniem, ale aluminium jest zdecydowanie najlepszym z wymienionych materiałów. Jest odporny na warunki atmosferyczne, nie wymaga konserwacji i jest dostępny w kolorze czarnym, co eliminuje konieczność malowania zewnętrznej części panelu słonecznego. Wieloletnia praktyka pokazała, że ​​tworzywo sztuczne jest mało przydatne do produkcji różnych elementów paneli fotowoltaicznych. Nie nadaje się na części zewnętrzne, ponieważ degraduje się pod wpływem promieni ultrafioletowych: blaknie, traci twardość i pęka. Tworzywo sztuczne ma wysoki współczynnik rozszerzalności, co oznacza, że ​​rozszerza się i kurczy tak bardzo, że trudno jest uszczelnić połączenia. Korzystanie ze stalowych skrzyń również wiąże się z trudnościami. Po pierwsze panele wymagają regularnego barwienia, a po drugie reagują chemicznie z elementami miedzianymi.

Kolektory słoneczne są zwykle instalowane bezpośrednio na dachu budynku lub na ramie montowanej na dachu płaskim lub na gruncie. Możesz także uczynić kolektory częścią dachu. Czasami występują trudności z uszczelnieniem przestrzeni między kolektorem a resztą przestrzeni pod dachem.

Wielkość kolektora słonecznego zależy od dziennego zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową. Średnio jedna osoba zużywa dziennie do 50 litrów gorącej wody o temperaturze 55 - 60°C (mycie i prysznic, z wyłączeniem prania). Udowodniono, że do ogrzania 50 litrów wody dziennie średnia powierzchnia kolektorów słonecznych powinna wynosić 1-1,5 m2. Cena kolektora uzależniona jest od jego wielkości oraz kosztu jego montażu. To ostatnie jest najłatwiejsze do zrealizowania, gdy przy opracowywaniu projektu budowy nowego domu uwzględniono układ słoneczny. Architekt może więc z góry uwzględnić kolektory w swoim projekcie, zarówno z estetycznego punktu widzenia, jak iz ekonomicznego punktu widzenia.

Dla typowych kolektorów słonecznych z absorberem selektywnym, podgrzewających wodę o 8-45 stopni obowiązują standardowe zasady:

• Zużycie ciepłej wody wynosi średnio 50 litrów na osobę dziennie.
• Do podgrzania 1 litrów wody dziennie potrzeba 1,5-2 m50 kolektorów słonecznych.
• Zasobnik powinien pomieścić 40-70 litrów wody na 1 m2 kolektora słonecznego, czyli 80 litrów na osobę.
• Wymiennik ciepła w zasobniku musi przenosić co najmniej 40-60 W/°C na m2 kolektora słonecznego przy temperaturze 50°C.

Jeśli te zasady będą przestrzegane, typowy kolektor słoneczny w Europie Środkowej będzie w stanie zapewnić 60-70% rocznego zużycia ciepłej wody i wyprodukować 350-500 kWh/m2 rocznie. W dużych obiektach (hotele, szpitale, bloki mieszkalne) powierzchnia kolektorów i pojemność zbiorników przypadająca na jednego mieszkańca są mniejsze, jednak do dokładnego określenia optymalnej wielkości instalacji konieczna jest szczegółowa analiza zapotrzebowania oraz lokalnych warunków klimatycznych. Doświadczenie pokazuje, że systemy solarne do podgrzewania ciepłej wody użytkowej powinny być możliwie proste i niezbyt duże.

Przykład

Czteroosobowa rodzina, która zużywa 4 litrów ciepłej wody dziennie, potrzebuje kolektora o powierzchni 200 m6. Taki system generuje do 2 kWh przyjaznej dla środowiska energii rocznie. Jeśli kocioł olejowy zostanie zastąpiony kolektorem, oszczędności oleju opałowego wyniosą co najmniej 3000 litrów rocznie.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Wirująca komórka pamięci wykonana z platynowej klatki 25.11.2013 Fizycy byli w stanie stworzyć względnie stabilną spinową komórkę pamięci, umieszczając atom holmu w specjalnej „klatce” atomów platyny, która izoluje go od świata zewnętrznego i pozwala na utrzymanie stanu spinu elektronu przez ponad 6 minut. do artykułu w czasopiśmie Nature. W ostatnich dziesięcioleciach fizycy aktywnie badali właściwości kwantowe elektronów i atomów i próbowali dostosować je do tworzenia urządzeń elektronicznych. W konwencjonalnej mikroelektronice informacja jest reprezentowana przez ładunek elektryczny. W elektronice spinowej, czyli spintronice, informacje są przedstawiane za pomocą spinu elektronu - kierunku rotacji cząstki. Wulf Wulfhekel z Instytutu Technologicznego w Karlsruhe (Niemcy) i jego koledzy zrobili duży krok w kierunku stworzenia takich urządzeń, ucząc się stabilizować spin elektronu przez długi czas, setki razy wyższy niż poprzednie rekordy. Kluczowym odkryciem autorów artykułu było stworzenie specjalnej „komórki” atomów platyny, która tworzy wewnątrz siebie „martwą strefę”. Ta konstrukcja to mikroskopijna płytka, w której atomy platyny są połączone w równoboczne „trójkąty”. W centrum jednego z tych trójkątów naukowcy umieścili atom holmu, metalu ziem rzadkich z serii lantanowców, który ma niezwykłe właściwości magnetyczne i kwantowe. Dzięki obecności „klatki” elektrony w zewnętrznych powłokach holmu są chronione przed zakłóceniami i wpływami środowiska. Kiedy naukowcy próbowali zarejestrować i odczytać stan wirowania w takiej „komórce pamięci”, stwierdzili, że pozostaje ona stabilna przez sześć minut, co jest dotychczas absolutnym rekordem. Co więcej, według obliczeń fizyków, urządzenie to, w przeciwieństwie do innych próbek spintroniki, będzie mogło pracować w stosunkowo wysokich temperaturach, do minus 173 stopni Celsjusza. Jak uważają autorzy artykułu, ich pomysł wskazuje na możliwość stworzenia spintroniki wysokotemperaturowej i wykorzystania jej do celów praktycznych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Pająki, żywiące się grafenem, tkają najsilniejszą sieć

▪ Nawozy o kontrolowanym uwalnianiu

▪ Nikotyna z e-papierosów mutuje DNA

▪ Smartfon Oppo N1

▪ Nowy rodzaj sztucznej skóry

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Ochrona odgromowa. Wybór artykułu

▪ artykuł Zasady postępowania na planie. sztuka wideo

▪ artykuł Kto i kiedy w warunkach stacji antarktycznej usunął własny wyrostek robaczkowy? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pracownicy i ich pełnomocnicy

▪ artykuł Automatyczne nawadnianie z funkcją ochrony obiektów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Worek jaj. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024