ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ И МЕТОДЫ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ

Показателем эффективности КСЭ является pro коэффициент полезного действия, равный отношению теплопроизводительности коллектора к количеству солнечной энергии, поступающему на коллектор: ηк = Qк/(EкA), где Qк - теплопроизводительность коллектора, Вт·ч; Ек - количество солнечной энергии, поступающей на 1 м2 площади поверхности КСЭ, Вт·ч/м2; А - площадь поверхности абсорбера КСЭ, м2.

Величину Qк можно определить по расходу теплоносителя m, кг/с, его удельной теплоемкости Сp, Вт·ч/(кг·°С), и разности температур теплоносителя на выходе Т2 и входе T1 КСЭ, т.е. Qк = mCp(T2 — T1).

Коэффициент полезного действия коллектора солнечной энергии определяется его эффективным оптическим КПД η0 и эффективным коэффициентом теплопотерь Кк:

где lк - интенсивность потока солнечной энергии, поступающего на поверхность КСЭ, Вт/м2; Кк - эффективный коэффициент теплопотерь КСЭ, Вт/(м2·°С); Тв - температура наружного воздуха, °С.

Приведенная выше формула дает мгновенное значение КПД КСЭ, которое может быть принято средним для данного часа суток. Но поскольку интенсивность потока солнечной энергии lк в течение дня изменяется от нуля перед восходом и после захода Солнца до максимума в солнечный полдень, также сильно изменяется и КПД КСЭ.

Отсюда следует, что среднедневное значение КПД будет значительно ниже, чем его максимальное значение в полдень.

Возникает вопрос - от чего зависит величина КПД коллектора солнечной энергии? Наиболее сильное влияние на КПД плоского КСЭ оказывают:

  1. метеорологические параметры - интенсивность солнечной энергии l, измеряемая на горизонтальной поверхности, и температура наружного воздуха Tв

  2. конструктивные характеристики КСЭ и свойства лучепоглощающей поверхности абсорбера - материал и толщина листа, толщина и коэффициент теплопроводности тепловой изоляции, шаг труб, число слоев остекления и его пропускательная способность;

  3. рабочие параметры КСЭ - расход теплоносителя и его температура на входе в КСЭ.