Pagkalkula ng isang flat solar collector
Ipinapakita ng pagsasanay na ang average na 900 watts ng thermal energy bawat metro kuwadrado ng isang ibabaw na naka-install patayo sa maliwanag na sikat ng araw (na may walang ulap na kalangitan). Kakalkulahin namin ang SC batay sa isang modelo na may lugar na 1 m². Ang harap na bahagi ay matte, itim (may malapit sa 100% na pagsipsip ng thermal energy). Ang likod na bahagi ay insulated na may 10 cm layer ng pinalawak na polystyrene. Kinakailangang kalkulahin ang mga pagkawala ng init na nangyayari sa reverse, malilim na bahagi. Thermal insulation coefficient ng pinalawak na polystyrene - 0.05 W / m × deg. Alam ang kapal at ipagpalagay na ang pagkakaiba ng temperatura sa magkabilang panig ng materyal ay nasa loob ng 50 degrees, kinakalkula namin ang pagkawala ng init:
0.05 / 0.1 × 50 = 25 W.
Tinatayang ang parehong pagkalugi ay inaasahan mula sa mga dulo at mga tubo, iyon ay, ang kabuuang halaga ay magiging 50 watts. Ang walang ulap na kalangitan ay bihira, at ang epekto ng mga deposito ng dumi sa kolektor ay dapat ding isaalang-alang. Samakatuwid, babawasan namin ang dami ng thermal energy bawat 1 m² hanggang 800 W. Ang tubig na ginagamit bilang heat carrier sa mga flat SC ay may kapasidad ng init na 4200 J/kg × deg o 1.16 W/kg × deg. Nangangahulugan ito na upang mapataas ang temperatura ng isang litro ng tubig ng isang degree, kakailanganin ng 1.16 watts ng enerhiya. Dahil sa mga kalkulasyong ito, nakukuha namin ang sumusunod na halaga para sa aming modelo ng solar collector na 1 m² ng lugar:
Nag-ikot kami para sa kaginhawahan hanggang sa 700 / kg × deg. Ang expression na ito ay nagpapahiwatig ng dami ng tubig na maaaring painitin sa isang collector (1 m² model) sa loob ng isang oras. Hindi nito isinasaalang-alang ang pagkawala ng init mula sa harap na bahagi, na tataas habang umiinit ito. Ang mga pagkalugi na ito ay maglilimita sa pag-init ng coolant sa solar collector sa loob ng 70-90 degrees. Sa pagsasaalang-alang na ito, ang halaga ng 700 ay maaaring ilapat sa mababang temperatura (mula 10 hanggang 60 degrees). Ang pagkalkula ng solar collector ay nagpapakita na ang isang 1 m² system ay may kakayahang magpainit ng 10 litro ng tubig sa pamamagitan ng 70 degrees, na sapat na upang magbigay ng isang bahay na may mainit na tubig. Posibleng bawasan ang oras ng pag-init ng tubig sa pamamagitan ng pagbabawas ng volume ng solar collector habang pinapanatili ang lugar nito. Kung ang bilang ng mga taong naninirahan sa bahay ay nangangailangan ng mas malaking dami ng tubig, maraming mga kolektor ng lugar na ito ang dapat gamitin, na konektado sa isang sistema. Upang ang sikat ng araw ay kumilos sa radiator nang mahusay hangga't maaari, ang kolektor ay dapat na nakatuon sa isang anggulo sa linya ng horizon na katumbas ng latitude ng lugar. Napag-usapan na ito sa artikulong Paano makalkula ang kapangyarihan ng mga solar panel, nalalapat ang parehong prinsipyo. Sa karaniwan, 50 litro ng mainit na tubig ang kailangan upang matiyak ang buhay ng isang tao. Dahil ang tubig bago magpainit ay may temperaturang humigit-kumulang 10 °C, ang pagkakaiba ng temperatura ay 70 - 10 = 60 °C. Ang dami ng init na kailangan para magpainit ng tubig ay ang mga sumusunod:
W=Q × V × Tp = 1.16 × 50 × 60 = 3.48 kW ng enerhiya.
Ang paghahati sa W sa dami ng solar energy sa bawat 1 m² ng ibabaw sa isang partikular na lugar (data mula sa mga hydrometeorological center), nakukuha namin ang lugar ng kolektor. Ang pagkalkula ng solar collector para sa pagpainit ay isinasagawa sa katulad na paraan. Ngunit ang dami ng tubig (coolant) ay mas kailangan, na depende sa dami ng pinainit na silid. Maaari itong tapusin na posible na mapabuti ang kahusayan ng ganitong uri ng sistema ng pag-init ng tubig sa pamamagitan ng pagbawas ng lakas ng tunog at sabay-sabay na pagtaas ng lugar.
Mga teknolohiya ng yelo
Ang ilang mga teknolohiya ay binuo kung saan ang yelo ay ginagawa sa panahon ng off-peak na mga panahon at sa kalaunan ay ginagamit para sa paglamig. Halimbawa, ang air conditioning ay maaaring gawing mas matipid sa pamamagitan ng paggamit ng murang kuryente sa gabi upang mag-freeze ng tubig at pagkatapos ay gamitin ang cooling power ng yelo sa araw upang bawasan ang dami ng enerhiya na kinakailangan upang mapanatili ang air conditioning. Ang pag-iimbak ng thermal energy gamit ang yelo ay gumagamit ng mataas na init ng pagsasanib ng tubig. Sa kasaysayan, ang yelo ay dinala mula sa mga bundok patungo sa mga lungsod upang magamit bilang isang coolant. Ang isang sukatan (= 1 m3) tonelada ng tubig ay maaaring mag-imbak ng 334 milyong joules (J) o 317,000 British thermal units (93 kWh).Ang isang medyo maliit na yunit ng imbakan ay maaaring mag-imbak ng sapat na yelo upang palamig ang isang malaking gusali para sa isang buong araw o linggo.
Bilang karagdagan sa paggamit ng yelo para sa direktang paglamig, ginagamit din ito sa mga heat pump na nagpapagana ng mga sistema ng pag-init. Sa mga lugar na ito, ang mga pagbabago sa phase ng enerhiya ay nagbibigay ng isang napakaseryosong layer na nagdadala ng init, malapit sa mas mababang temperatura na threshold kung saan maaaring gumana ang isang heat pump gamit ang init ng tubig. Nagbibigay-daan ito sa system na pangasiwaan ang pinakamabibigat na load ng pag-init at dagdagan ang tagal ng oras na maibabalik ng mga elemento ng pinagmumulan ng enerhiya ang init sa system.
Endothermic at exothermic na mga reaksiyong kemikal
Teknolohiya ng Salt hydrate
Ang isang halimbawa ng isang eksperimentong teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya batay sa enerhiya ng mga reaksiyong kemikal ay isang teknolohiyang batay sa mga salt hydrates. Ginagamit ng system ang enerhiya ng reaksyong nilikha sa kaso ng hydration o dehydration ng mga asing-gamot. Gumagana ito sa pamamagitan ng pag-iimbak ng init sa isang tangke na naglalaman ng 50% sodium hydroxide solution. Ang init (halimbawa, nakuha mula sa isang solar collector) ay iniimbak dahil sa pagsingaw ng tubig sa panahon ng isang endothermic na reaksyon. Kapag muling idinagdag ang tubig, inilalabas ang init sa panahon ng exothermic reaction sa 50C (120F). Sa ngayon, ang mga sistema ay nagpapatakbo na may kahusayan na 60%. Ang sistema ay lalong epektibo para sa pana-panahong pag-iimbak ng thermal energy, dahil ang pinatuyong asin ay maaaring maimbak sa temperatura ng silid nang mahabang panahon nang walang pagkawala ng enerhiya. Ang mga lalagyan ng dehydrated salt ay maaari pang dalhin sa iba't ibang lokasyon. Ang sistema ay may mas mataas na density ng enerhiya kaysa sa init na nakaimbak sa tubig, at ang kapasidad nito ay nagpapahintulot sa iyo na mag-imbak ng enerhiya sa loob ng ilang buwan o kahit na taon.
Noong 2013, ipinakita ng Dutch technology developer na TNO ang mga resulta ng MERITS project para sa pag-iimbak ng init sa isang lalagyan ng asin. Ang init na maaaring maihatid mula sa solar collector hanggang sa patag na bubong ay sumingaw ang tubig na nasa asin. Kapag muling idinagdag ang tubig, inilalabas ang init nang halos walang pagkawala ng enerhiya. Ang isang lalagyan na may ilang metro kubiko ng asin ay maaaring mag-imbak ng sapat na thermochemical energy upang magpainit ng bahay sa buong taglamig. Sa mga temperatura tulad ng sa Netherlands, ang isang karaniwang heat-tolerant farm ay mangangailangan ng humigit-kumulang 6.7 GJ ng enerhiya sa taglamig. Upang mag-imbak ng ganoong kalaking enerhiya sa tubig (na may pagkakaiba sa temperatura na 70C) ay mangangailangan ng 23 m3 ng tubig sa isang insulated na tangke, na higit pa sa kayang iimbak ng karamihan sa mga tahanan. Sa paggamit ng teknolohiya ng salt hydrate na may density ng enerhiya na humigit-kumulang 1 GJ/m3, magiging sapat na ang 4-8 m3.
Noong 2016, ang mga mananaliksik mula sa ilang bansa ay nagsasagawa ng mga eksperimento upang matukoy ang pinakamahusay na uri ng asin o pinaghalong mga asin. Ang mababang presyon sa loob ng lalagyan ay tila ang pinakamahusay para sa paglipat ng kuryente. Partikular na nangangako ang mga organikong asing-gamot, ang tinatawag na "ionic liquids". Kung ikukumpara sa mga lithium halide sorbents, ang mga ito ay nagdudulot ng mas kaunting mga problema sa mga kapaligiran na limitado sa mapagkukunan, at kumpara sa karamihan ng mga halides at sodium hydroxide, ang mga ito ay hindi gaanong mapang-akit at walang negatibong epekto sa pamamagitan ng mga paglabas ng carbon dioxide.
Mga bono ng kemikal na molekular
Sa ngayon, ang posibilidad ng pag-iimbak ng enerhiya sa mga molekular na kemikal na bono ay sinisiyasat. Nakamit na ang density ng enerhiya na katumbas ng mga baterya ng lithium-ion.
Pamamahagi ng radiation sa hangganan ng atmospera
Para sa climatology, ang tanong ng pamamahagi ng pag-agos at pagbabalik ng radiation sa buong mundo ay may malaking interes. Isaalang-alang muna ang pamamahagi ng solar radiation sa isang pahalang na ibabaw "sa hangganan ng atmospera." Maaari ding sabihin ng isa: "sa kawalan ng isang kapaligiran." Sa pamamagitan nito ay ipinapalagay natin na walang pagsipsip o pagkalat ng radiation, o ang pagmuni-muni nito sa pamamagitan ng mga ulap. Ang pamamahagi ng solar radiation sa hangganan ng atmospera ay ang pinakasimpleng.Ito ay talagang umiiral sa isang altitude ng ilang sampu-sampung kilometro. Ang distribusyon na ito ay tinatawag na solar climate.
Ito ay kilala kung paano nagbabago ang solar constant sa taon at, dahil dito, ang dami ng radiation na dumarating sa Earth. Kung tutukuyin natin ang solar constant para sa aktwal na distansya ng Earth mula sa Araw, pagkatapos ay may average na taunang halaga na 1.98 cal/cm2 min. ito ay magiging katumbas ng 2.05 cal/cm2 min. noong Enero at 1.91 cal/cm2 min. sa Hulyo.
Samakatuwid, ang hilagang hemisphere sa isang araw ng tag-araw ay nakakatanggap ng medyo mas kaunting radiation sa hangganan ng atmospera kaysa sa southern hemisphere sa panahon ng tag-araw nito.
Ang dami ng radiation na natatanggap bawat araw sa hangganan ng atmospera ay depende sa oras ng taon at sa latitude ng lugar. Sa ilalim ng bawat latitude, tinutukoy ng panahon ang tagal ng pag-agos ng radiation. Ngunit sa ilalim ng magkakaibang latitude, iba ang tagal ng bahagi ng araw sa parehong oras.
Sa Pole, hindi lumulubog ang araw sa tag-araw, at hindi sumisikat sa loob ng 6 na buwan sa taglamig. Sa pagitan ng Pole at Arctic Circle, hindi lumulubog ang araw sa tag-araw, at hindi sumisikat sa taglamig sa loob ng anim na buwan hanggang isang araw. Sa ekwador, ang araw ay laging tumatagal ng 12 oras. Mula sa Arctic Circle hanggang sa ekwador, bumababa ang liwanag ng araw sa tag-araw at tumataas sa taglamig.
Ngunit ang pag-agos ng solar radiation sa isang pahalang na ibabaw ay nakasalalay hindi lamang sa haba ng araw, kundi pati na rin sa taas ng araw. Ang dami ng radiation na dumarating sa hangganan ng atmospera sa bawat yunit ng pahalang na ibabaw ay proporsyonal sa sine ng taas ng araw. At ang taas ng araw ay hindi lamang nagbabago sa bawat lugar sa araw, ngunit depende rin sa oras ng taon. Ang taas ng araw sa ekwador ay nag-iiba sa buong taon mula 90 hanggang 66.5°, sa tropiko mula 90 hanggang 43°, sa mga polar circle mula 47 hanggang 0° at sa mga pole mula 23.5 hanggang 0°.
Ang sphericity ng Earth at ang pagkahilig ng equatorial plane sa eroplano ng ecliptic ay lumikha ng isang kumplikadong pamamahagi ng radiation influx sa mga latitude sa hangganan ng atmospera at ang mga pagbabago nito sa taon.
Sa taglamig, ang pag-agos ng radiation ay napakabilis na bumababa mula sa ekwador hanggang sa poste, sa tag-araw ay bumababa ito nang mas mabagal. Sa kasong ito, ang maximum sa tag-araw ay sinusunod sa tropiko, at ang pag-agos ng radiation ay medyo bumababa mula sa tropiko hanggang sa ekwador. Ang maliit na pagkakaiba sa pag-agos ng radiation sa pagitan ng tropikal at polar latitude sa tag-araw ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na kahit na ang taas ng araw sa polar latitude ay mas mababa sa tag-araw kaysa sa tropiko, ang haba ng araw ay mahaba. Sa araw ng summer solstice, samakatuwid, sa kawalan ng isang kapaligiran, ang poste ay makakatanggap ng mas maraming radiation kaysa sa ekwador. Gayunpaman, malapit sa ibabaw ng lupa, bilang isang resulta ng pagpapahina ng radiation ng atmospera, ang pagmuni-muni nito sa pamamagitan ng mga ulap, atbp., ang pag-agos ng tag-init ng radiation sa mga polar latitude ay makabuluhang mas mababa kaysa sa mas mababang mga latitude.
Sa itaas na hangganan ng atmospera sa labas ng tropiko, mayroong isang taunang maximum na radiation sa oras ng summer solstice at isang minimum sa panahon ng winter solstice. Ngunit sa pagitan ng mga tropiko, ang pag-agos ng radiation ay may dalawang maxima bawat taon, na maiuugnay sa mga oras na ang araw ay umabot sa pinakamataas nitong tanghali. Sa ekwador, ito ay sa mga araw ng mga equinox, sa iba pang mga intratropikal na latitude - pagkatapos ng tagsibol at bago ang taglagas na equinox, na lumalayo sa tiyempo ng mga equinox, mas malaki ang latitude. Ang amplitude ng taunang pagkakaiba-iba sa ekwador ay maliit, sa loob ng tropiko ito ay maliit; sa katamtaman at mataas na latitude ito ay mas malaki.
Distribusyon ng init at liwanag sa Earth
Ang Araw ay ang bituin ng solar system, na siyang pinagmumulan ng malaking halaga ng init at nakakabulag na liwanag para sa planetang Earth. Sa kabila ng katotohanan na ang Araw ay nasa isang malaking distansya mula sa amin at isang maliit na bahagi lamang ng radiation nito ang umaabot sa amin, ito ay sapat na para sa pag-unlad ng buhay sa Earth. Ang ating planeta ay umiikot sa araw sa isang orbit. Kung ang Earth ay sinusunod mula sa isang spacecraft sa panahon ng taon, pagkatapos ay mapapansin ng isang tao na ang Araw ay palaging nag-iilaw lamang ng kalahati ng Earth, samakatuwid, magkakaroon ng araw doon, at sa oras na iyon ay magkakaroon ng gabi sa kabaligtaran na kalahati. Ang ibabaw ng daigdig ay tumatanggap lamang ng init sa araw.
Hindi pantay ang pag-init ng ating Earth. Ang hindi pantay na pag-init ng Earth ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng spherical na hugis nito, kaya ang anggulo ng saklaw ng sinag ng araw sa iba't ibang lugar ay naiiba, na nangangahulugan na ang iba't ibang bahagi ng Earth ay tumatanggap ng iba't ibang dami ng init. Sa ekwador, ang mga sinag ng araw ay bumabagsak nang patayo, at malakas nitong pinainit ang Earth.Ang mas malayo mula sa ekwador, ang anggulo ng saklaw ng sinag ay nagiging mas maliit, at dahil dito, ang mga teritoryong ito ay tumatanggap ng mas kaunting init. Ang parehong power beam ng solar radiation ay nagpapainit sa isang mas maliit na lugar malapit sa ekwador, dahil ito ay bumagsak nang patayo. Bilang karagdagan, ang mga sinag na bumabagsak sa isang mas maliit na anggulo kaysa sa ekwador, na tumagos sa atmospera, ay naglalakbay sa isang mas mahabang landas dito, bilang isang resulta kung aling bahagi ng mga sinag ng araw ang nakakalat sa troposphere at hindi umabot sa ibabaw ng lupa. Ang lahat ng ito ay nagpapahiwatig na habang lumalayo ka mula sa ekwador patungo sa hilaga o timog, bumababa ang temperatura ng hangin, habang bumababa ang anggulo ng saklaw ng sinag ng araw.
Ang antas ng pag-init ng ibabaw ng lupa ay apektado din ng katotohanan na ang axis ng lupa ay nakakiling sa eroplano ng orbit, kung saan ang Earth ay gumagawa ng isang kumpletong rebolusyon sa paligid ng Araw, sa isang anggulo na 66.5 ° at palaging nakadirekta ng ang hilagang dulo patungo sa Polar Star.
Isipin na ang Earth, na gumagalaw sa paligid ng Araw, ay may axis ng Earth na patayo sa eroplano ng orbit ng pag-ikot. Pagkatapos ang ibabaw sa iba't ibang latitude ay makakatanggap ng pare-parehong dami ng init sa buong taon, ang anggulo ng saklaw ng sinag ng araw ay magiging pare-pareho sa lahat ng oras, ang araw ay palaging katumbas ng gabi, walang pagbabago ng mga panahon. Sa ekwador, ang mga kundisyong ito ay kakaunti ang pagkakaiba sa kasalukuyan. Ang inclination ng axis ng lupa ay may malaking impluwensya sa pag-init ng ibabaw ng mundo, at samakatuwid ay sa buong klima, tiyak sa mapagtimpi na mga latitude.
Sa panahon ng taon, iyon ay, sa panahon ng kumpletong rebolusyon ng Earth sa paligid ng Araw, apat na araw ang partikular na kapansin-pansin: Marso 21, Setyembre 23, Hunyo 22, Disyembre 22.
Ang mga tropiko at polar na bilog ay naghahati sa ibabaw ng Earth sa mga sinturon na naiiba sa solar illumination at ang dami ng init na natatanggap mula sa Araw. Mayroong 5 illumination zone: ang hilaga at timog na polar zone, na nakakatanggap ng kaunting liwanag at init, ang tropikal na zone na may mainit na klima, at ang hilaga at timog na mapagtimpi na mga zone, na tumatanggap ng mas maraming liwanag at init kaysa sa mga polar, ngunit mas mababa sa ang mga tropikal.
Kaya, sa konklusyon, maaari tayong gumuhit ng isang pangkalahatang konklusyon: ang hindi pantay na pag-init at pag-iilaw ng ibabaw ng mundo ay nauugnay sa sphericity ng ating Earth at sa pagkahilig ng axis ng mundo hanggang sa 66.5 ° sa orbit ng pag-ikot sa paligid ng Araw.
Ang akumulasyon ng init sa mainit na bato, kongkreto, maliliit na bato, atbp.
Ang tubig ay may isa sa pinakamataas na kapasidad ng init - 4.2 J / cm3 * K, habang ang kongkreto ay mayroon lamang isang katlo ng halagang ito. Ang kongkreto, sa kabilang banda, ay maaaring magpainit sa mas mataas na temperatura na 1200C sa pamamagitan ng electrical heating, halimbawa, at sa gayon ay may mas mataas na pangkalahatang kapasidad. Kasunod ng halimbawa sa ibaba, ang isang insulated cube na humigit-kumulang 2.8 m ang lapad ay maaaring makapagbigay ng sapat na nakaimbak na init para sa isang bahay upang matugunan ang 50% ng pangangailangan sa pag-init. Sa prinsipyo, maaari itong magamit upang mag-imbak ng labis na hangin o photovoltaic thermal energy dahil sa kakayahan ng electrical heating na maabot ang mataas na temperatura.
Sa antas ng county, ang proyekto ng Wiggenhausen-Süd sa lungsod ng Friedrichshafen ng Germany ay nakaakit ng internasyonal na atensyon. Ito ay isang 12,000 m3 (420,000 cu.ft.) reinforced concrete heat storage unit na konektado sa isang 4,300 m2 (46,000 sq.
ft.), na sumasaklaw sa kalahati ng pangangailangan para sa mainit na tubig at pagpainit para sa 570 mga tahanan. Ang Siemens ay nagtatayo ng pasilidad ng imbakan ng init malapit sa Hamburg na may kapasidad na 36 MWh, na binubuo ng basalt na pinainit hanggang 600C at bumubuo ng 1.5 MW ng kapangyarihan. Ang isang katulad na sistema ay binalak para sa pagtatayo sa Danish na lungsod ng Sorø, kung saan 41-58% ng nakaimbak na init na may kapasidad na 18 MWh ay ililipat sa district heating ng lungsod, at 30-41% bilang kuryente.
Paano makalkula ang payback ng solar heating
Gamit ang talahanayan sa ibaba, maaari mong kalkulahin kung magkano ang mababawasan ng iyong mga gastos sa pag-init kapag gumagamit ng mga solar collector, kung gaano katagal ang sistemang ito ay maaaring magbayad at kung anong mga benepisyo ang maaaring makuha sa iba't ibang panahon ng operasyon. Ang modelong ito ay binuo para sa Primorsky Krai, ngunit maaari ding gamitin upang tantiyahin ang paggamit ng solar heating sa Khabarovsk Krai, Amur Oblast, Sakhalin, Kamchatka at southern Siberia.Sa kasong ito, ang mga solar collector ay magkakaroon ng mas kaunting epekto sa Disyembre-Enero sa mas mataas na latitude, ngunit ang pangkalahatang mga benepisyo ay hindi bababa, dahil sa mas mahabang panahon ng pag-init.
Sa unang talahanayan, ipasok ang mga parameter ng iyong bahay, sistema ng pag-init at mga presyo ng enerhiya. Ang lahat ng mga field na may markang berde ay maaaring baguhin at gayahin ang isang umiiral o nakaplanong bahay.
Una, ipasok ang pinainit na lugar ng iyong bahay sa unang hanay.
Pagkatapos ay suriin ang kalidad ng thermal insulation ng gusali at ang paraan ng pagpainit sa pamamagitan ng pagpili ng naaangkop na mga halaga.
Ipahiwatig ang bilang ng mga miyembro ng pamilya at ang pagkonsumo ng mainit na tubig - makakatulong ito upang suriin ang mga benepisyo ng supply ng mainit na tubig ng mga solar collectors.
Ilagay ang mga presyo para sa iyong karaniwang pinagmumulan ng enerhiya sa pag-init - kuryente, diesel o karbon.
Ilagay ang halaga ng karaniwang kita ng isang miyembro ng pamilya na nakikibahagi sa pag-init sa iyong sambahayan. Nakakatulong ito upang tantyahin ang mga gastos sa paggawa para sa panahon ng pag-init at gumaganap ng isang partikular na mahalagang papel para sa mga solidong sistema ng gasolina, kung saan kinakailangan na magdala at mag-alis ng karbon, itapon ito sa hurno, itapon ang abo, atbp.
Ang presyo ng solar collector system ay awtomatikong matutukoy, batay sa mga parameter ng gusali na iyong tinukoy. Ang presyo na ito ay tinatayang - ang aktwal na mga gastos sa pag-install at mga parameter ng solar heating equipment ay maaaring mag-iba at kinakalkula ng mga espesyalista nang paisa-isa sa bawat kaso.
Sa column na "Mga Gastos sa Pag-install," maaari mong ipasok ang halaga ng kagamitan at pag-install ng tradisyonal na sistema ng pag-init - umiiral o binalak.
Kung naka-install na ang system, maaari mong ipasok ang "0".
Bigyang-pansin ang halaga ng mga gastos para sa panahon ng pag-init at ihambing sa iyong karaniwang mga gastos. Kung magkaiba ang mga ito, subukang baguhin ang mga setting.
Sa hanay na "Mga gastos sa pag-init bawat panahon", isinasaalang-alang ng mga sistema ng pag-init ng karbon ang halaga ng pera ng mga gastos sa paggawa. Kung hindi mo nais na isaalang-alang ang mga ito, maaari mong bawasan ang halaga ng kita ng isang miyembro ng pamilya na kasangkot sa pag-init. Ang mga gastos sa paggawa ay isinasaalang-alang sa isang mas mababang lawak para sa mga likidong sistema ng gasolina at hindi isinasaalang-alang para sa mga electric boiler system. Ang pagsasaayos ng mga solar collectors ay awtomatikong isinasagawa at hindi nangangailangan ng patuloy na atensyon.
Sa column na "Lifetime", ang default ay 20 taon - ito ang karaniwang buhay ng mga solar heating system na may mga solar collector. Depende sa mga kondisyon ng operating, ang mga solar collector ay maaaring tumagal nang mas matagal kaysa sa panahong ito. Maaari mong baguhin ang buhay at ang graph sa ibaba ay magpapakita ng pagkakaiba sa pagitan ng mga gastos sa pag-install at pagpapanatili at ang mga benepisyo ng paggamit ng mga solar collector para sa pagpainit. Kaya, makikita mo kung magkano ang mababawasan ng mga gastos sa pag-init at kung gaano katagal ang pagkakaibang ito ay magiging posible upang mabawi ang mga gastos sa pag-install ng mga solar collectors.
Ang mga huling resulta ay tinatayang, ngunit magbigay ng isang magandang ideya kung magkano ang maaaring gastos ng isang solar heating system at kung gaano katagal ito mababayaran para sa sarili nito.
Pakitandaan na ang mga gastos sa panahon ng pag-init ay maaaring makabuluhang bawasan sa pamamagitan ng paggamit ng mga solar collector, underfloor heating system at pagpapabuti ng thermal insulation ng gusali. Gayundin, ang mga gastos sa pag-init ay maaaring mabawasan kung ang gusali ay idinisenyo nang maaga para sa paggamit ng solar heating at paggamit ng mga teknolohiyang eco-house.
svetdv.ru
Ano ang init ng araw
Mula noong sinaunang panahon, alam na ng mga tao ang papel ng Araw sa kanilang buhay. Sa halos lahat ng mga bansa, ito ay kumilos bilang pangunahing o isa sa mga pangunahing diyos, na nagbibigay-buhay at liwanag sa lahat ng nabubuhay na bagay. Ngayon, ang sangkatauhan ay may mas magandang ideya kung saan nagmumula ang init ng araw.
Mula sa pananaw ng agham, ang ating Araw ay isang dilaw na bituin, na siyang luminary para sa ating buong planetary system.Kinukuha nito ang enerhiya nito mula sa core - ang gitnang bahagi ng isang malaking mainit na bola, kung saan ang mga reaksyon ng thermonuclear fusion ng hindi maisip na kapangyarihan ay nagaganap sa isang temperatura na sinusukat sa milyun-milyong degree. Ang radius ng core ay hindi hihigit sa ikaapat na bahagi ng kabuuang radius ng Araw, ngunit nasa core ang nalilikhang radiant energy, isang maliit na bahagi nito ay sapat na upang suportahan ang buhay sa ating planeta.
Ang pinakawalan na enerhiya ay pumapasok sa mga panlabas na layer ng Araw sa pamamagitan ng convective zone at umabot sa photosphere - ang nag-iinit na ibabaw ng bituin. Ang temperatura ng photosphere ay papalapit na sa 6,000 degrees, ito ang nagko-convert at naglalabas sa espasyo ng nagliliwanag na enerhiya na natatanggap ng ating planeta. Sa katunayan, nabubuhay tayo dahil sa unti-unti, mabagal na pagkasunog ng stellar plasma na bumubuo sa Araw.
Spectral na komposisyon ng solar radiation
Ang agwat ng wavelength sa pagitan ng 0.1 at 4 microns ay bumubuo ng 99% ng kabuuang enerhiya ng solar radiation. 1% na lang ang natitira para sa radiation na may mas maikli at mas mahabang wavelength, hanggang sa x-ray at radio waves.
Ang nakikitang liwanag ay sumasakop sa isang makitid na hanay ng mga wavelength, mula 0.40 hanggang 0.75 microns lamang. Gayunpaman, ang agwat na ito ay naglalaman ng halos kalahati ng lahat ng solar radiant energy (46%). Ang halos parehong halaga (47%) ay nasa infrared ray, at ang natitirang 7% ay nasa ultraviolet.
Sa meteorology, kaugalian na makilala ang pagitan ng short-wave at long-wave radiation. Ang short-wave radiation ay tinatawag na radiation sa wavelength range mula 0.1 hanggang 4 microns. Kabilang dito, bilang karagdagan sa nakikitang liwanag, ang ultraviolet at infrared radiation na pinakamalapit dito sa mga wavelength. Ang solar radiation ay 99% tulad ng shortwave radiation. Kasama sa long-wave radiation ang radiation ng ibabaw ng mundo at atmospera na may mga wavelength mula 4 hanggang 100-120 microns.
Intensity ng direktang solar radiation
Ang radiation na dumarating sa ibabaw ng mundo nang direkta mula sa solar disk ay tinatawag na direktang solar radiation, sa kaibahan ng radiation na nakakalat sa atmospera. Ang solar radiation ay kumakalat mula sa Araw sa lahat ng direksyon. Ngunit ang distansya mula sa Earth hanggang sa Araw ay napakalaki na ang direktang radiation ay bumabagsak sa anumang ibabaw sa Earth sa anyo ng isang sinag ng parallel ray na nagmumula, tulad ng, mula sa kawalang-hanggan. Kahit na ang globo sa kabuuan ay napakaliit kumpara sa layo mula sa Araw na ang lahat ng solar radiation na bumabagsak dito ay maaaring ituring na isang sinag ng magkatulad na sinag nang walang kapansin-pansing pagkakamali.
Ang pag-agos ng direktang solar radiation sa ibabaw ng lupa o sa anumang mas mataas na antas sa atmospera ay nailalarawan sa tindi ng radiation. ako, ibig sabihin, ang dami ng nagniningning na enerhiya na pumapasok sa bawat yunit ng oras (isang minuto) bawat yunit na lawak (isang square centimeter) patayo sa sinag ng araw.
kanin. 1. Ang pag-agos ng solar radiation sa ibabaw na patayo sa mga sinag (AB), at sa isang pahalang na ibabaw (AC).
Madaling maunawaan na ang isang unit area na matatagpuan patayo sa sinag ng araw ay makakatanggap ng pinakamataas na posibleng dami ng radiation sa ilalim ng mga partikular na kondisyon. Ang isang yunit ng pahalang na lugar ay magkakaroon ng mas maliit na halaga ng nagliliwanag na enerhiya:
I' = I sinh
saan h ay ang taas ng araw (Larawan 1).
Ang lahat ng uri ng enerhiya ay magkapareho. Samakatuwid, ang nagliliwanag na enerhiya ay maaaring ipahayag sa mga yunit ng anumang uri ng enerhiya, halimbawa, sa thermal o mekanikal. Ito ay natural na ipahayag ito sa mga thermal unit, dahil ang mga instrumento sa pagsukat ay batay sa thermal effect ng radiation: ang nagliliwanag na enerhiya, halos ganap na hinihigop sa aparato, ay na-convert sa init, na sinusukat. Kaya, ang intensity ng direktang solar radiation ay ipapahayag sa mga calorie kada square centimeter kada minuto (cal/cm2min).
Power generation
Gumagana ang solar energy sa pamamagitan ng pag-convert ng sikat ng araw sa kuryente.Maaari itong mangyari nang direkta, gamit ang mga photovoltaics, o hindi direkta, gamit ang mga concentrated solar energy system, kung saan ang mga lente at salamin ay kumukuha ng sikat ng araw mula sa isang malaking lugar patungo sa isang manipis na sinag, at sinusubaybayan ng mekanismo sa pagsubaybay ang posisyon ng Araw. Ang photovoltaics ay nagko-convert ng liwanag sa kuryente gamit ang photoelectric effect.
Ang solar energy ay inaasahang magiging pinakamalaking pinagmumulan ng kuryente sa 2050, na may photovoltaics at concentrated solar energy accounting para sa 16% at 11% ng pandaigdigang pagbuo ng kuryente, ayon sa pagkakabanggit.
Ang mga komersyal na power plant na gumagamit ng concentrated solar energy ay unang lumitaw noong 1980s. Pagkatapos ng 1985, isang 354 MW SEGS na pag-install ng ganitong uri sa Mojave Desert (California) ang naging pinakamalaking solar power plant sa mundo. Ang iba pang mga solar power plant ng ganitong uri ay kinabibilangan ng Solnova (150 MW) at Andasol (100 MW), parehong sa Spain. Kabilang sa pinakamalaking photovoltaic power plant (Ingles) ay ang Agua Caliente Solar Project (250 MW) sa USA, at Charanka Solar Park (221 MW) sa India. Ang mga proyektong higit sa 1 GW ay nasa ilalim ng pag-unlad, ngunit karamihan sa mga photovoltaic installation na hanggang 5 kW ay maliit at rooftop. Noong 2013, ang solar energy ay nagkakahalaga ng mas mababa sa 1% ng kuryente sa global grid.
Mga uri ng solar radiation
Sa atmospera, ang solar radiation na patungo sa ibabaw ng lupa ay bahagyang nasisipsip, at bahagyang nakakalat at naaaninag mula sa mga ulap at ibabaw ng lupa. Tatlong uri ng solar radiation ang nakikita sa atmospera: direkta, nagkakalat at kabuuan.
Direktang solar radiation - radiation na dumarating sa ibabaw ng mundo nang direkta mula sa disk ng araw. Ang solar radiation ay kumakalat mula sa Araw sa lahat ng direksyon. Ngunit ang distansya mula sa Earth hanggang sa Araw ay napakalaki na ang direktang radiation ay bumabagsak sa anumang ibabaw sa Earth sa anyo ng isang sinag ng parallel ray na nagmumula, tulad ng, mula sa kawalang-hanggan. Kahit na ang buong globo sa kabuuan ay napakaliit kumpara sa distansya sa Araw na ang lahat ng solar radiation na bumabagsak dito ay maaaring ituring na isang sinag ng parallel ray na walang kapansin-pansing pagkakamali.
Ang direktang radiation lamang ang umabot sa itaas na hangganan ng atmospera. Humigit-kumulang 30% ng insidente ng radiation sa Earth ay makikita sa outer space. Ang oxygen, nitrogen, ozone, carbon dioxide, singaw ng tubig (ulap) at mga particle ng aerosol ay sumisipsip ng 23% ng direktang solar radiation sa atmospera. Ang ozone ay sumisipsip ng ultraviolet at nakikitang radiation. Sa kabila ng katotohanan na ang nilalaman nito sa hangin ay napakaliit, sinisipsip nito ang lahat ng ultraviolet radiation (mga 3%).
Kaya, hindi ito naobserbahan sa ibabaw ng mundo, na napakahalaga para sa buhay sa Earth.
Ang direktang solar radiation sa daan nito sa atmospera ay nakakalat din. Ang isang particle (patak, kristal o molekula) ng hangin, na nasa landas ng isang electromagnetic wave, ay patuloy na "nag-e-extract" ng enerhiya mula sa incident wave at muling nag-radiate nito sa lahat ng direksyon, na nagiging isang energy emitter.
Humigit-kumulang 25% ng enerhiya ng kabuuang solar radiation flux na dumadaan sa atmospera ay nawawala ng mga molekula ng atmospheric gas at aerosol at na-convert sa atmospera sa nakakalat na solar radiation. Kaya, ang scattered solar radiation ay solar radiation na sumailalim sa scattering sa atmospera. Ang nakakalat na radiation ay dumarating sa ibabaw ng mundo hindi mula sa solar disk, ngunit mula sa buong kalangitan. Ang scattered radiation ay naiiba sa direktang radiation sa spectral na komposisyon nito, dahil ang mga sinag ng iba't ibang wavelength ay nakakalat sa iba't ibang antas.
Dahil ang pangunahing pinagmumulan ng diffuse radiation ay direktang solar radiation, ang flux ng diffuse radiation ay nakasalalay sa parehong mga kadahilanan na nakakaapekto sa flux ng direktang radiation. Sa partikular, ang daloy ng nakakalat na radiation ay tumataas habang ang taas ng Araw ay tumataas at vice versa.Nagdaragdag din ito sa pagtaas ng bilang ng mga scattering particle sa atmospera, i.e. na may pagbaba sa transparency ng atmospera, at bumababa sa taas sa ibabaw ng antas ng dagat dahil sa pagbaba sa bilang ng mga scattering particle sa nakapatong na mga layer ng atmospera. Ang cloudiness at snow cover ay may napakalaking impluwensya sa diffuse radiation, na, dahil sa pagkalat at pagmuni-muni ng direktang at nagkakalat na insidente ng radiation sa kanila at ang kanilang muling pagkalat sa atmospera, ay maaaring tumaas ang nagkakalat na solar radiation ng ilang beses.
Ang scattered radiation ay makabuluhang nagdaragdag ng direktang solar radiation at makabuluhang pinatataas ang daloy ng solar energy sa ibabaw ng mundo. Ang papel nito ay lalong mahusay sa taglamig sa matataas na latitude at sa iba pang mga rehiyon na may mataas na cloudiness, kung saan ang fraction ng diffuse radiation ay maaaring lumampas sa fraction ng direktang radiation. Halimbawa, sa taunang halaga ng solar energy, ang nakakalat na radiation ay nagkakahalaga ng 56% sa Arkhangelsk at 51% sa St. Petersburg.
Ang kabuuang solar radiation ay ang kabuuan ng mga flux ng direkta at nagkakalat na radiation na dumarating sa pahalang na ibabaw. Bago ang pagsikat ng araw at pagkatapos ng paglubog ng araw, pati na rin sa araw na may patuloy na pag-ulap, ang kabuuang radiation ay ganap, at sa mababang altitude ng Araw ito ay pangunahing binubuo ng nakakalat na radiation. Sa isang walang ulap o bahagyang maulap na kalangitan, na may pagtaas sa taas ng Araw, ang proporsyon ng direktang radiation sa komposisyon ng kabuuang ay mabilis na tumataas at sa araw ang pagkilos nito ay maraming beses na mas malaki kaysa sa pagkilos ng bagay ng nakakalat na radiation. Ang cloudiness sa average ay nagpapahina sa kabuuang radiation (sa pamamagitan ng 20-30%), gayunpaman, sa bahagyang cloudiness na hindi sumasaklaw sa solar disk, ang flux nito ay maaaring mas malaki kaysa sa walang ulap na kalangitan. Ang snow cover ay makabuluhang pinapataas ang flux ng kabuuang radiation sa pamamagitan ng pagtaas ng flux ng nakakalat na radiation.
Ang kabuuang radyasyon, na bumabagsak sa ibabaw ng daigdig, ay kadalasang hinihigop ng itaas na patong ng lupa o isang mas makapal na patong ng tubig (absorbed radiation) at nagiging init, at bahagyang nasasalamin (nasasalamin sa radiation).
Mga thermal belt
Depende sa dami ng solar radiation na pumapasok sa ibabaw ng Earth, 7 thermal zone ang nakikilala sa mundo: mainit, dalawang katamtaman, dalawang malamig at dalawang zone ng walang hanggang hamog na nagyelo. Ang mga hangganan ng mga thermal zone ay isotherms. Ang mainit na sinturon ay nililimitahan ng average na taunang isotherms ng +20°С mula sa hilaga at timog (Larawan 9). Dalawang temperate zone sa hilaga at timog ng mainit na zone ay limitado mula sa gilid ng ekwador ng isang average na taunang isotherm na +20 ° С, at mula sa gilid ng mataas na latitude ng isang isotherm na +10 ° С (ang average na temperatura ng hangin ng ang pinakamainit na buwan ay Hulyo sa Hilaga at Enero sa Southern Hemispheres) . Ang hilagang hangganan ay kasabay ng humigit-kumulang sa hangganan ng pamamahagi ng kagubatan. Ang dalawang malamig na sona sa hilaga at timog ng mapagtimpi na sona sa Northern at Southern Hemispheres ay nasa pagitan ng +10°C at 0°C isotherms ng pinakamainit na buwan. Ang dalawang sinturon ng walang hanggang hamog na nagyelo ay nakatali ng 0°C isotherm ng pinakamainit na buwan mula sa malamig na sinturon. Ang kaharian ng walang hanggang niyebe at yelo ay umaabot sa North at South Poles.
Mga resulta ng pagsukat ng direktang solar radiation
Sa pamamagitan ng transparency ng atmospera na hindi nagbabago, ang intensity ng direktang solar radiation ay nakasalalay sa optical mass ng atmospera, ibig sabihin, sa huli sa taas ng araw. Samakatuwid, sa araw, ang solar radiation ay dapat munang tumaas nang mabilis, pagkatapos ay mas mabagal mula sa pagsikat ng araw hanggang tanghali, at sa una ay dahan-dahan, pagkatapos ay mabilis na bumaba mula tanghali hanggang sa paglubog ng araw.
Ngunit ang transparency ng atmospera sa araw ay nag-iiba sa loob ng ilang partikular na limitasyon. Samakatuwid, ang curve ng pang-araw na kurso ng radiation, kahit na sa isang ganap na walang ulap na araw, ay nagpapakita ng ilang mga iregularidad.
Ang mga pagkakaiba sa intensity ng radiation sa tanghali ay pangunahing dahil sa mga pagkakaiba sa taas ng tanghali ng araw, na mas mababa sa taglamig kaysa sa tag-araw. Ang pinakamababang intensity sa temperate latitude ay nangyayari sa Disyembre, kapag ang araw ay nasa pinakamababa. Ngunit ang maximum na intensity ay hindi sa mga buwan ng tag-init, ngunit sa tagsibol.Ang katotohanan ay na sa tagsibol ang hangin ay hindi bababa sa maulap sa pamamagitan ng mga produkto ng condensation at maliit na maalikabok. Sa tag-araw, ang pag-aalis ng alikabok ay tumataas, at ang nilalaman ng singaw ng tubig sa kapaligiran ay tumataas din, na medyo binabawasan ang intensity ng radiation.
Ang pinakamataas na halaga ng direktang intensity ng radiation para sa ilang mga punto ay ang mga sumusunod (sa cal/cm2min): Tiksi Bay 1.30, Pavlovsk 1.43, Irkutsk 1.47, Moscow 1.48, Kursk 1.51, Tbilisi 1.51, Vladivostok 1, 46, Tashkent 1.52.
Makikita mula sa mga datos na ito na ang pinakamataas na halaga ng intensity ng radiation ay lumalaki nang napakaliit sa pagbaba ng geographic na latitude, sa kabila ng pagtaas ng taas ng araw. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagtaas ng moisture content, at bahagyang sa pamamagitan ng air dusting sa southern latitude. Sa ekwador, ang pinakamataas na halaga ng radiation ay hindi lalampas sa pinakamataas na tag-init ng mapagtimpi na latitude. Sa tuyong hangin ng mga subtropikal na disyerto (Sahara), gayunpaman, ang mga halaga hanggang sa 1.58 cal/cm2 min ay naobserbahan.
Sa taas sa ibabaw ng dagat, ang pinakamataas na halaga ng pagtaas ng radiation dahil sa pagbaba sa optical mass ng atmospera sa parehong taas ng araw. Para sa bawat 100 m ng altitude, ang intensity ng radiation sa troposphere ay tumataas ng 0.01-0.02 cal/cm2 min. Nasabi na namin na ang pinakamataas na halaga ng intensity ng radiation na naobserbahan sa mga bundok ay umaabot sa 1.7 cal/cm2 min at higit pa.