1598005380-0559a554b30469b1dfce4c2a23370a37 (811203), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Наибольший вклад солнечной энергии в топливно-энергетический бал ий баланс достигнут в странах Средиземноморья. На Кипре, например, 022 — 5 еше в 1983 г. 90 % индивидуальных домов и 15 % квартир в многоквартирных домах были оборудованы системами солнечного горячего водоснабжения. При этом с помощью солнечной энергии удовлетворялось 3,5 % объема энергетических потребностей страны.
В Израиле в 1978 г. в эксплуатации находились около 300 тыс. солнечных установок индивидуального назначения, которые обеспечивали 1,5 % потребности страны в энергии. По данным, опубликованным в 1986 г., число таких установок в Израиле достигло 700 тыс. и с их помощью горячей водой обеспечивается 65 % населения. Предполагается, что в 90-х годах вклад солнечной энергии в топливно-энергетический баланс Израиля достигнет 5 %. Объем производства солнечных коллекторов в мире для установок горячего водоснабжения в 1983 г. превысил 3 млн м, а в 1984 г.— 4 млн мг, в том числе 40 .
в США и 25 . в Японии. В настоящее время США Япония существенно опередили другие страны по установлен- и г ной площади солнечных коллекторов — соответственно 10 и 8 млн м . Далее следуют Израиль — 1,75 млн мги Австралия- 1,2 млн мг. В ряде стран Западной Европы установленная площадь солнечных коллекторов достигает также больших цифр. Так, в Испании на конец 1986 г.
она составляла 220 тыс. мг, а Австралии на конец 1985 г.— ! 80 тыс. мг, в ФРà — 200 тыс. мг (по данным, опубликованным в 1986 г.). В Греции в 1984 г. солнечным горячим водоснабжением пользовались 200 тыс. семей. При этом за счет солнечной энергии обеспечивалось около 0,25 . энергетических потребностей страны. Во Франции за период с 1978 по 1981 г. было установлено около 180 тыс. м солнечных г к ллекторов. Объем их реализации в 1983 г. составил 60 тыс.
мг, о г в 1984 г. — 66 тыс. мг, в 1985 г. — 100 тыс. м. В Швеции по данным, о у и бликованным в 1987 г., только за последние 3 года установлены г солнечные коллекторы общей площадью 150 тыс. м . Среди социалистических стран наибольшие практические успехи достигнуты в Румынии. Суммарная установленная площадь солнечных к ллекторов в настоящее время составляет там не менее 0,5 млн мг. о я Главным образом, это системы солнечного горячего водоснабжени как индивидуальных, так и коллективных потребителеи.
Согласно прогнозам масштабы использования солнечной энергии для теплоснабжения будут в перспективе существенно возрастать. Так, в Италии национальной энергетической программой предусмотрено в 1990 г. создание примерно 1 млн солнечных установок для нагрева воды на бытовые нужды. В ФРГ к 2000 г. планируется установить коллекторы общей площадью 30 млн мг и экономить от 1,5 до 3,0 млн т.
Уел. топл. В Нидерландах установленная плошадь солнечных коллекторов к 1987 г. и возможности рынкэ характеризуются соответственно следую- шими цифрами: 58 тыс. мг и 2,8 млн мг. Особенно велика емкость рынка в жилом секторе хозяйства — 1,9 млн мг и для нужд плавательных бассейнов — 0,5 млн мг. Цель национальной программы исследований в области использования солнечной энергии — достичь ежегодной экономии к 2000 г. — примерно 1 . расходуемого топлива. Устойчивое нарастание спроса на системы солнечного теплоснабже.
ния стимулирует развитие НИОКР, которое ведет в конечном счете к совершенствованию гелиотехнического оборудования. Для обеспечения высокого технического уровня отечественных солнечных коллекторов необходимо изучать зарубежный опыт проектирования указанной продукции. В работе (9] выполнен анализ показателей солнечных коллекторов 180 модификаций, выпускаемых более чем 80 фирмами США, и 88 модификаций, выпускаемых 49 фирмами стран Западной Европы— Франции, ФРГ, Австрии, Греции, Великобритании.
Этот анализ проводился по следующим признакам и характеристикам: габаритной площади, удельной (отнесенной к 1 мг габаритной площади) массе коллектора без теплоносителя, удельному объему теплоносителя в каналах поглощающей панели, наличию (или отсутствию) селективного поглощающего покрытия, материалам поглошающей панели, применению прозрачной и тепловой изоляции, произведению оптического КПД на коэффициент отвода теплоты, произведению общего коэффициента тепловых потерь на коэффициент отвода теплоты, конструкции поглощающей панели, сроку службы и т.д.
В подавляющем большинстве модификаций коллекторов, выпускаемых в США, поглощаюшая панель выполнена в виде листотрубной конструкции, тогда как в Западной Европе преимущественно выпускаются коллекторы со штампосварными (из стали) и прокатно-сварными (из алюминиевых сплавов) поглощающими панелями (более 60 %). Для изготовления поглощающей панели применяют различные коррозионно-стойкие материалы и их комбинации (табл.3.3). Комбинирование материалов осуществляют в конструкциях листотрубного типа, причем из меди или нержавеющей стали выполняют каналы для теплоносителя, а из алюминиевых сплавов — листовую часть конструкции.
Коэффициент эффективности коллектора Р лежит в диапазоне 0 93 .. 0,99, что говорит о высоких теплотехнических свойствах поглошающих панелей как американских, так н западно-европейских фирм. Применение высококачественных материалов и рациональное их использование обеспечивают низкую удельную массу солнечных коллекторов, причем у американских коллекторов этот показатель в среднем лучше, чем у европейских. В более чем 65 % случаев средняя поверхностная плотность коллек- 47 С1ЯА, 55 Западная Пвропаии, и Материалы 17 3,5 30 1Б 3,5 7 71,1 5,9 19,3 Э,а Медь Пластик Нержавеющая сталь Алюминий 1 Медь + алюминий Нержавеющая сталь + алюминий Канструкционная сталь с антикорроаионным покрытием иъвают * та По 55 модификациям.
68 торов США составляет 15 ... 25 кг/мз, тогда как в европейской практике чаще встречаются несколько большие значения — 20 ... 30 кг/мт (в 60 % случаев), что связано с более широким применением стали. Максимальная поверхностная плотность коллекторов США составляет 35, а европейских — 50 кг/мт (менее 5 % случаев).
Малая поверхностная плотность позволяет без ухудшения транспортных и монтажных характеристик выпускать солнечные коллекторы достаточно большой площади (что способствует, в свою очередь, уменьшению поверхностной плотности, так как уменьшается вклад бокового ограждения в общую массу коллектора). Более 70 % модификаций коллекторов США имеют габаритную площадь в пределах 1,5 ... 3 мз и почти 75 % западно-европейских модификаций— 1 ... 2,5 мт. В США модификации площадью менее 1 мт не выпускаются вообще, а в Западной Европе их число не превышает 10 %.
Как у американских, так и у европейских коллекторов общий объем каналов для теплоносителя невелик, что обеспечивает малую тепловую инерцию коллектора и минимальные потери теплоты в ночное время. В американской практике примерно в 80 % случаев этот параметр лежит в пределах 0,8 ... 1,8 л/мз, в европейской же практике в 85 % случаев — в более широком диапазоне, 0,3 ... 2,3 л/мт.
Это объясняется большим разнообразием конструкций поглощающих панелей в западно-европейских странах, причем меньшие значения соответствуют прокатно-сварным алюминиевым панелям, а большие — штампо'сварным стальным панелям. Селективные поглощающие покрытия в американской продукции применяются значительно чаще (в 60 % случаев), чем в европейской (примерно в 30 %). В качестве прозрачной изоляции и в США, и в Европе используют в основном специальные стекла, имеющие высокую пропускательную пособность относительно солнечного излучения и повышенную прочность, что позволяет применять более тонкие и, следовательно, более легкие стекла.
В ряде случаев прозрачную изоляцию изготовляют из специальных пластиков или просветленных радиационно- стойких пленок. Обычное оконное стекло используют лишь в единичных случаях. Тепловую изоляцию выполняют преимущественно из пенополиизоцианурата — в 41 % модификаций коллекторов США и более чем в 50 % модификаций коллекторов европейских фирм. Широко используется и стекловата в гидроизоляционной оболочке — около 30 % случаев как в США, так и в Европе. Корпуса коллектора и в США, и в Европе чаще всего изготавляют из алюминия — 79 и 55 % соответственно, довольно часто из нержавеющей или простой стали с антикоррозионным покрытием — 11 и 26 % соответственно, реже применяют пластики.
Применение высококачественных материалов обеспечивает во всех рассматриваемых случаях достаточно высокие теплотехнические характеристики. Так, произведение коэффициента отвода теплоты на оптический КПД почти у 90 % модификаций коллекторов США и у 75 % модификаций западно-европейских фирм находится в пределах 0,66 ... 0,81. Что касается произведения коэффициента отвода теплоты на общий коэффициент теплопередачи, то для коллекторов США характерен диапазон 4,3 ... 5,3 Вт/(мт оС), а для западно-европейских коллекторов — 6,3 ... 7,3 Вт/(мз.
ос). несовпадение диапазонов обусловлено различием в соотношении числа модификаций селективных и неселективных коллекторов в этих регионах. Срок службы солнечных коллекторов, выпускаемых и в США, и в Европе, в подавляющем большинстве случаев лежит в пределфх 15 ... 20 лет. Подводя итог, можно отметить, что в среднем качество солнечных коллекторов, выпускаемых в США, несколько выше, чем у европейских фирм, однако это отличие невелико, так что уровень качества коллекторов в странах Западной Европы можно рассматривать в Равной мере как эталонный.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
