Efektywność ekonomiczna słonecznych systemów grzewczych. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Instalacje solarne do podgrzewania wody. Efektywność ekonomiczna słonecznych systemów grzewczych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Optymalne wartości parametrów solarnych systemów grzewczych oraz obszary ich zastosowania zależą w dużej mierze od inwestycji kapitałowych w te systemy, na które składają się koszty poszczególnych elementów. W instalacjach solarnych elementem niestandardowym jest jedynie kolektor słoneczny, który według różnych szacunków może stanowić nawet do 60% kosztu całej instalacji. Dlatego też o opłacalności wykorzystania energii słonecznej w systemach zaopatrzenia w ciepło w dużej mierze decyduje koszt kolektora słonecznego, który zależy od skali produkcji, materiałów użytych do produkcji, cech konstrukcyjnych oraz obszaru zastosowania.

Do produkcji kolektorów słonecznych wykorzystywane są takie materiały jak stal, aluminium, tworzywa sztuczne oraz różnego rodzaju izolacje. Każdy z tych materiałów ma pewne zalety i wady.

Ostatnio do produkcji kolektorów coraz częściej stosuje się materiały polimerowe (włókno szklane, poliakrylany, polichlorki winylu, poliamidy itp.), które są lżejsze i tańsze od metali, bardziej odporne na korozję, nie ulegają zniszczeniu podczas zamrażania oraz zapewniają duże możliwości budowlane. Materiały te mają wystarczającą odporność na wpływy termiczne i atmosferyczne oraz trwałość (żywotność do 15 lat). Prowadzone są również badania nad wykorzystaniem ekstrudowanej gumy i lekkiego betonu.

W warunkach produkcji eksperymentalnej koszt jednostkowy kolektora może wahać się w szerokim zakresie do 100-300 rubli/m2. W takim przypadku przy ocenie porównawczej efektywności ekonomicznej elektrowni słonecznej i tradycyjnego źródła ciepła naruszona zostaje porównywalność opcji ze względu na warunki produkcji urządzeń. Dlatego też interesujące jest oszacowanie możliwego kosztu jednostkowego kolektora słonecznego w produkcji seryjnej w oparciu o istniejącą technologię wytwarzania podobnych urządzeń (grzejniki stalowe, płytowe wymienniki ciepła). Wyniki oceny kosztu jednostkowego kolektora słonecznego w warunkach produkcji seryjnej z wykorzystaniem różnych materiałów przedstawiono w tabeli. 3.3. Jak widać z tabeli, jednostkowy koszt kolektora płaskiego w zależności od konstrukcji i użytych materiałów waha się od 10 do 40 rubli/m2. Najniższy koszt to kolektor słoneczny wykonany z tworzywa sztucznego, najwyższy to kolektor w aluminiowej obudowie z absorbującym panelem aluminiowym.

Należy zwrócić uwagę na wysoką produktywność kolektora wykonanego z materiałów polimerowych oraz 1,5-2 razy niższe koszty robocizny jego wytworzenia w porównaniu z tymi samymi cechami konstrukcji metalowych (koszty robocizny przy produkcji płaskich kolektorów słonecznych przedstawiono w tabeli 3.3). , średnio 2 -4 osoby*h/m2).

W tabeli przedstawiono masy kolektorów słonecznych. Największą masę posiada kolektor wykonany ze stali oparty na stalowym grzejniku typu RSG.

Tabela 3.3. Koszt jednostkowy kolektorów słonecznych

Instalacje słonecznego ogrzewania wody. Efektywność ekonomiczna słonecznych systemów grzewczych

Zastosowanie dwuszybowej powłoki prowadzi do wzrostu kosztu jednostkowego kolektora w granicach 1-2 rubli/m2 oraz wzrostu masy kolektora o 7-8 kg/m2 (przy grubości szkła 3 mm ). Ogromne znaczenie ma pojemność cieplna kolektora, która określa ilość ciepła zużytego do ogrzania kolektora do temperatury roboczej po schłodzeniu nocnym. Najniższą pojemność cieplną mają kolektory zawierające elementy z tworzywa sztucznego. Charakteryzują się również niższą wagą i kosztem. Aby zmniejszyć ilość ciepła zużywanego do nagrzania kolektora słonecznego i stworzyć wysokosprawne instalacje, należy dążyć do zmniejszenia charakterystyki masy i stosowania elementów z materiałów o małej pojemności cieplnej.

w tabeli. Na rysunku 3.4 przedstawiono strukturę kosztu jednostkowego płaskiego kolektora słonecznego, obliczonego według pozycji kosztowych.

Tabela 3.4. Struktura kosztu jednostkowego płaskiego kolektora słonecznego

Instalacje słonecznego ogrzewania wody. Efektywność ekonomiczna słonecznych systemów grzewczych

W strukturze kosztu jednostkowego kolektora słonecznego 40-60% kosztu przypada na koszt panelu absorbującego (większa wartość dotyczy panelu wykonanego z aluminium), około 10% - na szklenie, docieplenie, montaż , reszta - na korpusie kolektora.

Sprawność cieplna kolektora słonecznego jest określona przez jego sprawność, która może się znacznie różnić w zależności od konstrukcji i warunków eksploatacji. Zwiększenie sprawności kolektora, zwłaszcza przy znacznej różnicy temperatur między ogrzewaną cieczą a otoczeniem, jak wspomniano wcześniej, rzadko udaje się osiągnąć bez komplikowania jego konstrukcji, co prowadzi do wzrostu kosztów jednostkowych.

Jednym ze sposobów poprawy charakterystyk kolektorów płaskich jest obróbka powierzchni absorbującej, stworzenie powierzchni selektywnej w celu zmniejszenia jej emisyjności w długofalowej części widma bez znacznego spadku absorpcji w zakresie fal krótkich. Jako powłoki selektywne najczęściej stosuje się miedź oksydowaną, czarny nikiel, czarny chrom, których stosowanie jest uzasadnione tylko dla kolektorów pracujących w temperaturach powyżej 333 K. Według niektórych autorów stosowanie powłok selektywnych powoduje wzrost kosztów 3-4-krotne pokrycie powierzchni chłonnej kolektora w porównaniu z powłoką na bazie czarnego atramentu. Można zatem oczekiwać, że zastosowanie selektywnej powłoki bazującej na istniejących niskonakładowych technologiach spowoduje wzrost kosztu jednostkowego kolektora o 2-4 rubli/m2. Zastosowanie powłok selektywnych na bazie czarnego niklu, chromu i innych pierwiastków może prowadzić do wzrostu kosztu jednostkowego o 20-30 rubli/m2.

Innym sposobem na zwiększenie sprawności cieplnej kolektora płaskiego jest zastosowanie kolektorów próżniowych. Wykorzystując technologię wytwarzania świetlówek próżniowych typu LB z warstwą odblaskową do tworzenia takich kolektorów można spodziewać się, że koszt jednostkowy kolektora wyniesie 50-70 rubli/m2 (w warunkach produkcji seryjnej).

Doskonałość termotechniczna kolektora słonecznego jest określona przez wartość współczynnika Im mniejszy ten stosunek, tym wyższa sprawność kolektora. Jednak wzrost wydajności, a co za tym idzie spadek najczęściej wiąże się z komplikacją projektu i wzrostem jego kosztu jednostkowego.

W przyszłości, wraz z doskonaleniem technologii wytwarzania kolektorów słonecznych różnego typu, spadkiem ich kosztu jednostkowego oraz wzrostem kosztów zamknięcia dla paliwa organicznego, poszerzą się obszary ekonomicznej efektywności stosowania bardziej zaawansowanych konstrukcji.

Przy jednostkowym koszcie kolektora 18-22 rubli / m2 (odpowiada to poziomowi kosztów najpowszechniejszego typu kolektorów słonecznych - opartego na grzejniku prądu stałego), struktura kosztów, %, w systemie zaopatrzenia w ciepło słoneczne średnio dla budynków mieszkalnych podano w tabeli. 3.5.

Tabela 3.5. Struktura kosztów,%

Instalacje słonecznego ogrzewania wody. Efektywność ekonomiczna słonecznych systemów grzewczych

Notatka. Licznik – wartości dla instalacji CWU, mianownik – dla instalacji kombinowanych (ogrzewanie i CWU).

Wzrost kosztu obiektu ciepłowniczego w związku z budową elektrowni słonecznej może wahać się dla systemów ciepłej wody użytkowej w granicach 5-15%, przy czym wartość ta jest mniejsza dla budynków o większej liczbie kondygnacji. W przypadku systemów połączonych średni wzrost ceny wynosi 20-30%.

Koszt robót budowlanych obejmuje przygotowanie terenu lub podestu na dachu budynku pod kolektory słoneczne, kotłownię, zbiorniki, wymienniki ciepła, budowę konstrukcji wsporczych, izolację termiczną urządzeń i inne prace. Koszt wykonania konstrukcji wsporczych to średnio 8-15% kosztu całej instalacji i jest wliczony w koszt robót budowlanych.

Ogólnie rzecz biorąc, około 40-50% całkowitych kosztów systemów ogrzewania słonecznego przypada na prace budowlane i hydrauliczne. Wskazuje to na znaczne rezerwy na obniżenie kosztów kapitałowych, które można zrealizować już na etapie projektowania i montażu elementów elektrowni fotowoltaicznej. Systemy dostarczania ciepła słonecznego będą miały najmniejsze nakłady inwestycyjne, gdy kolektory słoneczne zostaną połączone z konstrukcjami dachów i ścian budynku, uproszczony zostanie system automatyki, zmniejszona komunikacja podczas transportu chłodziwa itp.

Autor: Magomedov A.M.

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

Produkcja seryjna pamięci HBM2E 02.07.2020

SK hynix ogłosił rozpoczęcie masowej produkcji na pełną skalę szybkich pamięci DRAM lub HBM2E.

Dzięki 1024-bitowej magistrali działającej z prędkością 3,6 Gb/s na linię, pamięć HBM2E zapewnia przepustowość 460 GB/s, przewyższając pamięć HBM2 o 50%.

Stos HBM2E może mieć do ośmiu matryc 16Gb podłączonych za pomocą technologii TSV (Through Silicon Via), dzięki czemu maksymalna pojemność pamięci sięga 16GB. To dwa razy więcej niż w przypadku pamięci HBM2.

Według SK Hynix, HBM2E jest „optymalnym rozwiązaniem” dla systemów pamięci AI nowej generacji, akceleratorów głębokiego uczenia i superkomputerów. Oczekuje się, że znajdzie zastosowanie w superkomputerze eksaskalowym, który będzie w stanie przenieść badania naukowe podstawowe i stosowane na nowy poziom.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Fotokomórka na bazie grafenu

▪ Napęd optyczny 3,3 TB firmy Sony

▪ Laser pokona guz

▪ Aparat w zegarku

▪ Pełnoklatkowy obiektyw z autofokusem Meike 85 mm F/1.8

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Parametry, analogi, oznaczenie elementów radiowych. Wybór artykułu

▪ artykuł Wymagania dotyczące oświetlenia pomieszczeń i stanowisk pracy. Podstawy bezpiecznego życia

▪ artykuł Jak duże mogą być protuberancje słoneczne? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Składane płócienne wiadro. Wskazówki turystyczne

▪ artykuł Symulator hałasu surfowania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Dobór aparatury i przewodów elektrycznych w warunkach zwarcia. Wyznaczanie prądów zwarciowych do doboru urządzeń i przewodów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

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