Energia solară (mai precis - o mică parte din energia totală radiată de Soare în spațiu) ajunge la Pământ și asigură existența vieții pe planeta noastră, în forma în care o cunoaștem.
Intensitatea radiației solare "la intrarea" în atmosfera Pământului este de 1.367 kW / m 2.
Atmosfera planetei absoarbe o parte din fluxul de energie solară. La latitudini diferite, în diferite anotimpuri, la momente diferite, la altitudini diferite și în diferite nori studiu de energie solară pe un metru pătrat de suprafață perpendicular pe razele
de la 0 KW / m 2 la 1,0 KW / m 2.
De ce radiațiile solare au o intensitate diferită pot fi înțelese prin uitarea imaginii de mai jos.
În condiții diferite, razele soarelui trebuie să depășească distanțe diferite față de suprafața Pământului prin atmosferă! Cu cât este mai lungă raza soarelui prin atmosferă, cu atât absorbția este mai mare, cu atât mai puțină energie va ajunge la suprafață, până la punctul A.
1.0 KW / m 2 este intensitatea maximă în condiții meteo clare la nivelul mării în adevărata după-amiază astronomică la ecuator în zilele primăverii (
Aceasta înseamnă că nici un dispozitiv creat de o persoană pentru a converti energia solară în energie termică sau electrică având o suprafață de lucru de 1,0 m 2 nu va da niciodată mai mult de 1,0 kW!
În latitudinile medii ale Rusiei, energia solară are o intensitate a debitului în vara în dimineața clară - până la 0,8 kW / m 2 iarna - doar până la 0,3 kW / m 2.
Conform tabelelor de referință (vezi referințele de la sfârșitul articolului), în medie, pentru anul, cantitatea de energie solară care se produce pe o suprafață orizontală de 1 m2:
La momentul scrierii articolului, de exemplu, în Omsk, prețul de 1 kWh de electricitate era de 3,32 ruble. pentru populație. Din punct de vedere figurativ, putem spune că Soarele "se toarnă" un an în Omsk pentru fiecare metru pătrat de 4183.20 ruble. (11,46 ruble zilnic) în traducere pentru costul energiei electrice.
Provocarea și provocarea este să colectezi această bogăție.
Energia solară.
Pentru a converti astăzi energia soarelui în energie electrică, cele mai eficiente sunt bateriile fotoelectrice din siliciu. Dar eficiența lor este scăzută și, de fapt, nu depășește 14%.
Astfel, un panou cu o suprafață de 1,0 m 2 este capabil să livreze la latitudinea Moscovei o putere maximă de aproximativ 0,11 kW. Și nu cred că vânzătorii lipsiți de scrupule suprasolicită cifrele de putere!
Eficiența redusă în ansamblu nu spune nimic (conducem automobile ale căror motoare au un factor de eficiență de 10%). Puneți un panou cu o suprafață mai mare - asta e tot. Cu toate acestea, costul ridicat al unui set complet de centrale solare (cu panouri, baterii, automate, convertoare
$ De 1100 / kW), continuă să fie în factor de descurajare rus pe scară largă factor de panouri solare. Desigur, în locuri în care un alt mod de a obține energie electrică este (spațiu, camping, casa de pădurar, nu electrificate sat) imposibilă sau foarte dificilă și costisitoare, energia solară este o soluție bună la problema.
Până în 2030, puterea estimată a tuturor convertoarelor fotovoltaice solare din lume va depăși 200 GW. În același timp, costul energiei electrice produse este estimat la 0,10 ... 0,15 $ / kWh * h.
Energie solară termică.
Foarte popular în ultimele decenii a fost subiectul obținerii energiei termice pentru alimentarea cu apă caldă și încălzirea incintelor din Soare. Sute de companii din întreaga lume oferă dezvoltarea de colectoare solare, mii de entuziaști fac o varietate de dispozitive în atelierele lor de origine.
Unele dintre cele promițătoare până în prezent, probabil, sunt colectoarele cu tuburi vidate, în care eficiența atinge 90% (conform declarațiilor producătorilor și vânzătorilor). Aerul rece este luat din cameră de un ventilator și este alimentat printr-o conductă izolată termic la colector. Încălzite prin schimbul de căldură, aerul revine prin aceeași conductă înapoi în cameră. Energia solară se transformă în energie termică într-un mod foarte simplu și eficient! Instalarea nu se teme de îngheț, deoarece nu există nimic de înghețat în ea.
Să analizăm în detaliu modelul colectorului solar al companiei chineze ZN-ENERGY (www.pcmworld.com, subcontractor.rf). Rezultatele testelor practice au fost oferite de Aleksey Pykin din orașul Ulan-Ude.
Alexei oblici orientat sud două colector de brand ZN-20D58-1800 vărsat acoperiș, a atașat la acesta de alimentare cu aer și conducta de refulare, incluse în dispozitivul de schemă ventilator conectat, înregistrarea temperaturii în colectorul de aer de intrare și ieșire și debitul de aer măsurat la ieșiți din conducta de ieșire în cameră.
Parametrii de masă ai unui colector:
Înălțime - 2030 mm
Lățime - 1550 mm
Grosime - 180 mm
Ambele colectoare sunt asamblate din 20 de tuburi de vid de sticlă de 1800 mm lungime.
Între tubul exterior Ø57 mm și primul tub interior Ø47 mm, aerul este evacuat și un vid este creat pentru a asigura un nivel ridicat de izolare termică.
Suprafață tub Ø47 mm are un strat negru, cu un coeficient de absorbție foarte mare (> 0,9) energia solară. Este această suprafață, încălzirea la soare, dă toată energia primită în interiorul tubului Ø47 mm, trecerea aerului prin ea și bateria la căldură - RSM cilindri! Transferul de căldură spre exterior în spațiul din jur este împiedicat de vid.
Cilindrul PCM este un alt tub interior cu o substanță care acumulează și apoi emite căldură datorită unei tranziții de fază de la o stare agregată la alta. În mod simplu, acestea sunt "pietre de înaltă performanță într-o sobă într-o saună".
Puterea teoretică a instalației.
1. Suprafața efectivă a doi colectori marca ZN-20D58-1800
Cei care consideră zona diferită, ca suprafața unui semi-cilindru, sunt fie vicleni, fie se înșeală. În sprijinul corectitudinii mele, în plus față de bunul simț în înțelegerea procesului, pot adăuga că binecunoscuta companie Viessmann (Germania) consideră zona colectorilor pe tuburi conform formulei de mai sus.
2. Maximul cerut de dezvoltatorii eficienței rezervoarelor
4. Puterea maximă care poate fi dezvoltată de doi colectori, setați de planuri perpendiculare pe razele soarelui
5. Puterea maximă care poate fi dezvoltată de un tub
Puterea practică a instalației.
Să calculam puterea instalării în Excel conform datelor primare trimise de Alexey.
Calculul în Excel se realizează utilizând următoarele formule:
Calculată prin cantitatea de aer încălzit, puterea realizată în acest moment este de 2.307 kW. Aceasta este de 95% din puterea teoretică calculată.
În partea de jos a mesei, puteți determina cantitatea de energie termică pe care unitatea o va produce într-un anumit moment, lucrând cu puterea calculată.
În partea de jos a tabelului, am citat calculul masei de lemn de foc pentru referință, care trebuie să fie arsă pentru a produce aceeași cantitate de energie.
Pentru a calcula producția zilnică de energie termică, este necesar să se integreze funcția de alimentare în timp.
Cum se face acest lucru este descris în articolul precedent de pe blog.
Acest mic articol de revizuire nu a stabilit să descrie în detaliu toate opțiunile posibile pentru conversia energiei solare în alte tipuri. În special, nu a vrut să se implice în varietatea de aspecte termofizice și soluții de proiectare a modelelor specifice de panouri solare și colectoare. Problema de unghiuri de instalare a panourilor și a colectorilor nu a fost atinsă deloc ...
Principalul lucru pe care am vrut să-l exprim:
1. Mai mult de 1,0 kW de putere din panou sau colector cu o zonă de lucru de 1,0 m 2 nu este "îndepărtat"!
2. Peste 0.14 KW, o baterie fotoelectrică modernă de 1.0 m 2 încă nu funcționează!
3. Colector solar mai mare de 0,9 kW cu o suprafață de lucru de 1,0 m 2 astăzi nu poate și nu poate, și probabil nu va, dacă ceva nu se întâmplă pe Soare! Și dacă se întâmplă, atunci nu vom avea nevoie de această energie ...
4. Cilindrii PCM acumulează căldură, care nu ar putea lua aerul suflat și nu-l va da aerului în momentul închiderii soarelui cu nori și înainte de apusul soarelui. Cresterea puterii cilindrilor PCM nu poate. Ele, ca receptoare în sistemele de aer comprimat, elimină fluctuațiile de putere și nimic mai mult.
5. Dacă (cu corecția pentru unghiul de instalare optim al colectorilor) pe an în Omsk vine de la Soare
1500 kW * h / m 2. atunci instalarea celor două colectoare, luate în considerare în exemplul respectiv, va fi capabilă să furnizeze o energie termică de aproximativ 4300 kWh.
În traducere pentru costul lemnului de foc (1,50 rub / kg sau 1000 rub / m 3), vom primi un an de energie termică pentru
3000 ruble. (dacă luăm eficiența cuptorului egal cu 50%). Perioada de rambursare - 40 de ani!
Și acest lucru este fără a lua în considerare costul de energie electrică la ventilator!
Nu stiu cat timp va rezista rezervorul, insa experienta de viata sugereaza ca un hailstick de dimensiunea unui ou de pui se intampla la fiecare 3-5 ani ...
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că energia solară este o formă de energie ecologică. Prin extinderea aplicației, păstrăm habitatul nostru. Și merită să ne amintim că cheltuind doar 1 kWh de energie, puteți coace 100 de pâini de pâine sau să țeseți 10 m 2 de pânză!
În concluzie, vom cita câteva referiri la materiale de înaltă calitate și pur și simplu interesante pe subiectele în cauză:
Cât de interesant! Mulțumesc.
Mulțumesc! Am fost, de asemenea, interesat! Ai fi implicat în activități didactice. Elevii te-ar iubi!
Mulțumesc pentru articole! Lucrarea dvs. vă ajută să completați lacunele din cunoștințele mele. Articole foarte interesante.
Mulțumesc, Alexander, grozav. Dar mă gândeam deja la bateriile solare.
În prezent, dezvolt un proiect de colector solar pentru a reduce costurile primăriei pentru încălzirea școlilor și grădinițelor.
Vă invit să participați la acest proiect.
Cu credincioșie, Yuri.
Mulțumesc pentru feedback și pentru invitație, Yuri. Vă rugăm să ne contactați.
Cu stimă, Nikolay.
Bună, Nicolae! Scrieți prin pagina "Feedback". Voi răspunde la întrebările care sunt în competența mea.
sensibil, înțelept, fără apă, vă mulțumesc.
Ați înțeles corect că ați încălzit apartamentul în timpul verii?
Unde ai citit asta? Nu am scris nimic despre apartament. Și aceste date experimentale au fost împușcate vara. Deși există date de iarnă, care diferă puțin de vara la prânz, cu unghiul adecvat de instalare al colectorului.
De fapt, bineînțeles. ce (apartament) în timpul iernii pentru a cald? Aici, în vara, da. Este o altă chestiune. -)
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: