Solarni Kolektori Za Toie.ppt

Solarna energija

Sunčeva energija • ukupno zračenje sunca (termonuklearna energija) 380 000 x 109 TW • do granice zemaljske atmosfere dospijeva 170 000 TW • atmosfera reflektira 30% te energije • na površinu Zemlje dospijeva 120 000 TW, a što je 9 000 puta više od proizvodnje primarne energije na Zemlji (13 TW) • Ukupno dozračena snaga na granici atmosfere 1367 W / m2 • Dozračena energija se troši na: - održavanje temperature oceana i kopna - cirkulaciju atmosfere i vode (isparavanje) - fotosintezu (30 TW ili 0,025%) • narušena ravnoteža dozračene i odzračene energije: efekt staklenika

Sunčeva energija Solarni sistemi za pripremu PTVa u najvećem broju slučajeva koriste se kao Dodatni (OSNOVNI) izvori toplote, dok kao osnovni i dalje služe gasni, uljni ili električni kotlovi.

A D

B C

A) kolektor B) spremnik tople vode s izmjenjivačem topline C) solarna stanica s crpkom i regulacijom D) razvod s odgovarajućim radnim (solarnim) medijem.

Sunčeva energija • Aktivni solarni sistemi pomoću kolektora sakupljaju sunčevu energiju te je pretvaraju u toplotu. Prisilnom cirkulacijom radnog fluida tako prikupljena toplota pohranjuje se u spremnik, a iz spremnika se odvodi do mjesta potrošnje. • Kod pasivnih sistema toplota se prenosi konvekcijom i/ili kondukcijom i/ili zračenjem.

Sunčeva energija Kolektor - osnovni dio svakog solarnog sistema - u njemu dolazi do konverzije sunčeve u toplotnu energiju - dozračena sunčeva energija prolazi kroz prozirnu površinu koja propušta zračenje samo u jednom smjeru, a zatim se pretvara u toplotu koja se predaje prenosniku toplote, tj. radnom mediju.

Sunčeva energija • Konstruktivno razlikuju se: 1) ravni kolektori - postižu u temperaturu od 100 °C do 150 °C - osim direktnog zračenja apsorbiraju i difuzno zračenje - ravni kolektori prema izvedbi mogu biti: a) ravni ili pločasti b) cijevni, vakuumski ili s vakuumskim cijevima 2) koncentrirajući kolektori

pločasti solarni kolektori • Dijelovi: limeni apsorber, stakleni pokrov, cijev za tekućinu, kućište i izolacija • Prednost: otpornost i niska cijena

Kućiste solarnog pločastog kolektora

materijal za izradu apsorbera

Izvedbe apsorbera pločastih kolektora

Izolacioni materijali za solarne kolektore

Energijski bilans solarnog kolektora

 dob  E  Ae     k  Au  aps ,sr   yr   msm  c sm   pol  pov 

Au – površina kućišta kolektora

Sunčeva energija vakuumski solarni kolektori • vakumirane cijevi (Dewar-ova cijev) sa ili bez reflektirajućih ogledala koja usmjeravaju difuzno i direktno zračenje na apsorber • radni medij: voda, alkohol, glikol • skuplji od pločastih tipova, osjetljivi na gubitak vakuuma, pogodniji za hladne klime s manjom insolacijom • veća efikasnost u zimskim mjesecima, a u ljetnim omogućuju postizanje viših temperatura • znatno viša cijena od pločastih koja ne prati povećanje efikasnosti • gubitak vakuuma tokom nekoliko godina korištenja a time i pad efikasnosti. • veća ugradna površina u odnosu na većinu pločastih kolektora

Vakuumski solarni kolektor

Vakuumska koaksijalna cijev sa ugrađenim apsorberom

Sunčeva energija zasjenjenje kolektora

Proračun površine kolektora E   A D Q D – stepen pokrivanja toplotnih potreba iz solarnih kolektora E – solarna insolacija na površinu kolektora kWh/m2 dnevno - stepen efikasnosti kolektora



A – apsorberska površina m2 Q – toplotne potrebe kWh dnevno

ZAD. 1. Izračunati potrebnu površinu solarnih kolektora za zagrijavanje tople potrošne vode (TPV) iz uslova da je minimalni mjesečni solarni stepen pokrivanja 35%. Potrebe za TPV su 5 m 3 dnevno (pretpostaviti kontinualni rad). Potrebna temperatura vode je 60°C. Stepen efikasnosti solarnih kolektora je 60%, a odnos apsorberske i ukupne površine je 0,9. Izračunati zapreminu spremnika mjesec jan feb mar apr maj jun jul aug sep oct nov dec

dana 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31

solarna insolacija kWh/m2d 1,98 2,69 3,79 4,53 5,03 5,07 5,65 5,44 4,91 3,69 2,23 1,66

Proračun zapremine spremnika

Povezivanje solarnog kolektora i spremnika

Povezivanje solarnog kolektora i spremnika

Sunčeva energija 2) koncentrirajući kolektori - postižu temperaturu višu od 150 °C. - imaju u svom sklopu više ogledala ili leća pomoću kojih usmjeravaju sunčevo zračenje na što manju apsorbirajuću površinu čime se povećava njezino ozračivanje te se dobivaju više temperature - koriste samo direktno sunčevo zračenje te im je potreban sistem za praćenje sunca, a za vrijeme naoblake su neupotrebljivi - koriste se za pretvaranje toplote u mehanički rad

koncentrirajući kolektori

apsorberske cijevi

reflektirajuća ogledala

Kogeneracija na solarnu energiju

Kogeneracija na solarnu energiju

Dinamika proizvodnja solarne elektrane

Solarna elektrana u kombinovanom ciklusu

Izračunati potrebnu površinu fokusirajućih ogledala za solarnu elektranu snage 5 MWel. Prosječna godišnja insolacija je 1000 W/m2. Stepen efikasnosti ogledala je 60%, toplotni gubici u elektrani su 5%, a efikasnosti turbine i generatora su 90 i 95%.