13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 1

UREĐAJI ZA UREĐAJI ZA KORIŠĆENJE KORIŠĆENJE

DIREKTNE SUNČEVE DIREKTNE SUNČEVE ENERGIJEENERGIJE

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 2

Direktna Sunčeva energija može da se koristi u praksi njenom transformacijom u toplotnu, električnu i hemijsku energiju.

Uređaji kojima se transformiše Sunčeva energija u toplotnu energiju nazivaju se skupljači Sunčeve energije ili solarni kolektori.

Prema konstrukciji i načinu funkcionisanja solarni kolektori se dele na:

• ravne (100 ْ C)• fokusirajuće (3000 ْ C)

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 3

Ravni solarni kolektori

Sastoje se iz tri osnovna dela:

- apsorber – ravna ploča od materijala koji dobro apsorbuje Sunčevo zračenje, premazana matcrnom bojom kroz koju prolazi radni (transportni) fluid

- toplotna izolacija – sprečava gubitke toplote preko bočnih strana i dna kolektora

- zastakljenje (pokrivači) – obezbeđuje efekat staklene bašte i štiti kolektor (apsorber) od uticaja spoljašnje sredine

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 4

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 5

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 6

o zmijasto izvedene cevio paralelno učvršćene cevi za ploču apsorbera

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 7

Apsorber

Najvažniji i najosetljiviji deo solarnog kolektora

Izmenjivač toplote

Izrađuje se od bakra, aluminijuma, čelika i mangana

Površine mu se boje matcrnom ili nekom specijalnom bojom u tankom sloju zbog čega se dele na one sa:

- neselektivnom

- selektivnom površinom

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 8

U cilju efikasnije razmene toplote površine apsorbera i radnog fluida, on treba da ime što bolju provodljivost i da njihov kontakt bude što je moguće intimniji

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 9

Jedan od načina izrade profila apsorbera je i tkz. rolbond postupak

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 10

U poslednje vreme se u cilju efikasnije izmene toplote koristi tkz. vodno – filmski efekat pomoću pločastog apsorbera

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 11

Razni tipovi solarnih kolektora

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 12

Ima ulogu da obezbedi efekat staklene bašte i da štiti apsorber od uticaja spoljne sredine

On je u vidu staklene ploče ili plastičnih

folija izrađenih od staklenih vlakana i raznih

vrsta polietilena

Pri izboru kolektora treba imati u vidu:• Kvalitet stakla (pokrivača)• Debljinu pokrivača• Broj pokrivača• Rastojanje pokrivača od apsorbera

Prednji pokrivač solarnog kolektora

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 13

Kutija ili kućište solarnog kolektora može da bude od metala ili od plastike, pri čemu mora da obezbedi potpunu izolaciju i zaptivanje svih delova solarnog kolektora (bočnih strana i dna).

Izolacioni materijali koji se koriste su: Staklena vuna (5 – 10mm) Sintetički penasti materijali (poliuretan, stiropor,..)

Izolacija i zaptivanje solarnih kolektora

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 14

Radni fluid je vazduh

Sastoje se takođe od apsorbera, izolacije i pokrivača

Pored efekta staklene bašte kod njih postoje i efekat suprotnog (povratnog) strujanja vazduha i efekat rebrastih površina apsorbera

Odlikuje ih jednostavnost konstrukcije, manje (nikakve) komplikacije vezane za vlaženje i koroziju

Vazdušni solarni kolektori

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 15

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 16

Toplotna energija dobijena Sunčevim zračenjem koristi se za niskotemperatursko zagrevanje potrošne vode, zagrevanje objekata i grejanje vode u otvorenim i zatvorenim bazenima.

Količina dobijene toplotne energije zavisi od stepena korisnosti.Stepen korisnosti solarnog kolektora je funkcija itenziteta Sunčevog

zračenja i toplotnih gubitaka.

Itenzitet Sunčevog zračenja zavisi od geografske širine određenog mesta, godišnjeg doba, doba dana i stanja atmosfere.

Toplotni gubici zavise od nagiba kolektora u odnosu na horizont, koeficijenta emisije apsorbera, broja pokrivača, koef. prelaza toplote između pokrivača i spoljnjeg vazduha,..

Primena solarne energije

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 17

Zavisnost itenziteta Sunčevog zračenja koje dospeva na površinu na Zemlji i ugla koji obrazuju Sunčevi zraci sa ovom površinom (solarnog kolektora)

Dva prividna kretanja Sunca: dnevno i godišnje

Optimalni nagibni ugao solarnog kolektora

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 18

Qk – korisna snaga ravnog solarnog kolektora

Qs – snaga Sunčevog zračenja

Qp – primljena snaga

Qg – toplotni gubici

Stepen korisnosti ravnog solarnog kolektora

s

k

Q

Q

gsgpk QQQQQ

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 19

Q1 – zračenje toplote prednjeg pokrivača u okolinu

Q2 – konvektivno odavanje toplote pokrivača

Q3 – gubitak usled toplotne provodljivosti

Δt = ts – to

αs – koeficijent zračenja toplote pokrivača u okolinu

αc – koeficijent konvektivnog odavanja toplote pokrivača

k – koeficijent gubitaka usled toplotne provodljivosti

→

321 QQQQg

tktkttQQQQ cscsg 321

kk csu tkQ ug

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 20

→s

us

Q

tkQ

su Q

tk

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 21

Stepen korisnosti ravnog solarnog kolektora u zavisnosti od itenziteta

Sunčevog zračenja

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 22

a) tr = 40 ْ C, η = 45%,

zagrevanje vode od 10 ْ C do 40 ْ C

b) tr = 60 ْ C, η = 30%,

zagrevanje vode od 10 ْ C do 60 ْ C

c) tr = 80 ْ C, η = 20%,

zagrevanje vode od 10 ْ C do 80 ْ C

Broj litara tople vode koja se može dobiti dnevno pomoću solarnog kolektora za svaki mesec u toku godine za mesto na 45 ْ severne geografske širine

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 23

Energija dobijena pomoću solarnog kolektora za svaki od navedenih slučajeva u toku cele godine, iznosi:

22

1 440104012600860

1

kWhmKkgkgK

kWhmtcmQ

22

2 37010606360860

1

kWhmKkgkgK

kWhmtcmQ

22

3 18810802310860

1

kWhmKkgkgK

kWhmtcmQ

13.04.23 NOVAK NIKOLIĆ 24

HVALA NA PAŽNJIHVALA NA PAŽNJI