Главная страница
qrcode

Отчет об испытаниях солнечных коллекторов


НазваниеОтчет об испытаниях солнечных коллекторов
АнкорOtchet ob ispytaniakh solnechnykh kollektorov.doc
Дата08.05.2019
Размер0,85 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаOtchet_ob_ispytaniakh_solnechnykh_kollektorov.doc
ТипОтчет
#90675
Каталог
Отчет об испытаниях солнечных коллекторов

Осень 2011-весна 2012

инженер Шляпников В.В. VCHG Tech

г. Стокгольм

Постановка задачи




1) Изучение особенностей эксплуатации солнечных коллекторов(СК) в северных условиях(г.Стокгольм)
2)Изучение особенностей частей системы СК
3)Сравнение двух типов СК
4)Проверка заявленных производителем характеристик
5)Мониторинг глобального излучения с цель определения возможных режимов работы СК и установления кпд коллекторов


Объекты изучения



Трубчатый вакуумный коллектор






Плоский алюминиевый коллектор


Измерительная система



Для решения поставленных задач был создан стенд состоящий 2 модулей вакуумных СК , 1 модуля плоского СК , сенсора глобального излучения (см. приложение 1) , двух изолированных танков-акамуляторов (термосы) , изолированные шланги соединения , датчиков температуры теплоносителя и воздуха , 2 циркуляционных насосов.





Коллекторы были установлены на южной вертикальной стене на высоте 5 этажа. Для сбора данных с датчиков и управления цирк. насосами были использованы 2 универсальных I/O модуля NI-USB 6008. Автоматизированная измерительная система была написана с системе Labview.



Результаты




Сколько энергии доступно с 1 кв.м.



● В солнечный безоблачный зимний день можно получить 3 кВтч с 1 кв.м. солнцеприемной площади ( эффективная площадь). Столько же энергии можно получить с «идеального» СК


● В солнечный безоблачный весенний день можно получить 5 кВтч с 1 кв.м. солнцеприемной площади


● В полностью пасмурный день (плотная облачность ) можно получить 0,25 кВтч с 1 кв.м. солнцеприемной площади. Эта энергия практически не может быть утилизирована СК.
В среднем теоретически возможно получить 1 кВтч с 1 кв.м. зимой и 2,5 кВтч с 1 кв.м. летом для Стокгольма.

Особенности эксплуатации коллекторов.




Стагнационная температура – температура коллектора при остановленной циркуляции (т.е. когда энергия из СК не извлекается). Стагнационная температура ваак. СК может быть больше 200 ° С т.к. вакуум является лучшим изолятором.

Солнечный день

Светло зеленый ваак.СК

Синий плоски СК

Зеленый темп. воздуха



Пасмурный день

Светло зеленый ваак.СК

Синий плоски СК

Зеленый темп. воздуха


Даже при температуре наружного воздуха -10 ° С температура внутри ваак. СК поднимается выше 100 ° С , в то же время температура плоского СК была 15° С. Стагнационная темп. СК является также максимальной температурой до которой система может нагреться.

Трубки контура СК должны быть изготовлены желательно из меди или другого материала , выдерживающего температуры в 200 ° С. При внештатной ситуации (прорыв контура , поломка циркуляционного насоса) соединения коллекторов легко могут прогреваться до 200 ° С и это не должно приводить к расплавлению соединений и нарушению герметичности контура. Особые меры должны быть приняты для ограничения давления в контуре СЛ, особенно при внештатных остановках циркуляционного насоса , когда весь теплоноситель может испариться что приведет к повышению давления в контуре и возможному разрыву. Здесь могут быть применены две принципиально различные схемы. Первая предполагает использование расширительных танков и клапанов , ограничителей давления. Обычно давление устанавливается на 3 атмосферы. При таких условиях контур может нагреваться до температур больше 100° С. Другое возможное решение – это контур с открытым расширительным танком, расположенном в наивысшей точке контура. Такой способ был использован на стенде (см рис ХХХ). При такой конфигурации испаренный теплоноситель уходит через открытый танк , а температура контура СК не может быть больше 100 ° С.

Система управления СК представляет, в самом простом варианте, термостат с двумя температурными датчиками. Один температурный датчик устанавливается на выходе одного из СК , а другой в акамуляционном танке. Как только температура на выходе из коллектора выше например на 4 ° С температуры в танке , термостат стартует циркуляционный насос подогретыт теплоноситель поступает в танк (через теплообменник или без него).

Теплоизоляция контура является наиважнейшим фактором, также важным как и конструкция самого коллектора , а в некоторых случаях даже более важным. КПД СЛ напрямую зависит от качества изоляции контура. Для изоляции контура на стенде был использован « упаковочный пенно-целофан» с толщенной изоляционного слоя 10 мм на наружных соединениях и 5 мм на внутренних(остекленный балкон). Измерения теплопотерь показали что при разнице температур в 50 градусов(темп.наружного воздуха -10 ° С а контура +40 ° С ) на теплопотери приходится в 5 раз больше энергии , чем полезной энергии доходящей до танка-акамулятора. Для контуров большой мощности необходимо использовать высококачественный теплоизолятор , выдерживающий температуры больше 100 ° С.

Результаты измерений




Доступная энергия за световой день 2012-03-03 с 1 кв.м. солнцеприемной площади доступно 5,25 кВтч энергии (интеграл графика глобального излучения)




перейти в каталог файлов


связь с админом