في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كان هناك العديد من المدارس العلمية والهندسية لإمداد الحرارة الشمسية: موسكو (ENIN ، IVTAN ، MEI ، إلخ) ، كييف (KievZNIIEPIO ، معهد كييف للهندسة المدنية ، معهد الفيزياء الحرارية التقنية ، إلخ) ، طشقند (الفيزياء و معهد التكنولوجيا التابع لأكاديمية العلوم الأوزبكية SSR ، TashZNIIEP) ، عشق آباد (معهد الطاقة الشمسية التابع لأكاديمية العلوم في TSSR) ، تبليسي ("Spetshelioteplomontazh"). في التسعينيات ، انضم متخصصون من كراسنودار ، ومجمع الدفاع (مدينة Reutov في منطقة موسكو وكوفروف) ، ومعهد التقنيات البحرية (فلاديفوستوك) ، و Rostovteploelektroproekt في هذا العمل. تم إنشاء المدرسة الأصلية لمحطات الطاقة الشمسية في أولان أودا بواسطة G.P. كساتكين.
يعد التسخين الشمسي أحد أكثر تقنيات تحويل الطاقة الشمسية تقدمًا في العالم للتدفئة والماء الساخن والتبريد. في عام 2016 ، بلغت السعة الإجمالية لأنظمة التدفئة الشمسية في العالم 435.9 جيجاوات (622.7 مليون متر مربع). في روسيا امدادات الحرارة الشمسيةلم يتلق بعد استخدامًا عمليًا واسع النطاق ، والذي يرتبط في المقام الأول بالتعريفات المنخفضة نسبيًا للتدفئة والكهرباء. في نفس العام في بلدنا ، وفقًا لبيانات الخبراء ، تم تشغيل حوالي 25 ألف متر مربع فقط من محطات الطاقة الشمسية. في التين. 1 يُظهر صورة لأكبر محطة للطاقة الشمسية في روسيا في مدينة ناريمانوف بمنطقة أستراخان ، بمساحة 4400 متر مربع.
مع الأخذ في الاعتبار الاتجاهات العالمية في تطوير الطاقة المتجددة ، فإن تطوير إمدادات الحرارة الشمسية في روسيا يتطلب فهم التجربة المحلية. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أن أسئلة الاستخدام العملي للطاقة الشمسية في الاتحاد السوفياتي على مستوى الدولة نوقشت في عام 1949 في الاجتماع الأول لعموم الاتحاد حول هندسة الطاقة الشمسية في موسكو. تم إيلاء اهتمام خاص لأنظمة التدفئة الشمسية النشطة والسلبية في المباني.
تم تطوير مشروع النظام النشط وتنفيذه في عام 1920 من قبل الفيزيائي V.A.Mikhelson. في الثلاثينيات من القرن الماضي ، تم تطوير أنظمة التدفئة الشمسية السلبية من قبل أحد المبادرين لتكنولوجيا الطاقة الشمسية - المهندس المعماري بوريس كونستانتينوفيتش بوداشكو (مدينة لينينغراد). في نفس السنوات ، أجرى دكتور في العلوم التقنية البروفيسور بوريس بتروفيتش فاينبرغ (لينينغراد) بحثًا عن موارد الطاقة الشمسية في الاتحاد السوفيتي وطور الأسس النظرية لبناء محطات الطاقة الشمسية.
في 1930-1932 طور KG Trofimov (مدينة طشقند) واختبر سخان هواء شمسي بدرجة حرارة تصل إلى 225 درجة مئوية. أحد رواد تطوير مجمعات الطاقة الشمسية وأنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية (DHW) كان دكتوراه. بوريس فالنتينوفيتش بيتوخوف. في كتابه عام 1949 ، سخانات المياه بالطاقة الشمسية نوع أنبوبي»أثبت جدوى التطوير والحلول التصميمية الرئيسية لمجمعات الطاقة الشمسية المسطحة (SC). بناءً على عشر سنوات من الخبرة (1938-1949) في بناء محطات الطاقة الشمسية لأنظمة الإمداد بالمياه الساخنة ، طور منهجية لتصميمها وبنائها وتشغيلها. وهكذا ، بالفعل في النصف الأول من القرن الماضي ، تم إجراء بحث في بلدنا على جميع أنواع أنظمة الإمداد بالطاقة الشمسية ، بما في ذلك إمكانات وطرق حساب الإشعاع الشمسي ، ومجمعات الطاقة الشمسية السائلة والهوائية ، والمنشآت الشمسية لتزويد الماء الساخن أنظمة التدفئة الشمسية النشطة والسلبية. ...
في معظم المناطق ، احتل البحث والتطوير السوفياتي في مجال إمداد الحرارة الشمسية مكانة رائدة في العالم. في الوقت نفسه ، لم يتلق تطبيقًا عمليًا واسعًا في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وتم تطويره على أساس المبادرة. لذا ، دكتوراه. قام BV Petukhov بتصميم وبناء العشرات من محطات الطاقة الشمسية مع SC من تصميمه الخاص في المراكز الحدودية لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية.
في الثمانينيات ، وفي أعقاب التطورات الخارجية التي سببها ما يسمى بـ "أزمة الطاقة العالمية" ، التطورات المحليةفي مجال الطاقة الشمسية بشكل كبير. البادئ بالتطورات الجديدة كان معهد الطاقة. G.M Krzhizhanovsky في موسكو (ENIN) ، التي تراكمت لديها خبرة في هذا المجال منذ عام 1949.
الرئيس لجنة الدولةفي العلوم والتكنولوجيا ، زار الأكاديمي V.A.Kirillin عددًا من الأوروبيين المراكز العلمية، الذي بدأ بحثًا وتطويرًا مكثفًا في مجال الطاقة المتجددة ، وفي عام 1975 ، وفقًا لتعليماته ، كان معهد درجات الحرارة العالية التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية في موسكو (الآن المعهد المشترك لدرجات الحرارة المرتفعة ، JIHT RAS) متصلة للعمل في هذا الاتجاه.
في الثمانينيات من القرن الماضي ، بدأ معهد موسكو لهندسة الطاقة (MEI) ، ومعهد موسكو للهندسة المدنية (MISS) ، ومعهد All-Union للسبائك الخفيفة (VILS ، موسكو) في المشاركة في البحث في مجال إمداد الحرارة الشمسية في الثمانينيات.
تم تنفيذ تطوير المشاريع التجريبية لمحطات الطاقة الشمسية عالية الطاقة من قبل المعهد المركزي للبحث والتصميم للتصميم التجريبي (TsNII EPIO ، موسكو).
ثاني أهم مركز علمي وهندسي لتطوير إمدادات الحرارة الشمسية كان كييف (أوكرانيا). كانت المنظمة الرئيسية في الاتحاد السوفيتي لتصميم محطات الطاقة الشمسية للإسكان والخدمات المجتمعية ، State Grazhdanstroy في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، هي معهد كييف للبحث والتصميم (KievZNIIEP). تم إجراء البحث في هذا الاتجاه من قبل معهد كييف للهندسة والبناء ، ومعهد الفيزياء الحرارية التقنية التابع لأكاديمية العلوم بأوكرانيا ، ومعهد مشاكل علوم المواد التابع لأكاديمية العلوم الأوكرانية الاشتراكية السوفياتية ومعهد كييف للديناميكا الكهربية .
كان المركز الثالث في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية هو مدينة طشقند ، حيث شارك في البحث المعهد الفيزيائي التقني التابع لأكاديمية العلوم في جمهورية أوزبكستان الاشتراكية السوفياتية ومعهد ولاية كارشي التربوي. تم تنفيذ تطوير مشاريع محطات الطاقة الشمسية من قبل معهد طشقند للأبحاث والتصميم TashZNIIEP. الخامس الوقت السوفياتيتم التعامل مع إمدادات الحرارة الشمسية من قبل معهد الطاقة الشمسية التابع لأكاديمية العلوم التركمانية الاشتراكية السوفياتية في مدينة عشق أباد. في جورجيا ، أجريت دراسات عن مجمعات الطاقة الشمسية ومحطات الطاقة الشمسية من قبل جمعية "Spetshelioteplomontazh" (تبليسي) والمعهد الجورجي لأبحاث الطاقة والهياكل الهيدروليكية.
في التسعينيات في الاتحاد الروسي ، متخصصون من مدينة كراسنودار ، مجمع الدفاع (JSC "MIC" NPO Mashinostroeniya "، Kovrov Mechanical Plant) ، معهد التقنيات البحرية (مدينة فلاديفوستوك) ،" Rostovteploelektroproekt "، كمعهد سوتشي لعلم المياه المعدنية. مراجعة قصيرةيتم عرض المفاهيم العلمية والتطورات الهندسية في العمل.
في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، كانت المؤسسة العلمية الرئيسية لإمداد الحرارة الشمسية هي معهد الطاقة (ENIN * ، موسكو) ( تقريبا. مؤلف: تم وصف نشاط ENIN في مجال إمداد الحرارة الشمسية بشكل كامل من قبل دكتور في العلوم التقنية ، البروفيسور بوريس فلاديميروفيتش تارنيشيفسكي (1930-2008) في مقال "الدائرة الشمسية" من مجموعة "ENIN". ذكريات الموظفين الأقدم "(2000).) ، الذي تم تنظيمه في عام 1930 وترأسه حتى الخمسينيات من القرن الماضي من قبل زعيم صناعة الطاقة السوفيتية ، وهو صديق شخصي لفي لينين - جليب ماكسيميليانوفيتش كرزيزانوفسكي (1872-1959).
في ENIN ، بمبادرة من GMKrzhizhanovsky ، تم إنشاء مختبر للهندسة الشمسية في الأربعينيات من القرن الماضي ، والذي ترأسه في البداية دكتور في العلوم التقنية ، البروفيسور FFMolero ، ثم لعدة سنوات (حتى عام 1964) بواسطة دكتور في التقنية العلوم. ، البروفيسور فالنتين ألكسيفيتش بوم (1904-1985) ، يجمع بين واجبات رئيس المختبر وعمل نائب مدير ENIN.
أدرك VA Baum على الفور جوهر الأمر وقدم نصائح مهمة لطلاب الدراسات العليا بشأن استمرار أو إكمال العمل. استذكر طلابه الندوات المختبرية بامتنان. لقد كانوا ممتعين للغاية وعلى مستوى جيد حقًا. كان VA Baum عالماً واسع المعرفة ورجلًا يتمتع بثقافة عالية وحساسية ولباقة كبيرة. احتفظ بكل هذه الصفات لشيخوخة ناضجة ، مستخدمًا حب واحترام طلابه. وقد تميز هذا الشخص الاستثنائي باحترافية عالية ونهج علمي ولياقة. تم إعداد أكثر من 100 مرشح ودكتوراه تحت إشرافه.
منذ عام 1956 B.V. Tarnizhevsky (1930-2008) هو طالب دراسات عليا في V.A. Baum وخليفة جديرة بأفكاره. وقد تميز هذا الشخص الاستثنائي باحترافية عالية ونهج علمي ولياقة. من بين العشرات من طلابه كاتب هذا المقال. في ENIN B.V. عمل Tarnizhevsky حتى الأيام الأخيرة من حياته لمدة 39 عامًا. في عام 1962 ، ذهب للعمل في معهد أبحاث عموم روسيا لمصادر الطاقة ، الموجود في موسكو ، وبعد 13 عامًا ، عاد إلى ENIN.
في عام 1964 ، بعد انتخاب VA Baum كعضو كامل في أكاديمية العلوم في جمهورية تركمانستان الاشتراكية السوفياتية ، غادر إلى عشق آباد ، حيث ترأس المعهد التقني التقني. أصبح يوري نيكولايفيتش ماليفسكي (1932-1980) خليفته كرئيس لمختبر تكنولوجيا الطاقة الشمسية. في السبعينيات ، طرح فكرة إنشاء محطة طاقة شمسية تجريبية في الاتحاد السوفيتي بسعة 5 ميجاوات من نوع برج مع دورة تحويل ديناميكي حراري (SES-5 ، وتقع في شبه جزيرة القرم) وقاد فريق واسع النطاق من 15 منظمة لتطويرها وبنائها.
فكرة أخرى عن Yu. N. Malevsky كانت إنشاء قاعدة تجريبية معقدة للحرارة الشمسية وإمدادات البرودة على الساحل الجنوبي لشبه جزيرة القرم ، والتي ستكون في نفس الوقت كائنًا تجريبيًا كبيرًا إلى حد ما ومركز أبحاث في هذا المجال. لحل هذه المشكلة ، عادت شركة B.V. Tarnizhevsky في عام 1976 إلى ENIN. في هذا الوقت ، كان المختبر الشمسي يضم 70 شخصًا. في عام 1980 ، بعد وفاة Yu.N. Malevsky ، تم تقسيم مختبر تكنولوجيا الطاقة الشمسية إلى مختبر لمحطات الطاقة الشمسية (برئاسة V.A. B.V. Tarnizhevsky ، الذي كان يعمل في إنشاء قاعدة القرم لتزويد الحرارة والبرودة. قبل انضمامه إلى ENIN ، كان I.V. Baum مسؤولًا عن مختبر في NPO "Sun" التابع لأكاديمية العلوم التركمانية الاشتراكية السوفياتية (1973-1983) في عشق أباد.
في ENIN ، كان I.V. Baum مسؤولاً عن مختبر SES. في الفترة من 1983 إلى 1987 ، فعل الكثير لإنشاء أول محطة للطاقة الشمسية الديناميكية الحرارية في الاتحاد السوفياتي. في الثمانينيات ، وصل العمل على استخدام مصادر الطاقة المتجددة ، وقبل كل شيء ، الطاقة الشمسية إلى أكبر تحول في المعهد. في عام 1987 ، تم الانتهاء من بناء القاعدة التجريبية لشبه جزيرة القرم في منطقة ألوشتا. لتشغيله ، تم إنشاء مختبر خاص في الموقع.
في الثمانينيات من القرن الماضي ، شارك مختبر الإمداد بالطاقة الشمسية في تنفيذ مجمعات الطاقة الشمسية في الإنتاج الصناعي الضخم ، وإنشاء منشآت لإمداد الطاقة الشمسية والمياه الساخنة ، بما في ذلك التركيبات الكبيرة التي تبلغ مساحتها أكثر من 1000 متر مربع ، و مشاريع أخرى واسعة النطاق.
كما تذكر BV Tarnizhevsky ، في مجال الإمداد بالطاقة الشمسية في الثمانينيات ، كانت أنشطة Sergei Iosifovich Smirnov لا يمكن الاستغناء عنها ، حيث شارك في إنشاء أول منزل مرجل يعمل بالوقود الشمسي في البلاد لأحد الفنادق في Simferopol ، وعدد من منشآت الطاقة الشمسية الأخرى ، في تطوير تقنيات التصميم لتصميم منشآت التدفئة الشمسية. كان SI Smirnov شخصية ملحوظة للغاية وشعبية في المعهد.
خلق الفكر القوي جنبًا إلى جنب مع اللطف وبعض الاندفاع في الشخصية سحرًا فريدًا لهذا الشخص. عمل كل من Yu. L. Myshko و BM Levinsky وغيرهم من المتعاونين معه في مجموعته. طورت مجموعة تطوير الطلاء الانتقائي ، برئاسة Galina Aleksandrovna Gukhman ، تقنية للترسيب الكيميائي لطلاءات ماصة انتقائية على ممتصات مجمعات الطاقة الشمسية ، بالإضافة إلى تقنية لتطبيق طلاء انتقائي مقاوم للحرارة على أجهزة الاستقبال الأنبوبية للإشعاع الشمسي المركّز.
في أوائل التسعينيات ، قدم مختبر التسخين الشمسي القيادة العلمية والتنظيمية لمشروع تجميع الطاقة الشمسية من الجيل الجديد الذي كان جزءًا من برنامج الطاقة المستدامة. بحلول عام 1993-1994 ، نتيجة لأعمال البحث والتطوير ، كان من الممكن إنشاء تصميمات وتنظيم إنتاج مجمعات الطاقة الشمسية التي لا تكون أدنى من نظيراتها الأجنبية من حيث الخصائص الحرارية والتشغيلية.
تحت قيادة B.V. Tarnizhevsky ، مشروع GOST 28310-89 “مجمعات الطاقة الشمسية. عام الشروط الفنية". لتحسين تصميمات المجمعات الشمسية المسطحة (PSK) ، اقترح بوريس فلاديميروفيتش معيارًا عامًا: حاصل قسمة تكلفة المجمع على كمية الطاقة الحرارية المتولدة منه خلال فترة الخدمة المقدرة.
في السنوات الأخيرة من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تحت قيادة دكتور في العلوم التقنية ، البروفيسور بي. ماصات ومواد بوليمر عازلة شفافة ، تصميمان لمجمعات الهواء. تم تطوير تقنيات لتنمية مقاطع الألمنيوم ذات الأنابيب الصفائحية من المصهور ، وهي تقنية لصنع الزجاج المقوى ، وتطبيق طلاء انتقائي.
تم إنتاج تصميم مجمع الطاقة الشمسية ، الذي طورته ENIN ، بكميات كبيرة بواسطة مصنع Bratsk لمعدات التدفئة. جهاز الامتصاص عبارة عن لوح فولاذي ملحوم مختوم بطلاء جلفاني انتقائي "كروم أسود". هيكل مزور (حوض) - صلب ، زجاج - شباك ، ختم زجاجي - تخصص (جيرلان). سنويًا (وفقًا لبيانات عام 1989) ، أنتج المصنع 42.3 ألف متر مربع من المجمعات.
طورت B.V. Tarnizhevsky طرقًا لحساب أنظمة الإمداد الحراري النشطة والسلبية للمباني. من عام 1990 إلى عام 2000 ، تم اختبار 26 مجمّعًا مختلفًا للطاقة الشمسية في جناح ENIN ، بما في ذلك جميع المنتجات المنتجة في الاتحاد السوفياتي وروسيا.
في عام 1975 ، انضم معهد درجات الحرارة العالية التابع لأكاديمية العلوم (IVTAN) تحت قيادة عضو مراسل في الأكاديمية الروسية للعلوم ، دكتور في العلوم التقنية ، البروفيسور إيوالد إميليفيتش شبيلرين (1926-2009) إلى العمل في مجال طاقة متجددة. تم وصف عمل IVTANA في الطاقة المتجددة بالتفصيل بواسطة دكتوراه. أو إس. Popel في مقال “JIHT RAS. النتائج والآفاق "من مجموعة مقالات اليوبيل للمعهد في عام 2010. في وقت قصير ، بالتعاون مع منظمات التصميم ، تم تطوير وإثبات المشاريع المفاهيمية للمنازل "الشمسية" في جنوب البلاد ، وتم تطوير طرق النمذجة الرياضية لأنظمة الإمداد بالطاقة الشمسية ، وتصميم أول ميدان اختبار علمي روسي " بدأت الشمس "على ساحل بحر قزوين بالقرب من مدينة محج قلعة.
في ICT RAS ، تم أولاً إنشاء مجموعة علمية ، ثم مختبر تحت قيادة Oleg Sergeevich Popel ، حيث يتم ، جنبًا إلى جنب مع موظفي مكتب التصميم الخاص التابع لـ ICT RAS ، إلى جانب ضمان التنسيق والحساب والنظرية تبرير المشاريع التي يجري تطويرها ، بدأ البحث في مجال إنشاء الطلاءات الكهروكيميائية الضوئية الانتقائية لمجمعات الطاقة الشمسية ، وتطوير ما يسمى ب "البرك الشمسية" ، وأنظمة التدفئة الشمسية مع المضخات الحرارية ، ومحطات التجفيف بالطاقة الشمسية ، وتم تنفيذ العمل في اتجاهات أخرى.
كانت إحدى النتائج العملية الأولى لفريق ICT RAS هي بناء "منزل شمسي" في قرية Merdzavan ، منطقة Echmiadzin في أرمينيا. أصبح هذا المنزل أول "منزل شمسي" تجريبي موفر للطاقة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، ومجهز بمعدات التشخيص التجريبية اللازمة ، والتي كان المصمم الرئيسي للمشروع ، M. S. Kalashyan من معهد "Armgiproselkhoz" 100٪ أمن منزلي ماء ساخنوتغطية حمولة تدفئة تزيد عن 50٪.
كانت النتيجة العملية الأخرى المهمة هي تقديم معدات التدفئة في مصنع براتسك لمعدات التدفئة التي طورها M.D. هذا المصنع في ICT RAS.
في منتصف الثمانينيات ، تم تشغيل موقع اختبار "Solntse" الخاص بـ ICT RAS في داغستان. يقع المكب على مساحة 12 هكتارا ، ويضم ، إلى جانب مباني المعامل ، مجموعة من "البيوت الشمسية" بأنواعها المختلفة ، ومجهزة بمجمعات الطاقة الشمسية ومضخات الحرارة. تم إطلاق أحد أكبر محاكيات الإشعاع الشمسي في العالم (في ذلك الوقت) في موقع الاختبار. كان مصدر الإشعاع عبارة عن مصباح زينون بقوة 70 كيلو وات ، مزود بمرشحات بصرية خاصة ، مما جعل من الممكن تنظيم طيف الإشعاع من الغلاف الجوي (AM0) إلى الأرضي (AM1.5). جعل إنشاء جهاز المحاكاة من الممكن إجراء اختبارات المقاومة المتسارعة مواد متعددةوالدهانات للإشعاع الشمسي ، فضلاً عن اختبار المجمعات الشمسية والوحدات الكهروضوئية على نطاق واسع.
لسوء الحظ ، في التسعينيات ، بسبب الانخفاض الحاد في تمويل الميزانية للبحث والتطوير ، كان لا بد من تجميد معظم المشاريع التي بدأها ICT RAS في الاتحاد الروسي. للحفاظ على اتجاه العمل في مجال الطاقة المتجددة ، تم إعادة توجيه البحث والتطوير في المختبر إلى التعاون العلمي مع المراكز الأجنبية الرائدة. تم تنفيذ المشاريع في إطار برامج INTAS و TASIS ، والبرنامج الإطاري الأوروبي لتوفير الطاقة ، ومضخات الحرارة والامتصاص الشمسي وحدات التبريد، والتي ، من ناحية أخرى ، جعلت من الممكن تطوير الكفاءات العلمية في مجالات العلوم والتكنولوجيا ذات الصلة ، لإتقان واستخدام في تطبيقات الطاقة المختلفة الأساليب الحديثة النمذجة الديناميكيةمحطات توليد الكهرباء (دكتوراه S. E. فريد).
بمبادرة وبقيادة O.S Popel ، بالاشتراك مع جامعة موسكو الحكومية (Ph.D. S.V. Kiselev) ، تم تطوير أطلس لموارد الطاقة الشمسية في الاتحاد الروسي ، ونظام المعلومات الجغرافية لمصادر الطاقة المتجددة في روسيا "(Gisre. ru). جنبا إلى جنب مع معهد "Rostovteploelektroproekt" (Ph.DAA Chernyavsky) ، تم تطوير وبناء واختبار تركيبات الطاقة الشمسية مع مجمعات الطاقة الشمسية لمصنع كوفروف الميكانيكي للتدفئة وأنظمة الإمداد بالماء الساخن في المرصد الفيزيائي الفلكي الخاص التابع لأكاديمية العلوم الروسية في كاراشاي -شركيسيا. أنشأ JIHT RAS المنصة الحرارية الهيدروليكية الوحيدة المتخصصة في روسيا للاختبار الحراري الشامل لمجمعات الطاقة الشمسية ومحطات الطاقة الشمسية وفقًا للمعايير الروسية والأجنبية ، وقد تم وضع توصيات لاستخدام محطات الطاقة الشمسية في مناطق مختلفة من الاتحاد الروسي. يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول بعض نتائج البحث والتطوير للمعهد المشترك لدرجات الحرارة العالية التابع لأكاديمية العلوم الروسية في مجال الطاقة المتجددة في كتاب OS Popel و VE Fortov "الطاقة المتجددة في العالم الحديث" .
في معهد موسكو لهندسة الطاقة (MPEI) ، تم التعامل مع قضايا إمدادات الحرارة الشمسية بواسطة دكتوراه. V. I. Vissarionov ، دكتوراه في العلوم التقنية B. I. Kazandzhan و Ph.D. إم فالوف.
ترأس V. I. Vissarionov (1939-2014) قسم "مصادر الطاقة المتجددة غير التقليدية (في 1988-2004). تحت قيادته ، تم تنفيذ العمل على حساب موارد الطاقة الشمسية ، وتطوير إمدادات الحرارة الشمسية. نشر MI Valov مع فريق MPEI في 1983-1987 عددًا من المقالات حول دراسة محطات الطاقة الشمسية. أحد الكتب الأكثر إفادة هو عمل MI Valov و BI Kazandzhan "أنظمة الإمداد بالطاقة الشمسية" ، والتي بحثت في قضايا التركيبات الشمسية منخفضة الإمكانات (الرسوم البيانية التخطيطية ، البيانات المناخية ، خصائص SC ، تصميمات SC المسطحة) ، الحساب من خصائص الطاقة ، الكفاءة الاقتصاديةاستخدام أنظمة التدفئة الشمسية. دكتوراه في العلوم التقنية طور BI Kazandzhan التصميم وأتقن إنتاج مجمع الطاقة الشمسية المسطح "Altan". ميزة هذا المجمع هي أن جهاز الامتصاص مصنوع من ملف تعريف زعنفة من الألومنيوم ، يتم ضغطه بداخله أنبوب نحاسي، ويستخدم البولي الخلوي كعزل شفاف.
موظف في معهد الهندسة المدنية في موسكو (MISS) ، دكتوراه. قام S.G Bulkin بتطوير مجمعات شمسية متعادلة الحرارة (ممتصات بدون عزل شفاف وعزل حراري للجسم). كان من سمات العمل تزويدهم بسائل تبريد بمقدار 3-5 درجات مئوية تحت درجة الحرارة المحيطة وإمكانية استخدام الحرارة الكامنة لتكثيف الرطوبة وتكوين الصقيع في الهواء الجوي (ألواح امتصاص الشمس). تم تسخين المبرد الحراري الذي تم تسخينه في هذه الألواح بواسطة مضخة حرارية ("هواء-ماء"). تم بناء منصة اختبار مع مجمعات الطاقة الشمسية المحايدة حراريًا والعديد من محطات الطاقة الشمسية في مولدوفا في MISS.
قام معهد All-Union للسبائك الخفيفة (VILS) بتطوير وإنتاج SC مع ممتص ألومنيوم ملحوم مختوم ، وعزل حراري من رغوة البولي يوريثان الهلامية للجسم. منذ عام 1991 ، تم نقل إنتاج SC إلى مصنع باكو لمعالجة السبائك غير الحديدية. في عام 1981 ، طورت VILS إرشادات لتصميم المباني الموفرة للطاقة. في نفوسهم ، لأول مرة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تم دمج جهاز الامتصاص في هيكل المبنى ، مما أدى إلى تحسين اقتصاديات استخدام الطاقة الشمسية. قادة هذا الاتجاه هم دكتوراه. ن.ب.سيليفانوف ودكتوراه. في إن سميرنوف.
معهد البحوث المركزي المعدات الهندسية(TsNII EPIO) في موسكو ، تم تطوير مشروع ، بموجبه تم بناء منزل مرجل يعمل بالوقود الشمسي بسعة 3.7 ميجاوات في عشق أباد ، وتم تطوير مشروع لتركيب مضخة الحرارة الشمسية في فندق Privetlivy Bereg في مدينة Gelendzhik بمساحة 690 م² SK. تستخدم ثلاث مضخات حرارية آلات التبريد MKT 220-2-0 تعمل في وضع المضخات الحرارية باستخدام حرارة مياه البحر.
كانت المنظمة الرائدة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لتصميم المنشآت الشمسية هي معهد KievZNIIEP ، حيث تم تطوير 20 مشروعًا قياسيًا وقابل لإعادة الاستخدام: تركيب قائم بذاته لإمداد الماء الساخن بالطاقة الشمسية مع دوران طبيعي لمبنى سكني فردي ؛ تركيب موحد لإمداد الماء الساخن بالطاقة الشمسية للمباني العامة بسعة 5 ، 7 ، 15 ، 25 ، 30 ، 70 متر مكعب / يوم ؛ وحدات وأجزاء ومعدات المباني السكنية والعامة للبناء الشامل ؛ منشآت إمدادات المياه الساخنة بالطاقة الشمسية للعمل الموسمي بإنتاجية 2.5 ؛ عشرة؛ ثلاثين ؛ 40 ؛ 50 م³ / يوم الحلول التقنية والتوصيات المنهجية لتحويل مراجل التدفئة إلى تركيبات وقود طائرات الهليكوبتر.
طور هذا المعهد العشرات من المشاريع التجريبية ، بما في ذلك أنظمة إمداد المياه بالطاقة الشمسية الساخنة لحمامات السباحة ، وتركيب مضخة الحرارة الشمسية لتزويد الماء الساخن. وفقًا لمشروع KievZNIIEP ، تم بناء أكبر محطة للطاقة الشمسية في الاتحاد السوفياتي لمنزل Kastropol (قرية Beregovoe ، الساحل الجنوبي) في شبه جزيرة القرم بمساحة 1600 متر مربع. في المصنع التجريبي لمعهد KievZNIIEP ، تم إنتاج مجمعات الطاقة الشمسية ، والتي تم تصنيع ممتصاتها من زعنفة الملف. أنابيب الألمنيوممنتجاتنا.
كان منظرو الهندسة الشمسية في أوكرانيا دكتوراه في العلوم. ميخائيل دافيدوفيتش رابينوفيتش (مواليد 1948) ، دكتوراه. أليكسي روفيموفيتش فيرث ، دكتوراه. فيكتور فيدوروفيتش غيرشكوفيتش (1934-2013). لقد كانوا المطورين الرئيسيين لمعايير تصميم المياه الساخنة بالطاقة الشمسية وإرشادات التصميم. درس MD Rabinovich الإشعاع الشمسي ، والخصائص الهيدروليكية لـ SC ، والمنشآت الشمسية ذات الدوران الطبيعي ، وأنظمة التدفئة الشمسية ، ومراجل الوقود الشمسي ، والمنشآت الشمسية عالية الطاقة ، وأنظمة الهندسة الشمسية. طور A.R. Firth تصميم منصة محاكاة وأجرى اختبارات للجنة العليا ، وفحص تنظيم محطات الطاقة الشمسية الهيدروليكية ، مما زاد من كفاءة محطات الطاقة الشمسية. في معهد الهندسة المدنية في كييف ، دكتوراه. نيكولاي فاسيليفيتش خارتشينكو. لقد صاغ نهجًا منهجيًا لتطوير أنظمة الإمداد بالطاقة الشمسية ، واقترح معايير لتقييم كفاءتها في استخدام الطاقة ، وفحص تحسين نظام إمداد الحرارة بالطاقة الشمسية ، وأجرى مقارنة طرق مختلفةحساب أنظمة الطاقة الشمسية. يُعد أحد أكثر كتبه اكتمالاً عن التركيبات الشمسية الصغيرة (الفردية) معروفًا بإمكانية الوصول إليه ومحتواه المعلوماتي. في معهد كييف للديناميكا الكهربائية ، دكتوراه. أ. ن. سترونسكي ودكتوراه. A. V. Suprun. مرشح العلوم التقنية عمل أيضًا على النمذجة الرياضية لمحطات الطاقة الشمسية في كييف. نيكيفوروف.
قائد المدرسة العلمية الهندسية للهندسة الشمسية في أوزبكستان (طشقند) هو دكتور في العلوم التقنية ، الأستاذ رباناكول رحمانوفيتش أفيزوف (مواليد 1942). في 1966-1967 عمل في معهد عشق أباد للفيزياء التقنية في تركمانستان تحت إشراف دكتور في العلوم التقنية ، البروفيسور ف. يطور RR Avezov أفكار المعلم في المعهد الفيزيائي التقني في أوزبكستان ، والذي تحول إلى مركز أبحاث دولي.
الاتجاهات العلمية لبحث RR Avezov التي صاغها في أطروحة الدكتوراه (1990 ، ENIN ، موسكو) ، وتم تلخيص نتائجها في دراسة "التدفئة الشمسية وأنظمة الإمداد بالماء الساخن". يطور ، من بين أمور أخرى ، طرق تحليل exergy لمجمعات الطاقة الشمسية المسطحة ، وإنشاء أنظمة تسخين بالطاقة الشمسية النشطة والسلبية. دكتوراه في العلوم التقنية حصل R.R. Avezov على سلطة كبيرة واعتراف دولي للمجلة المتخصصة الوحيدة في الاتحاد السوفياتي وبلدان رابطة الدول المستقلة ، أبلايد سولار إنيرجي ("هيليوتخنيكا") ، والتي يتم نشرها في اللغة الانجليزية... ابنته نيلوفار راباكوموفنا أفيزوفا (مواليد 1972) - دكتوراه في العلوم التقنية ، المدير العام للجمعية العلمية والإنتاجية "فيزياء-صن" التابعة لأكاديمية العلوم في أوزبكستان.
قام دكتوراه بتطوير مشاريع محطات الطاقة الشمسية في معهد أبحاث منطقة طشقند للتصميم التجريبي للمباني السكنية والعامة (TashZNIIEP). يوسف كريموفيتش رشيدوف (مواليد 1954). معهد "طاشزنيب" وضع عشرة مشاريع قياسية المباني السكنية، يعمل بالطاقة الشمسية ، مشروع منزل مرجل يعمل بالوقود الشمسي ، بما في ذلك محطات الطاقة الشمسية بسعة 500 و 100 لتر / يوم ، تعمل بالطاقة الشمسية لكابينين وأربع كبائن. من عام 1984 إلى عام 1986 ، تم تنفيذ 1200 مشروع قياسي لمحطات الطاقة الشمسية.
في منطقة طشقند (مستوطنة Ilyichevsk) ، تم بناء منزل شمسي من شقتين مع تدفئة وإمداد بالماء الساخن مع محطة للطاقة الشمسية بمساحة 56 مترًا مربعًا. في معهد ولاية كارشي التربوي أ. تيمورخانوف ، أ. شارك فاردياشفيلي وآخرون في أبحاث عن مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة.
تم إنشاء المدرسة العلمية التركمانية للتدفئة الشمسية بواسطة دكتوراه. في.أ. بوم ، انتخب في عام 1964 كأكاديمي للجمهورية. في معهد عشق أباد للفيزياء والتكنولوجيا ، قام بتنظيم قسم للطاقة الشمسية وحتى عام 1980 ترأس المعهد بأكمله. في عام 1979 ، على أساس قسم الطاقة الشمسية ، تم إنشاء معهد الطاقة الشمسية في تركمانستان ، برئاسة طالب V. A. Baum ، دكتوراه في العلوم التقنية. رجب بيرموفيتش بيرموف (1933-2017). في ضاحية عشق أباد (قرية بكروفا) تم بناء أرض تجارب علمية للمعهد ، تتكون من مختبرات ، منصات اختبار ، مكتب تصميم ، ورش عمل بها عدد موظفين يبلغ 70 فردا. عمل VA Baum حتى نهاية حياته (1985) في هذا المعهد. RB Bayramov مع دكتوراه في العلوم التقنية قامت Ushakova Alda Danilovna بالتحقيق في مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة وأنظمة التدفئة الشمسية ومحطات تحلية المياه بالطاقة الشمسية. يشار إلى أنه في عام 2014 في عشق آباد تم إعادة إنشاء معهد الطاقة الشمسية لتركمانستان - NPO "GUN".
في جمعية التصميم والإنتاج "Spetsgelioteplomontazh" (تبليسي) والمعهد الجورجي لأبحاث الطاقة والهياكل الهيدروليكية تحت قيادة الدكتور Sc. Nugzar Varlamovich Meladze (مواليد 1937) ، تم تطوير التصاميم والإنتاج المتسلسل لمجمعات الطاقة الشمسية ، وتركيبات المياه الساخنة الشمسية الفردية ، والتركيبات الشمسية وأنظمة مضخات الحرارة الشمسية. تم تحديد شروط مردود بناء محطات الطاقة الشمسية في مناطق مختلفة من جورجيا ؛ تصميمات مختلفةتجميع الطاقة الشمسية.
جامعات الطاقة الشمسية "Spetsgelioteplomontazh" لديها تصميم مثالي لوقتها: ماص فولاذي ملحوم مختوم مع طلاء بالطلاء والورنيش ، وهيكل مصنوع من مقاطع الألمنيوم والفولاذ المجلفن ، وزجاج النوافذ ، وعزل حراري مصنوع من الرغوة والرقائق المعدنية.
وفقًا لـ N.V. Meladze ، فقط في منطقة القوقاز بحلول عام 1990 ، تم تركيب 46.9 ألف متر مربع من مجمعات الطاقة الشمسية ، بما في ذلك 42.7 ٪ في المصحات والفنادق ، و 39.2 ٪ في منشآت الطاقة الشمسية الصناعية ، والمرافق الزراعية - 13.8 ٪ ، والمرافق الرياضية - 3.6 ٪ ، الفردية المنشآت - 0.7٪.
وفقًا للمؤلف ، تم تركيب 4620 مترًا مربعًا من مجمعات الطاقة الشمسية "Spetsgeliomontazh" في إقليم كراسنودار في 1988-1992. تم تنفيذ عمل SGTM بالتعاون مع علماء من معهد أبحاث الطاقة والهياكل الهيدروليكية الجورجي (GruNIIEGS).
طور معهد "تبيلزنيب" خمسة تصاميم قياسية لمنشآت الطاقة الشمسية (SU) ، بالإضافة إلى مشروع تركيب مضخة حرارية شمسية. تضمنت SGTM مختبرًا تمت فيه دراسة مجمعات الطاقة الشمسية ومضخات الحرارة. تم تطوير ماصات الصلب والألومنيوم والبلاستيك السائل ، و SCs الهواء مع وبدون زجاج ، و SCs مع المكثفات ، وتصميمات مختلفة من الحرارة الحرارية الفردية HUs. اعتبارًا من 1 يناير 1989 ، قامت شركة "Spetsgeliomontazh" ببناء 261 وحدة سكنية بمساحة إجمالية قدرها 46 ألف متر مربع و 85 منشأة شمسية فردية لأنظمة إمداد المياه الساخنة بمساحة 339 مترًا مربعًا.
في التين. يظهر رقم 2 محطة للطاقة الشمسية في شارع راشبيليفسكايا في كراسنودار ، والتي تعمل بنجاح لمدة 15 عامًا مع جامعي "Spetsgelioteplomontazh" (320 قطعة. بمساحة إجمالية تبلغ 260 مترًا مربعًا).
قام د. بافل بافلوفيتش بزروكخ (مواليد 1936). في 1986-1992 ، في منصب كبير المتخصصين في مكتب مجلس وزراء اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية بشأن مجمع الوقود والطاقة ، أشرف على الإنتاج المتسلسل لمجمعات الطاقة الشمسية في مصنع معدات التدفئة الشقيق ، في تبليسي في جمعية Spetshelioteplomontazh في مصنع معالجة السبائك غير الحديدية في باكو. بمبادرته وبمشاركته المباشرة ، تم تطوير أول برنامج لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لتطوير الطاقة المتجددة للفترة 1987-1990.
شارك PP Bezrukikh منذ عام 1990 بدور نشط في تطوير وتنفيذ قسم "الطاقة غير التقليدية" من برنامج الدولة العلمي والتقني "الطاقة الآمنة بيئيًا". يمثل الدور الرئيسي المستشار العلميبرامج الدكتوراه E. E. Shpilrain على جذب كبار العلماء والمتخصصين من اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية على مصادر الطاقة المتجددة. من عام 1992 إلى عام 2004 ، قاد PP Bezrukikh ، الذي يعمل في وزارة الوقود والطاقة في روسيا ويرأس القسم ، ثم قسم التقدم العلمي والتقني ، تنظيم إنتاج مجمعات الطاقة الشمسية في Kovrov Mechanical Plant ، NPO Mashinostroenie ( Reutov ، منطقة موسكو) ، وهو مجمع من التطورات العلمية والتقنية في إمداد الحرارة الشمسية ، وتنفيذ مفهوم تطوير واستخدام الفرص للطاقة الصغيرة وغير التقليدية في روسيا. شارك في تطوير أول معيار روسي GOST R 51595-2000 “مجمعات الطاقة الشمسية. الشروط الفنية العامة "وحل خلافات مؤلف مشروع GOST R دكتور في العلوم التقنية. B. V. Tarnizhevsky وكبير المصممين للشركة المصنعة لهواة الجمع (Kovrov Mechanical Plant) A. A. Lychagin.
في 2004-2013 في المعهد استراتيجية الطاقة(موسكو) ، ثم كرئيس لقسم الحفاظ على الطاقة والمصادر المتجددة في ENIN ، يواصل P.P. Bezrukikh التطوير ، بما في ذلك إمدادات الحرارة الشمسية.
في إقليم كراسنودار ، بدأ العمل في تصميم وبناء محطات الطاقة الشمسية من قبل مهندس الطاقة الحرارية V. A. من عام 1980 إلى عام 1986 ، تم تطوير المشاريع وإنشاء ستة غلايات تعمل بالوقود الشمسي بمساحة إجمالية قدرها 1532 متر مربع. على مر السنين ، أقيمت علاقات بناءة مع مصنعي IC: مصنع Bratsk ، "Spetsgelioteplomontazh" ، KievZNIIEP. بسبب نقص بيانات الإشعاع الشمسي في الكتب المرجعية المناخية السوفيتية في عام 1986 ، تم الحصول على نتائج موثوقة من محطات الأرصاد الجوية في كراسنودار وجيليندجيك من عام 1977 إلى عام 1986 لتصميم محطات الطاقة الشمسية.
بعد الدفاع عن أطروحة الدكتوراه الخاصة به في عام 1990 ، استمر العمل على تطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية من قبل مختبر كراسنودار لتوفير الطاقة ومصادر الطاقة غير التقليدية التابع لأكاديمية المرافق العامة (موسكو) ، والذي نظمه في.أ.بوتوزوف. تم تطوير وتحسين العديد من تصميمات SCS المسطحة ، بالإضافة إلى حامل لاختباراتهم واسعة النطاق. نتيجة لتعميم الخبرة في تصميم وبناء محطات الطاقة الشمسية ، " المتطلبات العامةلتصميم محطات الطاقة الشمسية ومحطات التدفئة المركزية في المرافق العامة ”.
بناءً على تحليل نتائج معالجة قيم إجمالي الإشعاع الشمسي لظروف كراسنودار لمدة 14 عامًا ، و Gelendzhik لمدة 15 عامًا ، في عام 2004 ، تم اقتراح طريقة جديدة لتوفير القيم الشهرية للإشعاع الشمسي الكلي مع تحديد قيمها القصوى والدنيا ، واحتمال ملاحظتها. تحسب القيم الشهرية والسنوية للإشعاع الشمسي الإجمالي والمباشر والمتناثر لـ 54 مدينة و المراكز الإداريةإقليم كراسنودار. لقد ثبت أنه لإجراء مقارنة موضوعية بين الشركات المصنعة المختلفة ، بالإضافة إلى مقارنة تكاليفها وخصائص الطاقة التي تم الحصول عليها بالطريقة القياسية على مقاعد اختبار معتمدة ، من الضروري مراعاة استهلاك الطاقة لتصنيعها وتشغيلها. يتم تحديد التكلفة المثلى لهيكل SC في الحالة العامة من خلال نسبة تكلفة الطاقة الحرارية المتولدة وتكاليف التصنيع والتشغيل لفترة الخدمة المقدرة. جنبًا إلى جنب مع مصنع كوفروف الميكانيكي ، تم تطوير تصميم SC وإنتاجه بكميات كبيرة ، والذي كان مثاليًا لـ السوق الروسينسبة التكلفة وتكاليف الطاقة. تم تطوير المشاريع وإنشاء وحدات قياسية لتزويد الماء الساخن بالطاقة الشمسية بسعة يومية تتراوح من 200 لتر إلى 10 متر مكعب. منذ عام 1994 ، استمر العمل في محطات الطاقة الشمسية في شركة South Russian Energy Company JSC. من عام 1987 إلى عام 2003 ، تم تطوير وإنشاء 42 محطة للطاقة الشمسية ، وتم الانتهاء من تصميم 20 محطة للطاقة الشمسية. نتائج أعمال V.A. تم تلخيص بوتوزوف في أطروحة دكتوراه في ENIN (موسكو).
من عام 2006 إلى 2010 ، قامت شركة "Teploproektstroy" بتصميم وبناء محطات الغلايات الشمسية طاقة منخفضةعندما يتم تركيب اللجنة العليا في فصل الصيف ، يتم تقليل عدد العاملين ، مما يقلل من فترة الاسترداد لمحطات الطاقة الشمسية. خلال هذه السنوات ، تم تطوير وبناء محطات طاقة شمسية ذاتية الاستنزاف ، عند توقف المضخات ، حيث يتم تصريف المياه من SC إلى الخزانات ، مما يمنع ارتفاع درجة حرارة المبرد. في عام 2011 ، تم إنشاء هيكل ، وصنع نماذج أولية من SCS المسطحة ، وتم تطوير منصة اختبار لتنظيم إنتاج SC في أوليانوفسك. من عام 2009 إلى عام 2013 ، طور Yuzhgeoteplo JSC (Krasnodar) مشروعًا وبنى أكبر محطة للطاقة الشمسية في إقليم كراسنودار بمساحة 600 متر مربع في مدينة أوست-لابينسك (الشكل 3). في الوقت نفسه ، تم إجراء دراسات لتحسين تخطيط SC ، مع مراعاة التظليل وأتمتة العمل وحلول الدوائر. تم تطوير وبناء نظام التدفئة الشمسية الحرارية الأرضية بمساحة 144 متر مربع في قرية روزوفوي ، إقليم كراسنودار. في عام 2014 ، تم تطوير منهجية لتقييم العائد الاقتصادي لمحطات الطاقة الشمسية ، اعتمادًا على شدة الإشعاع الشمسي ، وكفاءة محطة الطاقة الشمسية ، وتكلفة وحدة الطاقة الحرارية المستبدلة.
تعاون إبداعي طويل الأمد لـ V.A. Butuzov مع دكتور في العلوم التقنية ، أستاذ من ولاية كوبان الجامعة الزراعيةنفذ روبرت ألكساندروفيتش أميرخانوف (من مواليد 1948) في تطوير الأسس النظرية لإنشاء محطات طاقة شمسية عالية الطاقة وأنظمة إمداد الحرارة الجوفية والشمسية المشتركة. تم تدريب العشرات من المرشحين في العلوم التقنية ، بما في ذلك في مجال التدفئة الشمسية ، تحت قيادته. في العديد من الدراسات التي كتبها R. A. Amerkhanov ، تم النظر في قضايا تصميم محطات الطاقة الشمسية للأغراض الزراعية.
أكثر المتخصصين خبرة في تصميم محطات الطاقة الشمسية هو كبير مهندسي مشروع معهد "Rostovteploelektroproekt" دكتوراه. Adolf Alexandrovich Chernyavsky (مواليد 1936). لقد شارك في هذا المجال بمبادرته الخاصة لأكثر من 30 عامًا. طور عشرات المشاريع ، تم تنفيذ العديد منها في روسيا ودول أخرى. تم وصف أنظمة التدفئة الشمسية الفريدة وإمدادات المياه الساخنة في قسم المعهد المشترك لدرجات الحرارة العالية التابع لأكاديمية العلوم الروسية. تتميز مشاريع A. A. Chernyavsky بتفصيل جميع الأقسام ، بما في ذلك دراسة الجدوى الاقتصادية التفصيلية. على أساس مجمعات الطاقة الشمسية لمصنع كوفروف الميكانيكي ، تم تطوير "توصيات لتصميم محطات التدفئة الشمسية".
تحت قيادة A.A. تم الانتهاء من مشاريع فريدة من نوعها لمحطات الطاقة الشمسية الديناميكية الحرارية بقدرة كهربائية مركبة 30 ميغاواط في أوزبكستان ، 5 ميغاواط في منطقة روستوف ؛ تم تنفيذ مشاريع لتركيبات الطاقة الشمسية للمنازل الداخلية على ساحل البحر الأسود بمساحة 40-50 مترًا مربعًا لأنظمة التدفئة الشمسية وتزويد أجسام مرصد فيزيائي فلكي خاص في قراتشاي - شركيسيا بالمياه الساخنة. يتميز معهد Rostovteploelektroproekt بحجم التطور - محطات إمداد الحرارة بالطاقة الشمسية للمستوطنات والمدن السكنية. تم نشر النتائج الرئيسية للتطورات في هذا المعهد ، التي تم تنفيذها بالاشتراك مع JIHT RAS ، في الكتاب " أنظمة الحكم الذاتيإمدادات الطاقة ".
تطوير محطات الطاقة الشمسية في سوتشي جامعة الدولة(معهد الأعمال والسياحة للمنتجعات) أشرف عليها دكتور في العلوم التقنية ، البروفيسور بافيل فاسيليفيتش ساديلوف ، رئيس قسم الهندسة البيئية. البادئ في مجال الطاقة المتجددة ، قام بتصميم وبناء العديد من محطات الطاقة الشمسية ، بما في ذلك في عام 1997 في قرية Lazarevskoye (مدينة سوتشي) بمساحة 400 متر مربع ، ومصنع للطاقة الشمسية تابع لمعهد علم الاستشفاء ، والعديد من محطات المضخات الحرارية .
في معهد التقنيات البحرية بفرع الشرق الأقصى لأكاديمية العلوم الروسية (فلاديفوستوك) ، دكتوراه رئيس مختبر الطاقة غير التقليدية. قام ألكساندر فاسيليفيتش فولكوف ، الذي توفي بشكل مأساوي في عام 2014 ، بتصميم وبناء عشرات من محطات الطاقة الشمسية بمساحة إجمالية قدرها 2000 متر مربع ، ومنصة للاختبارات الميدانية المقارنة لمجمعات الطاقة الشمسية ، وتصميمات جديدة من الطوابق العليا المسطحة ، واختبار كفاءة محطات الطاقة الشمسية. من الشركات المصنعة الصينية.
كان المصمم والشخص البارز ، Adolf Aleksandrovich Lychagin (1933-2012) مؤلفًا لعدة أنواع من الصواريخ الموجهة الفريدة المضادة للطائرات ، بما في ذلك Strela-10M. في الثمانينيات ، في منصب كبير المصممين (على أساس المبادرة) في مصنع كوفروف الميكانيكي العسكري (KMZ) ، طور مجمعات الطاقة الشمسية التي تميزت بالموثوقية العالية والسعر الأمثل وكفاءة الطاقة. كان قادرًا على إقناع إدارة المصنع بإتقان الإنتاج المتسلسل لمجمعات الطاقة الشمسية ، وإنشاء معمل مصنع لاختبار SC. من عام 1991 إلى عام 2011 ، أنتجت KMZ حوالي 3000 قطعة. مجمعات الطاقة الشمسية ، تم تمييز كل تعديل من التعديلات الثلاثة بخصائص أداء جديدة. يسترشد "بسعر القدرة" للمجمع ، وفي أي تكلفة تصميمات مختلفةتمت مقارنة SCs مع نفس الإشعاع الشمسي ، أنشأ A. A. Lychagin مجمّع مع ماص مصنوع من شبكة أنابيب نحاسية مع أضلاع ماصة من الفولاذ. تم تصميم وتصنيع مجمعات الهواء الشمسية. تم الجمع بين أعلى المؤهلات الهندسية والحدس في Adolf Aleksandrovich مع الوطنية ، والرغبة في تطوير تقنيات صديقة للبيئة ، والالتزام بالمبادئ ، والذوق الفني العالي. بعد أن أصيب بنوبة قلبية ، تمكن من القدوم إلى مدريد خصيصًا لألف كيلومتر لدراسة اللوحات الرائعة في متحف برادو لمدة يومين.
تقوم شركة JSC "MIC" NPO Mashinostroeniya "(ريوتوف ، منطقة موسكو) بإنتاج مجمعات الطاقة الشمسية منذ عام 1993. يتم تنفيذ تطوير التصاميم لهواة التجميع ومحطات تسخين المياه بالطاقة الشمسية في المؤسسة من قبل قسم التصميم في مكتب التصميم المركزي للهندسة الميكانيكية. مدير المشروع - دكتوراه. نيكولاي فلاديميروفيتش دوداريف. في تصميمات مجمعات الطاقة الشمسية المبكرة ، كانت العلب والامتصاص الملحومة مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. على أساس مجمع 1.2 متر مربع ، قامت الشركة بتطوير وتصنيع وحدات تسخين المياه بالطاقة الشمسية مع خزانات بسعة 80 و 120 لترًا. في عام 1994 ، تم تطوير تقنية للحصول على طلاء ماص انتقائي بطريقة الرش بالقوس الكهربائي الفراغي وإدخالها في الإنتاج ، والتي تم استكمالها في عام 1999 بطريقة المغنطرون للرش الفراغي. على أساس هذه التكنولوجيا ، بدأ إنتاج مجمعات الطاقة الشمسية من نوع سوكول. كان جسم جهاز الامتصاص والمجمع مصنوعين من مقاطع الألمنيوم. تنتج NPO الآن مجمعات الطاقة الشمسية "Sokol-Effect" ذات الأنابيب النحاسية وامتصاص الألمنيوم. جامع الطاقة الشمسية الروسي الوحيد معتمد وفقًا للمعايير الأوروبية من قبل معهد SPF من Rapperswill ، سويسرا (Institut für Solartechnik Hochschule für Technik Rappelswill).
مؤسسة البحث والإنتاج "منافس" (منذ عام 2000 - "Raduga-Ts" ، مدينة جوكوفسكي ، منطقة موسكو) منذ عام 1992 أنتجت مجمعات الطاقة الشمسية "Raduga". كبير المصممين - Vyacheslav Alekseevich Shershnev.
كان جهاز الامتصاص الملحوم بالقالب مصنوعًا من صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ. والممتص مطلي بطلاء PVD انتقائي أو طلاء أسود غير لامع مقاوم للحرارة. البرنامج السنوي لـ NPP يصل إلى 4000 جهاز كمبيوتر شخصى. تم الحصول على خصائص الطاقة للخزان أثناء الاختبار في ENIN. كما تم إنتاج محطة الطاقة الشمسية Raduga-2M التي تعمل بالطاقة الشمسية ، والتي تتكون من اثنين من وحدات SC بمساحة 1 متر مربع لكل منهما وخزان بسعة 200 لتر. احتوى الخزان على لوحة تسخين مسطحة ، والتي استقبلت المبرد من SC ، بالإضافة إلى سخان كهربائي احتياطي بسعة 1.6 كيلو واط.
LLC "New Polyus" (موسكو) هي الشركة المصنعة الروسية الثانية التي طورت تصميماتها الخاصة وتنتج حاليًا مجمعات الطاقة الشمسية ذات السوائل المسطحة والهواء المسطح والهواء المسطح والسائل الأنبوبي الفراغي وتنفذ المشاريع وتركيب محطات الطاقة الشمسية. المدير العام - Alexey Viktorovich Skorobatyuk.
هناك أربعة نماذج لمجمعات السائل المسطحة YSolar. جميع ماصات السوائل من هذه الشركة المصنعة مصنوعة من صفائح نحاسية وأنابيب نحاسية مطلية بـ Tinox. وصلة الأنابيب بالصفائح ملحومة بالنحاس. تقدم شركة "New Polyus" أيضًا ثلاثة أنواع من الأنابيب المفرغة SC من تصنيعها مع ماصات نحاسية مع أنابيب على شكل حرف U.
بدأ جينادي بافلوفيتش كاساتكين (مواليد 1941) المتخصص المتميز والحيوي والمفكر للغاية ، مهندس التعدين والمصمم مع سنوات عديدة من الخبرة ، الانخراط في الهندسة الشمسية في عام 1999 في مدينة أولان أودي (بورياتيا). في مركز تقنيات كفاءة الطاقة (CEFT) ، قام بتنظيم العديد من التصميمات لمجمعات السوائل والهواء ، وتم بناء حوالي 100 محطة شمسية من مختلف الأنواع بمساحة إجمالية تبلغ 4200 متر مربع. على أساس حساباته ، تم عمل نماذج أولية ، والتي ، بعد الاختبارات في ظروف واسعة النطاق ، تم تكرارها في محطات الطاقة الشمسية في جمهورية بورياتيا.
طور المهندس G.P. Kasatkin العديد من التقنيات الجديدة: لحام ماصات البلاستيك ، وتصنيع أجسام التجميع.
الوحيد في روسيا ، قام بتصميم وبناء العديد من محطات الهواء بالطاقة الشمسية مع مجمعات من تصميمه الخاص. من الناحية الزمنية ، بدأ تطوير مجمعات الطاقة الشمسية الخاصة به في عام 1990 بامتصاص أنابيب الصلب الملحومة ذات الأنابيب الفولاذية. ثم جاءت خيارات المشعبات النحاسية والبلاستيكية ذات الامتصاص الملحوم والممزوج ، وأخيراً ، التصاميم الحديثة مع الألواح والأنابيب النحاسية الأوروبية. قام G.P. Kasatkin ، بتطوير مفهوم المباني النشطة للطاقة ، ببناء محطة للطاقة الشمسية ، يتم دمج مجمعاتها في سطح المبنى. في السنوات الأخيرة ، سلم المهندس مهام الإدارة في CEFT إلى ابنه I.G. Kasatkin ، الذي يواصل بنجاح تقاليد CEFT LLC.
في التين. رقم 4 يعرض محطة الطاقة الشمسية لفندق بايكال في مدينة أولان أودي بمساحة 150 م².
الاستنتاجات
1. استندت البيانات المحسوبة للإشعاع الشمسي لتصميم محطات الطاقة الشمسية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية إلى طرق مختلفة لمعالجة صفائف قياسات محطات الأرصاد الجوية. في الاتحاد الروسي ، يتم استكمال هذه الأساليب بمواد من قواعد بيانات الكمبيوتر الساتلية الدولية.
2. كانت المدرسة الرائدة لتصميم محطات الطاقة الشمسية في الاتحاد السوفيتي هي معهد KievZNIIEP ، الذي وضع مبادئ توجيهية وعشرات من المشاريع. حاليًا ، لا توجد معايير وتوصيات روسية حالية. يتم تنفيذ مشاريع الطاقة الشمسية الحديثة في المعهد الروسي Rostovteploelektroproekt (دكتوراه AA Chernyavsky) وفي شركة EnergotekhnologiiServis LLC (دكتوراه VV Butuzov ، كراسنودار).
3. تم إجراء البحوث التقنية والاقتصادية لمحطات الطاقة الشمسية في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من قبل ENIN (موسكو) ، KievZNIIEP ، TsNIIEPIO (موسكو). في الوقت الحاضر ، يتم تنفيذ هذه الأعمال في معهد Rostovteploelektroproekt وفي Energotekhnologii-Service LLC.
4. كانت المنظمة العلمية الرائدة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية لدراسة مجمعات الطاقة الشمسية هي معهد الطاقة الذي سمي على اسم GM Krzhizhanovsky (موسكو). تم إنتاج أفضل تصميم لهواة الجمع في وقته بواسطة شركة "Spetsgeliotepomontazh" (تبليسي). من بين الشركات المصنعة الروسية ، أنتجت Kovrov Mechanical Plant مجمعات الطاقة الشمسية بنسبة مثالية للسعر وكفاءة الطاقة. يقوم المصنعون الروس الحديثون بتجميع مجمعات من المكونات الأجنبية.
5. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، قامت شركة "Spetsgelioteplomontazh" بتصميم وتصنيع مجمعات الطاقة الشمسية وتركيبها وتعديلها. حتى عام 2010 ، كانت شركة CEFT LLC (Ulan-Ude) تعمل وفقًا لهذا المخطط.
6. أظهر تحليل الخبرة المحلية والأجنبية في إمدادات الحرارة الشمسية آفاقًا لا شك فيها لتطورها في روسيا ، فضلاً عن الحاجة إلى دعم الدولة. وتشمل التدابير ذات الأولوية: إنشاء نظير روسي لقاعدة بيانات حاسوبية للإشعاع الشمسي ؛ تطوير تصميمات جديدة لمجمعات الطاقة الشمسية مع النسبة المثلى للسعر وكفاءة الطاقة ، وحلول تصميم جديدة موفرة للطاقة مع التكيف مع الظروف الروسية.
وزارة الطاقة والكهرباءالاتحاد السوفياتي
القسم العلمي والتقني الرئيسي
الطاقة والكهرباء
تعليمات
الحساب والتصميم
أنظمة التدفئة الشمسية
RD 34.20.115-89
أفضل خدمة خبرة في SOYUZTEKHENERGO
موسكو 1990
المتقدمة وسام الدولة للراية الحمراء لمعهد هندسة الطاقة لأبحاث العمل المسمى باسم م. Krzhizhanovsky
المقاولون م. EGAY ، O. M. إيه إس كورشونوف ليونوفيتش ، ف. NUSHTAIKIN ، V.K. RYBALKO ، B.V. تارنيزيفسكي ، ف. بوليشيف
تمت الموافقة عليه من قبل المديرية العلمية والتقنية الرئيسية للطاقة والكهرباء 07.12.89
الرئيس في. غوري
تم تحديد فترة الصلاحية
من 01.01.90
حتى 01/01/92
تحدد هذه الإرشادات الإجراء الخاص بإجراء الحساب وتحتوي على توصيات لتصميم أنظمة التدفئة الشمسية للأماكن السكنية والعامة و مباني صناعيةوالهياكل.
المبادئ التوجيهية مخصصة للمصممين والمهندسين المشاركين في تطوير إمدادات الحرارة الشمسية وأنظمة تزويد الماء الساخن.
أين و - الحصة من إجمالي متوسط الحمل الحراري السنوي الذي توفره الطاقة الشمسية ؛
حيث F - مساحة سطح مجلس الأمن (م 2).
حيث H هو متوسط إجمالي الإشعاع الشمسي السنوي على سطح أفقي ،كيلوواط ساعة / م 2 ؛ يقع من التطبيق ؛
أ ، ب - المعلمات المحددة من المعادلة () و ()
أين ص - خاصية خصائص العزل الحراري لغلاف المبنى بقيمة ثابتة لحمولة الماء الساخن ، هي نسبة حمل التسخين اليومي عند درجة حرارة الهواء الخارجية 0 درجة مئوية إلى حمولة DHW اليومية. الاكثرص ، كلما زادت نسبة حمل التدفئة مقارنة بنسبة حمولة DHW وكلما كان هيكل المبنى أقل كمالًا من حيث فقد الحرارة ؛ص = 0 يؤخذ في الاعتبار عند الحساب فقط أنظمة DHW... يتم تحديد الخاصية بواسطة الصيغة
حيث λ هو فقدان الحرارة المحدد للمبنى ، W / (م 3 درجة مئوية) ؛
م - عدد الساعات في اليوم ؛
ك - معدل تبادل هواء التهوية ، 1 / يوم ؛
ρ في - كثافة الهواء عند 0 درجة مئوية ، كجم / م 3 ؛
F - معدل الاستبدال ، تقريبًا من 0.2 إلى 0.4.
القيم λ، k، V، t in، s المنصوص عليها في تصميم FTS.
قيم معامل α لمجمعات الطاقة الشمسيةالنوعان الثاني والثالث
|
قيم المعامل |
|||||||||
|
α 1 |
α 2 |
α 3 |
α 4 |
α 5 |
α 6 |
α 7 |
α 8 |
α 9 |
|
|
607,0 |
80,0 |
1340,0 |
437,5 |
22,5 |
1900,0 |
1125,0 |
25,0 |
||
|
298,0 |
148,5 |
61,5 |
150,0 |
1112,0 |
337,5 |
700,0 |
1725,0 |
775,0 |
|
Β قيم مجمعات الطاقة الشمسيةالنوعان الثاني والثالث
|
قيم المعامل |
|||||||||
|
β 1 |
β 2 |
β 3 |
β 4 |
β 5 |
β 6 |
β 7 |
β 8 |
β 9 |
|
|
1,177 |
0,496 |
0,140 |
0,995 |
3,350 |
5,05 |
1,400 |
|||
|
1,062 |
0,434 |
0,158 |
2,465 |
2,958 |
1,088 |
3,550 |
4,475 |
1,775 |
|
قيم المعاملين أ وبهم من الجدول. ...
قيم المعاملين أ وب حسب نوع المجمع الشمسي
|
قيم المعامل |
||
|
0,75 |
||
|
0,80 |
||
أين س ط هي قدرة التسخين السنوية المحددة لـ DHWS بالقيمو بخلاف 0.5 ؛
Δq - التغير في السعة الحرارية السنوية المحددة لنظام DHWS ،٪.
تغيير في قيمة سعة التدفئة السنوية المحددةΔq من الإدخال السنوي للإشعاع الشمسي على سطح أفقي H ومعامل f
... توصيات التصميم الشمسيحيث З с - تكاليف مخفضة محددة لكل وحدة من الطاقة الحرارية المتولدة SST ، روبل / جيجا جول ؛ Зb - تكاليف مخفضة محددة لكل وحدة من الطاقة الحرارية المتولدة بواسطة الوحدة الأساسية ، روبل / جيجا جول. حيث ج ج - تكاليف مخفضة لـ SST والنسخ الاحتياطي ، روبل / سنة ؛ حيث k s - تكاليف رأس المال لـ FTS ، روبل ؛ к в - التكاليف الرأسمالية للنسخ الاحتياطي ، روبل ؛ ه ن - المعامل القياسي للكفاءة النسبية للاستثمارات الرأسمالية (0.1) ؛ E s - حصة تكاليف التشغيل من التكاليف الرأسمالية لـ FTS ؛ E in - حصة تكاليف التشغيل من التكاليف الرأسمالية للنسخ الاحتياطي ؛ C هي تكلفة وحدة الطاقة الحرارية الناتجة عن النسخ الاحتياطي ، RUB / GJ ؛ اختصار الثاني - كمية الطاقة الحرارية المتولدة عن النسخ الاحتياطي خلال العام ، جيجا جول ؛ ك ه - تأثير الحد من التلوث البيئي ، روبل ؛ kp هو التأثير الاجتماعي لتوفير رواتب الموظفين الذين يخدمون النسخ الاحتياطي ، روبل. يتم تحديد التكاليف المخفضة المحددة بواسطة الصيغة حيث C ب - انخفاض تكاليف التركيب الأساسي ، روبل / سنة ؛ |
تعريف المصطلح |
|
جامع الطاقة الشمسية |
جهاز لالتقاط الأشعة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية وأنواع أخرى من الطاقة |
|
سعة تدفئة كل ساعة (يومية ، شهرية ، إلخ) |
كمية الطاقة الحرارية التي تمت إزالتها من المجمع لكل ساعة عمل (يوم ، شهر ، إلخ) |
|
مجمع الطاقة الشمسية المسطح |
مجمّع شمسي غير مركز مع عنصر امتصاص ذو تكوين مسطح (نوع أنبوب في الصفيحة ، أنابيب فقط ، إلخ) وعزل شفاف مسطح |
|
مساحة سطح ماصة للحرارة |
مساحة سطح جهاز الامتصاص مضاءة بواسطة الشمس في ظل ظروف الإصابة العادية |
|
معامل فقدان الحرارة من خلال العزل الشفاف (الجدران السفلية والجانبية للمجمع) |
تدفق الحرارة إلى البيئة من خلال العزل الشفاف (الجدران السفلية والجانبية للمجمع) ، لكل وحدة مساحة من السطح الماص للحرارة ، مع اختلاف في متوسط درجات الحرارة لعنصر الامتصاص والهواء الخارجي بمقدار 1 درجة مئوية |
|
استهلاك محددالمبرد في مجمع شمسي مسطح |
معدل تدفق المبرد في المجمع لكل وحدة مساحة من سطح امتصاص الحرارة |
|
نسبة الكفاءة |
قيمة تميز كفاءة نقل الحرارة من سطح عنصر الامتصاص إلى سائل التبريد وتساوي نسبة قدرة التسخين الفعلية إلى سعة التسخين ، بشرط أن جميع المقاومات الحرارية لانتقال الحرارة من سطح عنصر الامتصاص إلى المبرد يساوي الصفر |
|
سواد السطح |
نسبة كثافة إشعاع السطح إلى كثافة إشعاع الجسم الأسود عند نفس درجة الحرارة |
|
قدرة نقل التزجيج |
جزء من الإشعاع الشمسي (الأشعة تحت الحمراء ، المرئي) المنقولة عن طريق عازل شفاف على سطح العزل الشفاف |
|
قيد الدراسة |
مصدر حرارة تقليدي يوفر تغطية جزئية أو كاملة للحمل الحراري ويعمل بالتزامن مع نظام تسخين شمسي |
|
نظام التسخين الشمسي |
نظام شمسي لتغطية أحمال التدفئة والماء الساخن |
|
نوع الجامع |
|||
|
عامل فقد الحرارة الكلي U L، W / (م 2 درجة مئوية) |
|||
|
قدرة الامتصاص لسطح استقبال الحرارة α |
0,95 |
0,90 |
0,95 |
|
انبعاثية سطح الامتصاص في نطاق درجة حرارة تشغيل المجمع ε |
0,95 |
0,10 |
0,95 |
|
معدل نقل التزجيج τ ص |
0,87 |
0,87 |
0,72 |
|
نسبة الكفاءة F R |
0,91 |
0,93 |
0,95 |
|
أقصى درجة حرارة لسائل التبريد ، درجة مئوية |
|||
|
ملاحظات - جامع غير انتقائي من زجاج واحد ؛ثانيًا - جامع انتقائي زجاجي واحد ؛ثالثا - جامع غير انتقائي بزجاجين. |
|||
|
الصانع |
||||
|
مصنع براتسك لمعدات التدفئة |
Spetshelioteplomontazh GSSR |
كييف |
مصنع بخارى لمعدات الطاقة الشمسية |
|
|
الطول ، مم |
1530 |
1000 - 3000 |
1624 |
1100 |
|
العرض مم |
1008 |
|||
|
الارتفاع ، مم |
70 - 100 |
|||
|
الوزن ، كجم |
50,5 |
30 - 50 |
||
|
سطح ماص للحرارة ، م |
0,6 - 1,5 |
0,62 |
||
|
ضغط العمل ، MPa |
0,2 - 0,6 |
|||
|
القطر الخارجي / الداخلي ، مم |
منطقة التدفق |
سطح تسخين قسم واحد م 2 |
طول المقطع ، مم |
وزن قسم واحد كجم |
||||
|
الأنبوب الداخلي، سم 2 |
قناة حلقية ، سم 2 |
|||||||
|
الأنبوب الداخلي |
||||||||
|
TT 1-25 / 38-10 / 10 |
25/20 |
38/32 |
3,14 |
1,13 |
1500 |
|||
|
TT 2-25 / 38-10 / 10 |
25/20 |
38/32 |
6,28 |
6,26 |
1500 |
|||
|
جمهورية أذربيجان الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
باكو |
1378 |
|||||||||||
|
كيروفوباد |
1426 |
|||||||||||
|
مينجاتشيفير |
1426 |
|||||||||||
|
جمهورية أرمينيا الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
يريفان |
1701 |
|||||||||||
|
لينيناكان |
1681 |
|||||||||||
|
سيفان |
1732 |
|||||||||||
|
ناخيتشيفان |
1783 |
|||||||||||
|
الجورجية الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
تيلافي |
1498 |
|||||||||||
|
تبليسي |
1396 |
|||||||||||
|
تسكايا |
1365 |
|||||||||||
|
كازاخستان الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
ألما آتا |
1447 |
|||||||||||
|
جوريف |
1569 |
|||||||||||
|
حصن شيفتشينكو |
1437 |
|||||||||||
|
جيزكازجان |
1508 |
|||||||||||
|
أك كوم |
1773 |
|||||||||||
|
بحر آرال |
1630 |
|||||||||||
|
بيرسا كيلمس |
1569 |
|||||||||||
|
كوستاناي |
1212 |
|||||||||||
|
سيميبالاتينسك |
1437 |
|||||||||||
|
Dzhanybek |
1304 |
|||||||||||
|
كولميكوفو |
1406 |
|||||||||||
|
قيرغيزستان الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
فرونزي |
1538 |
|||||||||||
|
تيان شان |
1915 |
|||||||||||
|
جمهورية روسيا الاتحادية الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
منطقة التاي |
||||||||||||
|
البشارة |
1284 |
|||||||||||
|
منطقة استراخان |
||||||||||||
|
استراخان |
1365 |
|||||||||||
|
منطقة فولغوغراد |
||||||||||||
|
فولغوغراد |
1314 |
|||||||||||
|
منطقة فورونيج |
||||||||||||
|
فورونيج |
1039 |
|||||||||||
|
السهوب الحجرية |
1111 |
|||||||||||
|
منطقة كراسنودار |
||||||||||||
|
سوتشي |
1365 |
|||||||||||
|
منطقة كويبيشيف |
||||||||||||
|
كويبيشيف |
1172 |
|||||||||||
|
منطقة كورسك |
||||||||||||
|
كورسك |
1029 |
|||||||||||
|
مولدوفا SSR |
||||||||||||
|
كيشينيف |
1304 |
|||||||||||
|
منطقة أورينبورغ |
||||||||||||
|
بوزولوك |
1162 |
|||||||||||
|
منطقة روستوف |
||||||||||||
|
تسيمليانسك |
1284 |
|||||||||||
|
عملاق |
1314 |
|||||||||||
|
منطقة ساراتوف |
||||||||||||
|
إرشوف |
1263 |
|||||||||||
|
ساراتوف |
1233 |
|||||||||||
|
منطقة ستافروبول |
||||||||||||
|
إيسينتوكي |
1294 |
|||||||||||
|
جمهورية أوزبكستان الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
سمرقند |
1661 |
|||||||||||
|
تمديبولاك |
1752 |
|||||||||||
|
تخناتش |
1681 |
|||||||||||
|
طشقند |
1559 |
|||||||||||
|
ترميز |
1844 |
|||||||||||
|
فرغانة |
1671 |
|||||||||||
|
شروق |
1610 |
|||||||||||
|
جمهورية طاجيكستان الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
دوشانبي |
1752 |
|||||||||||
|
التركمان الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
Ak-Molla |
1834 |
|||||||||||
|
عشق أباد |
1722 |
|||||||||||
|
حسن كولي |
1783 |
|||||||||||
|
كارا بوغاز جول |
1671 |
|||||||||||
|
شاردزو |
1885 |
|||||||||||
|
أوكرانيا الاشتراكية السوفياتية |
||||||||||||
|
منطقة خيرسون |
||||||||||||
|
خيرسون |
1335 |
|||||||||||
|
اسكانيا نوفا |
1335 |
|||||||||||
|
منطقة سومي |
||||||||||||
|
كونوتوب |
1080 |
|||||||||||
|
منطقة بولتافا |
||||||||||||
|
بولتافا |
1100 |
|||||||||||
|
منطقة فولين |
||||||||||||
|
كوفيل |
1070 |
|||||||||||
|
منطقة دونيتسك |
||||||||||||
|
دونيتسك |
1233 |
|||||||||||
|
منطقة ترانسكارباثيان |
||||||||||||
|
بيريجوفو |
1202 |
|||||||||||
|
منطقة كييف |
||||||||||||
|
كييف |
1141 |
|||||||||||
|
منطقة كيروفوغراد |
||||||||||||
|
زنامينكا |
1161 |
|||||||||||
|
منطقة القرم |
||||||||||||
|
إيفباتوريا |
1386 |
|||||||||||
|
Karadag |
1426 |
|||||||||||
|
منطقة أوديسا |
||||||||||||
|
30,8 |
39,2 |
49,8 |
61,7 |
70,8 |
75,3 |
73,6 |
66,2 |
55,1 |
43,6 |
33,6 |
28,7 |
|
|
28,8 |
37,2 |
47,8 |
59,7 |
68,8 |
73,3 |
71,6 |
64,2 |
53,1 |
41,6 |
31,6 |
26,7 |
|
|
26,8 |
35,2 |
45,8 |
57,7 |
66,8 |
71,3 |
69,6 |
62,2 |
51,1 |
39,6 |
29,6 |
24,7 |
|
|
24,8 |
33,2 |
43,8 |
55,7 |
64,8 |
69,3 |
67,5 |
60,2 |
49,1 |
37,6 |
27,6 |
22,7 |
|
|
22,8 |
31,2 |
41,8 |
53,7 |
62,8 |
67,3 |
65,6 |
58,2 |
47,1 |
35,6 |
25,6 |
20,7 |
|
|
20,8 |
29,2 |
39,8 |
51,7 |
60,8 |
65,3 |
63,6 |
56,2 |
45,1 |
33,6 |
23,6 |
18,7 |
|
|
18,8 |
27,2 |
37,8 |
49,7 |
58,8 |
63,3 |
61,6 |
54,2 |
43,1 |
31,6 |
21,6 |
16,7 |
|
|
16,8 |
25,2 |
35,8 |
47,7 |
56,8 |
61,3 |
|||||||
|
نقطة الغليان ، درجة مئوية |
106,0 |
110,0 |
107,5 |
105,0 |
113,0 |
|||||||
|
اللزوجة ، 10 -3 باسكال: |
||||||||||||
|
عند درجة حرارة 5 درجات مئوية |
5,15 |
6,38 |
||||||||||
|
عند درجة حرارة 20 درجة مئوية |
7,65 |
|||||||||||
|
عند درجة حرارة -40 درجة مئوية |
7,75 |
35,3 |
28,45 |
|||||||||
|
الكثافة ، كجم / م 3 |
1077 |
1483 - 1490 |
||||||||||
|
السعة الحرارية كيلوجول / (م 3 درجة مئوية): |
||||||||||||
|
عند درجة حرارة 5 درجات مئوية |
3900 |
3524 |
||||||||||
|
عند درجة حرارة 20 درجة مئوية |
3340 |
3486 |
||||||||||
|
تآكل |
قوي |
متوسط |
ضعيف |
ضعيف |
قوي |
|||||||
|
تسمم |
لا |
متوسط |
لا |
ضعيف |
لا |
ملحوظات هـ - تحتوي سوائل نقل الحرارة القائمة على كربونات البوتاسيوم على التركيبات التالية (جزء الكتلة):
وصفة 1 وصفة 2
كربونات البوتاسيوم 1.5-ماء 51.6 42.9
فوسفات الصوديوم 12-مائي 4.3 3.57
سيليكات الصوديوم 9-مائي 2.6 2.16
رباعي بورات الصوديوم 10 مائي 2.0 1.66
الفلوريكوين 0.01 0.01
ماء يصل إلى 100 حتى 100
مع ارتفاع أسعار الطاقة ، أصبح استخدام مصادر الطاقة البديلة ذا أهمية متزايدة. وبما أن التدفئة هي العنصر الرئيسي للنفقات بالنسبة للكثيرين ، فإننا نتحدث عن التدفئة في المقام الأول: عليك أن تدفع على مدار السنة تقريبًا ودفع الكثير. إذا كنت تريد توفير المال ، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن هو الحرارة الشمسية: مصدر طاقة قوي وخال تمامًا. ومن الممكن جدا استخدامه. علاوة على ذلك ، فإن المعدات باهظة الثمن ، ولكنها أرخص عدة مرات من المضخات الحرارية. دعنا نتحدث بمزيد من التفاصيل حول كيفية استخدام طاقة الشمس لتدفئة المنزل.
إذا تحدثنا عن استخدام الطاقة الشمسية للتدفئة ، فعليك أن تضع في اعتبارك أن هناك جهازين مختلفين لتحويل الطاقة الشمسية:
كلا الخيارين لهما خصائصه الخاصة. على الرغم من أنه يجب عليك تحديد أي منهم تختاره على الفور ، فلا تتسرع في التخلي عن نظام التدفئة الذي لديك. تشرق الشمس ، بالطبع ، كل صباح ، ولكن ليس دائمًا ما يكفي من الضوء سيسقط على خلاياك الشمسية. الحل الأذكى هو إنشاء نظام مشترك. عندما تكون هناك طاقة كافية من الشمس ، لن يعمل مصدر الحرارة الثاني. مع هذا سوف تحمي نفسك ، وستعيش في ظروف مريحة ، وتوفر المال.
إذا لم تكن هناك رغبة أو فرصة لتثبيت نظامين ، فيجب أن يكون للتدفئة الشمسية الخاصة بك احتياطي طاقة مزدوج على الأقل. ثم يمكنك القول بالتأكيد أنه سيكون لديك الدفء على أي حال.
فوائد استخدام الطاقة الشمسية للتدفئة:
سلبيات:
الآن دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل نوع من أنواع عناصر التسخين الشمسي.
إنها مجمعات الطاقة الشمسية المستخدمة في التدفئة الشمسية. تستخدم هذه التركيبات حرارة الشمس لتسخين سائل التسخين ، والذي يمكن استخدامه بعد ذلك في نظام تسخين الماء الساخن. الخصوصية هي أن سخان المياه الشمسي لتدفئة المنزل ينتج فقط درجة حرارة 45-60 درجة مئوية ، ويظهر أعلى كفاءة عند 35 درجة مئوية عند المخرج. لذلك ، يوصى باستخدام هذه الأنظمة جنبًا إلى جنب مع أرضيات الماء الدافئ. إذا كنت لا ترغب في التخلي عن المشعات ، فقم بزيادة عدد الأقسام (مرتين تقريبًا) أو قم بتسخين المبرد.
يمكن استخدام مجمعات الطاقة الشمسية (المسطحة والأنبوبية) لتزويد المنزل بالماء الدافئ ولتسخين الماء الساخن.
الآن حول أنواع مجمعات الطاقة الشمسية. من الناحية الهيكلية ، هناك نوعان من التعديلات:
يوجد في كل مجموعة اختلافات في كل من المواد والتصميم ، ولكن لديهم نفس مبدأ التشغيل: المبرد يمر عبر الأنابيب ، والتي ترتفع درجة حرارتها من الشمس. لكن التصميمات مختلفة تمامًا.
هذه أنظمة التدفئة الشمسية لها تصميم بسيطوبالتالي فهي التي يمكن صنعها بيديك ، إذا رغبت في ذلك. يتم تثبيت قاع صلب على الإطار المعدني. يتم وضع طبقة من العزل الحراري في الأعلى. معزول لتقليل الخسائر والجدران السكنية. ثم تأتي طبقة الممتزات - وهي مادة تمتص الإشعاع الشمسي جيدًا وتحولها إلى حرارة. هذه الطبقة عادة ما تكون سوداء. يتم تثبيت الأنابيب على جهاز الامتزاز الذي يتدفق من خلاله المبرد. من الأعلى ، هذا الهيكل بأكمله مغلق بغطاء شفاف. يمكن أن تكون مادة الغطاء من الزجاج المقسى أو أحد المواد البلاستيكية (غالبًا البولي كربونات). في بعض الطرز ، يمكن أن تخضع مادة نقل الضوء للغطاء لمعاملة خاصة: لتقليل الانعكاس ، فهي ليست ناعمة ، ولكنها غير لامعة قليلاً.
عادة ما يتم ترتيب الأنابيب في مجمع الطاقة الشمسية المسطح في شكل ثعبان ، وهناك فتحتان - مدخل ومخرج. يمكن تحقيق توصيل أنبوب واحد وأنبوبين. هذا كما تريد. لكن هناك حاجة إلى مضخة للتبادل الحراري الطبيعي. نظام الجاذبية ممكن أيضًا ، لكنه سيكون غير فعال للغاية بسبب السرعة المنخفضة لحركة المبرد. يستخدم هذا النوع من المجمعات الشمسية للتدفئة ، على الرغم من أنه يمكن استخدامه لتسخين المياه بكفاءة لتزويد الماء الساخن.
يوجد نوع مختلف من جامع الجاذبية ، ولكنه يستخدم بشكل أساسي لتسخين المياه. يسمى هذا التصميم أيضًا بمجمع شمسي بلاستيكي. هذان هما لوحان بلاستيكيان شفافان مغلقان بالجسم. يوجد بالداخل متاهة لحركة المياه. في بعض الأحيان تكون اللوحة السفلية مطلية باللون الأسود. هناك نوعان من الفتحات - مدخل ومخرج. يتم توفير المياه في الداخل ، حيث تتحرك عبر المتاهة ، وتدفئتها الشمس ، وتخرج دافئة بالفعل. يعمل هذا المخطط جيدًا مع خزان المياه ويسخن بسهولة مصدر الماء الساخن. إنه بديل حديث للبرميل التقليدي المثبت عليه روح الصيف... علاوة على ذلك ، فهو بديل أكثر فعالية.
ما مدى كفاءة مجمعات الطاقة الشمسية؟ من بين جميع تركيبات الطاقة الشمسية المنزلية اليوم تظهر أفضل النتائج: كفاءتها 72-75٪. لكن ليس كل شيء على ما يرام:
ومع ذلك ، غالبًا ما يتم تدفئة منزل خاص من الشمس بمساعدة هذه التركيبات الشمسية. تحظى هذه المنشآت بشعبية في بلدان الجنوب ذات الإشعاع النشط ودرجات الحرارة الإيجابية في فترة الشتاء... إنها ليست مناسبة لفصل الشتاء لدينا ، لكنها تظهر نتائج جيدة في فصل الصيف.
يمكن استخدام هذا الإعداد ل تسخين الهواءفي البيت. من الناحية الهيكلية ، يشبه إلى حد كبير مجمع البلاستيك الموصوف أعلاه ، لكن الهواء يدور ويسخن فيه. هذه الأجهزة معلقة على الجدران. يمكنهم العمل بطريقتين: إذا كان سخان الهواء الشمسي مغلقًا بإحكام ، فسيتم أخذ الهواء من الغرفة ، ثم يتم تسخينه ويعود إلى نفس الغرفة.
هناك خيار آخر. فهو يجمع بين التدفئة والتهوية. هناك ثقوب في الغلاف الخارجي لمشعب الهواء. من خلالهم ، يدخل الهواء البارد إلى الهيكل. يمر عبر المتاهة ، مع ارتفاع درجات الحرارة من أشعة الشمس ، ثم بعد ذلك دافئ يدخل الغرفة.
ستكون تدفئة المنزل أكثر أو أقل فاعلية إذا احتل التثبيت الجدار الجنوبي بأكمله ، ولن يكون هناك ظل على هذا الجدار.
هنا ، أيضًا ، يدور المبرد عبر الأنابيب ، ولكن يتم إدخال كل من أنابيب التبادل الحراري هذه في دورق زجاجي. يجتمعون جميعًا معًا في مشعب ، وهو في الأساس مشط.
مخطط جامع أنبوبي (انقر لتكبير الصورة)
المجمعات الأنبوبية لها نوعان من الأنابيب: محوري وريش. متحد المحور - أنبوب في الأنبوب - متداخلة في الآخر وتكون حوافها محكمة الغلق. يتم إنشاء بيئة خالية من الهواء بين الجدارين. لذلك ، تسمى هذه الأنابيب أيضًا الأنابيب المفرغة. أنابيب الريش عبارة عن أنبوب عادي مغلق من جانب واحد. ويطلق عليهم اسم الريش لأنه لزيادة نقل الحرارة ، يتم إدخال لوحة الامتزاز فيها ، والتي لها حواف منحنية وتذكرنا إلى حد ما بالريش.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إدخال المبادلات الحرارية في علب مختلفة. أنواع مختلفة... الأولى هي القنوات الحرارية للأنابيب الحرارية. هذا نظام كامل لتحويل ضوء الشمس إلى طاقة حرارية. الأنبوب الحراري عبارة عن أنبوب نحاسي مجوف ذو قطر صغير ملحوم في أحد طرفيه. الثانية لها نصيحة ضخمة. الأنبوب مليء بمادة ذات درجة غليان منخفضة. عند تسخينها ، تبدأ المادة في الغليان ، ويتحول جزء منها إلى حالة غازية ويرتفع إلى أعلى الأنبوب. في الطريق من جدران الأنبوب الساخن ، ترتفع درجة حرارتها أكثر فأكثر. يصل إلى القمة ، حيث يبقى لفترة من الوقت. خلال هذا الوقت ، ينقل الغاز جزءًا من الحرارة إلى الطرف الهائل ، ويبرد تدريجياً ، ويتكثف ويستقر ، حيث تتكرر العملية مرة أخرى.
الطريقة الثانية - نوع U - عبارة عن أنبوب تقليدي مملوء بسائل تبريد. لا أخبار أو مفاجآت هنا. كل شيء كالمعتاد: من جانب يدخل المبرد ، ويمر عبر الأنبوب ، مع ارتفاع درجات الحرارة من ضوء الشمس. على الرغم من بساطته ، فإن هذا النوع من المبادلات الحرارية أكثر كفاءة. لكن يتم استخدامه في كثير من الأحيان. وذلك لأن سخانات المياه الشمسية من هذا النوع تشكل كلاً واحدًا. في حالة تلف أنبوب واحد ، يجب استبدال القسم بأكمله.
تعتبر المجمعات الأنبوبية ذات نظام الأنابيب الحرارية أكثر تكلفة ، وتظهر أقل كفاءة ، ولكنها تستخدم في كثير من الأحيان. وكل ذلك بسبب إمكانية تغيير الأنبوب التالف في بضع دقائق. علاوة على ذلك ، إذا تم استخدام دورق متحد المحور ، فيمكن أيضًا إصلاح الأنبوب. يتم تفكيكها ببساطة (تتم إزالة الغطاء العلوي) ويتم استبدال العنصر التالف (قناة الحرارة أو المصباح نفسه) بعنصر صالح للخدمة. ثم يتم إدخال الأنبوب في مكانه.
بالنسبة للمناطق الجنوبية ذات الشتاء المعتدل والكثير من الأيام المشمسة في السنة ، فإن المجمع المسطح هو الخيار الأفضل. في هذا المناخ ، تظهر أعلى إنتاجية.
بالنسبة للمناطق ذات المناخات الأكثر قسوة ، فإن المجمعات الأنبوبية مناسبة. علاوة على ذلك ، تعد الأنظمة ذات الأنابيب الحرارية أكثر ملاءمة لفصول الشتاء القاسية: فهي دافئة حتى في الليل وحتى في الطقس الغائم ، وتجمع معظم طيف الإشعاع الشمسي. إنهم لا يخافون من درجات الحرارة المنخفضة ، لكن النطاق الدقيق لدرجة الحرارة يحتاج إلى توضيح: فهو يعتمد على المادة الموجودة في قناة الحرارة.
يمكن أن تكون هذه الأنظمة ، إذا تم حسابها بشكل صحيح ، أساسية ، ولكنها في كثير من الأحيان توفر تكاليف التدفئة من مصدر آخر مدفوع للطاقة.
يمكن أن يكون التسخين الإضافي عبارة عن مشعب هوائي. يمكن صنعه في الحائط بالكامل ، ومن السهل القيام بذلك بنفسك. إنه مثالي لتدفئة مرآب أو كوخ صيفي. علاوة على ذلك ، قد لا تظهر مشاكل عدم كفاية التدفئة ليس في الشتاء ، كما تتوقع ، ولكن في الخريف. في حالة الصقيع والثلج ، تكون طاقة الشمس أكبر بعدة مرات منها في الطقس الممطر الغائم.
عند سماع كلمة "الطاقة الشمسية" ، نفكر بشكل أساسي في البطاريات ، التي تحول الضوء إلى كهرباء. ويتم ذلك عن طريق محولات كهروضوئية خاصة. وهي متوفرة تجارياً من مجموعة متنوعة من أشباه الموصلات. في أغلب الأحيان ، نستخدم خلايا السيليكون الشمسية للاستخدام المنزلي. لديهم أدنى سعر ويظهرون أداءً لائقًا إلى حد ما: 20-25٪.
الألواح الشمسية لمنزل خاص شائعة في بعض البلدان
لا يمكنك استخدام الألواح الشمسية للتدفئة بشكل مباشر إلا إذا قمت بتوصيل غلاية أو أي جهاز تسخين كهربائي آخر بمصدر الطاقة هذا. أيضًا ، يمكن دمج الألواح الشمسية جنبًا إلى جنب مع البطاريات الكهربائية في نظام إمداد الكهرباء بالمنزل وبالتالي تقليل الفواتير الشهرية للكهرباء المستخدمة. من حيث المبدأ ، من الواقعي تلبية احتياجات الأسرة بالكامل من هذه المواقف. يتطلب الأمر الكثير من الأموال والمساحة. في المتوسط ، يمكن الحصول على 120-150 واط من المتر المربع من اللوحة. لذا احسب عدد مربعات السقف أو المنطقة المجاورةيجب أن تشغلها هذه اللوحات.
جدوى تركيب نظام التدفئة الشمسية مشكوك فيها بالنسبة للكثيرين. السبب الرئيسي هو أنها باهظة الثمن ولن تدفع عن نفسها أبدًا. مع حقيقة أنها باهظة الثمن ، علينا أن نتفق: أسعار المعدات كبيرة نوعًا ما. لكن لا أحد يمنعك من البدء صغيرًا. على سبيل المثال ، لتقييم الفعالية والتطبيق العملي لفكرة ما ، قم بعمل تثبيت مماثل بنفسك. التكاليف ضئيلة ، وستكون لديك فكرة مباشرة. ثم ستقرر ما إذا كنت ستتعامل مع كل هذا أم لا. هذا هو الشيء الوحيد: كل الرسائل السلبية من المنظرين. لم يتم العثور على واحد من الممارسين. هناك بحث نشط عن طرق للتحسين وإعادة العمل ، لكن لم يقل أحد أن الفكرة غير مجدية. تقول شيئا.
الآن بعد أن تركيب نظام التسخين الشمسي لن يؤتي ثماره أبدًا. ما دامت فترة الاسترداد
الجسور في بلادنا كبيرة. إنه مشابه للعمر الافتراضي للمجمعات أو البطاريات الشمسية. ولكن إذا نظرنا إلى ديناميكيات نمو الأسعار لجميع موارد الطاقة ، يمكننا أن نفترض أنه سيتم تخفيضها قريبًا إلى شروط مقبولة تمامًا.
الآن ، في الواقع حول كيفية إنشاء نظام. بادئ ذي بدء ، تحتاج إلى تحديد احتياج منزلك وسبعة للحرارة والماء الساخن. الطريقة العامة لحساب نظام التسخين الشمسي هي كما يلي:
بالإضافة إلى تحديد عدد مكونات النظام الشمسي ، سيكون من الضروري تحديد حجم الخزان الذي سيتراكم فيه الماء الساخن لإمداد الماء الساخن. يمكن القيام بذلك بسهولة من خلال معرفة النفقات الفعلية لعائلتك. إذا كان لديك عداد DHW مثبت ولديك بيانات لعدة سنوات ، يمكنك عرض متوسط معدل الاستهلاك اليومي (متوسط الاستهلاك الشهري مقسومًا على عدد الأيام). هذا هو حجم الخزان الذي تحتاجه تقريبًا. لكن الخزان يجب أن يؤخذ بهامش 20٪ أو نحو ذلك. فقط في حالة.
إذا لم يكن هناك ماء ساخن أو عداد ، يمكنك استخدام معدلات الاستهلاك. يستهلك الشخص الواحد في المتوسط 100-150 لترًا من الماء يوميًا. معرفة عدد الأشخاص الذين يعيشون في المنزل بشكل دائم ، سوف تحسب الحجم المطلوب للخزان: يتم ضرب المعدل في عدد السكان.
يجب أن يقال على الفور أن السبب المنطقي (من حيث المردود) لوسط روسيا هو نظام تسخين بالطاقة الشمسية ، والذي يغطي حوالي 30 ٪ من الطلب على الحرارة ويوفر الماء الساخن بالكامل. هذه نتيجة متوسطة: في بعض الأشهر سيتم توفير التدفئة بنسبة 70-80٪ بواسطة النظام الشمسي ، وفي بعض الأشهر (ديسمبر-يناير) بنسبة 10٪ فقط. مرة أخرى ، يعتمد الكثير على النوع الألواح الشمسيةومن منطقة الإقامة.
وهي ليست مجرد "شمال" أو "جنوب". إنه يتعلق بعدد الأيام المشمسة. على سبيل المثال ، في Chukotka شديدة البرودة ، سيكون التسخين بالطاقة الشمسية فعالاً للغاية: فغالبًا ما تكون الشمس مشرقة هناك. في المناخ الأكثر اعتدالًا في إنجلترا ، مع الضباب الأبدي ، تكون فعاليته منخفضة للغاية.
;
على الرغم من العديد من النقاد الذين يتحدثون عن عدم كفاءة الطاقة الشمسية وفترة استرداد طويلة جدًا ، يتحول المزيد والمزيد من الناس إلى مصادر بديلة جزئيًا على الأقل. بالإضافة إلى المدخرات ، ينجذب الكثيرون إلى الاستقلال عن الدولة وسياسة التسعير التي تتبعها. حتى لا تندم على الأموال المستثمرة عبثًا ، يمكنك أولاً إجراء تجربة: قم بعمل إحدى المنشآت الشمسية بيديك وتقرر بنفسك مقدار ما يجذبك (أم لا).
إن إمداد الحرارة بالطاقة الشمسية هو طريقة لتدفئة مبنى سكني ، والتي أصبحت أكثر شيوعًا كل يوم في العديد من دول العالم المتقدمة بشكل رئيسي. يمكن أن تتباهى أعظم النجاحات في مجال الطاقة الحرارية الشمسية اليوم في بلدان أوروبا الغربية والوسطى. في الاتحاد الأوروبي ، على مدى العقد الماضي ، كان هناك نمو سنوي لصناعة الطاقة المتجددة بنسبة 10-12٪. هذا المستوى من التطور هو مؤشر مهم للغاية.
جامع الطاقة الشمسية
أحد أكثر تطبيقات الطاقة الشمسية وضوحًا هو استخدامها لتسخين المياه والهواء (كحاملات حرارية). في المناطق المناخية حيث يسود الطقس البارد ، من أجل إقامة مريحة للناس ، يعد حساب وتنظيم أنظمة التدفئة لكل مبنى سكني أمرًا إلزاميًا. يجب أن يكون لديهم مصدر ماء ساخن لمختلف الاحتياجات ، بالإضافة إلى تدفئة المنازل. بالطبع، الخيار الأفضلهنا سيكون تطبيق المخطط حيث العمل أنظمة مؤتمتةامدادات الحرارة.
تتطلب المؤسسات الصناعية كميات كبيرة من إمدادات المياه الساخنة اليومية أثناء عملية الإنتاج. على سبيل المثال ، يمكننا الاستشهاد بأستراليا ، حيث يتم إنفاق ما يقرب من 20 في المائة من إجمالي الطاقة المستهلكة على تسخين حامل حرارة سائل إلى درجة حرارة لا تتجاوز 100 درجة مئوية. لهذا السبب ، في بعض البلدان المتقدمة في الغرب ، وإلى حد كبير في إسرائيل وأمريكا الشمالية واليابان ، وبالطبع في أستراليا ، يتوسع إنتاج أنظمة التدفئة الشمسية بسرعة كبيرة.
في المستقبل القريب ، سيتم توجيه تطوير الطاقة بلا شك نحو استخدام الإشعاع الشمسي. يبلغ متوسط كثافة الإشعاع الشمسي على سطح الأرض 250 واط لكل متر مربع. وهذا على الرغم من حقيقة أن تلبية الاحتياجات الاقتصادية للفرد في المناطق الأقل تصنيعًا ، يكفي اثنان واط لكل متر مربع.
يتمثل الاختلاف المفيد بين الطاقة الشمسية وصناعات الطاقة الأخرى التي تستخدم احتراق الوقود الأحفوري في الصداقة البيئية للطاقة المتلقاة. لا يستلزم تشغيل المعدات الشمسية إطلاق انبعاثات ضارة في الغلاف الجوي.
اختيار مخطط تطبيق المعدات والأنظمة السلبية والنشطة
هناك نوعان من المخططات لاستخدام الإشعاع الشمسي كنظام تدفئة للمنزل. هذه أنظمة نشطة وسلبية. أنظمة التدفئة الشمسية السلبية هي تلك التي يكون فيها العنصر الذي يمتص الإشعاع الشمسي مباشرة ويولد الحرارة منه هو هيكل المنزل نفسه أو أجزائه الفردية. يمكن أن تكون هذه العناصر بمثابة سياج أو سقف أو أجزاء فردية من المبنى مبنية على أساس مخطط معين. الأنظمة السلبية لا تستخدم الأجزاء المتحركة الميكانيكية.
تعمل الأنظمة النشطة على أساس المخطط المعاكس لتدفئة المنزل ، فهي تستخدم بنشاط الأجهزة الميكانيكية (المضخات ، المحركات ، عند استخدامها ، فإنها تحسب أيضًا الطاقة المطلوبة).
الأنظمة السلبية هي الأبسط في التصميم وأقل تكلفة من الناحية المالية عند تركيب الدائرة. لا تحتاج مخططات التدفئة هذه إلى التثبيت أجهزة إضافيةلامتصاص الأشعة الشمسية وتوزيعها لاحقًا في نظام تدفئة المنزل. يعتمد تشغيل هذه الأنظمة على مبدأ التسخين المباشر لمساحة المعيشة مباشرة من خلال الجدران الناقلة للضوء الموجودة على الجانب الجنوبي. يتم تنفيذ وظيفة تسخين إضافية بواسطة الأسطح الخارجية لعناصر سياج المنزل ، وهي مجهزة بطبقة من الشاشات الشفافة.
لبدء عملية تحويل الإشعاع الشمسي إلى طاقة حرارية ، يتم استخدام نظام من الهياكل يعتمد على استخدام مستقبلات الطاقة الشمسية ذات السطح الشفاف ، حيث يتم لعب الوظيفة الرئيسية من خلال "تأثير الاحتباس الحراري" ، وقدرة الزجاج على الاحتفاظ بالحرارة يتم استخدام الإشعاع ، مما يؤدي إلى زيادة درجة الحرارة داخل الغرفة.
وتجدر الإشارة إلى أن استخدام نوع واحد فقط من أنواع الأنظمة قد لا يكون له ما يبرره تمامًا. غالبًا ما يُظهر الحساب الدقيق أنه من الممكن تحقيق تخفيضات كبيرة في فقد الحرارة ومتطلبات الطاقة للمبنى من خلال أنظمة متكاملة. عمل عامكل من الأنظمة النشطة والسلبية من خلال الجمع بين الصفات الإيجابية ستعطي أقصى تأثير.
عادةً ، تُظهر حسابات الكفاءة أن الاستخدام السلبي للإشعاع الشمسي سيغطي احتياجات تدفئة منزلك بحوالي 14-16 بالمائة. سيكون مثل هذا النظام جزءًا مهمًا من عملية إنتاج الحرارة.
ومع ذلك ، على الرغم من بعض الصفات الإيجابية للأنظمة السلبية ، فإن الاحتمالات الرئيسية لتلبية احتياجات المبنى من الحرارة بشكل كامل لا تزال تتطلب استخدام معدات التدفئة النشطة. الأنظمة التي تتمثل وظيفتها في الامتصاص المباشر للإشعاع الشمسي وتراكمه وتوزيعه.
التخطيط والحساب
احسب إمكانية تركيب أنظمة تدفئة نشطة باستخدام الطاقة الشمسية (الخلايا الشمسية البلورية ، مجمعات الطاقة الشمسية) ويفضل في مرحلة تصميم المبنى. لكن مع ذلك ، هذه اللحظة ليست إلزامية ، يمكن أيضًا تثبيت مثل هذا النظام في مهمة موجودة بالفعل ، بغض النظر عن سنة بنائه (أساس النجاح هو الحساب الصحيح للمخطط بأكمله).
يتم تركيب المعدات على الجانب الجنوبي من المنزل. هذا الترتيب يخلق ظروفًا لامتصاص أقصى قدر من الإشعاع الشمسي الوارد في الشتاء. تكون الخلايا الضوئية التي تحول طاقة الشمس وتثبت على هيكل ثابت أكثر فاعلية عندما يتم تثبيتها بالنسبة لسطح الأرض بزاوية مساوية للموقع الجغرافي للمبنى الساخن. زاوية ميل السقف ، ودرجة دوران المنزل إلى الجنوب - هذه نقاط مهمة يجب أخذها في الاعتبار عند حساب مخطط التدفئة بالكامل.
يجب تركيب الخلايا الشمسية ومجمعات الطاقة الشمسية في أقرب مكان ممكن لاستهلاك الطاقة. تذكر أنه كلما اقتربت من بناء الحمام والمطبخ ، قل فقدان الحرارة (في هذا الخيار ، يمكنك القيام بذلك باستخدام مجمّع شمسي واحد ، والذي سيسخن كلا الغرفتين). المعيار الرئيسي لتقييم اختيار المعدات التي تحتاجها هو كفاءتها.
تنقسم أنظمة التسخين بالطاقة الشمسية النشطة إلى المجموعات التالية وفقًا للمعايير التالية:
ستكون البيانات الاقتصادية العامة بمثابة العامل الرئيسي في اختيار أحد أنواع المعدات. سيساعدك الحساب الحراري الكفء للنظام بأكمله على التحديد بشكل صحيح. يجب إجراء الحساب ، مع مراعاة مؤشرات كل غرفة محددة ، حيث يتم التخطيط لتنظيم التدفئة الشمسية و (أو) إمدادات المياه الساخنة. يجدر النظر في موقع المبنى ، والظروف الطبيعية المناخية ، وحجم تكلفة مورد الطاقة النازحين. الحساب الصحيح و اختيار جيدمخططات تنظيم الإمداد الحراري هي مفتاح الجدوى الاقتصادية لاستخدام معدات الطاقة الشمسية.
نظام التسخين الشمسي
مخطط التدفئة الأكثر شيوعًا هو تركيب مجمعات الطاقة الشمسية ، والتي توفر وظيفة تجميع الطاقة الممتصة في حاوية خاصة - بطارية.
حتى الآن ، الأكثر انتشارًا هي مخططات التدفئة ثنائية الدائرة للمباني السكنية ، حيث يتم تثبيت نظام الدوران القسري لسائل التبريد في المجمع. مبدأ عملها على النحو التالي. يتم توفير الماء الساخن من أعلى نقطة في الخزان ، وتحدث العملية تلقائيًا وفقًا لقوانين الفيزياء. يتم ضخ الماء البارد الجاري في الجزء السفلي من الخزان عن طريق الضغط ، وهذا الماء يزيح الماء الساخن الذي يتجمع في الجزء العلوي من الخزان ، والذي يدخل بعد ذلك إلى نظام إمداد المنزل بالماء الساخن لتلبية احتياجاته المنزلية واحتياجات التدفئة. .
بالنسبة لمنزل الأسرة الواحدة ، يتم عادةً تركيب خزان تخزين بسعة 400 إلى 800 لتر. لتسخين الناقل الحراري لهذه الأحجام ، اعتمادًا على الظروف الطبيعيةمطلوب لحساب مساحة سطح المجمع الشمسي بشكل صحيح. من الضروري أيضًا تبرير استخدام المعدات اقتصاديًا.
فيما يلي مجموعة المعدات القياسية لتركيب نظام التسخين الشمسي:
نظام يعتمد على ألواح امتصاص الحرارة. عادة ما تستخدم هذه الألواح خلال مرحلة البناء الجديدة. لتركيبها ، من الضروري بناء هيكل خاص يسمى السقف الساخن. هذا يعني أنه يجب تثبيت الألواح مباشرة في هيكل السقف ، مع استخدام عناصر التسقيف كوحدات بناء لهيكل المعدات. سيؤدي هذا التثبيت إلى تقليل تكاليف إنشاء نظام تدفئة ، ومع ذلك ، فإنه سيتطلب عزلًا عالي الجودة لمفاصل الأجهزة والسقف. تتطلب طريقة تركيب المعدات هذه أن تقوم بتصميم وتخطيط جميع مراحل العمل بعناية. من الضروري حل العديد من المشاكل المتعلقة بالأنابيب ، ووضع خزان التخزين ، وتركيب المضخة ، وضبط المنحدرات. سيتعين حل الكثير من مشاكل التثبيت إذا لم يتم تحويل المبنى إلى الجنوب بأكثر الطرق نجاحًا.
بشكل عام ، سيكون مشروع أنظمة التدفئة الشمسية مختلفًا عن غيره بطريقة أو بأخرى. فقط المبادئ الأساسيةأنظمة. لذلك ، من المستحيل تقديم قائمة دقيقة بالأجزاء الضرورية للتثبيت الكامل للنظام بأكمله ، حيث قد يكون من الضروري استخدام عناصر ومواد إضافية أثناء عملية التثبيت.
في الأنظمة التي تعمل على أساس ناقل حرارة سائل ، يتم استخدام الماء العادي كمادة متراكمة. يحدث امتصاص الطاقة في مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة. تتراكم الطاقة في الخزان وتستهلك حسب الحاجة.
لنقل الطاقة من جهاز التخزين إلى المبنى ، يتم استخدام مبادل حراري من الماء إلى الماء أو الماء إلى الهواء. نظام الماء الساخن مجهز بخزان إضافي يسمى خزان التسخين المسبق. يتم تسخين الماء فيه عن طريق الإشعاع الشمسي ثم يدخل في سخان المياه التقليدي. 
يستخدم هذا النظام الهواء كحامل حرارة. يتم تسخين المبرد في مجمّع شمسي مسطح ، ومن ثم يدخل الهواء الساخن إلى الغرفة المسخنة أو في جهاز تخزين خاص ، حيث تتراكم الطاقة الممتصة في فوهة خاصة ، يتم تسخينها بواسطة الهواء الساخن الوارد. بفضل هذه الميزة ، يستمر النظام في إمداد المنزل بالدفء حتى في الليل عندما لا يتوفر الإشعاع الشمسي.
أساس عمل الأنظمة ذات الدورة الدموية الطبيعية هو الحركة المستقلة لسائل التبريد. تحت تأثير ارتفاع درجة الحرارة يفقد كثافته وبالتالي يميل إلى الجزء العلوي من الجهاز. فرق الضغط الناتج يجعل الجهاز يعمل.
أنظمة التدفئة الشمسية
4.1 التصنيف والعناصر الأساسية لأنظمة الطاقة الشمسية
أنظمة التسخين الشمسي هي أنظمة تستخدم الإشعاع الشمسي كمصدر للطاقة الحرارية. يتمثل الاختلاف المميز بينهما عن أنظمة التدفئة الأخرى ذات درجات الحرارة المنخفضة في استخدام عنصر خاص - جهاز استقبال شمسي ، مصمم لالتقاط الإشعاع الشمسي وتحويله إلى طاقة حرارية.
وفقًا لطريقة استخدام الإشعاع الشمسي ، تنقسم أنظمة التدفئة الشمسية ذات درجة الحرارة المنخفضة إلى سلبية ونشطة.
الأنظمة السلبية هي أنظمة تسخين بالطاقة الشمسية حيث يعمل المبنى نفسه أو مرفقاته الفردية (مبنى المجمع ، وجدار المجمع ، وسقف المجمع ، وما إلى ذلك) كعنصر يتلقى الإشعاع الشمسي ويحوله إلى حرارة.)).
أرز. 4.1.1 نظام التسخين الشمسي السلبي ذو درجة الحرارة المنخفضة "مجمع الجدار": 1 - أشعة الشمس ؛ 2 - شاشة شعاع شفافة ؛ 3 - المثبط الهوائي ؛ 4 - هواء ساخن 5 - هواء مبرد من الغرفة ؛ 6 - إشعاع حراري طويل الموجة لمصفوفة الجدار ؛ 7 - سطح الجدار الأسود المدرك للأشعة ؛ 8 - الستائر.
تسمى أنظمة التسخين الشمسي ذات درجات الحرارة المنخفضة بالأنظمة النشطة ، حيث يكون المجمع الشمسي عبارة عن جهاز مستقل ومنفصل لا علاقة له بالمبنى. يمكن تقسيم أنظمة الطاقة الشمسية النشطة:
حسب الغرض (أنظمة إمداد الماء الساخن ، وأنظمة التدفئة ، والأنظمة المشتركة لأغراض التدفئة والتزويد بالبرودة) ؛
حسب نوع المبرد المستخدم (سائل - ماء ، مضاد للتجمد ، هواء) ؛
حسب مدة العمل (على مدار السنة ، الموسمية) ؛
وفقًا للحل الفني للمخططات (واحد ، ثنائي ، متعدد الدوائر).
الهواء عبارة عن سائل تبريد غير متجمد واسع الانتشار في النطاق الكامل لمعايير التشغيل. عند استخدامه كحامل حراري ، يمكن الجمع بين أنظمة التدفئة ونظام التهوية. ومع ذلك ، فإن الهواء عبارة عن ناقل حراري منخفض الحرارة ، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك المعدن لجهاز أنظمة تسخين الهواء مقارنةً بأنظمة المياه.
الماء هو ناقل حراري يحتفظ بالحرارة ومتوفر على نطاق واسع. ومع ذلك ، في درجات حرارة أقل من 0 درجة مئوية ، من الضروري إضافة السوائل المضادة للتجمد إليها. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ألا يغيب عن البال أن الماء المشبع بالأكسجين يسبب تآكل الأنابيب والأجهزة. لكن استهلاك المعدن في أنظمة الطاقة الشمسية المائية أقل بكثير ، مما يساهم بشكل كبير في تطبيقها على نطاق أوسع.
عادة ما تكون أنظمة تسخين المياه بالطاقة الشمسية الموسمية أحادية الدائرة وتعمل في الصيف والأشهر الانتقالية ، خلال الفترات ذات درجة الحرارة الخارجية الإيجابية. يمكن أن يكون لديهم مصدر إضافي للحرارة أو الاستغناء عنه ، اعتمادًا على الغرض من المنشأة الخاضعة للخدمة وظروف التشغيل.
عادة ما تكون أنظمة التسخين بالطاقة الشمسية للمباني ذات دائرة مزدوجة أو ، في أغلب الأحيان ، متعددة الدوائر ، ويمكن استخدام ناقلات حرارية مختلفة لدوائر مختلفة (على سبيل المثال ، في الدائرة الشمسية - محاليل مائيةالسوائل غير المتجمدة ، في الدوائر الوسيطة - الماء ، وفي الدائرة الاستهلاكية - الهواء).
تعد الأنظمة الشمسية المجمعة على مدار العام للتدفئة والبرودة للمباني متعددة الدوائر وتتضمن مصدرًا إضافيًا للحرارة في شكل مولد حراري تقليدي يعمل بالوقود الأحفوري أو محول حراري.
رسم تخطيطىيظهر نظام التدفئة الشمسية في الشكل 4.1.2. يتضمن ثلاث دوائر تداول:
الدائرة الأولى ، التي تتكون من مجمعات الطاقة الشمسية 1 ، ومضخة دوران 8 ومبادل حراري سائل 3 ؛
دائرة ثانية تتكون من خزان تخزين 2 ومضخة دوران 8 ومبادل حراري 3 ؛
الدائرة الثالثة ، وتتكون من خزان تخزين 2 ، ومضخة دوران 8 ، ومبادل حراري بين الماء والهواء (سخان الهواء) 5.
أرز. 4.1.2. رسم تخطيطي لنظام التدفئة الشمسية: 1 - مجمع الطاقة الشمسية ؛ 2 - خزان التخزين ؛ 3 - مبادل حراري 4 - بناء 5 - سخان الهواء 6 - نسخة احتياطية لنظام التدفئة ؛ 7 - مضاعف نظام إمداد الماء الساخن ؛ 8 - مضخة الدوران ؛ 9 - مروحة.
يعمل نظام التسخين الشمسي على النحو التالي. المبرد الحراري (مانع التجمد) لدائرة الاستقبال الحراري ، الذي يتم تسخينه في المجمعات الشمسية 1 ، يدخل المبادل الحراري 3 ، حيث يتم نقل حرارة التجمد إلى الماء المتداول في الفضاء الحلقي للمبادل الحراري 3 تحت عمل المضخة 8 الدائرة الثانوية. يدخل الماء الساخن إلى الخزان 2. من الخزان ، يتم أخذ المياه بواسطة مضخة إمداد الماء الساخن 8 ، إذا لزم الأمر ، يتم إحضارها إلى درجة الحرارة المطلوبة في النسخة الاحتياطية 7 وتدخل إلى نظام إمداد المبنى بالماء الساخن. يتكون خزان التخزين من نظام إمداد المياه.
للتدفئة ، يتم توفير الماء من الخزان 2 بواسطة مضخة الدائرة الثالثة 8 إلى السخان 5 ، والذي من خلاله يمر الهواء بمساعدة المروحة 9 وعند تسخينه يدخل المبنى 4. في حالة عدم وجود الإشعاع الشمسي أو نقص الطاقة الحرارية الناتجة عن المجمعات الشمسية ، يتم تشغيل النسخ الاحتياطي 6.
يتم تحديد اختيار عناصر نظام التدفئة الشمسية وترتيبها في كل حالة محددة من خلال العوامل المناخية والغرض من الكائن وطريقة استهلاك الحرارة والمؤشرات الاقتصادية.
4.2 مجمعات الطاقة الشمسية المركزة
مجمعات الطاقة الشمسية المركزة عبارة عن مرايا كروية أو مكافئة (الشكل 4.2.1) مصنوعة من معدن مصقول ، حيث يتم وضع عنصر استقبال الحرارة (المرجل الشمسي) ، والذي من خلاله يدور المبرد. يتم استخدام الماء أو السوائل غير المجمدة كناقل للحرارة. عند استخدامه كمياه ناقل للحرارة ليلاً وفي الداخل فترة البرديجب إفراغ النظام لمنعه من التجمد.
لضمان الكفاءة العالية لعملية التقاط الإشعاع الشمسي وتحويله ، يجب توجيه جهاز استقبال الطاقة الشمسية المركزة باستمرار نحو الشمس. لهذا الغرض ، تم تجهيز جهاز الاستقبال الشمسي بنظام تتبع يتضمن مستشعر اتجاه الشمس ، ووحدة تحويل إشارة إلكترونية ، ومحرك كهربائي مع علبة تروس لتدوير هيكل مستقبل الطاقة الشمسية في طائرتين.
أرز. 4.2.1. مجمعات الطاقة الشمسية المركزة: أ - مكثف مكافئ. ب - مكثف مكافئ أسطواني ؛ 1 - أشعة الشمس 2 - عنصر امتصاص الحرارة (المجمع الشمسي) ؛ 3 - مرآة 4 - آلية قيادة نظام التتبع ؛ 5- خطوط انابيب توريد وازالة المبرد.
تتمثل ميزة الأنظمة ذات المجمعات الشمسية المركزة في القدرة على توليد حرارة بدرجة حرارة عالية نسبيًا (تصل إلى 100 درجة مئوية) وحتى بخار. تشمل العيوب التكلفة العالية للهيكل ؛ الحاجة إلى التنظيف المستمر للأسطح العاكسة من الغبار ؛ تعمل فقط خلال ساعات النهار ، وبالتالي الحاجة إلى بطاريات كبيرة ؛ استهلاك كبير للطاقة لمحرك نظام التتبع الشمسي بما يتناسب مع الطاقة المولدة. تقيد هذه العيوب الاستخدام الواسع لأنظمة التسخين بالطاقة الشمسية منخفضة الحرارة مع تركيز مجمعات الطاقة الشمسية. في الآونة الأخيرة ، غالبًا ما تستخدم مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة لأنظمة التدفئة الشمسية ذات درجات الحرارة المنخفضة.
4.3 مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة
المجمع الشمسي المسطح عبارة عن جهاز مزود بلوحة مسطحة ماصة وعزل شفاف مسطح لامتصاص الطاقة الشمسية وتحويلها إلى طاقة حرارية.
تتكون مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة (الشكل 4.3.1) من غطاء زجاجي أو بلاستيكي (فردي ، مزدوج ، ثلاثي) ، لوحة ماصة للحرارة مطلية باللون الأسود على الجانب المواجه للشمس ، وعازل على الظهر ومبيت (معدن ، بلاستيك والزجاج والخشب).
أرز. 4.3.1. المجمع الشمسي المسطح: 1 - أشعة الشمس. 2 - التزجيج 3 - حالة ؛ 4 - سطح ممتص للحرارة ؛ 5 - العزل الحراري 6 - مانع التسرب 7 - إشعاع طويل الموجة جوهري للوحة استقبال الحرارة.
يمكن استخدام أي لوح معدني أو بلاستيكي مع قنوات مبرد كلوح ممتص للحرارة. تصنع الألواح الماصة للحرارة من الألمنيوم أو الفولاذ من نوعين: صفائح الأنابيب والألواح المختومة (الأنابيب في الصفيحة). لا تستخدم الألواح البلاستيكية على نطاق واسع بسبب هشاشتها وسرعة تقادمها تحت تأثير أشعة الشمس ، وكذلك بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة.
تحت تأثير الإشعاع الشمسي ، يتم تسخين لوحات استشعار الحرارة إلى درجات حرارة 70-80 درجة مئوية ، أعلى من درجة الحرارة المحيطة ، مما يؤدي إلى زيادة انتقال الحرارة بالحمل الحراري للوحة إلى البيئة والإشعاع الخاص بها إلى سماء. لتحقيق درجات حرارة أعلى لسائل التبريد ، يتم تغطية سطح اللوحة بطبقات انتقائية طيفية تمتص بفعالية الإشعاع قصير الموجة من الشمس وتقلل من إشعاعها الحراري في جزء الطول الموجي الطويل من الطيف. مثل هذه التصميمات التي تعتمد على "النيكل الأسود" و "الكروم الأسود" وأكسيد النحاس على الألومنيوم وأكسيد النحاس على النحاس وغيرها باهظة الثمن (غالبًا ما تتناسب تكلفتها مع تكلفة اللوحة الماصة للحرارة نفسها). هناك طريقة أخرى لتحسين أداء مجمعات الألواح المسطحة وهي إنشاء فراغ بين لوحة امتصاص الحرارة والعزل الشفاف لتقليل فقد الحرارة (مجمعات الطاقة الشمسية من الجيل الرابع).
كشفت تجربة تشغيل منشآت الطاقة الشمسية القائمة على مجمعات الطاقة الشمسية عن عدد من العيوب المهمة لهذه الأنظمة. بادئ ذي بدء ، هذه هي التكلفة العالية لهواة الجمع. إن زيادة كفاءة عملهم بسبب الطلاءات الانتقائية ، وزيادة شفافية التزجيج ، والإخلاء ، وكذلك ترتيب نظام التبريد ، تبين أنها غير مربحة اقتصاديًا. عيب كبير هو الحاجة إلى التنظيف المتكرر للزجاج من الغبار ، والذي يستبعد عمليا استخدام المجمع في المناطق الصناعية. أثناء التشغيل طويل المدى لمجمعات الطاقة الشمسية ، خاصة في ظروف الشتاء ، لوحظ فشلها المتكرر بسبب التوسع غير المتكافئ للمناطق المضاءة والمظلمة من الزجاج بسبب انتهاك سلامة الزجاج. هناك أيضًا نسبة عالية من فشل المجمع أثناء النقل والتركيب. عيب كبير في الأنظمة مع المجمعات هو أيضًا تفاوت الحمل خلال العام واليوم. أظهرت تجربة تشغيل المجمعات في أوروبا والجزء الأوروبي من روسيا مع نسبة عالية من الإشعاع المنتشر (تصل إلى 50٪) استحالة إنشاء نظام مستقل لتزويد المياه الساخنة والتدفئة على مدار العام. تتطلب جميع الأنظمة الشمسية ذات المجمعات الشمسية في خطوط العرض الوسطى جهازًا لخزانات تخزين كبيرة الحجم وإدراج مصدر إضافي للطاقة في النظام ، مما يقلل من التأثير الاقتصادي لاستخدامها. في هذا الصدد ، يُنصح باستخدامها في المناطق ذات الكثافة العالية للإشعاع الشمسي (لا تقل عن 300 واط / م 2).
الفرص المحتملة لاستخدام الطاقة الشمسية في أوكرانيا
على أراضي أوكرانيا ، يبلغ متوسط طاقة الإشعاع الشمسي لمتوسط ساعات النهار السنوية في المتوسط 4 كيلوواط / ساعة لكل متر مربع (في أيام الصيف - ما يصل إلى 6 - 6.5 كيلو واط / ساعة) ، أي حوالي 1.5 ألف كيلو واط / ساعة سنويًا لمدة كل متر مربع. هذا هو نفسه تقريبًا كما هو الحال في أوروبا الوسطى ، حيث ينتشر استخدام الطاقة الشمسية على نطاق واسع.
بالإضافة إلى الظروف المناخية المواتية ، يوجد في أوكرانيا طاقم علمي مؤهل تأهيلا عاليا في مجال استخدام الطاقة الشمسية. بعد عودة الأستاذ. بويكو ب. من اليونسكو ، حيث ترأس برنامج اليونسكو الدولي لاستخدام الطاقة الشمسية (1973-1979) ، بدأ الأنشطة العلمية والتنظيمية المكثفة في معهد خاركيف للفنون التطبيقية (الآن الجامعة التقنية الوطنية - KhPI) حول تطوير اتجاه علمي وتعليمي جديد لعلوم المواد للطاقة الشمسية. بالفعل في عام 1983 ، وفقًا لأمر وزارة التعليم العالي في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية N 885 بتاريخ 07/13/83 ، في معهد خاركوف للفنون التطبيقية ، لأول مرة في ممارسة المدرسة العليا لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، تدريب علماء الفيزياء مع التنميط في مجال علم المواد للطاقة الشمسية في إطار تخصص "فيزياء المعادن" بدأ. وقد أرسى هذا أسس إنشاء قسم الخريجين في عام 1988 "علوم المواد الفيزيائية للإلكترونيات والطاقة الشمسية" (FMEG). شارك قسم FMEG ، بالتعاون مع معهد البحث العلمي لهندسة الأجهزة (خاركوف) ، في إطار برنامج الفضاء لأوكرانيا ، في إنشاء خلايا شمسية من السيليكون بكفاءة. 13 - 14٪ للمركبات الفضائية الأوكرانية.
منذ عام 1994 ، يشارك قسم FMEG ، بدعم من جامعة شتوتغارت والمجتمع الأوروبي ، وكذلك جامعة زيورخ للتكنولوجيا والجمعية الوطنية السويسرية للعلوم ، بنشاط في البحث العلمي حول تطوير فيلم PVC.
