Wstęp
Kolektor słoneczny
Bateria słoneczna
Koncentrator promieniowania słonecznego
Formularz kontaktowy
Najczę¶ciej zadawane pytania
Aktualno¶ci
Literatura - baterie słoneczne
Budowa i zasada działania kolektorów słonecznych
Koncentratory promieniowania słonecznego znalazły zastosowanie zarówno w kolektorach słonecznych jak i w modułach fotowoltaicznych. Zastosowanie koncentratorów słonecznych w kolektorach słonecznych ma na celu osi±gnięcie znacznie wyższych zakresów temperatury czynnika roboczego oraz zwiększenie sprawności. Osi±gnięcie wysokich temperatur szczególnie jest wymagane dla systemów wytwarzaj±cych energię elektryczn± na bazie pary. Natomiast układ koncentratora z modułem fotowoltaicznym stosowany jest dla zwiększenia wydajności ogniwa co powoduje zmniejszenie kosztów wytworzenia energii elektrycznej.
Kolektory służ± do przemiany energii słonecznej w energię ciepln±. Nazwa kolektora płaskiego pochodzi od kształtu absorbera. Do podstawowych elementów typowego kolektora płaskiego cieczowego zaliczyć można: pokrycie przezroczyste, absorber, kanały przepływowe, izolację ciepln± i obudowę zewnętrzn±.
Rys. Przekrój poprzeczny typowej konstrukcji płaskiego kolektora cieczowego
Parametry kolektora płaskiego
Podstawowe parametry kolektorów słonecznych podawane przez producentów:
- powierzchnia czynna absorbera Ap [m2],
- sprawność optyczna [%],
- współczynnik strat ciepła k1 [W/(m2K)],
- współczynnik strat ciepła k2 [W/(m2K2)],
- transmisyjność osłony T,
- grubość osłony dc [mm],
- pojemność cieplna [kJ/(m2K)],
- zawartość płynu [l],
- dopuszczalne ciśnienie [bar],
- temperatura stagnacji [0C],
- wymiary zewnętrzne (wysokość x szerokość x grubość) [mm],
- ciężar [kg].
Na podstawie powyższych parametrów określić można m.in. sprawność kolektora n, promieniowanie pochłonięte przez absorber S, moc użyteczn± ciepln± odbieran± przez czynnik przepływaj±cy kanałami kolektora Qu.
Istnieje wiele sposobów obliczenia sprawności kolektora słonecznego. Podstawowym określeniem sprawności jest stosunek mocy użyteczne cieplnej odbieranej przez czynnik przepływaj±cy kanałami kolektora do nasłonecznienia zewnętrznej powierzchni osłony kolektora:
Określenie mocy użytecznej Qu wymaga przede wszystkim znajomości ł±cznych strat ciepła oraz współczynnika odprowadzenia ciepła z kolektora FR. Wyliczenie powyższych wartości często jest niemożliwe w obliczeniach przy znajomości podstawowych parametrów podawanych przez producentów. Bazuj±c na podstawowych parametrach kolektora możliwe jest określenie sprawności kolektora na podstawie zależności:
Wartość Tm oblicza się jako średni± arytmetyczn± temperatury na wlocie kolektora Tw1 i na wylocie Tw2. W celu uproszczenia obliczeń lub nieznajomości temperatury Tw2 zamiast Tm podstawiamy Tw1. Wyznaczenie charakterystyk sprawnościowych bardzo ułatwia porównanie parametrów różnych kolektorów. Charakterystyki sprawnościowe wyznaczane s± zazwyczaj w funkcji różnicy temperatury Tm i Ta ewentualnie Tw1 i Ta podzielonej przez nasłonecznienie GB. Możliwe jest wyznaczenie sprawności w funkcji tylko różnicy powyższych temperatur.
Rys. Charakterystyka sprawności kolektora w funkcji różnicy temperatury wody zasilaj±cej Tw1 i temperatury otoczenia Ta dla: a) PK 02 firmy Wassermann, b) Vitosol 100 firmy Viessmann
Najczęściej przyjmuje się, że temperatura Tw1 równa jest 313[K] (40oC). Na podstawie powyższych wykresów zauważyć można, że dla temperatur otoczenia poniżej 00C przy małym nasłonecznieniu sprawność jest bardzo mała lub możliwość pracy kolektora jest niemożliwa. Jeżeli mamy do czynienia z kolektorem próżniowym łatwo zauważyć (rysunek poniżej), że osi±gi tego typu kolektora s± znacznie większe przy dużych różnicach temperatur w porównaniu z tradycyjnym kolektorem płaskim. Zastosowanie kolektora próżniowego w warunkach klimatycznych charakterystycznych dla Polski gwarantuje zwiększon± ci±głość pracy kolektora w okresie roku.
Rys. Charakterystyka sprawności kolektora w funkcji różnicy temperatury wody zasilaj±cej Tw1 i temperatury otoczenia Ta dla: a) Vitosol 100 firmy Viessmann b) Vitosol 200 (próżniowy) firmy Viessmann
