Способы преобразования солнечной энергии и их кпд. Расчёт теплового баланса плоского приемника.
На рис. представлены наиболее распространенные способы преобразования солнечной энергии.
Рис.
Способы преобразования солнечной энергии:
в низкотемпературных (а),
среднетемпературных (б),
высокотемпературных (в)
и электроэнергетических (г)
установках
1. Низкотемпературные установки сегодня позволяют получать 1250 кВт*ч/м2 в год тепловой энергии, позволяющей обеспечивать горячее водоснабжение, отопление помещений, получать промышленное тепло, осуществлять сушку растений и т.д.
2. Среднетемпературные установки позволяют получать 375 кВт*ч/м2 в год электрической энергии и обеспечивать потребителей тепловой и электрической энергией.
3. Высокотемпературные установки дают возможность получать 500 кВ* ч/м2 в год электрической энергии и обеспечивать потребителей тепловой и электрической энергией.
4. Электроэнергетические установки позволяют получать 250 кВт*ч/м2 в год электрической энергии и обеспечивать ею оросительные системы, маяки, осветительные установки, охлаждающие установки, радиоприемники и радиопередатчики, космические летательные аппараты, дорожные знаки и т.д.
На практике большая часть полезно используемой энергии солнечного излучения, поступающего на землю, преобразуется в тепловую энергию, которая применяется в сельском хозяйстве, промышленном производстве, коммунальном хозяйстве. Эти установки технически достаточно совершенны и даже на широтах Германии способны конкурировать при стоимости электроэнергии выше 20 пф/кВт*ч с системами подогрева на жидком топливе с 
25 % при стоимости топлива выше 50 пф/л.
|
|
|
Расчет теплового баланса плоского приемника
Поток лучистой энергии, поглощаемой поверхностью приемника (рис. 4.16),
составляет 
, где 
– коэффициент пропускания прозрачного покрытия, защищающего приемную поверхность от ветра; 
– коэффициент поглощения приемной поверхности; 
– площадь освещенной поверхности;
G– облученность приемника (рис. 4.17, д). 
В процессе поглощения температура приемной поверхности повышается. Превышение температуры приемника Тpнад температурой окружающей среды Таприводит к возникновению потока от приемника, причем скорость теплоотдачи равна (Тp – Та )/RL, где RL– термическое сопротивление.
Суммарный поток тепла, поступающего к приемной площадке, определяется балансом:
где nsp – коэффициент захвата излучения (nsp < 1)
Коэффициент теплопередачи npf определяет долю суммарного потока Pnet, передаваемую жидкости. В приемниках хорошего качества разность между температурами приемной площадки и жидкости Тf мала и коэффициент передачи лишь немного меньше единицы.
|
|
|
Таким образом, поток тепла от приемника солнечного излучения к теплоносителю определяется соотношением
а – открытый резервуар на поверхности земли;
б – открытый резервуар, изолиро-ванный от земли;
в – черный резервуар;
г – черный резервуар с изолированным от земли дном;
д – черный резервуар в контейнере со стеклянной крышкой;
е – металлическая пластина с трубками и заполненная водой плоская емкость;
ж – пластинчатый приемник с двойным стеклянным покрытием;
з – селективная поверхность ( 
>> 
) , радиационные потери ниже (поглощаемое солнечное излучение, ослабленное излучение);
и – вакуумированный приемник.
при нагревании статической массы жидкости m:
при нагревании жидкости, массовый расход которой через приемник m:
В последнем случае Т1 – температура входящей в приемник жидкости, Т2 – выходящей.
Эти соотношения чаще всего используют для определения теплового потока Puпри заданной плотности потока излучения G.
Параметры A, τ, α приемника, как правило, известны, RLопределяется расчетным способом.
Хотя значение Тpзависит от Pu, можно в первом приближении получить разумную оценку, а в случае необходимости позже уточнить ее.
|
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 528; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!