Производительность солнечного коллектора

Для расчета гелиосистемы и подбора оборудования очень важным параметром является ожидаемая производительность солнечного коллектора.

Производительность равна произведению средней ожидаемой мощности солнечного коллектора [кВт] на единицу времени [ч]. Полученное значение соответствует определенному количеству энергии и измеряется в [ кВт·ч]. Как правило, это значение относят к квадратному метру апертурной площади солнечного коллектора или общей площади, т.е. является удельным значением с единицей измерения [кВт·ч/м²].  Данное значения, так же зависит от мощности солнечного излучения и очень важно при конструировании гелиосистемы и для расчета объема бака аккумулятора, для этого удельное значение относят к определенному количеству дней.

Основной задачей при проектировании солнечной системы является достижения оптимального значения производительности солнечного коллектора и всей установки в целом, ведь при эксплуатации гелиосистемы могут возникнуть режимы, при которых коллектор может передавать энергию, но бак аккумулятор уже нагрет. В таком случае производительность солнечного коллектора равна нулю.

Может быть и наоборот, что солнечный коллектор не обеспечивает в полной мере потребности в тепловой энергии при хороших погодных условиях. Эти проблемы могут возникнуть из-за различных причин: затенение коллектора, неоптимальное ориентирование по сторонам света и недостаточный (чрезмерный) угол наклона солнечного коллектора, неправильно подобрано насосное оборудование и т.д.

Чтобы наиболее точно оценить ожидаемую производительность солнечного коллектора при проектировании часто используют программное обеспечение. Это позволяет получить усредненные данные и смоделировать работу системы в различных регионах Земли.

С помощью программы T-Sol смоделируем работу солнечной гелиосистемы при двух разных условиях ориентирования солнечных коллекторов. Данный расчет поможет увидеть разницу в производительности при разных условиях ориентации коллекторов в одинаковых условиях работы и конструкции системы. В первом варианте коллекторы установлены под углом 60° и отклоненs от южного направления на 45°. Во втором, угол наклона равен 45° и коллекторы ориентированы строго на юг.  В качестве образца все расчеты приведены для г. Москва (широта 55.75°).

Ориентация коллекторов относительно юга и горизонта
Условия для расчета:
  • потребление воды 160л/сутки;
  • температура нагрева воды 50°С;
  • температура холодной воды от 2°С до 10°С.
Схема состоит из двух солнечных коллекторов HEWALEX KS 2000 TP (коллекторы выбраны произвольно в качестве образца) и бака аккумулятора на 200 литров.
Схема гелиосистемы для моделирования
Подставив все значения, получаем графики производительности солнечных системы для двух вариантов:
Графики производительности солнечных коллекторов

Из расчетов видно, что система 2 выработала на 118 кВт·ч  энергии больше в год,  чем первая, за счет более удачного ориентирования коллекторов. При пересчете на 1 м² апертурной площади, в первом варианте производительность равна 381,8 кВт·ч/м², во втором 414,3 кВт·ч/м².

Сергей Маринец

Сергей Маринец

Автор - инженер по возобновляемым источникам энергии

Похожие записи

Гелиосистема или солнечная электростанция: что лучше для нагрева воды?

Гелиосистема или солнечная электростанция: что лучше для нагрева воды?

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Солнечные коллекторы для нагрева воды

Cолнечные панели в пасмурную погоду

Cолнечные панели в пасмурную погоду

Что такое оптимизатор мощности солнечной панели?

Что такое оптимизатор мощности солнечной панели?

6 комментариев

  1. Я думаю,что Вам небезинтересно было бы почитать мою книжицу «Математическое моделирование нагрева теплоносителя в некоторых типах коллекторов солнечных нагревательных установок. Пока она в рукописи.

  2. Возможно ли найти программу для подбора солнечных коллекторов?

    • Такие программы существуют но они в основном платные и рассчитаны на профессионалов.

  3. Добрый день!
    Поясните, почему на диаграмме «Графики производительности солнечных коллекторов» пики минимумов и максимумов потребности в энергии и выработки энергии совпадают во времени, pls?

    • Сложно сказать, программа моделирования T*Sol строит именно такие графики.

Добавить комментарий для Владимир Матвиенко Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наши рекомендации

Запрошуємо до участі у V науково-практичній конференції:

Наша страница Facebook

Facebook Pagelike Widget

Свежие записи