Эффективность солнечного коллектора

Эффективность солнечного коллектора

Эффективность солнечного коллектора зависит от многих факторов и для ее повышения требуется чтобы:

стекло имело максимальную пропускательную способность;

теплоотдача в окружающую среду была минимальной;

поверхность теплоприемника солнечного коллектора обладала максимально возможной поглощательной способностью;

степень черноты пластины по отношению к длинноволновому излучению была минимальной;

температура теплоприемной поверхности поддерживалась на минимальном, удовлетворяющем потребителя уровне, поскольку тепловые потери при этом будут минимальны.

Понятием «качество теплоприемника» устанавливается связь между достигнутыми характеристиками и максимально возможными. Иначе говоря, 100-процентное теплотехническое качество теплоприемник солнечного коллектора имеет в том случае, когда вся его поверхность имеет одинаковую температуру, равную температуре теплоносителя. К уменьшению этой величины приводят следующие 2 обстоятельства:

1. Поскольку температура стенки теплоприемника на средней линии между каналами для теплоносителя выше, чем непосредственно над теплоносителем, возникает температурный градиент (тепло поглощается одинаково по всей поверхности пластины, а отвод его происходит только в зоне каналов). Наличие температурных пиков приводит к возрастанию тепловых потерь без увеличения теплопередачи к теплоносителю. Градиент температуры и его амплитуду можно уменьшить за счет применения материалов с более высокой теплопроводностью, увеличения толщины стенки, что обеспечивает лучшую проводимость, и более тесного расположения каналов.

2. Температура теплоносителя всегда ниже, чем температура поверхности тепловоспринимающей пластины, однако разность этих температур тем меньше, чем выше коэффициент теплоотдачи от пластины к теплоносителю. При турбулентном течении коэффициенты теплоотдачи выше, чем при ламинарном.
Экпериментальные результаты показывают, что КПД солнечного коллектора, т.е. выраженное в процентах отношение полезного тепла ко всей поступающей радиации, зависит от:

режима поступления радиации;

внешней температуры;

конструкции солнечного коллектора;

температуры и расхода теплоносителя в солнечном коллекторе.

Ориентировочно можно принять, что среднегодовая эффективность солнечного коллектора с черной неселективной поглощающей поверхностью и двойным остеклением составляет 0,4 от максимальной его эффективности.