Основные публикации по солнечной энергии

Модели компонентов

В гл. 7 и 8 рассмотрены модели коллекторов, а в гл. 9 — модели аккумулятора. Для расчета плоского коллектора можно использовать уравнение (7.7.5), а для расчета фокусирующего коллектора - урав­нение (8,6.8).

Напомним уравнение для плоского коллектора:

(10.1.1)

в котором величина производительности (полезной энергии) может быть связана с температурой на выходе из коллектора выражением

Это уравнение по своему характеру подразумевает наличие ре­гулятора в системе. Действительно, работа коллектора с вынужден­ной циркуляцией не имеет смысла при Qu < 0 (или при Qu < QMMH, где Q мин - минимальный уровень полезной энергии, оправдывающий прокачку жидкости через систему). В реальных системах это регули­рование осуществляется путем сравнения температуры жидкости на выходе из коллектора с температурой жидкости на выходе из аккуму­лятора. При этом жидкость поступает в насос только при положитель­ной разности температур, соответствующей условию полезного выхо­да энергии. Управляющая функция F учитывается в ваде

(101-3)

и принимает значение, равное единице, в случае полезного выхода энергии и равное нулю в противном случае.

Основное уравнение баланса энергии аккумулирующего элемен­та при отсутствии стратификации, согласно (9.3.2), имеет вид

Q„ - L - {UA) (Ts — Т )=> (mCp)s-~— . (10.1.4)

d-г

Для аккумулирующих систем с водяным баком, разделенным на теп­лообменные секции, для систем с насадками из гальки или систем с плавлением аккумулирующего вещества выражение (10.1.4) может быть заменено эквивалентными уравнениями.

Уравнения (10.1.1) и (10.1.4) или их модификации являются основ­ными уравнениями, для которых отыскиаается решение в большинст­ве случаев анализа систем, однако могут вводиться и дополнитель­ные моделируемые компоненты, такие, как теплообменники, систе­мы вспомогательного энергоснабжения и другие. Кроме того, допол­нительно должно быть известно или оценено изменение во времени плотности потока солнечной радиации S, поглощаемой коллектором, и другие метеорологические данные для рассматриваемого периода времени.

Необходимо также иметь данные о такой величине, как расход энергии L. Определение L само по себе может быть предметом спе­циального рассмотрения. Эта проблема может оказаться сравнитель­но простой для случая нагрева воды до температуры, удовлетворяю­щей требованиям системы горячего водоснабжения (когда отбираемая из бака горячая вода замещается холодной водой из водопровода), или

для случая, когда L представляет собой энергию, поступающую в ге­нератор абсорбционной установки для кондиционирования воздуха з здании, причем требования к энергии определяются характеристика­ми кондиционера и здания. Общий подход к определению L таков же, как и в случае других компонентов при анализе системы. Он состоит в том, чтобы вывести систему уравнений, связывающую расходы энер­гии и температуры во времени, которая могла бы быть решена сов­местно с соответствующими уравнениями для коллекторов и аккуму­ляторов.