Ветроэнергетика и альтернативная энергетика.  

Вернуться   Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. > Альтернативная энергетика > Энергия солнца

Энергия солнца все о преобразовании энергии солнечного излучения

Ответ
 
Опции темы Поиск в этой теме Опции просмотра
Старый 08.12.2012, 21:54   #1
petruha256
механик-теоретик
 
Аватар для petruha256
 
Регистрация: 16.01.2011
Адрес: Курск
Сообщений: 1,020
Отправить сообщение для petruha256 с помощью Skype™
По умолчанию Воздушные солнечные коллекторы: эффективность-стоимость, изготовление, применение

Доброго всем здоровья!

Предлагаю обсудить вопрос использования солнечных коллекторов для отопления.

Наиболее целесообразно для отопления, на мой взгляд использование плоского воздухонагревательного коллектора.

почему не трубчатого вакуумного? - дорогой он и в свете последующих цифр будет сильно уступать плоскому по стоимости произведенного тепла.

почему не водонагревательного? - потому, что при разумных (в плане цены и технологичности) реализациях системы передачи тепла в дом температура его рабочей поверхности должна быть выше, чем у воздухонагревательного на 20-40 градусов. Более высокая температура рабочей поверхности (особенно в отопительный сезон) обеспечит более высокие теплопотери.

Есть смысл эти моменты подвергнуть сомнению, тогда постепенно углубляясь в суть вопроса мы придем к пониманию и возможно обнаружим нестандартные и полезные решения.

Цифры, графики, расчеты и прочие дела пойдут в следующих постах (чтобы читабельно и усвояемо было).
__________________
Я не понял Вашего вопроса, но я Вам на него отвечу
С уважением, Дмитрий.
petruha256 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.12.2012, 22:26   #2
petruha256
механик-теоретик
 
Аватар для petruha256
 
Регистрация: 16.01.2011
Адрес: Курск
Сообщений: 1,020
Отправить сообщение для petruha256 с помощью Skype™
По умолчанию

Итак, во что обойдется киловатт*час тепла, полученного от солнечного коллектора в отопительный сезон.

Чтобы ответить на вопрос решил провести расчеты, для которых задался некоторыми исходными данными.

сначала о коллекторе:

- выдумал некую стандартную конструкцию с размерами приемника 1,1х2,2 метра, корпус на 15 мм шире приемника во все стороны
остекление одинарное с оконным стеклом,
зазор между стеклом и приемником 20 мм
приемник - металлический лист 0,5 мм оребренный с обратной стороны
высота ребер 20 мм, шаг 27,5 мм
сзади утеплитель, эквивалентный 50 мм пенопласта
рабочая поверхность приемника "имеет" селективное покрытие
(коэффициент поглощения в видимом диапазоне 0,9, коэффициент излучения в тепловом ИК диапазоне - 0,1)

- провел расчет теплопотерь в различных режимах работы
температуры окружающего воздуха от -36 до + 14 градусов
температуры рабочей (приемной) проверхности - от +35 до +120 градусов

Расчеты проводил в SolidWorks FlowSimulation (который пришлось для этого освоить)

в результате получились такие характеристики (которые потом были превращены в эмпирическую формулу).

З.Ы. Значения мощностей теплопотерь не удельные, а для площади 2,42 м2
Вложения
Тип файла: xls теплопотери коллектора.xls (27.0 Кб, 588 просмотров)
__________________
Я не понял Вашего вопроса, но я Вам на него отвечу
С уважением, Дмитрий.
petruha256 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.12.2012, 22:48   #3
petruha256
механик-теоретик
 
Аватар для petruha256
 
Регистрация: 16.01.2011
Адрес: Курск
Сообщений: 1,020
Отправить сообщение для petruha256 с помощью Skype™
По умолчанию

Далее посчитал теплопередающую способность оребренной стороны приемника в зависимости от температур и расходов воздуха.

Совместив этот расчет с расчетом из предыдущего поста получил такую расчетную табличку, которая в зависимости от исходных данных


(мощность прямого излучения, угол освещения, мощность рассеянного излучения, температура воздуха на улице, температура воздуха на подаче)

позволяет получить значение температуры воздуха на выходе из коллектора, и соответственной тепловую мощность коллектора.


(не забываем в екселе в сервис-параметры-вычисления ставить галочку "итерации", данные вводить в желтых полях)
Вложения
Тип файла: xls расчет мощности коллектора.xls (49.5 Кб, 534 просмотров)
__________________
Я не понял Вашего вопроса, но я Вам на него отвечу
С уважением, Дмитрий.
petruha256 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.12.2012, 23:00   #4
petruha256
механик-теоретик
 
Аватар для petruha256
 
Регистрация: 16.01.2011
Адрес: Курск
Сообщений: 1,020
Отправить сообщение для petruha256 с помощью Skype™
По умолчанию

Следующим этапом попытался определить параметры солнечного излучения для коллектора (сколько, когда, под каким углом и в течение каких промежутков времени).

Перелопатил кучу сайтов с архивами погоды, данными по инсоляции и прочей околостоящей ерунды, в результате получил следующее:

Данные по инсоляции взяты для средней полосы России и широта, соответствует Курску. (считал, что коллектор усановлен под оптимальным углом к горизонту и направлен на юг)
Вложения
Тип файла: xls параметры солнечного излучения январь.xls (21.5 Кб, 489 просмотров)
__________________
Я не понял Вашего вопроса, но я Вам на него отвечу
С уважением, Дмитрий.

Последний раз редактировалось petruha256; 08.12.2012 в 23:33.
petruha256 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 08.12.2012, 23:32   #5
petruha256
механик-теоретик
 
Аватар для petruha256
 
Регистрация: 16.01.2011
Адрес: Курск
Сообщений: 1,020
Отправить сообщение для petruha256 с помощью Skype™
По умолчанию

Итого получилось 144 квт*ч за отопительный сезон с одного коллектора площадью 2,42 м2.

Маловато будет..... маловато.

Вот теперь давайте прикинем, сколько труда и времени и материалов должен стоить такой коллектор, чтобы был смысл его городить.

Есть у меня еще чего сказать, в частности по поводу технологии нанесения селективного покрытия, но это потом. А сейчас вопросы, предложения критика и т.д.
__________________
Я не понял Вашего вопроса, но я Вам на него отвечу
С уважением, Дмитрий.
petruha256 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 09.12.2012, 01:11   #6
983
Ёж (технобомж)
 
Аватар для 983
 
Регистрация: 15.04.2012
Адрес: Zakarpatija , Mukačevo
Сообщений: 1,149
Отправить сообщение для 983 с помощью Skype™
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от petruha256 Посмотреть сообщение
Есть у меня еще чего сказать, в частности по поводу технологии нанесения селективного покрытия...
Вот это больше всего и интересует !

А энерго-экономические показатели полюбому будут грустными, покуда угле-газо-электро-солярка не вздорожает, как ей и предначертано.
983 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 09.12.2012, 14:07   #7
Goga65
Солнечный Модератор
 
Аватар для Goga65
 
Регистрация: 24.08.2010
Адрес: Украина г.Жмеринка
Сообщений: 3,893
Отправить сообщение для Goga65 с помощью Skype™
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от petruha256 Посмотреть сообщение
А сейчас вопросы, предложения критика и т.д.
Не знаю......я вот нечего не считал,взял собрал: http://windpower-russia.ru/forum/sho...0&postcount=13 ,и когда солнышко есть - греюсь
__________________
В мире нет вечных двигателей - за то полно вечных тормозов.
Goga65 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 09.12.2012, 22:33   #8
petruha256
механик-теоретик
 
Аватар для petruha256
 
Регистрация: 16.01.2011
Адрес: Курск
Сообщений: 1,020
Отправить сообщение для petruha256 с помощью Skype™
По умолчанию

Согласен, дешево и сердито.
Но не все окна выходят на юг а с тех, что выходят на юг - много не нагреешься.

Если конструкцию такого типа размещать на улице, то зимой при таких температурах потери тепла будут слишком большие, отсюда необходимость вентилятора и селективного покрытия.

Добавлено через 9 минут
Только что возникла идея.....
Если подобные воздухонагревательные коллекторы сразу делать в виде внешней стороны стены, для которой сразу при строительстве предусмотреть слой теплоизоляции и вентиляционные каналы, то отпадает необходимость в некоторых конструктивных элементах (например несущее основание, кожух).

И всё должно получиться существенно дешевле и и если закрыть такой байдой всю стену, то выработка тепла получится вполне существенной.

Понятно, что идея стара. Многие крепят множество коллекторов на всю стену, однако не встречал, чтобы стена дома изначально была использована в качестве элемента коллектора.
__________________
Я не понял Вашего вопроса, но я Вам на него отвечу
С уважением, Дмитрий.
petruha256 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 10.12.2012, 09:37   #9
Goga65
Солнечный Модератор
 
Аватар для Goga65
 
Регистрация: 24.08.2010
Адрес: Украина г.Жмеринка
Сообщений: 3,893
Отправить сообщение для Goga65 с помощью Skype™
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от petruha256 Посмотреть сообщение
Если подобные воздухонагревательные коллекторы сразу делать в виде внешней стороны стены
Наверно с повышением цен на энергоносители-от этого никуда не деться!У меня и сейчас такая мысль есть(но пристроить к стене).Многие соседи обкладывают дома пенопластом - вот сли что то придумать и туда добавить такой "обогрев"
__________________
В мире нет вечных двигателей - за то полно вечных тормозов.
Goga65 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 10.12.2012, 15:09   #10
petruha256
механик-теоретик
 
Аватар для petruha256
 
Регистрация: 16.01.2011
Адрес: Курск
Сообщений: 1,020
Отправить сообщение для petruha256 с помощью Skype™
По умолчанию

Вот для такого варианта нужно научиться делать оребренные панели с селективным покрытием достаточно большой площади.

И еще, воздух должен обдувать панель с обратной стороны, а между остеклением и панелью он должен быть неподвижен (кроме естественного теплового движения) - иначе сразу половина тепла пойдет на улицу.

Самый простой способ сделать селективное покрытие - это оксидирование меди.
Было дело я проводил эксперименты и сравнивал параметры нагрева просто черной поверхности с оксидированной медью - разница ощутимая. Где-то остались результаты замеров, вечером посмотрю - выложу.

Оксидирование меди я делал кухонным способом:
горячий раствор средства для чистки труб (т.к. чистой щелочи не было) с добавлением перекиси водорода (медицинской) - всё это на отполированную медную поверхность наливал тонким слоем, главное не давать всей этой смеси, находящейся на поверхности остыть (держать температуру 80-90 градусов).
есть нюанс - в процессе оксидирования ионы меди попадают в раствор и разлагают перекись, в результате активный кислород улетучивается, процесс прекращается. В общем делать оксидирование за 3-4 захода со сменой раствора и ополаскиванием поверхности.
В результате получается черное глянцевое покрытие, достаточно прочное.
Можете легко попробовать на любом куске меди, предварительно отполировав и промыв поверхность.

А при термическом оксидировании - покрытия не получается - оксид моментально сползает при остывании.

Более быстрое оксидирование получается если вместо средства для чистки труб использовать щелочь, а вместо перекиси водорода - персульфат аммония. И то и другое продается в радиомагазинах как средства для работы с печатными платами.

Нудно еще проверить, как покрытие будет себя вести при температурах до 200 градусов и как реагирует на влажный воздух, в общем долговечность покрытия требует проверки.

Чтобы всю приемную поверхность на делать медную, думаю оптимальным вариантом будет наклеивание медной фольги на основу панели (сталь, алюминий) и последующая обработка поверхности.
__________________
Я не понял Вашего вопроса, но я Вам на него отвечу
С уважением, Дмитрий.
petruha256 вне форума   Ответить с цитированием
Ответ

Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Вкл.

Быстрый переход

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Индекс цитирования
Flag Counter

Часовой пояс GMT +4, время: 16:29.


Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Copyright © 2010 Windpower Russia