|
|
Новости строительстваДобавь наш новостной виджет!![]() ![]() ![]() На севере Москвы завершается строительство храма Сергия Радонежского30.06.2017 07:20:19В Северном округе Москвы на Ходынском поле завершаются работы по вводу в эксплуатацию храма Сергия Радонежского. Об этом сообщил куратор программы строительства православных церквей в столице, депутат Госдумы РФ Владимир Ресин. ![]() Правительство может принять закон о дистанционном оказании медпомощи пациентам30.06.2017 07:18:50Комитет Государственной Думы РФ по охране здоровья рекомендовал нижней палате принять в первом чтении законопроект о телемедицине, предусматривающий оказание медицинской помощи дистанционно. ![]() На Гатчине ищут подрядчика для строительства распределительного газопровода30.06.2017 07:17:08В городе Вырице Гатчинского района Ленинградской области объявлен конкурс на поиск подрядчика для строительства распределительного газопровода. Стартовая стоимость аукциона оценена в 38,8 миллионов рублей. ![]() На строительство дорог Казахстана направят почти 3 миллиарда долларов30.06.2017 07:15:35В текущем году на развитие дорожной инфраструктуры Казахстана будет направлено 1,8 млрд долларов заемных средств и 1,1 млрд долларов собственных средств. Об этом сообщил председатель Комитета автомобильных дорог Министерства по инвестициям и развитию Республики Казахстан Мереке Пшембаев. ![]() Космический лифт станет настоящим прорывом для человечества30.06.2017 07:13:41По словам мировых ученых, идея строительства лифта в Космос уже не выглядит как фантастическая. Благодаря технологическому прогрессу данный проект можно будет воплотить в жизнь к 2050 году. Все новостиПопулярные темы:пенополиуретансолнечный домтеплоизоляциябурение скважинобследование тепловизоромбыстровозводимые зданиянапыление ППУППУ установкиальтернативная энергияполимочевинасолнечный коллекторстроительство ангара |
Солнечные коллекторыСолнечные коллекторы превращают солнечную энергию в тепло. Они являются составной частью термической солнечной установки, применяемой для нагрева хозяйственно-питьевой воды и отопления. Строение солнечного коллектора
Тепло поглощается жидкостью-теплоносителем (солнечной жидкостью), которая течет по медным трубам в поглотитель. Затем тепло по теплообменнику передается хозяйственно-питьевой воде.
Виды солнечных коллекторов. Двумя самыми распространенными видами солнечных коллекторов являются плоский коллектор и коллектор, состоящий из вакуумных труб. Плоский коллектор состоит из плоского слоя поглотителя, стеклянного покрытия, рамы и изоляционного материала.В коллекторе, состоящем из вакуумных труб, поглотитель располагается в вакуумной стеклянной трубке, что сокращает потерю тепла. Коллекторы, состоящие из вакуумных труб, более мощные, но и стоят дороже, чем плоские коллекторы. Коллекторы, состоящие из вакуумных труб, особенно хорошо подходят, если место для установки небольшое.Другим видом являются воздушные коллекторы, которые размещаются в помещениях и нагревают поступающий воздух. Так как в большинстве случаев для производства тепла используется циркуляция воды, то воздушные коллекторы до сих пор не получили широкого распространения. Жидкость – теплоноситель.
В солнечных тепловых установках в качестве жидкости-теплоносителя используется морозоустойчивая смесь воды и пропиленгликоля, которая протекает по коллектору и отдает полученное солнечное тепло по теплообменнику хозяйственно-питьевой воде. Используемая в солнечных тепловых установках жидкость должна быть, с одной стороны, морозоустойчивой зимой, чтобы не нанести вред обледенением коллектору или трубопроводу, а, с другой стороны, она не должна испаряться при высокой температуре. Кроме того, следует обратить внимание на то, что эта жидкость биологически расщепляема.Согласно DIN 4757 T1 жидкость помимо этого не должна быть токсичной, едкой или раздражающей. Между тем, в большинстве случаев применяется смесь из 60% воды и 40% пропиленгликоля. Она является морозоустойчивой до температуры -23 градуса и ее температура кипения составляет150градусов. Теплообменник.
Теплообменник перемещает тепло из одной среды в другую.Теплообменники используются в солнечных тепловых установках для того, чтобы перемещать тепло из солнечной установки в содержащуюся в аккумуляторе хозяйственно-питьевую воду и поддерживать ее температуру.Внутренние теплообменники располагаются непосредственно в солнечном аккумуляторе, внешние теплообменники, напротив, расположены не в аккумуляторе, а встроены в систему управления. Внутренние теплообменники делятся на состоящие из гладких труб, которые обычно поставляются уже вмонтированными в систему, и из ребристых труб, которые устанавливаются непосредственно у потребителя.Внешние теплообменники используются чаще всего в больших установках. У них есть преимущество: от одного теплообменника можно зарядить несколько аккумуляторов, их пропускная мощность выше и они почти не покрываются известью. Но они дороже, чем внутренние теплообменники, и требуют дополнительного насоса. Плоский коллектор.
Поглотитель чаще всего представляет собой покрытый темной краской стальной лист (например, медь, алюминий), который соединен с теплопроводящими трубами. Слой поглотителя «собирает» солнечные лучи и превращает их в тепло, которое потом передается жидкой среде (жидкости-теплоносителю, чаще всего смесь воды и гликоля). А она уже передает тепло в солнечный аккумулятор.Стеклянное покрытие коллектора защищает его поглотитель от влияния окружающей среды и должно минимизировать потерю тепла (парниковый эффект). Подавление бликов защищает от отражения солнечных лучей и увеличивает, таким образом, получение тепла коллектором. Теплоизоляция (чаще всего изоляционный материал из минерального волокна) минимизирует потерю тепла боковыми и задней стенкой коллектора. Коллектор, состоящий из вакуумных труб.
Трубы сделаны из стекла и эвакуированы, чтобы предотвратить потерю тепла, то есть, в них содержится вакуум.Поглотитель в виде полосы стального листа вставляется в каждую трубу. В большинстве случаев он легко вращается, что позволяет идеально выровнять его по солнцу. Это увеличивает поступление тепла в коллектор. Виды. Существует два вида коллекторов, состоящих из вакуумных труб, которые отличаются по принципу действия: вакуумные трубы, по которым жидкость протекает напрямую, и так называемые «жаротрубные».В вакуумных трубах, по которым жидкость протекает напрямую, жидкость-теплоноситель течет по тепловой трубе (которая располагается в стеклянной трубе) и при этом забирает тепло из поглотителя. Этот вид коллектора монтируется на южной стороне под углом, либо горизонтально на плоской крыше.В «жаротрубной» системе тепловая труба при помощи вакуума заполняется водой или спиртом. Он испаряется уже при низкой температура (около 25 градусов). Возникший пар конденсируется в верхнем конце тепловой трубы и по конденсатору передается жидкости-теплоносителю. Конденсат стекает обратно в трубу. В это м случае «жаротрубные» коллекторы должны располагаться под углом 25градусов. При помощи коллектора, состоящего из вакуумных труб, можно достичь более высоких температур, чем при помощи плоского коллектора. Минусом коллектора, состоящего из вакуумных труб, является более высокая цена в сравнении с плоским коллектором. Кроме того, большинство коллекторов, состоящих из вакуумных труб, нельзя монтировать в крышу. Однако, они очень удобны, если место для установки небольшое. Монтаж в крышу.
При установке солнечной системы на здание с наклонной крышей установка модулей на крыше обойдется дешевле, чем их монтаж в крышу, так как в этом случае кровля нарушается только в нескольких местах и это не нарушает герметичность крыши. «Солнечная» черепица.
Существуют различные виды «солнечной» черепицы для установок, производящих электричество из солнечной энергии, и для установок, производящих тепло из солнечной энергии. Для установок, производящих электричество, солнечные модули могут быть встроены в черепицу, специальной формы. При этом солнечные модули будут крепиться на крыше так, что не потребуется дополнительная система монтажа, а благодаря специальным штекерным соединениям они будут прочно крепиться друг к другу. В будущем эту систему можно будет легко расширить. Другой вариант, который подходит также для установок, производящих тепло, - это специальное кровельное покрытие, в которое встроены солнечные коллекторы или модули, что оптически и технически дополняет традиционную крышу. Сейчас существует множество производителей данного продукта. «Солнечную» черепицу сейчас предпочитают использовать и на зданиях, которые являются памятниками архитектуры. Солнечный накопитель.
Расслоение обеспечивается природным принципом: теплая вода легче, поэтому она поднимается наверх. В этой системе теплая вода берется из верхней части, а в нижнюю добавляется холодная вода.Хорошие солнечные накопители отличаются низкой потерей тепла, хорошим температурным расслоением и коррозионной стойкостью.Солнечный накопитель может подключаться как к солнечному коллектору, так еще и к системе дополнительного подогрева (например, к газовому бойлеру), что позволяет в случае необходимости подогреть воду. Поэтому традиционные накопители хозяйственно-питьевой воды нельзя использовать как солнечные накопители. Установка солнечной системы.
При отклонении на юго-запад /юго-восток потери производительности составляют лишь 5%. А расположение установки на восток или запад сокращает производительность лишь на 20% в сравнении с оптимальным расположением. В обоих случаях потерю производительности можно сократить приподняв коллектор или модуль. Угол наклона, под которым солнечная система устанавливается на крышу или фасад, играет важную роль для потери производительности. Угол наклона для установок, производящих тепло, должен составлять 45 градусов, для установок, производящих электричество, - 30 градусов. Азимутальный угол.
Угол наклона указывает, на сколько градусов от горизонтальной поверхности должен быть отклонен солнечный коллектор или солнечный модуль. Монтаж на плоской крыше.
Специалист должен проверить не только нагрузочную способность крыши, но и дополнительную нагрузку от ветра и снега на солнечный коллектор или модуль. Кроме того, площадь крыши должна быть достаточно большой и не должна быть сильно разделена (каминными трубами, надстройками на крыше и тому подобным), чтобы необходимая для коллектора или модуля площадь была по возможности большой и элементы установки не были бы затемнены. Так как работы по ремонту крыши после установки солнечной системы требуют больших затрат труда, и в зависимости от обстоятельств, демонтажа установки, то следует уплотнить крышу во время монтажных работ, чтобы во время эксплуатации солнечного коллектора или модуля (срок их эксплуатации 20 лет и больше) свести ремонтные работы к минимуму. Исключением являются коллектор, состоящий из вакуумных труб. Обычно модули располагаются под углом так, чтобы получить максимальную производительность. Но их можно располагать на крыше и горизонтально. Поглотитель в них можно повернуть так, чтобы он находился под оптимальным углом к солнцу. Затемнение.
Существуют различные виды затемнения солнечных установок. Временное затемнение из-за зелени, снега, экскрементов птиц, пыли и тому подобное, обычно устраняются благодаря самоочистке коллектора или модуля (смываются дождевой водой). Чем больше наклон установки, тем лучше работает самоочистка. Проблематичным является затемнение, вызванное местоположением, особенно тенью от дымовых труб, соседних зданий, деревьев или антенн. При монтаже следует обратить внимание на то, чтобы на установку не падала тень. Сама по себе маленькая тень может повлечь серьезные потери производительности, так как самый слабый элемент солнечной батареи задает силу тока. Если он затемнен, то общая производительность установки заметно падает. Так тень от антенны может снизить производительность системы на 10-50%. При оптимальном расположении модуля можно сократить потери производительности, вызванные затемнением. Поэтому прежде, чем монтировать установку, имеет смысл провести исследование зон затемнения. Так же следует обратить внимание на то, что модули должны располагаться на расстоянии, чтобы не мешать работе друг друга. Элемент солнечной батареи.
Солнечные модули установки, производящей энергию, состоят из элементов солнечной батареи. Существуют следующие виды элементов: монокристаллические, мультикристаллические и тонкослойные. Элементы состоят из полупроводников, чаще всего из кремния. Они бывают круглой или квадратной формы. Множество элементов составляют модуль, в котором элементы солнечной батареи соединены таким образом, что по ним может течь постоянный ток. Для этого физического процесса не требуется никакого материала, то есть, элементы солнечной батареи почти производят ток.В монокристаллических элементах материал (кремний) на атомном уровне размещается в обычных кристаллах. Эти элементы долговечны и имеют высокий КПД. В мультикристаллических элементах материал при изготовлении состоит из множества отдельных кристаллов, которые выглядят как ледяной узор. В тонкослойных элементах тонкий слой полупроводника наносится непосредственно на стекло или фольгу их высококачественной стали. Для этого используется совсем мало материала, таким образом, их стоимость изготовления ниже, чем при других методах изготовления. Но и КПД и срок эксплуатации тонкослойных элементов ниже и меньше. В качестве материала используются, например, аморфный кремний, арсенид галлия, кадмий-теллурид, медь-индий-селенид. Кремний (обзор).
В технике, работающей на энергии солнца, большая часть элементов производится на основе монокристаллического и поликристаллического кремния. также солнечная индустрия использует отходы электронной промышленности. Используемый там материал имеет высокую степень очистки, а для производства элементов солнечной батареи напротив достаточно кремния низкого качества. При производстве элемента солнечной батареи готовые слитки кремния режутся на пластинки. Эти пластинки должны быть очень тонкими, и в зависимости от формы исходного материала напоминают облатки. Так как производство монокристаллической пластинки кремния очень дорого, то при производстве в больших масштабах чаще всего прибегают к использованию поликристаллического кремния, чей энергетический КПД однако является ниже. Произведенные таким образом тонкие полосы полупроводников являются основой для производства элемента солнечной батареи. Чтобы избежать возможных проблем, связанных с нехваткой материала, и связанного с этим повышения цены, солнечная индустрия намеревается сейчас открыть свое производство кремния. В последние годы исследуется использование так называемого «грязного» кремния. Расходы на изготовление пластинок кремния составляют небольшую часть расходов на использование кремния высокой чистоты. Аморфный кремний.
С другой стороны, аморфные элементы используют рассеянный солнечный свет эффективней и выход энергии при повышении температуры элементов больше. Аморфный кремний не обладает кристаллической структурой (если сравнивать с монокристаллическим или поликристаллическим кремнием). Исходным материалом для производства фотоэлемента является силан (кремневодород), который наносится на материал основания (например, стекло или металлическую фольгу). Возникший подобным образом кремневый слой в 100 раз тоньше кристаллического кремневого фотоэлемента. Поэтому он и называется тонкослойный. Система установки (обзор).
Монтаж на фасад
Планирование солнечных систем при помощи компьютера.
При конструировании и дополнительном анализе эти программы могут сыграть важную роль. В то время как при конструировании стандартных систем используются обычные компьютерные программы, то в случае поиска ошибок в расчетах или при планировании или конструировании индивидуальных систем используются специальные программы – симуляторы. При этом данные программы используются в разных сферах, начиная с планирования больших солнечных систем, систем поддержания отопления, воздушных коллекторов до установок для бассейнов и даже солнечных электростанций. С их помощью также можно рассчитать влияние затемнения. Большинство производителей элементов солнечных систем имеют в своем распоряжении компьютерные программы, которые настроены на их продукцию. Существуют также производители независимых программ – симуляторов.Преимущество симуляторов заключается в том, что покупатель получает солнечную систему, соответствующую его потребностям, и может рассчитать оптимальное сочетание цены и пользы. Как солнечная система устанавливается на крышу?
«Островная» солнечная система.
«Островными» солнечными системами называются системы, которые не связаны с общей электросетью, и которые сохраняют в аккумуляторах электричество, произведенное солнечной установкой. Электричество, произведенное при помощи солнечной системы, сохраняется либо в виде постоянного тока, либо при помощи инвертора преобразуется в переменный ток. Эта система применяется в тех случаях, когда нет доступа к электричеству, соответственно, когда подключение к общей системе будет стоить столько же или дороже, чем использование «островной» солнечной системы, как, например, электричество для беседки или отдельно стоящего здания (хижина пастуха). «Островными» системами также считаются системы освещения дорог, строительных площадок, счетчики времени на платных стоянках, карманные калькуляторы, если они работают на солнечной энергии. В малозаселенных развивающихся странах «островные» солнечные системы зачастую являются единственной возможностью провести электричество в захолустные деревни (так называемые «сельские домашние системы). При хранении электричества, полученного из солнечной энергии, теряется от 10% до 30% произведенной энергии. «Островные» солнечные системы должны отвечать поставленным требованиям, так как расширение этих систем, как раз в области сохранения энергии, как правило проблематично. Постоянный ток. Постоянным током называется электрический ток, который постоянно течет в одном направлении. В отличие от переменного тока, постоянный ток изображается графически как прямая линия, а не как синус (смотри рисунок). Электричество Солнечные установки производят постоянный ток, который затем преобразуется при помощи инвертора в переменный ток и подается в общую электросеть. Проводка для постоянного тока имеет больший диаметр, чем для переменного тока. Если солнечная система установлена, то ее уже тяжело перенести, и это влечет дополнительные затраты. Поэтому проводку для постоянного тока делают на сколько это возможно короче. Именно поэтому в солнечной системе инвертор располагают рядом с модулем. Постоянный ток используется по большей части в приборах с небольшой мощностью, например, в карманных фонарях или автомобильных аккумуляторных батареях. Инвертор.
Модульные инверторы прикрепляются к модулю, производящему солнечное электричество, и непосредственно в нем и преобразуют постоянный ток в переменный. Это обеспечит работу модулей на максимальной мощности. Если несколько модулей соединено между собой (параллельно или в ряд), то самый слабый модуль определяет общую мощность установки. Использование модульных инверторов предпочтительно тогда, когда отдельные модули в течение дня находятся в тени или мощность постоянного тока должна накопляться. Если несколько солнечных систем связано в линию и ток подается в инвертор от всей системы, то этот инвертор называется линейным. Минусом этого метода является то, что проводка постоянного тока, связывающая модуль и инвертор, достаточно длинна. Проводка для постоянного тока из-за величины диаметра жесткая и поэтому ее очень тяжело прокладывать. К тому же, в сравнении с проводкой для переменного тока проводка для постоянного тока стоит дороже. Солнечное электричество.
Просмотров: 86010
|