Гелиоустановка с солнечными коллекторами и панелями

 

Инженерное оборудование


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

ГЕЛИОУСТАНОВКИ

 

 

гелиоустановка Что такое гелиоустановка - это устройство, улавливающее солнечную энергию и преобразующее ее в другие, удобные для практического использования виды энергии.

Различают пассивное и активное использование солнечной энергии. Пассивное — возведение зданий, имеющих такие конструктивно-планировочные решения, при к-рых солнечная энергия воспринимается и аккумулируется самими строит, конструкциями (степами, полами, перекрытием здания). Активное предусматривает наличие систем, в к-рых солнечная энергия нагревает теплоноситель, направляемый далее для обогрева помещений или горячего водоснабжения. При пассивном использовании солнечной энергии наряду с комплексом конструктивно-планировочных   решений используют простейшую гелиоустановку Получившую название солнечной стены.

 

Пассивная система солнечного отопления. В системах активного использования солнечной энергии применяют низкотемп-рные (без концентрации солнечной энергии) и высокотемпературные гелиоустановки - с различными гелиоконцентраторами.

 

Низкотемпературные гелиоустановки — застекленные наклонные поверхности значит, площади называют плоскими солнечными коллекторами. Полученная в них теплота переносится теплоносителем (жидкостью или воздухом) в зону непосредств. использования или аккумулирования. Основная функция солнечного коллектора — передача лучистой энергии Солнца теплоносителю.

 

Такие коллекторы используют в системах теплоснабжения, отопления и опреснения. В зависимости от вида теплоносителя применяют жидкостные или воздушные коллекторы. Наиболее распространена конструкция типа "горячий ящик", основным элементом к-рой является тепл-оприемник. Удвоение размеров коллектора не всегда приводит к двукратному увеличению кол-ва полезно поглощенной теплоты. Кол-во энергии, полученное поверхностью, будет наибольшим, если она обращена строго на юг. Практически коллекторы устанавливают с отклонением 15—20° от оптим. ориентации, и это незначит. уменьшает его произ-сть. Для круглогодич. макс, облученности угол, равный широте местности, является оптимальным. При использовании коллектора преимущественно летом макс. плотность радиации будет при угле наклона, равном широте местности, минус 15°, а зимой — при угле наклона на 15° больше широты местности.

 

гелиоустановка для нагрева воды В соврем, коллекторах применяют теплоприемники для жидкостных систем трех конструктивных типов: волнистый лист с открытой поверхностью, по к-рой течет жидкость; использующие принцип "труба в листе", в к-рых каналы отформованы в теле теплопрнемника; устраиваемые наложением труб на пластину с лицевой или тыльной стороны по отношению к солнцу. Плоские коллекторы воздушного типа, п к-рых в качестве теплоносителя используют воздух, применяют для теплоснабжения зданий и отопления помещений всех типов, особенно я случаях, когда не предусматривается или предусматривается в i назначит. степени охлаждение или подогрев воды для бытовых нужд. Воздушные системы обходятся дешевле, т.к. требуют меньше трубопроводов и деталей. Они свободны от сложностей жидкостных систем: проблемы возможного замерзания жидкости Е торс; необходимости учета ее расширения при naipene в системе, включая возможность парообразования; течи системы и коррозии металлич. поверхностей. Применение селективных покрытий коллектора!» воздушного типа при прочих равных условиях повышаегэффектишгостьего работы на 50—65%принизкихрабочихтемп-рахи на 15—35% при попы»!, темп-рах.

 

"Солнечные элементы" — гибкие сворачиваемые в рулон полотнища толщиной 6 мм, состоят из двух профилирои. слоев спец. пластмассы черного цвета. Между слоями образуются плоские каналы, но к-рым протекает вода. Такими полотнищами покрывают крыши зданий или газоны вблизи них. Для улавливания и аккумулирования солнечной энергии получили распространение "солнечные водоемы", представляющие собой мелкие бассейны с темным дном. XI них часть солнечного излучения поглощается водой, а часть, прошедшая сквозь воду, — темным дяом. Энергия, отраженная от него, частично поглощается водой mi обратном пути. В таких подоемах пода сильнее всего нагревается в нижнем слое, откуда она поднимается на поверхность, вызывая конвективные токи. Тепловые потери возрастают, т.к. самым теплым оказывается верхний слой воды. При использовании солевого раствора более нагретый слой жидкости находится около дна, т.к. в нем содержится больше соли. При глубине водоема 1 м и площади 25x25 м темп-pa его дна достигает 93°С.

 

солнечные коллекторы и батареи Плоский коллектор наиболее применим при использовании солнечной энергии для отопления, горячего водоснабжения и охлаждения зданий. Однако при необходимости получения более высоких темп-р оптимальны высокотемп-рные солнечные коллекторы. При этом н качестве концентраторов энергии солнечного излучения применяют зеркала различной формы и линзы, однако последние из-за высокой стоимости не нашли широкого применения. Модифициров. солнечный коллектор с отражающей пирамид, оптич, системой позволяет достичь концентрации, в 2—4 раза превышающей обычную плотность солнечной радиации. Удорожание стоимости такого коллектора компенсируется более высокой темп-рой теплоносителя без уменьшения кпд коллектора. Концентрирующий коллектор др. типа состоит из параболич. желобов, концентрирующих солнечный свет па сравнит, небольшой части поверхности теплопрнемника. Одна из наиболее распространенных конструкций фокусирующей солнечной панели состоит из отд. стекл, трубок длиной около 1 м и диаметром 7 см. В нее вложены две трубки, в к-рых циркулирует жидкость. Солнечная энергия отражается внутр. зеркальной стороной большой трубы и концентрируется в двух черных трубах. При увеличении плотности солнечной радиации не только повышается кпд, но и уменьшается площадь поверхности тепл-оприемника, что особенно важно в случае, когда он выполнен из дорогостоящих фотоэлементов, предназнач. для прямого преобразования солнечной энергии в электрическую.

 

Применение в качестве концентратора энергии солнечного излучения параболоида позволяет получить темп-ру 250—650°С при кпд 60—75%. Параболоцилиндр создает среднюю степень концентрации солнечного излучения с диапазоном рабочих темп-р 150—400°С и кпд 50—70%. Простейший концентратор в виде плоской пластины позволяет получить темп-ру 60—140°С при кпд 30— 50%. Преимущества концентрирующих устройств не только в возможности получения более высокой темп-ры, но и в сборе теплоты с меньшими теплопотерями. Недостаток таких устройств в том, что в них используется только прямая солнечная радиация без диффузной составляющей. Темп-ру 200—500 С можно получить даже при слабой концентрации солнечной радиации, а фокусирующие коллекторы с высокой ее концентрацией позволяют получить темп-ру до 5000°С. Концентрирующие коллекторы должны находиться под постоянным контролем, т.к. они очень чувствительны к различным загрязнениям, что снижает их оптические качества.

  

Гелиоустановка — устройство, улавливающее лучистую энергию Солнца и преобразующее её в другие виды энергии. Гелиоустановки подразделяют на установки с концентраторами и без них. Первые служат для преобразования энергии солнечной радиации после повышения её плотности с помощью гелиоконцентраторов, вторые — при естественной её плотности.

Гелиоустановки различают по назначению, приданному концентратору; характеру преобразовательного процесса и другим признакам или сочетанию признаков. Гелиоустановки без концентраторов используют для подогрева воды или воздуха, сушки фруктов, овощей и материалов, опреснения воды, получения электроэнергии и других целей. Для концентрации солнечных лучей чаще используют параболоидные, приближённо параболоидные и параболоцилиндрические зеркала. Линзы, а также конические и другие зеркала из-за сложности их изготовления и использования применяют редко.

 

Термины:
Гелиосистема для нагрева воды и для отопления дома
Принципы действия гелиосистем
Использование гелиоустановок
Гелиоустановки для отопления и горячего водоснабжения жилого дома
Солнечный коллектор
Воздушный коллектор
Термосифонная гелиоустановка

 

 

Смотрите также:

 

Солнечные батареи

необходимы относительно высокие капиталовложения, которые окупаются в тех случаях, когда гелиоустановка ...

 

 Различные варианты систем отопления и горячего водоснабжения

В летнее время, как известно, гелиоустановки весьма эффективны; в зимнее же время

 

 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЖИЛЫХ ДОМАХ. Солнечное отопление ...

гелиоустановки. Поэтому для районов с неустойчивой ... И приведенные в этой главе примеры конструкции гелиоустановок

 

 Гелиоэнергетика

... изготовить отражающую поверхность параболического зеркала диаметром не более 3 метров, что соответствует мощности гелиоустановки. ...

 

К содержанию книги:  Инженерное оборудование зданий и сооружений