notite curs 5

of 33 /33
Colectoare solare

Upload: pascal-catalin

Post on 01-Jul-2015

249 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Notite Curs 5

Colectoare solare

Page 2: Notite Curs 5
Page 3: Notite Curs 5

Fig.3

Fig.4

Fig.2

Page 4: Notite Curs 5

Colectoare CPC

Page 5: Notite Curs 5
Page 6: Notite Curs 5
Page 7: Notite Curs 5
Page 8: Notite Curs 5

Colectoare concentratoareEficienta colectoarelor

-Curs 5-

Page 9: Notite Curs 5

Colectoare concentratoare

Folosesc suprafeţe de oglindire pentru a concentra energia soarelui pe un absorber numit receptor.

Utilizează doar radiaţia directa. Sunt colectoare ce lucrează la temperaturi

ridicate. Au performante mai scăzute de cit colectoarele

plane. Sunt utilizate in industrie la realizarea de aburi.

Page 10: Notite Curs 5

Principalele tipuri de colectoare concentratoare

Parabolic de tip jgheab

Receptor central

Disc

Page 11: Notite Curs 5

Pentru a creste cantitatea de energie utila extrasa, suprafaţa receptorului este micşorata.

Raportul de concentrare reprezintă cantitatea

de energie solara concentrata in colector

Sunt utilizate doua definiţii pentru raportul de

concentrare

Page 12: Notite Curs 5

1. Raport de concentraţie optic:

2. Raport de concentraţie geometric

r

ao I

ICR

r

ag A

ACR

Page 13: Notite Curs 5

Colectoare parabolice de tip jgheab

Părţi componente: reflector, receptor, sistem de orientare după o direcţie, pilon de susţinere, structura de metal;

Fluid utilizat: ulei, apa

Page 14: Notite Curs 5

SEGS III-IV

Kramer Junction in desertul Mojave California

Capacitate pentru cele 9 SEGS (Solar Energy

Generating Systems) este de 354 MW

~950.0000 oglinzi

Page 15: Notite Curs 5

Plantaţie solara Almeria Spania capacitate 64MW suprafaţa acoperita de oglinzi este de 20.000m2

Colector solar Fresnel

Plantaţii in USA (California) 177MW; 2009 construcţia in centrul Spaniei a unei plantaţii a cărei capacitate va fi de 10 MW

Page 16: Notite Curs 5

Colector solar concentrator cu receptor central

PS10 Spania

Page 17: Notite Curs 5

Themis - Franta

Solar two -Spania

Locatii: - Pasadena, California, capacitate 245MW;- Andalusia, Spania, capacitate 15 MW, Solar Tres;- PS10 Spania, capacitate 11 MW;- Australia, capacitate 10 MW;- Franta, capacitate de 2 MW

Page 18: Notite Curs 5

Cuptoare (furnale) solare

Franta

Comparaţie cost/performanta preţ curent electric livrat:

colectoarelor concentratoare cu receptor central este 5.47

₡/kWh, fata de 6.21 ₡/kWh colectoare de tip jgheab

Page 19: Notite Curs 5

Colectoare concentratoare de tip farfurie

Page 20: Notite Curs 5

Spania

Rusia

Page 21: Notite Curs 5

Eficienţa colectoarelor

Page 22: Notite Curs 5

Eficienta colectoarele, notata cu h, reprezintă raportul intre cantitatea de căldura obţinuta si cantitatea de energie primita:

Un obiectiv important al constructorilor este de a obţine o cantitate cat mai mare de energie la un preţ cat mai mic.

Fluxul de energie dintr-un colector solar

G0-radiatie solara; G1,2-pierderi prin reflexie; Q1,2-pierderi de caldura; QA-caldura obtinuta;

0G

QA

Page 23: Notite Curs 5

Există situaţii în care se construiesc colectoare cu eficienţă redusă dar la un preţ de cost scăzut, în loc să se construiască colectoare cu eficienţă ridicată, dar şi la un preţ ridicat.

Pentru a putea lua acesta decizie, este necesar să se determine eficienţa colectorului înainte ca acesta să fie construit.

Page 24: Notite Curs 5

Eficienţa teoretică

Cuprinde:Determinarea geometriei colectorului;Determinarea pierderilor optice;Determinarea pierderilor termice;

Se porneşte de la ecuaţia de echilibru energetic, iar colectorul lucrează în condiţii statice.

Page 25: Notite Curs 5

I* Ac=Qu+Qterm+Qopt

Unde QU- energia utilă

Qopt- pierderile optice

Qterm- pierderi termice

Ac-aria suprafeţei

I*Ac QU

Qther

Qopt

Collector

Page 26: Notite Curs 5

La determinarea pierderilor optice trebuie să ţinem cont de: Numărul de acoperiri Proprietăţile optice ale suprafeţelor utilizate Imperfecţiunile optice ale suprafeţelor

Unde: A-aria suprafeţei, ρ- indicele de reflexie speculară (1-pentru colectoarele plate ), σ- coeficient de transmisie, α- coeficient de absorbţie, R- factor de interceptare(1- pentru colectoare plate), S-factor de umbrire a receptorului(1 pentru colectoare plate), I-radiaţia solară.

argmopt RSIAQ

Page 27: Notite Curs 5

Pierderile termice Qterm se pot calcula:

Unde: UL- coeficient total al pierderilor de căldură, Ar-aria receptorului, Tr- temperatura receptorului, Ta-temperatura mediului ambiant.

2

)(

inoutr

arLrterm

TTT

TTUAQ

Page 28: Notite Curs 5

I

TTU

A

A arL

ropt

pierderi optice

[-]

0pierderi termice

energie utila

temperatura de stagnare

(Tr-Ta)/I [K*m^2/W]

Page 29: Notite Curs 5

Măsurarea eficienţei colectoarelor Pentru a determina eficienţa unui

colectorului este necesar sa se determine minim patru puncte.

Primul punct determină pierderile optice ale colectoarelor.

Ultimul punct determină punctul mort. Unul din punte trebuie măsurat la o

temperatură mai mare decât temperatura la care lucrează colectorul.

Page 30: Notite Curs 5

Pentru a determina primul punct, deci pierderile optice, temperatura trebuie aleasă astfel încât media temperaturii fluidului să fie egală cu temperatura mediului ambiant.

Punctul de stagnare (mort), apare atunci când prin circuit nu mai circulă fluid, existând pericolul distrugerii colectorului.

După ce aceste puncte au fost determinate se trasează graficul şi se aplică o interpolare polinomiala.

Page 31: Notite Curs 5

y = -1,0945x2 - 0,058x + 0,7469

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

X=(Tav-Ta)/Gb [Km^2/W]

eta

[-]

Page 32: Notite Curs 5
Page 33: Notite Curs 5

Diagrame de eficienta pentru diferite tipuri de colectoare solare si domeniul de aplicaţie (radiaţie globala 1000W/m2K)