Основные публикации по солнечной энергии

Дополнительная энергия

Как и другие системы, использующие энергию солнечного излу­чения, солнечные водонагреватели имеют переменную во времени производительность, связанную с погодными условиями. Желаемая степень надежности работы, отвечающая заданной нагрузке, может быть обеспечена комбинацией соответствующих размеров коллекто­ра и объема аккумулятора, с одной стороны, и мощности дополнитель­ного источника энергии — с другой. D районах с высокой интенсив­ностью солнечной радиации (в которых очень редко наблюдается про­должительная облачность) может оказаться выгодным удовлетворять все потребности в тепловой энергии с помощью солнечных установок.

Таблица 11.3.1

Плошали коллекторов н емкости аккумуляторов систем солнечных водонагревателей с принудительной ииркуляцией в Австралии [6]

В условиях умеренного климата, характеризуемого более низкой ин­тенсивностью солнечной радиации, для обеспечения высокой надежнос­ти системы и во избежание дополнительных затрат, связанных с со­зданием слишком больших систем, следует иметь дополнительный ис­точник энергии.

Подвод дополнительной энергии может осуществляться тремя спо­собами: а) в бак-аккумулятор {фиг. 11.1.1); б) к воде на выходе из ба­ка (фиг. 11.1.2); в) к питающей воде в байпасной линии. На практике* чаще всего используются даа первых способа.

Относительные достоинства этих трех методов были изучены Гу - тиерсом и др. в работе [10]. Путем моделирования месячной работы

трех систем, имеющих постоянный размер коллектора и трехсекци­онный бак-аккумулятор со стратификацией, удалось установить соот­ношение между нагрузкой, обеспечиваемой солнечной энергией, и на­грузкой, обеспечиваемой дополнительным источником энергии для широкого интервала внешних условий, таких, как температура окру­жающего воздуха, время дня и уровень тепловой нагрузки. Было по­казано, что, если коллекторы работают при температурах, ненамного превышающих температуру окружающей среды, способ подачи допол­нительной энергии не имеет решающего значения; однако способ "б" наименее эффективен. Когда же уровень минимальной температуры горячей воды поднимали на 20°С, способ "6м оказывался значительно эффективней способа "а", который в свою очередь был эффективнее способа "в". Примеры относительных величин нагрузок, обеспечива­емых за счет солнечной энергии, приведены в табл. 11.4.1.

Основные причины изменений эффективности системы в зависи­мости от применяемого способа подачи дополнительной энергии свя­заны с уровнем рабочей температуры коллектора. При подводе допол­нительной энергии в верхнюю часть бака (способ "а") может повысить­ся средняя температура коллектора и, следовательно, снизиться его эффективность, что приведет в свою очередь к увеличению потребнос­ти в дополнительной энергии. При применении способа "в" энергия под­водится к воде в байпасной линии бака в период, когдн верхние слои жидкости недостаточно нагреты, и часть поглощенной коллектором сол­нечной энергии полезно не используется. Способ "б, г с периодически включаемым дополнительным нагревателем (или его эквивалентом, работающим в режиме "включен — выключен") обеспечивает наилуч­шее использование полезной энергии солнечного коллектора и мини­мальные тепловые потери коллектора, работающего при самой низкой средней температуре по сравнению с другими способами.