يمكن أن يؤدي استخدام الطاقة "الخضراء" التي توفرها العناصر الطبيعية إلى تقليل تكاليف المرافق بشكل كبير. على سبيل المثال ، بعد ترتيب التسخين الشمسي لمنزل خاص ، سوف تقوم بتزويد مشعات درجة حرارة منخفضة وأنظمة تدفئة تحت الأرضية بمبرد حر تقريبًا. أوافق ، هذا توفير.
سوف تتعلم كل شيء عن "التقنيات الخضراء" من مقالتنا. بمساعدتنا ، يمكنك بسهولة معرفة أنواع التركيبات الشمسية ، وكيفية ترتيبها وتفاصيل التشغيل. بالتأكيد سوف تكون مهتمًا بأحد الخيارات الشائعة التي تعمل بكثافة في العالم ، ولكن لا تحظى بشعبية كبيرة معنا حتى الآن.
في المراجعة المقدمة إلى انتباهك ، يتم تحليل ميزات التصميم للأنظمة ، ويتم وصف مخططات الاتصال بالتفصيل. يتم إعطاء مثال لحساب دائرة التدفئة الشمسية لتقييم واقع بنائها. لمساعدة الأساتذة المستقلين ، يتم إرفاق مجموعات الصور ومقاطع الفيديو.
تقنيات الحرارة الخضراء
متوسط 1 م2 يتلقى سطح الأرض 161 واط من الطاقة الشمسية في الساعة. بالطبع ، عند خط الاستواء ، سيكون هذا الرقم أعلى عدة مرات مما هو عليه في القطب الشمالي. بالإضافة إلى ذلك ، تعتمد كثافة الإشعاع الشمسي على الوقت من العام.
في منطقة موسكو ، تختلف كثافة الإشعاع الشمسي في الفترة من ديسمبر إلى يناير من مايو إلى يوليو بأكثر من خمس مرات. ومع ذلك ، فإن الأنظمة الحديثة فعالة للغاية بحيث يمكنها العمل في كل مكان تقريبًا على الأرض.
الأنظمة الشمسية الحديثة قادرة على العمل بفعالية في الطقس الغائم والبارد حتى -30 درجة مئوية
يتم حل مشكلة استخدام طاقة الإشعاع الشمسي بأقصى قدر من الكفاءة بطريقتين: التسخين المباشر في المجمعات الحرارية والبطاريات الكهروضوئية الشمسية. تحول الألواح الشمسية أولاً طاقة أشعة الشمس إلى كهرباء ، ثم تنقلها من خلال نظام خاص إلى المستهلكين ، مثل غلاية كهربائية.
يتم تسخين مجمعات الحرارة بفعل ضوء الشمس ، وتسخين سائل التبريد لأنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة.
معرض الصور
صورة من
مجمعات الطاقة الشمسية - الموردين الرئيسيين للتبريد المبرد للاستخدام في أنظمة التدفئة للمنازل الريفية
المجمع عبارة عن نظام من الأنابيب ، مفتوح أو مغلق بظلام ، مما يعزز تأثير امتصاص ضوء الشمس على السطح
أنابيب الأجهزة الشمسية المفتوحة مغلفة داخليًا بتركيبة تجذب أشعة الشمس وتعزز الحركة
تُستخدم أنواع الأنابيب المجمعة في تسخين جميع أنواع المبردات المشاركة في أنظمة التدفئة
في خطوط العرض لدينا ، الحرارة المتلقاة نتيجة لمعالجة الطاقة الشمسية ليست كافية لعملية تسخين كاملة. يساعد الشكل المتحد والمكبر المكبر على زيادة الإنتاجية
تتوفر تعديلات على مجمعات الطاقة الشمسية لجذب أكبر قدر من ضوء الشمس في شكل مكثفات مقعرة مع عاكس مرآة
تم تجهيز النماذج المستخدمة لإنتاج الطاقة الشمسية المعاد تدويرها على نطاق واسع بأجهزة تتبع لحركة الشمس
إنها تعزز أداء النظام ليس فقط عن طريق تغيير الشكل واستخدام أجهزة الحركة. يزداد بشكل رئيسي عن طريق زيادة منطقة الاستقبال
جامع الشمسية على السقف
يمتص السطح
جامع الشمسية فراغ في الهواء الطلق
لتسخين الهواء والبخار
عدسة لزيادة أداء الجهاز
مركز جامع مع عاكس
النموذج الصناعي مع جهاز الحركة
مجموعة جامع المحور القوية
تأتي المجمعات الحرارية في عدة أشكال ، بما في ذلك الأنظمة المفتوحة والمغلقة ، والهياكل المسطحة والكروية ، والمجمعات النصف كروية ، والمحاور ، والعديد من الخيارات الأخرى. تُستخدم الطاقة الحرارية المستلمة من مجمعات الطاقة الشمسية لتسخين الماء الساخن أو وسط التدفئة.
تنتج مجموعة واسعة من الصناعات أنظمة متعددة لدمجها في شبكة تدفئة مستقلة. ومع ذلك ، فإن أبسط خيار للإقامة الصيفية من السهل القيام به بنفسك:
معرض الصور
صورة من
جامع للطاقة الشمسية في الأماكن المغلقة
لفائف النحاس الأنابيب المتعددة
طرق تعزيز الفعالية
استخدام أنابيب ووصلات المياه الصلبة
العبوات البلاستيكية في صناعة الفتحات
يمكن تجميع الهواء الشمسية علب معدنية
أنابيب البوليمر في إنتاج مستقل
على الرغم من التقدم الواضح في تطوير حلول لجمع وتخزين واستخدام الطاقة الشمسية ، إلا أن هناك مزايا وعيوب.
الاستخدام الفعال للطاقة الشمسية
الفائدة الأكثر وضوحا لاستخدام الطاقة الشمسية هي توافرها بشكل عام. في الواقع ، حتى في أكثر الطقس قاتمة وغائمة ، يمكن جمع الطاقة الشمسية واستخدامها.
الزائد الثاني هو صفر انبعاثات. في الواقع ، هذا هو الشكل الأكثر صداقة للبيئة والطبيعي للطاقة. لا تنتج الألواح الشمسية وجامعي الضوضاء. في معظم الحالات ، يتم تثبيتها على أسطح المباني دون احتلال المنطقة القابلة للاستخدام في منطقة الضواحي.
كفاءة التسخين الشمسي في خطوط العرض لدينا منخفضة جدًا ، نظرًا لعدم كفاية عدد الأيام المشمسة للتشغيل المنتظم للنظام (+)
العيوب المرتبطة باستخدام الطاقة الشمسية هي عدم ثبات الإضاءة. في الظلام ، لا يوجد شيء للتجميع ، يتفاقم الوضع بحقيقة أن ذروة موسم التدفئة تقع في أقصر ساعات النهار من السنة. من الضروري مراقبة النظافة البصرية للألواح ، حيث يقلل التلوث الطفيف من الكفاءة بشكل حاد.
بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكن القول أن تشغيل النظام على الطاقة الشمسية مجاني تمامًا ، وهناك تكاليف ثابتة لاستهلاك المعدات وتشغيل مضخة الدوران وإلكترونيات التحكم.
من العوائق الكبيرة للتدفئة على أساس استخدام مجمعات الطاقة الشمسية عدم القدرة على تراكم الطاقة الحرارية. يتم تضمين خزان التوسع فقط في الدائرة (+)
مجمعات الطاقة الشمسية المفتوحة
المجمع الشمسي المفتوح هو نظام من الأنابيب غير المحمية من التأثيرات الخارجية ، والتي يتم من خلالها تدوير ناقل الحرارة الذي يتم تسخينه مباشرة بواسطة الشمس.
يتم استخدام الماء والغاز والهواء والتجمد كحامل حرارة. يتم تثبيت الأنابيب إما على لوحة داعمة على شكل ملف ، أو متصلة في صفوف متوازية بأنبوب المخرج.
جامعي الطاقة الشمسية من النوع المفتوح غير قادرين على التعامل مع تدفئة منزل خاص. بسبب نقص العزل ، يبرد المبرد بسرعة. يتم استخدامها في الصيف بشكل رئيسي لتسخين المياه في الاستحمام أو حمامات السباحة
جامعي مفتوحة عادة لا يوجد عزل. التصميم بسيط للغاية ، لذلك فهو منخفض التكلفة وغالبًا ما يتم بشكل مستقل.
بسبب نقص العزل ، فإنها لا تحافظ عمليا على الطاقة المستلمة من الشمس ، وتتميز بكفاءة منخفضة. يتم استخدامها بشكل رئيسي في الصيف لتسخين المياه في المسابح أو الاستحمام الصيفي.
يتم تثبيتها في مناطق مشمسة ودافئة ، مع اختلافات صغيرة في درجة الحرارة المحيطة والمياه الساخنة. إنهم يعملون بشكل جيد فقط في الطقس المشمس والهادئ.
أبسط مجمعات الطاقة الشمسية مع بالوعة حرارية مصنوعة من خليج أنابيب البوليمر ستضمن إمدادات المياه الساخنة في المنزل الريفي للري والاحتياجات المنزلية
الفتحات الأنبوبية
يتم تجميع مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية من أنابيب منفصلة يتم من خلالها تشغيل الماء أو الغاز أو البخار. هذا هو واحد من أصناف الأنظمة الشمسية المفتوحة. ومع ذلك ، فإن المبرد محمي بشكل أفضل بكثير من السلبية الخارجية. خاصة في تركيبات الفراغ مرتبة حسب مبدأ الترمس.
كل أنبوب متصل بالنظام بشكل منفصل ، بالتوازي مع بعضها البعض. إذا فشل أنبوب واحد ، فمن السهل استبداله بآخر جديد. يمكن تجميع الهيكل بأكمله مباشرة على سطح المبنى ، مما يسهل التثبيت بشكل كبير.
المشعب الأنبوبي له هيكل معياري. العنصر الرئيسي هو أنبوب فراغ ، ويختلف عدد الأنابيب من 18 إلى 30 ، مما يسمح لك بتحديد قوة النظام بدقة
إن الجمع الزائد للمجمعات الشمسية الأنبوبية هو الشكل الأسطواني للعناصر الرئيسية ، والتي يتم من خلالها التقاط الإشعاع الشمسي طوال اليوم دون استخدام أنظمة تتبع باهظة الثمن لحركة الشمس.
طلاء خاص متعدد الطبقات يخلق نوعًا من المصيدة البصرية لأشعة الشمس. يوضح الرسم البياني جزئيًا الجدار الخارجي للمصباح الفراغي الذي يعكس الأشعة على جدران المصباح الداخلي (+)
وفقًا لتصميم الأنابيب ، تتميز مجمعات الريش والشمسية المحورية.
الأنبوب المحوري هو وعاء ديجر أو ترمس مألوف. يتكون من قارورة يتم ضخ الهواء بينهما. يتم تطبيق طلاء انتقائي للغاية يمتص الطاقة الشمسية بشكل فعال على السطح الداخلي للمصباح الداخلي.
مع شكل أنبوب أسطواني ، تسقط أشعة الشمس دائمًا بشكل عمودي على السطح
يتم نقل الطاقة الحرارية من الطبقة الانتقائية الداخلية إلى أنبوب حراري أو مبادل حراري داخلي من ألواح الألمنيوم. في هذه المرحلة ، يحدث فقدان الحرارة غير المرغوب فيه.
أنبوب القلم عبارة عن أسطوانة زجاجية مع ماص داخل القلم.
حصل النظام على اسمه من ممتص الريش ، الذي يلتف بإحكام حول قناة حرارية مصنوعة من معدن موصل بالحرارة
للعزل الحراري الجيد ، تم ضخ الهواء خارج الأنبوب. يحدث انتقال الحرارة من جهاز الامتصاص دون فقدان ، وبالتالي فإن كفاءة أنابيب الريش أعلى.
وفقًا لطريقة نقل الحرارة ، هناك نظامان: مرة واحدة ومع أنبوب حراري. الأنبوب الحراري عبارة عن حاوية مغلقة بسائل متطاير.
نظرًا لأن السائل المتطاير يتدفق بشكل طبيعي إلى قاع الأنبوب الحراري ، فإن الحد الأدنى لزاوية الميل 20 درجة مئوية.
يوجد داخل الأنبوب الحراري سائل متطاير يمتص الحرارة من الجدار الداخلي للقارورة أو من ممتص الريش. تحت تأثير درجة الحرارة ، يغلي السائل ويرتفع إلى أعلى في شكل بخار. بعد نقل الحرارة إلى وسيط التسخين أو إمداد الماء الساخن ، يتكثف البخار في سائل ويتدفق لأسفل.
غالبًا ما يستخدم الماء ، بضغط منخفض ، كسائل متطاير. في نظام التدفق المباشر ، يتم استخدام أنبوب على شكل حرف U ، يتم من خلاله تدوير الماء أو وسيط التسخين.
نصف الأنبوب على شكل حرف U مصمم لمبرد بارد ، والثاني يزيل الأنبوب المسخن. عندما يسخن ، يبرد المبرد ويدخل خزان التخزين ، مما يوفر دوران طبيعي. كما هو الحال في الأنظمة ذات الأنبوب الحراري ، يجب أن تكون زاوية الميل الدنيا 20 درجة على الأقل.
مع اتصال التدفق المباشر ، لا يمكن أن يكون الضغط في النظام مرتفعًا ، نظرًا لوجود فراغ تقني داخل القارورة
تعد أنظمة التدفق المباشر أكثر كفاءة حيث تقوم بتسخين سائل التبريد على الفور. إذا تم التخطيط لأنظمة مجمعات الطاقة الشمسية للاستخدام على مدار السنة ، فسيتم ضخ مضادات التجمد الخاصة بها.
استخدام مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية له مزايا وعيوب عديدة. يتكون تصميم المجمع الشمسي الأنبوبي من نفس العناصر التي يسهل استبدالها نسبيًا.
مزايا:
- فقدان حرارة منخفضة
- القدرة على العمل في درجات حرارة تصل إلى -30 درجة مئوية ؛
- إنتاجية فعالة طوال ساعات النهار ؛
- أداء جيد في المناطق ذات المناخ المعتدل والبارد ؛
- انحراف القذيفه بفعل الهواء ، تبرره قدرة النظم الأنبوبية لتمرير الكتل الهوائية من خلال نفسها ؛
- امكانية انتاج سائل تبريد بدرجة حرارة عالية.
من الناحية الهيكلية ، يحتوي الهيكل الأنبوبي على سطح فتحة محدودة.
لها عيوب التالية:
- غير قادر على التنظيف الذاتي من الثلج والجليد والصقيع ؛
- غالي السعر.
على الرغم من التكلفة المرتفعة في البداية ، فإن جامعي الأنبوب يؤتي ثمارهم بشكل أسرع. لديهم عمر خدمة طويل.
المجمعات الأنبوبية هي أنظمة شمسية من النوع المفتوح ، وبالتالي فهي غير مناسبة للاستخدام على مدار السنة في أنظمة التدفئة (+)
أنظمة مغلقة مسطحة
يتكون المجمع المسطح من إطار من الألومنيوم وطبقة امتصاص خاصة - ممتص وطلاء شفاف وخط أنابيب وسخان.
كممتص ، يتم استخدام صفائح النحاس المسودة ، والتي تتميز بالموصلية الحرارية المثالية لإنشاء أنظمة شمسية. عندما يتم امتصاص الطاقة الشمسية بواسطة جهاز الامتصاص ، يتم نقل الطاقة الشمسية التي تتلقاها إلى سائل التبريد المنتشر عبر نظام الأنبوب المجاور للامتصاص.
من الخارج ، اللوحة المغلقة محمية بطبقة شفافة. وهي مصنوعة من الزجاج المقسى المقاوم للصدمات وله نطاق تمرير من 0.4-1.8 ميكرون. هذا النطاق يمثل الحد الأقصى من الإشعاع الشمسي. يوفر الزجاج المقاوم للصدمات حماية جيدة ضد البرد. في الخلف ، يتم عزل اللوحة بالكامل بشكل موثوق.
تقدم مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة أقصى أداء وبناء بسيط. يتم زيادة كفاءتها بسبب استخدام جهاز امتصاص. فهي قادرة على التقاط أشعة الشمس المتناثرة والمباشرة.
تتضمن قائمة مزايا الألواح المسطحة المغلقة ما يلي:
- بساطة البناء
- أداء جيد في المناطق ذات المناخ الدافئ ؛
- القدرة على التثبيت في أي زاوية مع الأجهزة لتغيير زاوية الميل ؛
- القدرة على التنظيف الذاتي من الثلج والصقيع ؛
- سعر منخفض.
تعتبر مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة مفيدة بشكل خاص إذا تم التخطيط لتطبيقها في مرحلة التصميم. عمر الخدمة للمنتجات عالية الجودة هو 50 عامًا.
تشمل العيوب:
- فقدان الحرارة العالية
- وزن ثقيل؛
- انحراف عالي عند وضع الألواح بزاوية في الأفق ؛
- قيود الأداء مع اختلافات درجات الحرارة أكثر من 40 درجة مئوية.
نطاق المجمعات المغلقة أوسع بكثير من محطات الطاقة الشمسية من النوع المفتوح. في الصيف ، يمكنهم تلبية الحاجة إلى الماء الساخن بالكامل. في الأيام الباردة ، لا تشملها المرافق العامة خلال موسم التدفئة ، يمكنهم العمل بدلاً من سخانات الغاز والكهرباء.
إذا كنت ترغب في إنشاء مجمّع شمسي بيديك لجهاز تدفئة في البلد ، فنقترح عليك التعرف على المخططات المجربة وتعليمات التجميع خطوة بخطوة.
مقارنة خصائص المجمع الشمسي
الكفاءة المؤشر الأكثر أهمية لمجمع الطاقة الشمسية. يعتمد الأداء المفيد لمختلف مجمعات الطاقة الشمسية في التصميم على اختلاف درجة الحرارة. في الوقت نفسه ، تعتبر المجمعات المسطحة أرخص بكثير من الأنابيب الأنبوبية.
تعتمد قيم الكفاءة على جودة تصنيع المجمع الشمسي. الغرض من الرسم البياني هو إظهار فعالية استخدام أنظمة مختلفة اعتمادًا على فرق درجة الحرارة.
عند اختيار مجمّع شمسي ، يجدر الانتباه إلى عدد من المعلمات التي تظهر كفاءة وقوة الجهاز.
هناك العديد من الخصائص الهامة لمجمعات الطاقة الشمسية:
- معامل الامتزاز - يوضح نسبة الطاقة الممتصة إلى الإجمالي ؛
- عامل الانبعاث - يوضح نسبة الطاقة المنقولة إلى الممتصة ؛
- المساحة الكلية والفتحة ؛
- كفاءة.
منطقة الفتحة هي منطقة عمل المجمع الشمسي. في جامع مسطح ، تكون مساحة الفتحة القصوى. مساحة الفتحة تساوي مساحة الممتص.
طرق التوصيل بنظام التدفئة
نظرًا لأن الأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية لا يمكنها توفير مصدر طاقة ثابت ومستمر على مدار الساعة ، فهناك حاجة إلى نظام مقاوم لهذه العيوب.
بالنسبة لوسط روسيا ، لا يمكن للأجهزة الشمسية ضمان إمدادات ثابتة من الطاقة ، وبالتالي يتم استخدامها كنظام إضافي. يختلف الاندماج في نظام التدفئة والمياه الساخنة الموجود بالنسبة لمجمع الطاقة الشمسية والبطارية الشمسية.
دائرة تجميع المياه
يتم استخدام أنظمة اتصال مختلفة اعتمادًا على الغرض من استخدام المجمع الحراري. قد يكون هناك عدة خيارات:
- خيار الصيف للمياه الساخنة
- خيار الشتاء للتدفئة والماء الساخن
خيار الصيف هو الأبسط ويمكن الاستغناء عنه حتى مضخة دوران ، وذلك باستخدام الدورة الطبيعية للمياه.
يتم تسخين الماء في المجمع الشمسي وبسبب التمدد الحراري يدخل خزان التخزين أو المرجل. في هذه الحالة ، يحدث دوران طبيعي: يتم امتصاص الماء البارد في مكان الماء الساخن من الخزان.
في فصل الشتاء ، عند درجات الحرارة السلبية ، لا يمكن تسخين المياه مباشرة. يتم تدوير مانع تجمد خاص في دائرة مغلقة ، مما يوفر نقل الحرارة من المجمع إلى المبادل الحراري في الخزان
مثل أي نظام قائم على الدورة الطبيعية ، فإنه لا يعمل بكفاءة عالية ، مما يتطلب مراعاة التحيزات اللازمة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يكون خزان التخزين أعلى من المجمع الشمسي. للحفاظ على الماء لأطول فترة ممكنة ، يجب عزل الخزان الساخن بعناية.
إذا كنت ترغب حقًا في تحقيق التشغيل الأكثر كفاءة لمجمع الطاقة الشمسية ، فإن مخطط الاتصال معقد.
لمنع المجمع من التحول إلى مبرد تبريد في الليل ، من الضروري إيقاف تداول الماء بالقوة
يدور المبرد غير المتجمد من خلال نظام تجميع الطاقة الشمسية. يتم توفير التداول القسري بواسطة مضخة يتم التحكم فيها بواسطة جهاز تحكم.
تتحكم وحدة التحكم في تشغيل مضخة الدوران بناءً على قراءات مستشعرين لدرجة الحرارة على الأقل. يقيس المستشعر الأول درجة الحرارة في خزان التخزين ، والثاني - على أنبوب الإمداد لحامل الحرارة الساخنة لمجمع الطاقة الشمسية.
بمجرد أن تتجاوز درجة حرارة الخزان درجة حرارة سائل التبريد ، تقوم وحدة التحكم في المجمع بإيقاف تشغيل مضخة الدوران ، مما يؤدي إلى إيقاف دوران سائل التبريد من خلال النظام. في المقابل ، عندما تنخفض درجة الحرارة في خزان التخزين إلى أقل من درجة حرارة محددة مسبقًا ، يتم تشغيل غلاية التدفئة.
في كلمة جديدة وبديل فعال لمجمعات الطاقة الشمسية مع المبرد ، وأنظمة الصلب مع الأنابيب المفرغة ، مع مبدأ التشغيل والأجهزة التي نقدمها للتعرف على أنفسهم.
الدائرة الشمسية
سيكون من المغري تطبيق مخطط مماثل لتوصيل البطارية الشمسية بالتيار الكهربائي ، كما هو الحال في حالة المجمع الشمسي ، الذي يجمع الطاقة المستلمة يوميًا. لسوء الحظ ، يعد إنشاء حزمة بطارية ذات سعة كافية لنظام إمداد الطاقة لمنزل خاص مكلفًا للغاية. لذلك ، مخطط الاتصال كما يلي.
مع انخفاض قوة التيار الكهربائي من البطارية الشمسية ، تضمن وحدة ABP (التشغيل التلقائي للاحتياطي) اتصال المستهلكين بشبكة كهربائية مشتركة
من الألواح الشمسية ، تذهب الشحنة إلى وحدة التحكم بالشحن ، والتي تؤدي العديد من الوظائف: فهي توفر إعادة شحن مستمرة للبطاريات وتثبت الجهد.بعد ذلك ، يتم توفير التيار الكهربائي إلى العاكس ، حيث يتم تحويل التيار المباشر 12 فولت أو 24 فولت إلى التيار المتناوب 220 فولت.
للأسف ، لا يتم تكييف شبكاتنا الكهربائية لاستقبال الطاقة ؛ يمكنها العمل في اتجاه واحد فقط من مصدر إلى مستهلك. لهذا السبب ، لن تتمكن من بيع الكهرباء المنتجة أو على الأقل جعل العداد يدور في الاتجاه المعاكس.
يعد استخدام الألواح الشمسية مفيدًا من حيث أنها توفر شكلاً أكثر تنوعًا من الطاقة ، ولكن في نفس الوقت لا يمكن مقارنتها بكفاءة مع مجمعات الطاقة الشمسية. ومع ذلك ، فإن هذه الأخيرة لا تملك القدرة على تراكم الطاقة ، على عكس البطاريات الضوئية الشمسية.
معرض الصور
صورة من
محطات الطاقة الشمسية في التدفئة المنزلية
عملية تركيب الألواح الشمسية على السطح
التثبيت الذاتي للجهاز على سطح المرآب
جهاز كهربائي محلي الصنع للتسخين الشمسي
ستجد كل شيء حول خيارات تنظيم تدفئة منزل خاص على الألواح الشمسية في هذه المقالة.
مثال لحساب الطاقة المطلوبة
عند حساب طاقة تجميع الطاقة الشمسية المطلوبة ، غالبًا ما يكون من الخطأ إجراء حسابات بناءً على الطاقة الشمسية الواردة في أبرد أشهر السنة.
والحقيقة هي أنه في الأشهر المتبقية من العام سوف يسخن النظام بأكمله باستمرار. يمكن أن تصل درجة حرارة سائل التبريد في الصيف عند خروج المجمع الشمسي إلى 200 درجة مئوية مع تسخين البخار أو الغاز ، و 120 درجة مئوية من التجمد ، و 150 درجة مئوية من الماء. إذا كان المبرد يغلي ، فسوف يتبخر جزئيًا. ونتيجة لذلك ، يجب استبداله.
يوصي المصنعون بالبدء من الأشكال التالية:
- توفير إمدادات المياه الساخنة لا تزيد عن 70٪ ؛
- توفير نظام تسخين لا يزيد عن 30٪.
يجب أن يتم توليد ما تبقى من الحرارة اللازمة بواسطة معدات التدفئة القياسية. ومع ذلك ، مع هذه المؤشرات في السنة ، يتم توفير حوالي 40 ٪ في المتوسط على التدفئة وإمدادات المياه الساخنة.
تعتمد الطاقة التي يولدها أنبوب واحد من نظام التفريغ على الموقع الجغرافي. معدل الطاقة الشمسية ينخفض سنويا لكل 1 م2 الأرض تسمى التشمس.
بمعرفة طول وقطر الأنبوب ، يمكنك حساب الفتحة - منطقة الامتصاص الفعالة. يبقى تطبيق عوامل الامتصاص والانبعاث لحساب سعة أنبوب واحد في السنة.
مثال حسابي:
الطول القياسي للأنبوب 1800 مم ، فعال - 1600 مم. القطر 58 مم. الفتحة - منطقة مظللة تم إنشاؤها بواسطة أنبوب. وبالتالي ، فإن مساحة مستطيل الظل هي:
ق = 1.6 * 0.058 = 0.0928 م2
تبلغ كفاءة الأنبوب الأوسط 80٪ ، بينما تبلغ نسبة التشمس الشمسي لموسكو حوالي 1170 كيلووات في الساعة / م2 في السنة. وبالتالي ، سوف ينتج أنبوب واحد في السنة:
W = 0.0928 * 1170 * 0.8 = 86.86 كيلو واط * ساعة
وتجدر الإشارة إلى أن هذا تقدير تقريبي للغاية. تعتمد كمية الطاقة المولدة على اتجاه التركيب ، الزاوية ، متوسط درجة الحرارة السنوية ، إلخ.
يمكنك التعرف على جميع أنواع مصادر الطاقة البديلة وكيفية استخدامها في المقالة المقدمة.
الفيديو رقم 1. توضيح عمل المجمع الشمسي في الشتاء:
فيديو رقم 2. مقارنة بين نماذج مختلفة من مجمعات الطاقة الشمسية:
طوال وجودها ، تستهلك البشرية كل عام المزيد والمزيد من الطاقة. جرت محاولات لاستخدام الإشعاع الشمسي المجاني لفترة طويلة ، ولكن في الآونة الأخيرة فقط أصبح من الممكن استخدام الشمس بشكل فعال في خطوط العرض لدينا. لا شك أن المستقبل يكمن في الأنظمة الشمسية.
هل تريد الإبلاغ عن ميزات مثيرة للاهتمام في تنظيم التدفئة الشمسية لمنزل ريفي أو منزل ريفي؟ يرجى كتابة التعليقات في الكتلة أدناه. هنا يمكنك طرح سؤال ، وترك صورة مع عرض توضيحي لعملية تجميع النظام ، ومشاركة المعلومات المفيدة.