Tytuł i autor: 'WYKORZYSTANIE ENERGII SŁONECZNEJ', H.KAISER

Seria: 'WYDAWNICTWA DYDAKTYCZNE' Nr 1421

• Wydawca i rok wydania: 'WYDAWNICTWO AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ im. STANISŁAWA STASZICA w KRAKOWIE'  1995
• Stan: minus bdb/plus db: pieczątki (stan okładki: db)

Spis treści

Wstęp ................................... 9

Wykaz ważniejszych oznaczeń......................11

1. Wykorzystanie energii słonecznej do celów grzewczych ........ 13

2. Moc promieniowania słonecznego docierającego do zewnętrznej powierzchni atmosfery........18

2.1. Napromienienie godzinowe......18

2.1.1. Nieruchomy absorber poziomy lub nachylony......20

2.1.2. Absorber nastawialny przez obrót wokół osi pionowej..21

2.1.3. Absorber nastawialny przez obrót wokół osi poziomej...22

2.1.4. Absorber nastawialny przez obrót wokół osi pionowej i poziomej...25

2.1.5. Ogólne porównanie absorberów nastawialnych z nieruchomymi......27

2.2. Napromienienie dzienne absorberów nieruchomego i nastawialnego......34

2.2.1. Krotność zwiększenia skuteczności absorbera przez jego nachylenie — w porównaniu z absorberem poziomym........40

2.3. Napromienienie miesięczne i roczne...............46

3. Moc promieniowania słonecznego docierającego przez atmosferę

do powierzchni Ziemi........57

3.1. Godzinowe promieniowanie bezpośrednie i rozproszone przenikające przez bezchmurną atmosferę, średnie dla każdego miesiąca roku.....57

3.2. Godzinowe promieniowanie przenikające przez atmosferę

przy różnych zachmurzeniach, w warunkach krajowych .... 61

3.3. Rozdział promieniowania całkowitego na bezpośrednie

i rozproszone.......71

3.4. Wyznaczanie godzinowego napromienienia absorbera nachylonego z danych dla napromienienia powierzchni poziomej..75

4. Odbiorniki energii promieniowania słonecznego...........83

4.1. Klasyfikacja odbiorników i wymagania ogólne..........83

4.2. Kolektory niskotemperaturowe..................83

4.2.1. Konstrukcja i działanie płaskiego kolektora słonecznego...83

4.2.2. Płyta absorbera......................85

4.2.3. Osłony przezroczyste...................97

4.2.4. Materiały izolacji cieplnej.................99

4.2.5. Rama kolektora i konstrukcja nośna baterii kolektorów....100

4.3. Kolektory wysokotemperaturowe................102

4.3.1. Koncentrator SRTA...................104

4.3.2. Kolektor mieszany CPC.................106

4.3.3. System POC.......................114

4.3.4. Soczewki skupiające ..................115

4.3.5. Kolektory słoneczne wytwarzające bezpośrednio

energię elektryczną...................117

5. Straty przy przenikaniu promieniowania słonecznego przez osłony przezroczyste do płyty absorbera..................118

5.1. Wpływ przezroczystych osłon na wydajność absorbera ... 119

5.2. Przenikanie promieniowania przez n osłon..........121

5.3. Stopień pochłaniania promieniowania słonecznego przez płytę absorbera......................122

5.4. Efektywna skuteczność przejmowania mocy promieniowania słonecznego przez płytę absorbera..............123

5.5. Straty mocy wskutek zakurzenia osłony zewnętrznej, oraz zacienienia płyty absorbera ramą............127

6. Sprawność cieplna kształtu płyty absorbera............131

6.1. Sprawność cieplna płyty absorbera z wężownicą rurową ..131 6.2. Sprawność cieplna płyty absorbera z kanałami przepływu ...135

7. Stopień koncentracji i sprawność kolektora skupiającego.... 144

7.1. Stopień koncentracji strumienia promieniowania słonecznego..145

7.2. Sprawność efektywna kolektora skupiającego......... 149

8. Straty cieplne absorbera wynikające z oddawania energii do otoczenia......157

8.1. Energia powrotnie oddawana przez osłony..........157

8.2. Wyznaczenie strat energii w przypadku stosowania jednej osłony szklanej........158

8.3. Wyznaczenie strat energii w przypadku stosowania jednej osłony z tworzywa sztucznego.................161

8.4. Wyznaczenie strat energii w przypadku stosowania dwóch osłon, szklanej i z tworzywa sztucznego...........163

8.6. Wyznaczenie strat energii w przypadku stosowania dwóch

osłon szklanych.........165

8.5. Wyznaczenie strat energii w przypadku stosowania dwóch

osłon z tworzywa sztucznego.................166

8.7. Wyznaczenie strat energii w przypadku stosowania dwóch

osłon szklanych, pomiędzy którymi wytworzono próżnię ... 167

8.8. Wyznaczenie strat energii w przypadku stosowania trzech

i więcej osłon szklanych....................167

8.9. Straty ciepła przez tylną i boczną ścianę płyty absorbera

i obudowy............................169

8.10. Suma strat energii przez osłony przezroczyste i ściany kolektora............................171

9. Akumulacja ciepła........172

9.1. Akumulatory wyzyskujące ciepło właściwe ciał .....173

9.2. Akumulatory wyzyskujące ciepło przemiany fazowej.....175

9.2.1. Akumulacja przez wyzyskanie ciepła topnienia ciała stałego....175

9.2.2. Akumulacja przez wyzyskanie ciepła rozpuszczania kryształu w cieczy.................... 177

9.3. Akumulatory wyzyskujące ciepło reakcji chemicznej..... 178

9.4. Inne metody magazynowania energii..... 180

9.5. Wyznaczanie wielkości zbiornika akumulatora ciepła ...180

9.5.1. Wyznaczanie pojemności minimalnej zbiornika akumulatora wodnego.......182

9.5.2. Wyznaczenie objętości szybkiego podgrzania wody w akumulatorze......183

9.5.3. Obliczanie współczynnika jakości akumulatora ciepła....187

9.5.4. Wyznaczanie ekonomicznie zasadnej pojemności akumulatora ciepła dla baterii kolektorów słonecznych....194

9.6. Obliczenie użytkowego spadku temperatury czynnika przechowującego ciepło w akumulatorze...........199

9.7. Wyznaczenie maksymalnej temperatury czynnika przechowującego ciepło w akumulatorze...........201

9.8. Konstrukcje akumulatorów ciepła ...............201

9.8.1. Akumulatory stalowe................. . 202

9.8.2. Akumulatory betonowe lub murowane z cegieł .... 203

9.8.3. Akumulatory drewniane.................203

Wykorzystanie mocy promieniowania słonecznego w praktyce...206

10.1. Siłownie słoneczne...................... 206

10.2. Ogrzewanie pomieszczeń.................. 208

10.3. Ogrzewanie szklarni..................... 222

10.4. Podgrzewanie wody w basenach kąpielowych....... 228

10.5. Podgrzewanie wody w stawach rybnych.......... 229

10.6. Ekrany przeciwakustyczne autostrad............ 231

11.Schematy i działanie instalacji ogrzewania i chłodzenia mocą promieniowania słonecznego ................232

11.1. Budowa i działanie urządzenia w Poznaniu-Strzeszynie ..232

11.2. Budowa i działanie urządzenia uruchomionego w Laboratorium Wykorzystania Energii Promieniowania Słonecznego i Wiatru AGH.....238

11.3. Układ ogrzewania energią promieniowania słonecznego ze wspomagającą pompą cieplną..............242

11.4. Układ ogrzewania energią promieniowania słonecznego wspomagany energią konwencjonalną ............244

11.5. Ogólne schematy ogrzewania i chłodzenia stosowane w budownictwie indywidualnym.........247

12. Metodyka badań baterii kolektorów płaskich ........... 250

12.1. Informacje wstępne...................... 250

12.1.1. Przedmiot i cel badań................ 250

12.1.2. Program badań ................... 252

12.2. Przebieg badań........................ 252

12.2.1. Charakterystyka techniczna............. 252

12.2.2. Zakres badań .................... 252

12.2.3. Warunki pomiarowe badań............. 254

12.2.4. Badania eksploatacyjne............... 258

12.2.5. Końcowa ekspertyza techniczna .......... 259

12.3. Zestawienie wyników pomiarów i opracowanie charakterystyki energetycznej efektywności pracy urządzenia... 260

12.3.1. Zestawienie wyników badań energetycznych .... 260

12.3.2. Opracowanie wyników badań energetycznych . . . 261

12.3.3. Ocena eksploatacyjno-ekonomicznej efektywności pracy urządzenia...... 269

13. Ważniejsze wyniki pomiarów uzyskane w laboratorium słonecznym AGH......271

13.1. Stanowiska pomiarowe....................271

13.1.1. Stanowisko wstępne................ . 271

13.1.2. Stanowisko pilotujące................272

13.2. Metodyka badań oraz przeprowadzone pomiary......272

13.2.1. Wyznaczenie strat energii przez osłony przezroczyste....272

13.2.2. Badanie odstępów optymalnych pomiędzy osłonami przezroczystymi oraz selektywnie czarną powierzchnią płyty absorbera....273

13.2.3. Badanie czerni selektywnej.............275

13.2.4. Wyznaczenie wydajności i sprawności kolektorów płaskich....275

14. Wnioski...............................296

Literatura.................................299