Quyosh energiyasini konversiyalashning fizik asoslari

Quyosh kollektorlari

Yassi quyosh kollektorlari (2.5-rasm) shisha yoki plastmassa qopqoq (bitta, ikki, uch), qora issiqlik qabul qiluvchi panel, orqa tomonidagi issiqlik izolyatsiyasi va korpusdan (metall, plastmassa, shisha, yog'ochdan) iborat. ).
Issiqlik qabul qiluvchi panel sifatida siz sovutish suvi uchun kanallari bo'lgan har qanday metall yoki plastmassa plitalardan foydalanishingiz mumkin. Issiqlik qabul qiluvchi panellar ikki turdagi mis, alyuminiy yoki po'latdan yasalgan: lavha-truba va shtamplangan panellar (varaqdan).



Guruch. 2.5. Yassi quyosh kollektori:
- quyosh nurlari; 2 - oynalar; 3 - tana; 4 - issiqlik qabul qiluvchi sirt; 5 - issiqlik izolyatsiyasi; 6 - plomba; 7 - issiqlik qabul qiluvchi plitaning o'ziga xos uzun to'lqinli nurlanishi [14].

Quyosh radiatsiyasi ta'sirida issiqlik qabul qiluvchi panellar 70-80 ° S haroratgacha isitiladi, bu atrof-muhit haroratidan oshib ketadi, bu esa panelning atrof-muhitga konvektiv issiqlik o'tkazuvchanligini va o'z nurlanishini oshirishga olib keladi . osmon. Quyosh nurlari ta'sirida mo'rtligi va tez qarishi, shuningdek, past issiqlik o'tkazuvchanligi va erish ehtimoli tufayli plastik panellar keng qo'llanilmaydi.

Yuqori sovutish suvi haroratiga erishish uchun plastinka yuzasi quyoshdan qisqa to'lqinli nurlanishni faol ravishda o'zlashtiradigan va spektrning uzun to'lqinli qismida o'zining termal nurlanishini kamaytiradigan spektral selektiv qatlamlar bilan qoplangan. "Qora nikel", "qora xrom", alyuminiydagi mis oksidi, misdagi mis oksidi va boshqalarga asoslangan bunday dizaynlar qimmat, lekin yuqori samaradorlikni ta'minlaydi. kollektor.
Konsentratsiyali bo'lmagan selektiv kollektorlarning ish faoliyatini yaxshilashning yana bir usuli - issiqlik yo'qotishlarini kamaytirish uchun issiqlik qabul qiluvchi panel va shaffof izolyatsiya o'rtasida vakuum yaratish (vakuum tipidagi quvurli quyosh kollektorlari). Vakuumli issiqlik izolyatsiyasi qurilmasi xarajatlarni oshiradi va quyosh qabul qiluvchining dizaynini og'irlashtiradi, ammo vakuum kollektorlari yuqori haroratni beradi va yuqori samaradorlikka ega. va qishda yaxshi ishlaydi.
Shaklda. 2.6. quyosh kollektorlari bilan suvni past haroratli quyosh isitish tizimining yanada murakkab sxemasi taqdim etilgan, unda quyosh radiatsiyasining ta'siri to'xtatilganda kollektorlarni avtomatik drenajlash ta'minlanadi.



Guruch. 2.6. Yassi kollektorli suvni past haroratli quyosh isitish tizimining sxemasi va aylanish to'xtatilganda ularni avtomatik drenajlash:
- quyosh yassi kollektorlari; 2 - kengaytirish tanki; 3 - qo'shimcha issiqlik manbai; 4 - issiqlik almashtirgich; 5 - isitish moslamalari; 6, 8 - aylanma nasoslar; 7 - issiqlik saqlash tanki.

Yassi kollektorli quyosh tizimlarining kamchiliklari.

Quyosh kollektorlari asosidagi quyosh qurilmalarini ishlatish tajribasi bunday tizimlarning bir qator kamchiliklarini aniqladi.
Birinchidan, bu yaxshi kollektorlarning ancha yuqori narxi. Selektiv qoplamalar tufayli ularning ish samaradorligini oshirish, oynalar shaffofligini oshirish, changni tozalash narxning oshishiga olib keladi.
Muhim kamchilik - bu shishani changdan tozalash zarurati, bu sanoat hududlarida kollektorlardan foydalanishni deyarli yo'q qiladi.
Quyosh kollektorlarining uzoq muddatli ishlashi bilan, ayniqsa qish sharoitida, shishaning yoritilgan va qorong'i joylari notekis kengayishi tufayli oynaning yaxlitligi buzilganligi sababli ularning tez-tez ishdan chiqishi kuzatiladi.
Tashish va o'rnatish vaqtida kollektorning ishdan chiqishining katta foizi ham mavjud.
Quyosh kollektorlari bo'lgan har qanday tizimlarning eng muhim kamchiliklari ham yil va kun davomida notekis issiqlik hosil bo'lishidir, bu esa katta hajmli va narxdagi issiqlik akkumulyatorlaridan foydalanishga majbur qiladi.
Evropa sharoitida diffuz nurlanishning yuqori ulushi (50% gacha) bo'lgan kollektorlarni ishlatish tajribasi yil davomida issiq suv ta'minoti va isitishning avtonom tizimini yaratish mumkin emasligini ko'rsatdi. O'rta kenglikdagi quyosh kollektorlari bo'lgan barcha quyosh tizimlari katta saqlash tanklarini qurishni va tizimga qo'shimcha energiya manbasini kiritishni talab qiladi, bu ulardan foydalanishning iqtisodiy samarasini kamaytiradi. Shu munosabat bilan ularni quyosh nurlanishining o'rtacha intensivligi yuqori bo'lgan (300 Vt/m2 dan kam bo'lmagan) hududlarda qo'llash eng maqsadga muvofiqdir.
O'rta kengliklarda foydalanish uchun issiqlik nasoslari bo'lgan quyosh tizimlari yanada istiqbolli. Bunday tizimning namunasi 2.7-rasmda keltirilgan.



2.7-rasm. Yassi kollektorlar, issiqlik nasosi va ikkita suyuq issiqlik akkumulyatori bilan suyuq ikki pallali kombinatsiyalangan quyosh isitish tizimi:
- quyosh kollektorlari; 2 - havo kollektori; 3 - past haroratli suyuqlik issiqlik akkumulyatori; 4 - issiqlik nasosining evaporatatori; 5 - kompressor; 6 - gaz kelebeği valfi; 7 - yuqori haroratli suyuqlik issiqlik akkumulyatori; 8 - issiqlik nasosining kondensatori; 9 - qo'shimcha issiqlik manbai; 10 - valf; 11 - harorat sensori; 12 - isitish moslamalari; 13 - aylanma nasos.

.3 Quyosh kollektorlarining konstruksiyalari