|
-rasm. Pletye elementi ichki tuzilishi
|
| bet | 27/30 | | Sana | 20.06.2024 | | Hajmi | 1,13 Mb. | | #264726 |
Bog'liq Гули дис (2) 3.9-rasm. Pletye elementi ichki tuzilishi
Quyosh kollektori - bu ko'rinadigan yorug'lik va yaqin infraqizil nurlanish orqali tashiladigan Quyoshning issiqlik energiyasini (quyosh stansiyasi) yig'ish uchun qurilma. Elektr energiyasi ishlab chiqaradigan quyosh panellaridan farqli o'laroq, quyosh kollektori issiqlik o'tkazuvchi materialni isitadi.
Odatda issiq suv ta'minoti va kosmik isitish ehtiyojlari uchun ishlatiladi.
3.10-rasm. Quyosh kollektori
Quyosh kollektorlarining turlari
tekis
Yassi plastinka quyosh kollektori
Yassi kollektor quyosh nurlanishini yutuvchi elementdan (absorber), shaffof qoplamadan va issiqlik izolyatsiya qiluvchi qatlamdan iborat. Absorber issiqlik uzatish tizimiga ulangan. Samaradorlikni oshirish uchun qora bo'yoq yoki maxsus selektiv qoplama (odatda qora nikel yoki titanium oksidi purkash) bilan qoplangan. Shaffof element odatda kamaytirilgan metall tarkibiga ega temperli shishadan yoki maxsus gofrirovka qilingan polikarbonatdan tayyorlanadi. Panelning orqa tomoni issiqlik o'tkazmaydigan material (masalan, poliizosiyanurat) bilan qoplangan. Sovutish suyuqligi tarqatiladigan quvurlar o'zaro bog'langan polietilen yoki misdan qilingan. Panelning o'zi havo o'tkazmaydi, buning uchun undagi teshiklar silikon plomba bilan yopiladi.
Issiqlik olish (turg'unlik) bo'lmasa, tekis plastinka kollektorlari suvni 190-210
° S gacha qizdirishga qodir [manba 1813 kun ko'rsatilmagan].
Kollektorda oqayotgan sovutish suviga tushgan energiya qanchalik ko'p o'tkazilsa, uning samaradorligi shunchalik yuqori bo'ladi. Uni infraqizil spektrda issiqlik chiqarmaydigan maxsus optik qoplamalar yordamida oshirish mumkin.
vakuum
Vakuumli quyosh kollektori
Issiqlik chiqarishni cheklash rejimida sovutish suvi haroratini 250-300 ° S gacha oshirish mumkin. Bunga ko'p qatlamli shisha qoplamasidan foydalanish, muhrlash yoki kollektorlarda vakuum yaratish natijasida issiqlik yo'qotilishini kamaytirish orqali erishish mumkin.
Aslida, quyosh issiqlik trubkasi uy termoslariga o'xshash qurilmaga ega. Naychaning faqat tashqi qismi shaffof, ichki quvur esa quyosh energiyasini ushlaydigan yuqori selektiv qoplamaga ega. Tashqi va ichki shisha naycha o'rtasida vakuum mavjud. Bu vakuum qatlami bo'lib, olingan issiqlik energiyasining
taxminan 95% ni tejash imkonini beradi.
Bundan tashqari, issiqlik quvurlari issiqlik o'tkazuvchisi vazifasini bajaradigan vakuumli quyosh kollektorlarida qo'llanilishini topdi. O'rnatish quyosh nurlari bilan nurlantirilganda, trubaning pastki qismidagi suyuqlik qiziydi va bug'ga aylanadi. Bug'lar trubaning (kondenser) yuqori qismiga ko'tariladi, u erda ular kondensatsiyalanadi va issiqlikni kollektorga o'tkazadi. Ushbu sxemadan foydalanish past haroratlarda va kam yorug'likda ishlaganda (tekis kollektorlarga nisbatan) yuqori samaradorlikka erishish imkonini beradi.
Zamonaviy maishiy quyosh kollektorlari atrof-muhitning salbiy haroratida ham suvni qaynash nuqtasiga qadar isitishga qodir.
Maishiy kollektor qurilmasi
Asosiy maqola: Quyosh suv isitgichi
Sovutish suyuqligi (suv, havo, yog 'yoki antifriz) kollektor orqali aylanib, isitiladi, so'ngra issiqlik energiyasini iste'molchi uchun issiq suv to'playdigan saqlash tankiga o'tkazadi.
Oddiy variantda suv aylanishi kollektordagi harorat farqi tufayli tabiiy ravishda sodir bo'ladi. Ushbu yechim quyosh batareyasini o'rnatish samaradorligini oshiradi, chunki quyosh kollektorining samaradorligi sovutish suvi haroratining oshishi bilan kamayadi.
Bundan tashqari, saqlash turidagi quyosh suv isitish moslamalari mavjud bo'lib, ularda alohida saqlash tanki yo'q va isitiladigan suv to'g'ridan-to'g'ri quyosh kollektorida saqlanadi. Bunday holda, o'rnatish to'rtburchaklar shakliga yaqin bo'lgan tankdir.
Quyosh kollektorlari-konsentratorlar
Ishlash haroratining 120-250 ° C gacha ko'tarilishi quyosh kollektorlariga yutuvchi elementlar ostida yotqizilgan parabolik chuqurlikdagi reflektorlar yordamida kontsentratorlarni kiritish orqali mumkin. Yuqori ish haroratini olish uchun quyosh kuzatuv qurilmalari talab qilinadi.
Quyosh havo kollektorlari
Quyosh havo kollektorlari quyosh energiyasida ishlaydigan va havoni isitadigan qurilmalardir. Quyosh havo kollektorlari ko'pincha kosmik isitish, qishloq xo'jaligi mahsulotlarini quritish uchun ishlatiladi. Tabiiy konveksiya yoki fan ta'sirida havo absorberdan o'tadi.
Ba'zi quyosh havo isitgichlarida issiqlik o'tkazuvchanligini yaxshilash uchun fanatlar absorber plitasiga biriktirilgan. Ushbu dizaynning nochorligi shundaki, u fanatlarni ishlatish uchun energiya sarflaydi, bu esa tizimning operatsion xarajatlarini oshiradi. Sovuq iqlim sharoitida havo changni yutish plitasi va kollektorning izolyatsiyalangan orqa devori orasidagi bo'shliqqa yo'naltiriladi: shunday qilib, oynalar orqali issiqlik yo'qotilishining oldini oladi. Biroq, agar havo tashqi havo haroratidan 17 ° C dan yuqori bo'lmagan qizdirilsa, issiqlik tashuvchisi changni yutish plitasining har ikki tomonida ham samaradorlikni yo'qotmasdan aylanishi mumkin.
Havo kollektorlarining asosiy afzalliklari ularning soddaligi va ishonchliligidir. To'g'ri parvarish bilan sifatli kollektor 10-30 yil xizmat qilishi mumkin va uni boshqarish juda oson. Issiqlik almashtirgich kerak emas, chunki havo muzlamaydi.
Turar-joy binosida quyosh suv isitgichi. Malta.
Quyosh kollektorlari sanoat va maishiy binolarni isitish, ishlab chiqarish jarayonlari va maishiy ehtiyojlarni issiq suv bilan ta'minlash uchun ishlatiladi. Issiq va issiq suvdan (30-90 ° C) foydalanadigan eng ko'p ishlab chiqarish jarayonlari oziq-ovqat va to'qimachilik sanoatida sodir bo'ladi, shuning uchun quyosh kollektorlarini ishlatish uchun eng yuqori salohiyatga ega.
2000 yilda Evropada quyosh kollektorlarining umumiy maydoni 14,89 million m², dunyo bo'ylab esa 71,341 million m² ni tashkil etdi.
Quyosh kollektorlari - kontsentratorlar fotovoltaik hujayralar yoki Stirling dvigateli yordamida elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin.
Quyosh kollektorlari dengiz suvini tuzsizlantirish zavodlarida ishlatilishi
mumkin. Germaniya Aerokosmik Markazining (DLR) hisob-kitoblariga ko'ra, 2030
yilga borib tuzsizlangan suv narxi bir kub metr suv uchun 40 yevro sentgacha tushadi.
Rossiyada
JIHT RAS tadqiqotiga ko'ra, issiq davrda (mart-apreldan sentyabrgacha) Rossiyaning ko'p qismida quyosh radiatsiyasining o'rtacha kunlik miqdori 4,0-5,0 kVt / m² ni tashkil qiladi (Ispaniyaning janubida - 5,5-6,0 kVt / s). m², Germaniyaning janubida - 5 kVt / m² gacha). Bu 2 m² quyosh kollektori yordamida 80% ehtimollik bilan, ya'ni deyarli har kuni maishiy maqsadlarda taxminan 100 litr suvni isitish imkonini beradi. Quyosh radiatsiyasining o'rtacha yillik oqimi bo'yicha Transbaikaliya, Primorye va Sibirning janubi etakchi hisoblanadi. Ulardan keyin Yevropa qismining janubi (taxminan 50º N gacha) va Sibirning muhim qismi joylashgan.
Rossiyada quyosh kollektorlaridan foydalanish 0,2 m² / 1000 kishi, Germaniyada 140 m² / 1000 kishi, Avstriyada 450 m² / 1000 kishi, Kiprda taxminan 800 m² / 1000 kishi ishlatiladi.
Yozgi davrda Rossiyaning aksariyat hududlarida 65º N.S.gacha. o'rtacha kunlik nurlanishning yuqori qiymatlari bilan tavsiflanadi. Qish mavsumida kiruvchi quyosh energiyasining miqdori o'rnatishning kenglikdagi joylashuviga qarab bir necha marta kamayadi.
Har qanday ob-havo sharoitida foydalanish uchun birliklar katta sirt maydoni, ikkita antifriz sxemasi va qo'shimcha issiqlik almashtirgichga ega bo'lishi kerak. Bunday holda, evakuatsiya qilingan kollektorlar yoki yuqori selektiv qoplamali tekis plitali kollektorlar ishlatiladi, chunki isitiladigan sovutish suvi va tashqi havo o'rtasidagi harorat farqi kattaroqdir. Biroq, bu dizayn qimmatroq.
quyosh minoralari
Quyosh minorasi, Sevilya, Ispaniya. 2007 yilda qurilgan
Sanoat tipidagi quyosh elektr stantsiyasini yaratish g'oyasi birinchi marta
1930-yillarda sovet muhandisi N.V. Linitskiy tomonidan ilgari surilgan. Shu bilan birga, u minorada markaziy qabul qiluvchiga ega quyosh stantsiyasining sxemasini
taklif qildi. Unda quyosh nurlarini ushlash tizimi geliostatlar maydonidan iborat edi
ikkita koordinatada boshqariladigan tekis reflektorlar. Har bir geliostat quyosh nurlarini markaziy qabul qiluvchining yuzasiga aks ettiradi, u o'zaro soyaning ta'sirini bartaraf etish uchun geliostatlar maydonidan yuqoriga ko'tariladi. Uning o'lchamlari va parametrlari bo'yicha qabul qiluvchi an'anaviy bug 'qozoniga o'xshaydi.
Iqtisodiy baholashlar bunday stansiyalarda 100 MVt quvvatga ega yirik turbinali generatorlardan foydalanishning maqsadga muvofiqligini ko‘rsatdi. Ular uchun odatiy parametrlar 500 ° S harorat va 15 MPa bosimdir. Yo'qotishlarni hisobga olgan holda, bunday parametrlarni ta'minlash uchun 1000 ga yaqin konsentratsiya kerak edi.Bunday kontsentratsiyaga ikki koordinatadagi geliostatlarni boshqarish orqali erishildi. Stantsiyalarda quyosh radiatsiyasi bo'lmaganda issiqlik dvigatelining ishlashini ta'minlash uchun issiqlik akkumulyatorlari bo'lishi kerak edi.
1982 yildan beri AQSHda quvvati 10 dan 100 MVt gacha boʻlgan bir nechta minora tipidagi stansiyalar qurildi. Ushbu turdagi tizimlarning batafsil iqtisodiy tahlili shuni ko'rsatdiki, qurilishning barcha xarajatlarini hisobga olgan holda, 1 kVt o'rnatilgan quvvat taxminan 1150 dollar turadi. Bir kVt/soat elektr energiyasi taxminan 0,15 dollar turadi.
Parabolik olukli kontsentratorlar Parabolik olukli kontsentratorlar.
Parabolik-silindrsimon kontsentratorlar to'g'ri chiziq bo'ylab cho'zilgan parabola shakliga ega.
1913-yilda Frank Shumann Misrda parabolik olukli kontsentratorlardan nasos stantsiyasini qurdi. Stansiya har biri 62 metr uzunlikdagi beshta markazdan iborat edi. Reflektor yuzalar oddiy nometalllardan yasalgan. Stansiya bug 'ishlab chiqardi, u bilan daqiqada 22,5 ming litr suv quydi.
Parabolik silindrsimon oyna konsentratori quyosh radiatsiyasini bir chiziqqa
qaratadi va uning yuz barobar konsentratsiyasini ta'minlaydi. Parabolaning diqqat
markazida sovutish suvi (moy) yoki fotovoltaik elementi bo'lgan quvur joylashtiriladi. Yog 'trubkada 300-390 ° S haroratgacha qizdiriladi. 2010-yil avgust oyida NREL SkyFuel-ning o'rnatilishini sinovdan o'tkazdi. Sinovlar davomida parabolik chuqurlikdagi kontsentratorlarning issiqlik samaradorligi 350 ° C sovutish suvi isitish haroratida 73% ni tashkil etdi.
Parabolik silindrsimon nometall uzunligi 50 metrgacha tayyorlanadi. Ko'zgular shimoliy-janubiy o'qi bo'ylab yo'naltirilgan va har bir necha metrda qatorlarga joylashtirilgan. Sovutish moslamasi bug 'turbinasi generatori orqali keyingi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun issiqlik akkumulyatoriga kiradi.
1984 yildan 1991 yilgacha Kaliforniyada umumiy quvvati 354 MVt bo'lgan to'qqizta elektr stansiyasi parabolik olukli kontsentratorlardan qurilgan. Elektr narxi bir kVt/soat uchun taxminan 0,12 dollarni tashkil etdi.
Germaniyaning Solar Millennium AG kompaniyasi Ichki Mo'g'ulistonda (Xitoy) quyosh elektr stansiyasini qurmoqda. Elektr stansiyasining umumiy quvvati 2020-yilga borib 1000 MVtgacha oshadi. Birinchi bosqichning quvvati 50 MVtni tashkil qiladi.
2006 yil iyun oyida Ispaniyada 50 MVt quvvatga ega birinchi issiqlik quyosh elektr stansiyasi qurildi. Ispaniyada 2010 yilga kelib 500 MVt quvvatga ega parabolik konsentratorli elektr stansiyalarini qurish mumkin.
Jahon banki Meksika, Marokash, Jazoir, Misr va Eronda xuddi shunday elektr stansiyalari qurilishini moliyalashtirmoqda.
Quyosh radiatsiyasining kontsentratsiyasi fotovoltaik hujayra hajmini kamaytirishga imkon beradi. Ammo shu bilan birga, uning samaradorligi pasayadi va qandaydir sovutish tizimi talab qilinadi.
Parabolik kontsentratorlar
Eksperimental kollektor NPO "Astrofizika"
Parabolik kontsentratorlar inqilob paraboloidiga o'xshaydi. Quyoshni
kuzatishda parabolik reflektor ikki koordinatada boshqariladi. Quyosh energiyasi kichik maydonga qaratilgan. Ko'zgular ularga tushadigan quyosh radiatsiyasining
92% ni aks ettiradi. Reflektorning diqqat markazida Stirling dvigateli yoki fotovoltaik hujayralar qavsga o'rnatiladi. Stirling dvigateli isitish zonasi reflektorning diqqat markazida bo'ladigan tarzda joylashgan. Stirling dvigatelining ishchi suyuqligi odatda vodorod yoki geliydir.
2008 yil fevral oyida Sandia milliy laboratoriyasi parabolik kontsentrator va Stirling dvigatelidan iborat bo'lgan o'rnatishda 31,25% samaradorlikka erishdi[6].
Hozirgi vaqtda quvvati 9–25 kVt bo‘lgan parabolik kontsentratorli zavodlar qurilmoqda. 3 kVt quvvatga ega maishiy qurilmalar ishlab chiqilmoqda. Bunday tizimlarning samaradorligi taxminan 22-24% ni tashkil qiladi, bu fotovoltaik elementlardan yuqori. Kollektorlar oddiy materiallardan tayyorlanadi: po'lat, mis, alyuminiy va boshqalar "quyosh darajasidagi" kremniydan foydalanmasdan. Metallurgiyada tozaligi 98% bo'lgan "metallurgiya kremniy" deb ataladigan narsa qo'llaniladi. Fotovoltaik hujayralarni ishlab chiqarish uchun tozaligi 99,9999% bo'lgan "quyoshli" yoki "quyoshli" kremniy ishlatiladi.
2001 yilda quyosh kollektorlarida ishlab chiqarilgan elektr energiyasining narxi bir kVt soat uchun 0,09-0,12 dollarni tashkil etdi. AQSh Energetika vazirligi 2015-2020 yillarga borib quyosh boyitish zavodlarida ishlab chiqariladigan elektr energiyasi narxi 0,04-0,05 dollargacha tushishini bashorat qilmoqda.
Stirling Solar Energy katta o'lchamdagi quyosh kollektorlarini ishlab chiqaradi - Stirling dvigatellari bilan 150 kVtgacha. Kompaniya Kaliforniya janubida dunyodagi eng yirik quyosh elektr stansiyasini qurmoqda. 2010 yilga qadar diametri 11 metr bo'lgan 20 ming parabolik kollektor bo'ladi. Elektr stansiyasining umumiy quvvatini 850 MVtgacha oshirish mumkin.
|
| |
