Зеркальные концентраторы, повышающие КПД, для солнечных коллекторов

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Вариант Алексея rum1966, только в масштабе)

https://vimeo.com/113621184
https://www.youtube.com/watch?v=t3gl_dg68ik

 

Не совсем уловили смысл моей идеи...)

 

В вашем разговоре главное определиться с понятием "слабое освещение" - оно направленное или рассеянное. От этого зависит кто прав.

 

А какая разница?
У концентратора два лишних звена.
1. Отражение от зеркала и расфокусировка, множитель 0.7-0.8 на КПД приемника.
2. Высокий тепловой напор на приемнике сконцентрированного излучения, который чем больше тем хуже преобразование излучения в тепло.

При слабом освещение второй фактор нивелируется, но первый никуда не девается.

 

Они или я?...)

 

Тут нужно уточнить, КПД вроде да, немного меньше, чем у вакуумников, где-то - 10% (плоские обычные без вакуумирования, вообще не берем в счет, зимой они почти бесполезны).

Мне вакуумники тоже нравятся по своему и я хочу разобраться.
1 - что выгодней сделать самодельный концентратор из алонода, зеркал .. или вакуумник? Что будет дешевле на 1 квт мощности?
2 - я планирую поставить турбину и получать электричество, мне нужна температура около 300..400С пара смогут ли это обеспечить трубки?
3 - как на счет града с трубками? У нас бывает иногда.
4 - как трубки ведут себя при отрицательных температурах? Тема в этом разделе есть про "трубки и разочарование", как-то не радует.
п. с. у нас сейчас трубки есть по 200 гр (около за 8 баксов) за штуку 1.8.м диаметр 5см

 

Чи себе такое сделать?
Только поменьше и на колесах с приводом и рулежкой. Выкатил такое на огород и пусть себе крутится, не понравилось - переехал. И высокое чтоб снизу была тень и можно было в низу ходить.

 

Достаточно ответить на 2й вопрос в пользу концентраторов: с вакуумными трубками не достигнуть температуры 300...400гр.С.

 

Вам нужен КПД или горячая вода в баке? Стоит ли мериться КПД или всё-таки производительностью?

Пиковая мощность вакуумной трубки 56 Вт. Используя коллектор, состоящий, например, из 20 трубок, можно надеяться на получение тепловой мощности в диапазоне 700 – 1100Вт. Следует, однако, заметить, что и потери тоже умножатся на 20, и составят 100 – 130Вт. Т. е. в батарее из 20 трубок 3-4 трубки работают только на компенсацию той энергии, которую «растранжирили» остальные 17-16 трубок. Надо еще учесть, что при соединении трубок в единый блок тоже появятся потери, и еще пара трубок вынуждена будет работать на их компенсацию.
Отсюда напрашивается вывод, что для повышения эффективности коллекторов, состоящих из большого количества трубок, необходимо повышать мощность каждой трубки при сохранении на прежнем уровне величины потерь. Основным каналом потерь в вакуумных трубках является хвостовая часть и горловина. Поэтому, при увеличении длины трубки будет возрастать мощность, а величина основных потерь останется без изменений. Этим объясняется и то, что трубки длиной 180см пользуются бóльшим спросом, чем трубки длиной 50 и 85см. А в последнее время начался выпуск трубок длиной более 2-х метров.
Увеличение мощности каждой трубки при сохранении прежнего уровня потерь, это перспективное направление улучшения параметров коллекторов. В настоящее время эта задача решается путем увеличения длины трубок, так как основные каналы потерь, сосредоточенные в районе горловины и в хвостовой части, практически не зависят от длины трубки.
Другой подход заключается в том, чтобы увеличить плотность мощности солнечного излучения, приходящего на каждую трубку, и тем самым сократить количество трубок вплоть до одной. Это достигается использованием концентраторов самых разнообразных конструкций. И при этом молчаливо предполагается, что полезная мощность возрастает пропорционально увеличению плотности потока, а потери энергии в трубке не изменяются.
Если предположить, что плотность мощности солнечного излучения в момент проведения эксперимента составляла 1000Вт/м2, то концентратор должен был бы собрать 585 Вт (0,78х0,75=0,585м2) тепловой энергии. Допустим КПД системы концентратор-вакуумная трубка 75%, то до теплоносителя (в нашем случае вода в трубке) дойдёт 435 Вт. Аналогично мощность тепловых потерь равна 6,9 Вт. Т. е., полезная мощность возросла в 10 раз, а потери тепла в трубке не изменились. Таким образом, применение концентратора увеличивает мощность трубки, и не влияет на величину потерь. И более того, даже нет особого смысла рассматривать баланс мощности для трубок, работающих с концентратором, так как мощность потерь очень мала по сравнению с полезной мощностью.
Какие еще преимущества может дать применение концентраторов, кроме рассмотренного выше, повышения эффективности за счет уменьшения потерь?
Ширина концентратора 75см. Ширина коллектора из 10-и вакуумных трубок фирмы равна 100см. Таким образом, концентратор экономит место, более рационально использует пространство. Вес сухого коллектора из 10-и трубок составляет 21 кг, а одной заправленной трубки с концентратором, готовой к работе, всего 6,6кг. Это более чемв 3 раз меньше! Если по габаритам выигрыш составляет 25%, то по весу выигрыш более 300%. Причем, чем больше в батарее трубок, тем больше выигрыш.
Возможность постоянного слежения за солнцем от восхода до заката приводит к повышению производительности гелиосистемы в 1,5-1,7 раза. Это особенно актуально в северных районах, где солнце по азимуту описывает дугу в 250-280 градусов, а трубчатый коллектор эффективно собирает тепло лишь в угле 120-130 градусов.

Только двух последних преимуществ достаточно, чтобы серьезно заняться разработкой, исследованиями и производством солнечных коллекторов с применением концентраторов солнечного излучения.

Дополнительно сравнение различных методов получения горячей воды с помощью солнечной энергии http://syneko.etov.com.ua/articles/18000-Sravnenie-razlichnih-metodov-polucheniya-goryachey-vodi-s-pomoshchyu-solnechnoy-energii.html

 

Не надейтесь... http://www.fptl.ru/spravo4nik/davlenie-vodyanogo-para.html
Даже при температуре 300 гр. Цельсия, давление должно составить 85 атмосфер - никакие вакуумные трубки этого давления не выдержат.
Сомневаюсь что они и дополнительную атмосферу выдержат - это 120 гр. Цельсия...

 

6 вариантов получения электричества с солнечных коллекторов в ролике Сергея Юрко

 

В добавок к тому, что сказал Dimannby за концентраторы, хочу еще раз обратить внимание, что зависимость полного кпд от дельты температур теплоносителя и окр. среды у систем с концентраторами более пологая, у вакуумных трубок покруче, у плоских коллекторов совсем крутая (уходят вниз). Таким образом уже при дельте в 60-70 градусов кпд трубок сравниваются с кпд концентраторов, а при большей дельта и вовсе меньше. Это еще один плюс для концентраторов. Разница в 70 градусов это 50 гр. теплоносителя при -20 гр. на улице, что весьма актуально (и даже большие дельты) для многих солнечных регионов нашей страны (Дальний Восток, частично Сибирь и пр.)

 

По паспорту трубки расчитаны на давление до 6 атм. К тому же в качестве теплоносителя не обязательно использовать воду, при температурах 300-400 гр. лучше использовать масло, не кипит. И передавать тепло от масла воде в теплообменике + догревать (перегревать) пар перед турбиной.

 

не ну, понятно что вода не в самих трубках, будет доводиться до состояния и давления пара, а через тепловую передачу.

Порыл больше по трубкам. почитал сообщение Dimannby, стало все понятно, трубки по сравнению с концентраторами нервно курят в сторонке. Понятно, что для простого обывателя проще конечно купить готовое изделие, но для самодельщика, если тема интересна, то заняться концентраторами имеет смысл. В итоге получается конструкция и мощнее за те же деньги и надежней, да и как по мне 1.2 мм толщина стенок трубок, да еще и под вакуумом - детская, наш град раз в год лупит редко но метко, может их разбить. Да и утилизация тепла опять же серьезная проблема.

Мне больше всего, пока понравилась конструкция Израильтян. Так деньги считать умеют, вероятно такая конструкция оптимальна.

Миргородская станция Сергея, тоже достойна уважения, мега дешева и довольно неплохо продуманная, простая в реализации. Он взял дешевизной и большей площадью, тоже, что может выдать меньшая, поворотная и более дорогая за сутки. Безусловно респект, но мне негде такую большую площадь разместить. Было бы где - не заморачивался, кинул бы метров 30 в 2 ряда с тепло аккумом.
Места особо нет. Поэтому буду думать про поворотную.

 

Очередная серия Вадима Павловского из Одессы

Его стартап http://na-starte.com/project/solnechnyi-kollektor_522/. Кстати, необходимую сумму для реализации его проект собрал.