solarni kolektori
TRANSCRIPT
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 1
UREĐAJI ZA UREĐAJI ZA KORIŠĆENJE KORIŠĆENJE
DIREKTNE SUNČEVE DIREKTNE SUNČEVE ENERGIJEENERGIJE
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 2
Direktna Sunčeva energija može da se koristi u praksi njenom transformacijom u toplotnu, električnu i hemijsku energiju.
Uređaji kojima se transformiše Sunčeva energija u toplotnu energiju nazivaju se skupljači Sunčeve energije ili solarni kolektori.
Prema konstrukciji i načinu funkcionisanja solarni kolektori se dele na:
• ravne (100 ْ C)• fokusirajuće (3000 ْ C)
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 3
Ravni solarni kolektori
Sastoje se iz tri osnovna dela:
- apsorber – ravna ploča od materijala koji dobro apsorbuje Sunčevo zračenje, premazana matcrnom bojom kroz koju prolazi radni (transportni) fluid
- toplotna izolacija – sprečava gubitke toplote preko bočnih strana i dna kolektora
- zastakljenje (pokrivači) – obezbeđuje efekat staklene bašte i štiti kolektor (apsorber) od uticaja spoljašnje sredine
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 4
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 5
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 6
o zmijasto izvedene cevio paralelno učvršćene cevi za ploču apsorbera
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 7
Apsorber
Najvažniji i najosetljiviji deo solarnog kolektora
Izmenjivač toplote
Izrađuje se od bakra, aluminijuma, čelika i mangana
Površine mu se boje matcrnom ili nekom specijalnom bojom u tankom sloju zbog čega se dele na one sa:
- neselektivnom
- selektivnom površinom
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 8
U cilju efikasnije razmene toplote površine apsorbera i radnog fluida, on treba da ime što bolju provodljivost i da njihov kontakt bude što je moguće intimniji
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 9
Jedan od načina izrade profila apsorbera je i tkz. rolbond postupak
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 10
U poslednje vreme se u cilju efikasnije izmene toplote koristi tkz. vodno – filmski efekat pomoću pločastog apsorbera
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 11
Razni tipovi solarnih kolektora
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 12
Ima ulogu da obezbedi efekat staklene bašte i da štiti apsorber od uticaja spoljne sredine
On je u vidu staklene ploče ili plastičnih
folija izrađenih od staklenih vlakana i raznih
vrsta polietilena
Pri izboru kolektora treba imati u vidu:• Kvalitet stakla (pokrivača)• Debljinu pokrivača• Broj pokrivača• Rastojanje pokrivača od apsorbera
Prednji pokrivač solarnog kolektora
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 13
Kutija ili kućište solarnog kolektora može da bude od metala ili od plastike, pri čemu mora da obezbedi potpunu izolaciju i zaptivanje svih delova solarnog kolektora (bočnih strana i dna).
Izolacioni materijali koji se koriste su: Staklena vuna (5 – 10mm) Sintetički penasti materijali (poliuretan, stiropor,..)
Izolacija i zaptivanje solarnih kolektora
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 14
Radni fluid je vazduh
Sastoje se takođe od apsorbera, izolacije i pokrivača
Pored efekta staklene bašte kod njih postoje i efekat suprotnog (povratnog) strujanja vazduha i efekat rebrastih površina apsorbera
Odlikuje ih jednostavnost konstrukcije, manje (nikakve) komplikacije vezane za vlaženje i koroziju
Vazdušni solarni kolektori
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 15
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 16
Toplotna energija dobijena Sunčevim zračenjem koristi se za niskotemperatursko zagrevanje potrošne vode, zagrevanje objekata i grejanje vode u otvorenim i zatvorenim bazenima.
Količina dobijene toplotne energije zavisi od stepena korisnosti.Stepen korisnosti solarnog kolektora je funkcija itenziteta Sunčevog
zračenja i toplotnih gubitaka.
Itenzitet Sunčevog zračenja zavisi od geografske širine određenog mesta, godišnjeg doba, doba dana i stanja atmosfere.
Toplotni gubici zavise od nagiba kolektora u odnosu na horizont, koeficijenta emisije apsorbera, broja pokrivača, koef. prelaza toplote između pokrivača i spoljnjeg vazduha,..
Primena solarne energije
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 17
Zavisnost itenziteta Sunčevog zračenja koje dospeva na površinu na Zemlji i ugla koji obrazuju Sunčevi zraci sa ovom površinom (solarnog kolektora)
Dva prividna kretanja Sunca: dnevno i godišnje
Optimalni nagibni ugao solarnog kolektora
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 18
Qk – korisna snaga ravnog solarnog kolektora
Qs – snaga Sunčevog zračenja
Qp – primljena snaga
Qg – toplotni gubici
Stepen korisnosti ravnog solarnog kolektora
s
k
Q
Q
gsgpk QQQQQ
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 19
Q1 – zračenje toplote prednjeg pokrivača u okolinu
Q2 – konvektivno odavanje toplote pokrivača
Q3 – gubitak usled toplotne provodljivosti
Δt = ts – to
αs – koeficijent zračenja toplote pokrivača u okolinu
αc – koeficijent konvektivnog odavanja toplote pokrivača
k – koeficijent gubitaka usled toplotne provodljivosti
→
321 QQQQg
tktkttQQQQ cscsg 321
kk csu tkQ ug
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 20
→s
us
Q
tkQ
su Q
tk
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 21
Stepen korisnosti ravnog solarnog kolektora u zavisnosti od itenziteta
Sunčevog zračenja
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 22
a) tr = 40 ْ C, η = 45%,
zagrevanje vode od 10 ْ C do 40 ْ C
b) tr = 60 ْ C, η = 30%,
zagrevanje vode od 10 ْ C do 60 ْ C
c) tr = 80 ْ C, η = 20%,
zagrevanje vode od 10 ْ C do 80 ْ C
Broj litara tople vode koja se može dobiti dnevno pomoću solarnog kolektora za svaki mesec u toku godine za mesto na 45 ْ severne geografske širine
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 23
Energija dobijena pomoću solarnog kolektora za svaki od navedenih slučajeva u toku cele godine, iznosi:
22
1 440104012600860
1
kWhmKkgkgK
kWhmtcmQ
22
2 37010606360860
1
kWhmKkgkgK
kWhmtcmQ
22
3 18810802310860
1
kWhmKkgkgK
kWhmtcmQ
13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 24
HVALA NA PAŽNJIHVALA NA PAŽNJI