Účinnosť solárneho tepelného kolektora sa vzťahuje na schopnosť solárneho tepelného kolektora premieňať slnečné svetlo na využiteľné teplo. Účinnosť je kritickým faktorom pri určovaní výkonu a ekonomickej životaschopnosti solárneho tepelného systému. Tu je niekoľko kľúčových bodov o účinnosti solárnych kolektorov:
Typy solárnych kolektorov:
Existuje niekoľko typov solárnych termických kolektorov, z ktorých každý má inú účinnosť:
Ploché zberače: Tieto sú najbežnejšie a ich účinnosť sa zvyčajne pohybuje od 30 % do 60 %.
Vákuové trubicové kolektory: Tieto môžu mať vyššiu účinnosť, často v rozsahu od 40 % do 70 %, vďaka ich schopnosti minimalizovať tepelné straty.
Koncentračné kolektory: Tieto používajú zrkadlá alebo šošovky na sústredenie slnečného svetla na menšiu plochu absorbéra a môžu dosiahnuť účinnosť 60 % alebo viac.
Faktory ovplyvňujúce efektivitu:
Účinnosť solárneho kolektora ovplyvňuje niekoľko faktorov:
Nasiakavosť: Schopnosť materiálu absorbéra absorbovať slnečné žiarenie. Žiaduce sú vysoké hodnoty nasiakavosti (blízko 1.0).
Emitencia: Schopnosť materiálu absorbéra uvoľňovať teplo. Nižšie hodnoty vyžarovania sú lepšie, aby sa minimalizovali tepelné straty.
Priepustnosť: Schopnosť zasklievacieho materiálu prepúšťať slnečné svetlo. Žiaduce sú vysoké hodnoty priepustnosti (blízko 1.0).
Izolácia: Účinnosť izolácie pri minimalizácii tepelných strát zo zadnej a bočnej strany kolektora.
Tepelná strata: Rýchlosť straty tepla z kolektora do okolia, ktorá závisí od rozdielu teplôt medzi kolektorom a okolím, ako aj od tepelného odporu kolektora.
Prevádzková teplota: Teplota, pri ktorej kolektor pracuje. Vyššie prevádzkové teploty môžu znížiť účinnosť v dôsledku zvýšených tepelných strát.
Uhol dopadu: Uhol, pod ktorým slnečné svetlo dopadá na kolektor. Optimálne uhly dopadu maximalizujú absorpciu slnečného žiarenia.
Orientácia a sklon: Orientácia (azimut) a sklon (elevácia) kolektora vzhľadom na dráhu slnka.
Výpočet účinnosti:
Účinnosť solárneho kolektora sa často vyjadruje ako pomer tepla zhromaždeného kolektorom k slnečnej energii dopadajúcej na plochu kolektora. Dá sa vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
kde:
ηη je účinnosť kolektora.
QcollectedQcollected je tepelná energia zhromaždená kolektorom (v jouloch alebo BTU).
II je slnečné žiarenie dopadajúce na povrch kolektora (vo W/m² alebo Btu/ft²·h).
AA je plocha kolektora (v štvorcových metroch alebo štvorcových stopách).
Štandardné testovanie:
Účinnosť solárnych kolektorov sa často určuje podľa štandardných testovacích podmienok, ako sú podmienky definované Medzinárodnou organizáciou pre štandardizáciu (ISO) 9806 alebo Solar Rating & Certification Corporation (SRCC). Tieto testy poskytujú štandardizovanú metódu na porovnanie výkonu rôznych kolektorov.
Zlepšenie efektivity:
Na zlepšenie účinnosti solárneho kolektora sa môžu výrobcovia a remeselníci zamerať na:
Použitie vysokokvalitných absorbčných materiálov s nízkou emisivitou.
Zahŕňa vysoko priepustné zasklenie s nízkym obsahom železa.
Pridanie účinnej izolácie na zníženie tepelných strát.
Navrhovanie kolektora na optimalizáciu toku teplonosnej kvapaliny.
Uistite sa, že kolektor je správne orientovaný a naklonený k dráhe slnka.
Pamätajte, že hoci je potrebná vysoká účinnosť, celkový výkon a nákladová efektívnosť solárneho tepelného systému závisí aj od veľkosti kolektora, konštrukcie systému a špecifickej aplikácie, na ktorú sa používa.
|
|
