Эффективность солнечного коллектораСолнечный коллектор– это сложный теплообменный аппарат, который преобразовывает солнечную энергию в тепловую. Солнечный коллектор не может быть эффективным на 100 % т.к. имеет тепловые и оптические потери.

Тепловые потери – это часть солнечной энергии, которая была преобразована в солнечном коллекторе в тепловую, но не была использована на нагрев теплоносителя, а рассеялась в окружающем воздухе. Данный вид потерь зависит от разницы температуры в коллекторе и окружающем воздухе и коэффициентов тепловых потерь k₁ (линейный коэффициент тепловых потерь Вт/(м²·К)) и k₂ (коэффициент тепловых потерь с учетом нелинейности Вт/(м²·К²)).

Потери состоят из трех режимов теплообмена:

  • потери на теплопроводность;
  • конвекционные потери;
  • потери на излучение;

Оптические потери – это часть солнечной энергии, которая при попадании на солнечный коллектор не была преобразована в тепловую энергию. Оптическая эффективность солнечного коллектора выражается оптическим коэффициентом полезного действия η₀ (безразмерная величина). Оптический КПД зависит от поглощательной способности абсорбера, прозрачности изоляции (стекла), и эффективности поглощающей панели (эффективность передачи тепловой энергии от абсорбера к теплоносителю), выражаются в коэффициентах a, t, Fr соответственно.

Тепловые потери в солнечном коллекторе

Таким образом η₀ = (a·t·Fr). Эти коэффициенты являются справочными и определяются при помощи стандартизированных испытаний, и относится к единице площади солнечного коллектора. Значение η₀ еще называют КПД коллектора при нулевых тепловых потерях.

Максимальное значение КПД достигается при условии, что разность температуры ∆Т равна нулю. В таком случае коллектор не имеет тепловых потерь. Значение η₀ является паспортным значением любого солнечного коллектора.

Принципы конструирования солнечных коллекторов направлены на увеличение поглощающей способности и уменьшение тепловых потерь. Наибольший оптический КПД имеет открытый коллектор (без прозрачной изоляции) но имеет и наибольшие тепловые потери. В свою очередь наименьшие тепловые потери имеет вакуумный коллектор, но обладает небольшим оптическим КПД из-за применения двух слоев стекол и промежуточные теплопередачи.

img

Комментарии:

Добавить комментарий