Основные публикации по солнечной энергии

Тепловые нагрузки и габариты систем

Как и в других случаях применения солнечных установок, опти­мальный размер солнечного водонагревателя, обеспечивающего в конкретном случае потребность в горячей воде (т. е. нагрузку), зависит

от сочетания ряда таких факторов, как уровень капиталовложений при постройке солнечной установки, стоимость дополнительной энер­гии, ориентация коллектора, климатические условия и температура холодной воды на входе в установку.

В практике горячего водоснабжения жилых домов накоплен опре­деленный опыт, на который целиком полагаются конструкторы при проектировании рассматриваемых систем. В Австралии, например, проектируются системы, обеспечивающие нагрев воды до темпера­туры 65° при среднесуточном расходе 45 кг на человека. Для систе­мы, работающей исключительно на солнечной энергии, например в г. Дарвине, Австралия (в районе которого практически постоянно на­блюдается солнечная погода и где держатся высокие цены на обыч­ные виды топлива), считается достаточной энергоемкость аккуму­лятора, превышающая суточный расход энергии в 2,5 раза. В тех слу­чаях, когда в системе используется дополнительный источник энер­гии (например, для условий Мельбурна, где поступление солнечной радиации не столь стабильно, а обычные виды топлива не слишком дороги), рекомендуется использовать аккумулирующие резервуары энергоемкостью, лишь в -1,5 раза превышающей суточный расход энергии. Для удовлетворения потребностей в горячей воде семьи из четырех человек площадь коллектора для района г. Дарвина должна составлять -4м2.

Для обеспечения режима максимального поглощения тепла в те­чение года коллектор должен быть ориентирован в направлении эква­тора с наклоном, равным 0,9 ф; некоторые отклонения, не превышаю­щие 22° к востоку (или к западу) от северного (или южного) направ­ления, не оказывают значительного влияния на среднегодовые харак­теристики системы.

Уровень и характер изменения во времени нагрузки для общест­венных зданий предсказываются проще, чем для частных домов, и поэтому дополнительные капиталовложения на разработку более со­вершенных конструкций систем в данной случае оправданны. На при­мере задачи в разд. 11.9 (и/в гл. 10) показано, как можно смодели­ровать такие системы. Необходимая информация о характере нагруз­ки при моделировании включает сведения о требуемом количестве го­рячей воды (обычно при температурах выше некоторого минимально­го уровня) в функции времени, или о количестве необходимой тепло­вой энергии (при некоторой характерной температуре и температурах,

превышающих минимальную) также в функции времени. На фиг. 11.3.1 показан схематический график суточного потребления горячей воды в двух зданиях - в жилом доме и в лабораторном здании или учреж­дении.

Системы с принудительной циркуляцией чаше используются в бо­лее крупных установках, предназначенных для предприятий и учреж­дений. Коллекторы в таких установках представляют собой батареи, собранные из отдельных описанных выше модулей. Дейви [6] опубли­ковал обзор применяемых в Австралии систем солнечных водонагрева­телей, характеристики которых приведены в табл. 11.3.1.