Тепло от солнечных коллекторов - реальные возможности

Тепло от солнечных коллекторов - реальные возможности

Солнечные коллекторы преобразовывают солнечную энергию  в тепловую, обеспечивая горячее водоснабжение или отопление.

 

Существует два наиболее распространенных вида солнечных коллекторов:

 

Для того, чтобы определить реальные возможности выработки тепловой энергии солнечными коллекторами разных типов в условиях Украины было  проведено исследование специалистами компании Buderus (немецкий производитель солнечных коллекторов) при участии специалистов компании Сититерм.

 

 

Использовалась зависимость: общего  коэффициент полезного действия коллектора; оптический коэффициент полезного действия; коэффициент тепловых потерь,  разности температур коллектора и наружного воздуха, интенсивность солнечного излучения.

Согласно теоритическим расчетам наиболее эффективный солнечный коллектор тот, у которого наивысший оптический КПД и наименьшие коэффициенты тепловых потерь. В то же время разница температур между его поверхностью коллектора и окружающим воздухом должна стремиться к нулю.

Для  проверки реальных значений показателей выработки тепла, были проведены исследования в научно-учебном центре НТУУ «КПИ-Bosch». Был смонтирован стенд, обеспечивающий  тепловой энергией систему отопления и горячего водоснабжения помещений научно-технического центра.

solnechnie_kollektora_podklych

 

На стенде установлено три солнечных коллектора:

солнечные коллектра эффективность

1.Плоский коллектор Logasol SKN 3.0 — K1;

2.Вакуумный трубчатый коллектор VK-180 — K2;

3.Высокоэффективный герметичный плоский коллектор Logasol SKS 4.0 — K3.

 

Каждый солнечный коллектор оснащен комплектной насосной станцией Logasol KS 0105 и тепловым счетчиком PolluCom E, а также системой автоматического регулирования Logamatic SC20 / SC40.

Все коллекторы работают на комбинированный бак-накопитель для приготовления горячей воды и поддержки отопления. Коллекторы смонтированы на крыше учебного корпуса  с углом наклона к горизонту 45° с ориентацией на юго-запад с азимутом -22°.

Система предназначена для эксплуатации на протяжении всего года.

После запуска регулярно фиксировалась выработка тепловой энергии, как с общей площади, так и с 1 м2 (удельной площади) каждого из коллекторов для более корректного сравнения их производительности.

На основе полученных данных были построены графики выработки тепла солнечными коллекторами, а также их удельной производительности в период с августа 2010 по август 2011 г. Полученные результаты представлены диаграммах ниже.

график тепловая энергия от солнца

Результаты исследования работы солнечных коллекторов различных типов в период с августа 2010 по август 2011 г.

 

получение тепла с м солнечного коллектора

Результаты выработки удельного количества тепла по солнечных коллекторов различ- ных типов в период с августа 2010 по август 2011 г.

 

 

На графиках четко видно, что реальная производительность у плоских коллекторов больше, чем у вакуумного.

Хотя, согласно теоретическим расчетам вакуумные трубки обладают лучшими теплотехническими характеристиками в сравнении с плоскими коллекторами .

Оказалось, что на суммарную выработку солнечной установки влияет достаточно большое количество дополнительных факторов. Так, при температуре наружного воздуха 0 °С и ниже, из-за намерзания на вакуумных трубках или снегового покрова  вакуумный коллектор не работал, хотя солнца было достаточно. Причина -  эффективная вакуумная изоляция, значительно увеличивающая время оттаивания.

А, снег с плоских коллекторов сходит беспрепятственно, и они достаточно активно производят тепловую энергию.

Аналогичные исследования проводились «Центром повышения уровня разработок в солнечной энергетике» при Ингольштадском университете прикладных наук.

По результатам исследований данной лаборатории, за весь период испытаний, плоский солнечный коллектор выработал больше тепловой энергии для общей площади, несмотря на более низкие паспортные  значения эффективности. По мнению авторов, вакуумный трубчатый коллектор, не оправдал ожидания о более высоком уровне выработки тепловой энергии, и поэтому плоский солнечный коллектор является предпочтительной альтернативой для солнечных систем.

По результатам полученного опыта можно сказать, что для Украины могут быть применены как плоские так  и вакуумные коллектора. Они способнызначительно снизить потребление газа, электричества или твердого топлива.

 

© 2019 СИТИ-ТЕРМ. Все права защищены