Расположение прозрачной сотовой структуры между остеклением и поверхностью абсорбера солнечного коллектора позволяет значительно снизить потери теплоты.
Содержание
Введение
В обычных плоских солнечных коллекторах практически невозможно получить температуру, превышающую температуру наружного воздуха более чем на 100°C, из-за высоких потерь теплоты при повышенных температурах.
Одним из эффективных методов снижения потерь теплоты в солнечных коллекторах является применение прозрачной сотовой структуры, располагаемой между остеклением и лучевоспринимающей поверхностью абсорбера и обеспечивающей подавление конвективного и частично лучистого теплообмена.
Конструкция сотового солнечного коллектора
По своей конструкции структура напоминает пчелиные соты и состоит из продолговатых ячеек круглого, прямоугольного или шестигранного сечения, изготовленных из стекла или пластмассы.
В солнечных коллекторах с прозрачной ячеистой структурой, предназначенной для подавления конвекции воздуха, можно нагреть теплоноситель до 250°C.
Материал для ячеек должен иметь небольшую толщину (0,5 мм), низкий коэффициент теплопроводности и низкую удельную теплоёмкость. Диаметр ячеек не должен превышать 5 мм, а отношение их высоты к диаметру должно быть в пределах 5–15. Кроме того, материал ячеек должен выдерживать достаточно высокие рабочие температуры.
Результаты исследований
В плоских солнечных тепловых системах используется плоская поверхность сбора солнечной энергии для улавливания солнечного света, используемого для нагрева теплоносителя, который затем направляется в хранилище.
В сотовых моделях над поверхностью сбора энергии размещается прозрачная изоляция в форме сот, что позволяет солнечному излучению проходить на поверхность сбора, одновременно подавляя конвекцию и минимизируя потери тепла.
По сравнению с традиционными плоскими коллекторами, полевые испытания GSA показали, что сотовая технология обеспечивает более высокий мгновенный КПД, чем все другие системы в конфигурациях, где требуются более высокие температуры носителя. Их КПД имеет тенденцию к снижению при температуре носителя ниже 60°C (наиболее распространенное применение).
Наиболее высокая эффективность наблюдается в диапазоне температур пластины 93–149°C. Отмечена важность толщины стенок сот в общей эффективности.
Заключение
Очень высокий КПД солнечного коллектора с сотовой структурой наблюдается при температуре выше 100°C. Коллекторы, предназначенные для отопления дома и горячего водоснабжения, эксплуатируются при более низких температурах.
В большинстве случаев высокая стоимость сотового солнечного коллектора не окупится за период его эксплуатации.
Комментарии