V SSSR existovalo několik vědeckých a technických škol zásobování solárním teplem: Moskva (ENIN, IVTAN, MPEI atd.), Kyjev (Kyjev ZNIIEPIO, Kyjevský stavební institut, Ústav technické tepelné fyziky atd.), Taškent ( Fyzikálně-technický ústav Akademie věd Uzbecké SSR, Taškent ZNIIEP), Ašchabad (Ústav solární energie Akademie věd TSSR), Tbilisi (Spetsgelioteplomontazh). V 90. letech se do těchto prací zapojili specialisté z Krasnodaru, obranného komplexu (město Reutov, Moskevská oblast a Kovrov), Institutu námořních technologií (Vladivostok), Rostovteploelektroproekt. Původní škola solárních instalací byla vytvořena v Ulan-Ude G.P. Kasatkinová.
Solární ohřev je jednou z nejpokročilejších světových technologií pro přeměnu sluneční energie na vytápění, ohřev vody a chlazení. V roce 2016 byla celková kapacita solárních systémů na světě 435,9 GW (622,7 milionů m²). V Rusku solární ohřev zatím nenašel široké praktické využití, což je dáno především relativně nízkými tarify za teplo a elektřinu. Ve stejném roce bylo u nás podle odborných údajů v provozu jen asi 25 tisíc m² solárních zařízení. Na Obr. 1 ukazuje fotografii největší solární elektrárny v Rusku ve městě Narimanov, Astrachaňská oblast, o rozloze 4400 m².
S přihlédnutím ke globálním trendům ve vývoji obnovitelné energie vyžaduje rozvoj dodávek solárního tepla v Rusku pochopení domácích zkušeností. Zajímavostí je, že otázky praktického využití solární energie v SSSR na státní úrovni byly diskutovány v roce 1949 na První všesvazové konferenci o solární technice v Moskvě. Zvláštní pozornost byla věnována aktivním a pasivním solárním systémům vytápění budov.
Projekt aktivního systému vypracoval a realizoval v roce 1920 fyzik V. A. Mikhelson. Ve 30. letech 20. století vyvinul jeden z iniciátorů solární technologie, inženýr-architekt Boris Konstantinovič Bodashko (Leningrad), pasivní solární topné systémy. Ve stejných letech prováděl doktor technických věd profesor Boris Petrovič Weinberg (Leningrad) výzkum zdrojů solární energie na území SSSR a vypracoval teoretické základy pro stavbu solárních zařízení.
V letech 1930-1932 K. G. Trofimov (město Taškent) vyvinul a otestoval solární ohřívač vzduchu s teplotou ohřevu až 225 °C. Jedním z lídrů ve vývoji solárních kolektorů a solárního zásobování teplou vodou (TUV) byl Ph.D. Boris Valentinovič Petukhov. Ve své knize Solar Water Heaters z roku 1949 trubkový typ» zdůvodnil proveditelnost vývoje a základních konstrukčních řešení plochých solárních kolektorů (SC). Na základě desetiletých zkušeností (1938-1949) s výstavbou solárních zařízení pro zásobování teplou vodou vypracoval metodiku jejich projektování, výstavby a provozu. Již v první polovině minulého století se tedy u nás prováděly studie o všech typech solárních systémů vytápění, včetně potenciálu a metod výpočtu slunečního záření, kapalinových a vzduchových solárních kolektorech, solárních instalacích pro teplovodní soustavy, solárních instalacích pro teplovodní soustavy, solárních kolektorech a solárních systémech. aktivní a pasivní solární systémy vytápění .
Ve většině oblastí zaujímal sovětský výzkum a vývoj v oblasti solárního ohřevu přední místo ve světě. Zároveň se v SSSR nedostalo širokého praktického uplatnění a vyvinulo se z vlastní iniciativy. Takže, Ph.D. B. V. Petukhov vyvinul a postavil desítky solárních instalací s SC vlastní konstrukce na hraničních přechodech SSSR.
V 80. letech, v návaznosti na zahraniční vývoj iniciovaný tzv. „globální energetickou krizí“, domácí vývoj v oblasti solární energie výrazně zesílily. Iniciátorem nového vývoje byl Energetický institut. G. M. Krzhizhanovsky v Moskvě (ENIN), který od roku 1949 sbírá zkušenosti v této oblasti.
Předseda Státní výbor ve vědě a technice navštívil akademik V. A. Kirillin řadu evropských vědeckých center, který zahájil rozsáhlý výzkum a vývoj v oblasti obnovitelných zdrojů energie a v roce 1975 byl podle jeho pokynů zřízen Ústav pro vysoké teploty Akademie věd SSSR v Moskvě (dnes Společný ústav pro vysoké teploty, JIHT RAS). připojen k práci v tomto směru.
V 80. letech se výzkumem v oblasti dodávek solárního tepla začaly zabývat také Moskevský energetický institut (MPEI), Moskevský institut stavebního inženýrství (MISI) a All-Union Institute of Light Alloys (VILS, Moskva). RSFSR v 80. letech 20. století.
Vývoj experimentálních návrhů pro vysoce výkonné solární elektrárny provedl Centrální výzkumný a konstrukční ústav pro experimentální design (TsNII EPIO, Moskva).
Druhým nejvýznamnějším vědeckým a inženýrským centrem pro rozvoj solárního vytápění byl Kyjev (Ukrajina). Hlavní organizací v Sovětském svazu pro projektování solárních zařízení pro bydlení a komunální služby SSSR Gosgrazhdanstroy byl Kyjevský zonální výzkumný a konstrukční ústav (KievZNIIEP). Výzkum v tomto směru prováděl Kyjevský institut inženýrství a stavebnictví, Ústav technické tepelné fyziky Akademie věd Ukrajiny, Ústav problémů materiálových věd Akademie věd Ukrajinské SSR a Kyjevský institut elektrodynamiky.
Třetím centrem v SSSR bylo město Taškent, kde se výzkumem zabýval Fyzikálně-technický ústav Akademie věd Uzbecké SSR a Karšiho státní pedagogický institut. Vývoj projektů pro solární zařízení provedl Taškentský zónový výzkumný a konstrukční ústav TashZNIIEP. V Sovětský čas dodávku solárního tepla řešil Ústav solární energie Akademie věd Turkmenské SSR ve městě Ašchabad. V Gruzii byly studie solárních kolektorů a solárních instalací provedeny sdružením „Spetsgelioteplomontazh“ (Tbilisi) a Gruzínským výzkumným ústavem energetiky a hydraulických konstrukcí.
V 90. letech 20. století v Ruské federaci specialisté z města Krasnodar, obranného komplexu (JSC VPK NPO Mashinostroeniya, Kovrov Mechanical Plant), Institutu námořních technologií (Vladivostok), Rostovteploelektroproekt a také Soči Institute of Balneology. Krátká recenze V práci jsou prezentovány vědecké koncepty a technický vývoj.
V SSSR byl Energetický institut (ENIN*, Moskva) přední vědeckou organizací pro dodávky solárního tepla ( Cca. autor: Aktivity ENIN v oblasti solárního zásobování teplem jsou podrobně popsány doktorem technických věd profesorem Borisem Vladimirovičem Tarnizhevským (1930-2008) v článku „The Solar Circle“ ze sbírky „ENIN. Paměti nejstarších zaměstnanců "(2000).), který v roce 1930 organizoval a v jehož čele stál až do 50. let vůdce sovětské energetiky, osobní přítel V. I. Lenina - Gleb Maksimilianovič Kržižanovskij (1872-1959).
V ENIN vznikla z iniciativy G. M. Krzhizhanovského ve 40. letech 20. století laboratoř solární techniky, kterou nejprve vedl doktor technických věd profesor F. F. Molero a poté dlouhá léta (až do roku 1964) doktor technických věd. ., profesor Valentin Alekseevich Baum (1904-1985), který spojil povinnosti vedoucího laboratoře s prací zástupce ředitele ENIN.
V. A. Baum okamžitě pochopil podstatu věci a dal důležité rady pro postgraduální studenty, jak v práci pokračovat nebo ji dokončit. Jeho studenti s vděčností vzpomínali na semináře laboratoře. Byly velmi zajímavé a na opravdu dobré úrovni. V. A. Baum byl velmi široce erudovaný vědec, muž vysoké kultury, velké citlivosti a taktu. Všechny tyto vlastnosti si uchoval až do zralého věku a těšil se lásce a úctě svých studentů. Vysoká profesionalita, vědecký přístup a slušnost vyznačovaly tohoto vynikajícího člověka. Pod jeho vedením bylo zpracováno více než 100 kandidátských a doktorských disertačních prací.
Od roku 1956 je B. V. Tarnizhevsky (1930-2008) postgraduálním studentem V. A. Bauma a důstojným pokračovatelem jeho myšlenek. Vysoká profesionalita, vědecký přístup a slušnost vyznačovaly tohoto vynikajícího člověka. Mezi desítkami jeho studentů je i autor tohoto článku. B.V. Tarnizhevsky pracoval v ENIN 39 let až do posledních dnů svého života. V roce 1962 odešel pracovat do Všeruského výzkumného ústavu proudových zdrojů, který se nachází v Moskvě, a poté se znovu vrátil do ENIN o 13 let později.
V roce 1964, po zvolení V. A. Bauma řádným členem Akademie věd Turkmenské SSR, odešel do Ašchabadu, kde vedl Fyzikálně-technologický ústav. Jeho nástupcem ve funkci vedoucího laboratoře solární techniky se stal Jurij Nikolajevič Malevskij (1932-1980). V 70. letech minulého století předložil myšlenku vytvořit v Sovětském svazu experimentální solární elektrárnu věžového typu o výkonu 5 MW s termodynamickým konverzním cyklem (SES-5, nacházející se na Krymu) a vedl velkou -škálový tým 15 organizací pro jeho vývoj a výstavbu.
Dalším nápadem Yu. N. Malevského bylo vytvořit na jižním pobřeží Krymu integrovanou experimentální základnu pro solární zásobování teplem a chladem, která by byla zároveň poměrně velkým demonstračním objektem a centrem výzkumu v této oblasti. K vyřešení tohoto problému se BV Tarnizhevsky vrátil v roce 1976 do ENIN. Laboratoř solární techniky tehdy zaměstnávala 70 lidí. V roce 1980, po smrti Yu. B. V. Tarnizhevského, který se zabýval vytvořením krymské základny pro zásobování teplem a chladem. I. V. Baum před nástupem do ENIN vedl laboratoř v NPO Solntse Akademie věd Turkmenské SSR (1973-1983) v Ašchabadu.
V ENIN měl laboratoř SES na starosti I. V. Baum. V období od roku 1983 do roku 1987 udělal hodně pro vytvoření první termodynamické solární elektrárny v SSSR. V 80. letech dosáhly v ústavu největšího rozvoje práce na využití obnovitelných zdrojů energie a především solární energie. V roce 1987 byla dokončena výstavba krymské experimentální základny v oblasti Alušta. Pro její provoz byla na místě vytvořena speciální laboratoř.
Laboratoř zásobování solárním teplem se v 80. letech podílela na zavádění solárních kolektorů do hromadné průmyslové výroby, vytváření solárních a teplovodních instalací, včetně velkých s plochou SC větší než 1000 m² a dalších velkých- projekty v měřítku.
Jak připomněl B. V. Tarnizhevsky, v oblasti dodávek solárního tepla v 80. letech minulého století byla nepostradatelná aktivita Sergeje Iosifoviče Smirnova, který se podílel na vytvoření první kotelny na solární paliva v zemi pro jeden z hotelů v Simferopolu, řadu ostatní solární zařízení, při vývoji kalkulovaných metodik pro projektování solárních topných zařízení. S. I. Smirnov byl v ústavu velmi nápadnou a oblíbenou osobou.
Silný intelekt v kombinaci s laskavostí a určitou impulzivitou charakteru vytvořil jedinečné kouzlo této osoby. V jeho skupině s ním spolupracovali Yu. L. Myshko, B. M. Levinsky a další spolupracovníci. Skupina pro vývoj selektivních povlaků v čele s Galinou Alexandrovnou Gukhmanovou vyvinula technologii chemického nanášení selektivních absorbujících povlaků na absorbérech slunečních kolektorů a také technologii nanášení žáruvzdorného selektivního povlaku na trubkové přijímače koncentrované sluneční záření.
Počátkem 90. let 20. století Laboratoř solárního zásobování teplem zajišťovala vědecké a organizační řízení projektu solárních kolektorů nové generace, který byl součástí Programu energie přátelské k životnímu prostředí. V letech 1993-1994 bylo v důsledku provedených výzkumných a vývojových prací možné vytvořit návrhy a organizovat výrobu solárních kolektorů, které nejsou z hlediska tepelných a provozních vlastností horší než zahraniční protějšky.
Pod vedením B. V. Tarnizhevského byl realizován projekt GOST 28310-89 „Solární kolektory. Všeobecné Specifikace". Pro optimalizaci návrhů plochých solárních kolektorů (PSC) navrhl Boris Vladimirovich zobecněné kritérium: podíl dělení nákladů na kolektor množstvím tepelné energie, kterou vygeneruje během odhadované životnosti.
V posledních letech SSSR byly pod vedením doktora technických věd profesora B. V. Tarnizhevského vyvinuty návrhy a technologie osmi solárních kolektorů: jeden s panelovým absorbérem z nerezové oceli, dva s absorbéry ze slitin hliníku, tři s absorbéry a transparentní izolací z polymerových hmot, dvě provedení vzduchových kolektorů. Byly vyvinuty technologie výroby plechového hliníkového profilu z taveniny, technologie výroby vyztuženého skla a nanášení selektivního povlaku.
Design solárního kolektoru, vyvinutý společností ENIN, byl sériově vyráběn závodem Bratsk Heating Equipment Plant. Absorbér je ocelový panel svařovaný lisováním s černým chromovým selektivním galvanickým povlakem. Tělo je lisované (koryto) - ocel, sklo - okenní sklo, těsnění skla - speciální tmel (gerlen). Ročně (podle údajů z roku 1989) závod vyrobil 42,3 tis. m² kolektorů.
B. V. Tarnizhevsky vyvinul metody pro výpočet aktivních a pasivních systémů zásobování teplem budov. Od roku 1990 do roku 2000 bylo na stánku ENIN testováno 26 různých solárních kolektorů, včetně všech vyrobených v SSSR a Rusku.
V roce 1975 se do práce v oblasti obnovitelné energie zapojil Ústav pro vysoké teploty Akademie věd (IVTAN) pod vedením člena korespondenta Ruské akademie věd, doktora technických věd, profesora Ewalda Emilieviče Shpilraina (1926- 2009). Práci IVTANA v oblasti obnovitelné energie podrobně popisuje Dr. O.S. Popel v článku „JIHT RAS. Výsledky a vyhlídky“ z jubilejního sborníku článků institutu v roce 2010. V krátké době byly společně s projekčními organizacemi vyvinuty a odůvodněny koncepční projekty „solárních“ domů pro jih země, byly vyvinuty metody pro matematické modelování systémů solárního zásobování teplem a návrh prvního vědeckého testu v Rusku byla spuštěna lokalita "Solntse" na břehu Kaspického moře poblíž města Machačkala.
Na VŠCHT RAS byla nejprve vytvořena vědecká skupina a následně laboratoř pod vedením Olega Sergejeviče Popela, ve které společně s pracovníky Special Design Bureau VŠCHT RAS spolu se zajištěním koordinace a teoretického zdůvodnění rozpracované projekty, zahájen výzkum v oblasti tvorby elektrochemických optických selektivních povlaků pro solární kolektory, vývoj tzv. „solárních jezírek“, solárních systémů vytápění v kombinaci s tepelnými čerpadly, solárními sušičkami, práce probíhaly v dalších oblastech.
Jedním z prvních praktických výsledků týmu ICT RAS byla stavba „solárního domu“ ve vesnici Merdzavan v Ečmiadzinské oblasti v Arménii. Tento dům se stal prvním experimentálním energeticky účinným „solárním domem“ v SSSR, vybaveným nezbytným experimentálním diagnostickým zařízením, na kterém hlavní projektant projektu M. S. Kalashyan z Institutu „Armgiproselkhoz“ za účasti zaměstnanců spol. ICT RAS, provedla šestiletý cyklus celoročních experimentálních studií, které ukázaly možnost prakticky 100% zabezpečení domova horká voda a pokrytí topné zátěže na úrovni více než 50 %.
Dalším důležitým praktickým výsledkem bylo zavedení topného zařízení vyvinutého v ICT RAS M. D. Fridbergem (spolu se specialisty z Moskevského večerního metalurgického institutu) v závodě Bratsk technologie pro nanášení elektrochemických selektivních povlaků „černý chrom“ na ocelové panely plochých solárních panelů. kolektory, jejichž výroba byla v této továrně zvládnuta.
V polovině 80. let byl v Dagestánu uveden do provozu zkušební areál ICT RAS „Slunce“. Skládka na ploše asi 12 hektarů zahrnovala spolu s laboratorními budovami i soubor „solárních domů“ různých typů, vybavených solárními kolektory a tepelnými čerpadly. Na zkušebním místě byl spuštěn jeden z největších (v té době) světových simulátorů slunečního záření. Zdrojem záření byla výkonná xenonová výbojka o výkonu 70 kW, vybavená speciálními optickými filtry, které umožňují upravit spektrum záření od atmosférického (AM0) po zem (AM1,5). Vytvoření simulátoru umožnilo provádět zrychlené testy odolnosti různé materiály a nátěry na účinky slunečního záření, stejně jako testování velkoplošných solárních kolektorů a fotovoltaických modulů.
Bohužel v 90. letech kvůli prudkému snížení rozpočtových prostředků na výzkum a vývoj musela být většina projektů zahájených ICT RAS v Ruské federaci zmrazena. Pro udržení směru práce v oblasti obnovitelných zdrojů energie byl výzkum a vývoj laboratoře přeorientován na vědeckou spolupráci s předními zahraničními centry. Projekty byly realizovány v rámci programů INTAS a TASIS, evropského rámcového programu v oblasti úspor energie, tepelných čerpadel a solární adsorpce chladicí jednotky, což na druhou stranu umožnilo rozvíjet vědecké kompetence v příbuzných oborech vědy a techniky, zvládnout a využít v různých energetických aplikacích moderní metody dynamická simulace elektrárny (Ph.D. S. E. Frid).
Z iniciativy a pod vedením O. S. Popela byl spolu s Moskevskou státní univerzitou (Ph.D. S. V. Kiseleva) vypracován Atlas zdrojů sluneční energie na území Ruské federace, Geografický informační systém „Obnovitelné zdroje energie Ruska“ byl vytvořen » (gisre.ru). Společně s institutem "Rostovteploelektroproekt" (Ph.D. A.A. Chernyavsky) byly vyvinuty, postaveny a testovány solární elektrárny se solárními kolektory Kovrovova mechanického závodu pro systémy vytápění a ohřevu vody v objektech Speciální astrofyzikální observatoře Ruské akademie věd. v Karačajsko-Čerkesku. JIHT RAS vytvořil jediný specializovaný tepelně-hydraulický stojan v Rusku pro komplexní tepelné testování solárních kolektorů a solárních instalací v souladu s ruskými a zahraničními normami, byla vypracována doporučení pro použití solárních zařízení v různých regionech Ruska. Federace. Více podrobností o některých výsledcích výzkumu a vývoje JIHT RAS v oblasti OZE lze nalézt v knize O. S. Popela a V. E. Fortova „Obnovitelná energie v moderním světě“ .
V Moskevském energetickém institutu (MPEI) Dr.Sc. V. I. Vissarionov, doktor technických věd B. I. Kazandzhan a Ph.D. M. I. Valov.
V. I. Vissarionov (1939-2014) vedl katedru netradičních obnovitelných zdrojů energie (v letech 1988-2004). Pod jeho vedením probíhaly práce na výpočtu zdrojů solární energie, rozvoji solárního zásobování teplem. V letech 1983-1987 publikoval M. I. Valov spolu s pracovníky MPEI řadu článků o studiu solárních instalací. Jednou z nejinformativnějších knih je práce M. I. Valova a B. I. Kazandzhana „Solar Heat Supply Systems“, ve které se problematika nízkopotenciálních solárních instalací (schematická schémata, klimatická data, charakteristiky SC, návrhy plochých SC), výpočet energie vlastnosti, ekonomická účinnost využití solárních topných systémů. Doktor technických věd B. I. Kazandzhan vyvinul návrh a zvládl výrobu plochého solárního kolektoru „Alten“. Charakteristickým rysem tohoto kolektoru je, že absorbér je vyroben z hliníkového žebrového profilu, uvnitř kterého je zalisován měděná trubka, a komůrkový polykarbonát se používá jako průhledná izolace.
Zaměstnanec Moskevského inženýrského a stavebního institutu (MISI) Ph.D. S. G. Bulkin vyvinul termoneutrální solární kolektory (absorbéry bez průhledné izolace a tepelné izolace těla). Charakteristickým rysem práce byl přívod chladiva do nich 3-5 °C pod okolní teplotu a možnost využití latentního tepla kondenzace vlhkosti a tvorby námrazy atmosférického vzduchu (solární absorpční panely). Nosič tepla ohřátý v těchto panelech byl ohříván tepelným čerpadlem ("vzduch-voda"). V MISI byla postavena zkušební stolice s termoneutrálními solárními kolektory a několik solárních instalací v Moldavsku.
All-Union Institute of Light Alloys (VILS) vyvinul a vyrobil SC s lisovaným hliníkovým absorbérem, tepelnou izolací karoserie ze želé polyuretanové pěny. Od roku 1991 byla výroba SC převedena do závodu Baku na zpracování slitin neželezných kovů. Ve VILS byly v roce 1981 vypracovány Směrnice pro navrhování energeticky aktivních budov. V nich byl poprvé v SSSR integrován absorbér do konstrukce budovy, což zlepšilo ekonomiku využití solární energie. Vůdci tohoto směru byli Ph.D. N. P. Selivanov a Ph.D. V. N. SMIRNOV
Ústřední výzkumný ústav strojírenská zařízení(TsNII EPIO) v Moskvě byl vypracován projekt, podle kterého byla postavena solární kotelna o výkonu 3,7 MW v Ašchabadu, projekt instalace solárního tepelného čerpadla v hotelu Friendly Beach v r. město Gelendzhik o rozloze 690 m². Tři se používají jako tepelná čerpadla. chladicí stroje MKT 220-2-0, pracující v režimu tepelných čerpadel využívajících teplo mořské vody.
Vedoucí organizací v SSSR pro navrhování solárních instalací byl Institut KievZNIIEP, který vyvinul 20 standardních a opakovaně použitelných projektů: volně stojící solární zdroj teplé vody s přirozenou cirkulací pro individuální obytnou budovu; jednotná instalace solárního zásobování teplou vodou veřejných budov o kapacitě 5, 7, 15, 25, 30, 70 m³/den; uzly, části a zařízení obytných a veřejných budov hromadné výstavby; instalace solárního zásobování teplou vodou sezónní akce s produktivitou 2,5; deset; třicet; 40; 50 m³/den; technická řešení a směrnice pro přestavbu topných kotlů na solární zařízení.
Tento ústav vypracoval desítky experimentálních projektů, včetně solárních systémů zásobování teplou vodou pro bazény, instalace solárního tepelného čerpadla pro zásobování teplou vodou. Podle projektu KievZNIIEP byla postavena největší solární elektrárna v penzionu Kastropol (vesnice Beregovoye, jižní pobřeží) na Krymu o rozloze 1600 m². V poloprovozu institutu KyivZNIIEP byly vyrobeny solární kolektory, jejichž absorbéry jsou vyrobeny ze stočeného žebra hliníkové trubky vlastní výroba.
Teoretici solární technologie na Ukrajině byli doktorem technických věd. Michail Davidovič Rabinovič (narozen 1948), Ph.D. Alexej Ruvimovič Fert, Ph.D. Viktor Fedorovič Gershkovich (1934-2013). Byli hlavními vývojáři kodexu Solar Hot Water Design Code a Design Guidelines. M. D. Rabinovich se zabýval studiem slunečního záření, hydraulických charakteristik SC, solárních zařízení s přirozenou cirkulací, solárních systémů vytápění, kotlů na solární paliva, solárních zařízení s vysokým výkonem, solárních systémů. A. R. Fert vyvinul návrh simulátoru a provedl testy SC, zkoumal regulaci hydraulických solárních zařízení, zvýšení účinnosti solárních zařízení. Na Kyjevském inženýrském a stavebním institutu, Ph.D. Nikolaj Vasilievič Charčenko. Zformuloval systematický přístup k vývoji systémů zásobování teplem solárními tepelnými čerpadly, navrhl kritéria pro hodnocení jejich energetické účinnosti, prozkoumal problematiku optimalizace systému zásobování solárním teplem, provedl srovnání různé metody výpočet solárních systémů. Jedna z jeho nejobsáhlejších knih o malých (individuálních) solárních solárních instalacích je přístupná a informativní. V Kyjevském institutu elektrodynamiky, Ph.D. A. N. Stronsky a Ph.D. A. V. Suprun. Ph.D. V. A. Nikiforov.
Vedoucím vědecké inženýrské školy solární technologie v Uzbekistánu (Taškent) je doktor technických věd profesor Rabbanakul Rakhmanovič Avezov (narozen v roce 1942). V letech 1966-1967 působil na Ašchabadském fyzikálně-technickém institutu v Turkmenistánu pod vedením doktora technických věd profesora V. A. Bauma. R. R. Avezov rozvíjí myšlenky učitele na Fyzikálně-technickém institutu Uzbekistánu, který se stal mezinárodním výzkumným centrem.
Vědecké směry výzkumu formuloval R. R. Avezov ve své doktorské disertační práci (1990, ENIN, Moskva) a její výsledky jsou shrnuty v monografii „Solární systémy vytápění a zásobování teplou vodou“. Vyvíjí mimo jiné metody exergické analýzy plochých solárních kolektorů, tvorbu aktivních a pasivních solárních systémů vytápění. Doktor technických věd R. R. Avezov zajistil velkou prestiž a mezinárodní uznání jedinému specializovanému časopisu v SSSR a v zemích SNS Applied Solar Energy („Heliotechnics“), který vychází na anglický jazyk. Jeho dcera Nilufar Rabbakumovna Avezova (nar. 1972) je doktorkou technických věd, generální ředitelkou NPO „Fyzika-Slunce“ Akademie věd Uzbekistánu.
Ph.D. Yusuf Karimovich Rashidov (narozen 1954). Institut "TashZNIIEP" vyvinul deset standardních projektů obytné budovy, solární sprchy, projekt solární kotelny včetně solárních instalací o výkonu 500 a 100 l/den, solární sprchy pro dvě a čtyři kabiny. Od roku 1984 do roku 1986 bylo realizováno 1200 typických projektů solárních elektráren.
V oblasti Taškent (obec Iljičevsk) byl postaven dvojdomek s vytápěním a ohřevem teplé vody se solární instalací o ploše 56 m². Ve Státním pedagogickém institutu Karshi A.T. Teimurchanov, A.B. Vardiyashvili a další se zabývali výzkumem plochých solárních kolektorů.
Turkmenská vědecká škola solárního zásobování teplem byla vytvořena doktorem technických věd. V. A. Baum, zvolen v roce 1964 akademikem republiky. Na Ašchabadském institutu fyziky a technologie organizoval oddělení solární energie a do roku 1980 vedl celý institut. V roce 1979 byl na základě katedry solární energie založen Institut sluneční energie Turkmenistánu, který vedl student V.A.Baum - doktor technických věd. Rejep Bayramovič Bayramov (1933-2017). Na předměstí Ašchabadu (vesnice Bikrova) bylo vybudováno vědecké testovací místo ústavu skládající se z laboratoří, zkušebních stolic, projekční kanceláře a dílen se 70 zaměstnanci. V. A. Baum až do konce života (1985) působil v tomto ústavu. R. B. Bayramov spolu s doktorem technických věd. Ushakova Alda Danilovna zkoumala ploché solární kolektory, solární topné systémy a solární odsolovací zařízení. Je pozoruhodné, že v roce 2014 byl v Ašchabadu znovu vytvořen Institut sluneční energie Turkmenistánu, NPO GUN.
V konstrukčním a výrobním sdružení "Spetsgelioteplomontazh" (Tbilisi) a Gruzínském výzkumném ústavu energetiky a hydraulických konstrukcí pod vedením doktora technických věd. Nugzar Varlamovich Meladze (narozen 1937) vyvinul návrhy a zvládl sériovou výrobu solárních kolektorů, samostatných teplovodních solárních zařízení, solárních instalací a systémů solárních tepelných čerpadel. Byly stanoveny podmínky návratnosti pro výstavbu solárních elektráren v různých regionech Gruzie, různá provedení sluneční kolektory.
Sluneční kolektory Spetsgelioteplomontazh měly na svou dobu optimální konstrukci: ocelový svařovaný absorbér s nátěrem, tělo z hliníkových profilů a pozinkované oceli, okenní sklo, tepelná izolace z pěnového plastu a fóliová střešní krytina.
Podle N.V. Meladze bylo v samotném kavkazském regionu do roku 1990 instalováno 46,9 tisíc m² solárních kolektorů, z toho 42,7 % v sanatoriích a hotelech, 39,2 % v průmyslových solárních instalacích, zemědělských zařízeních - 13,8 %, sportovních zařízeních - 3,6 %, jednotlivé instalace - 0,7 %.
Podle autora bylo na území Krasnodar v letech 1988-1992 instalováno 4620 m² solárních kolektorů ze Spetsgeliomontazh. Práce SGTM byla prováděna ve spolupráci s vědci z Georgian Research Institute of Energy and Hydraulic Structures (GRUNIEGS).
Institut "TbilZNIIEP" vypracoval pět typických projektů solárních instalací (SP) a také projekt instalace solárního tepelného čerpadla. Součástí SGTM byla laboratoř, ve které byly studovány solární kolektory a tepelná čerpadla. Byly vyvinuty ocelové, hliníkové, plastové absorbéry kapalin, vzduchové SC s a bez skla, SC s koncentrátory, různá provedení jednotlivých termosifonových GU. K 1. lednu 1989 Spetsgeliomontazh postavil 261 GU o celkové ploše 46 tisíc m² a 85 samostatných solárních instalací pro horkovodní systémy o ploše 339 m².
Na Obr. Obrázek 2 ukazuje solární elektrárnu na ulici Rashpilevskaya v Krasnodaru, která úspěšně funguje již 15 let s kolektory ze Spetsgelioteplomontazh (320 jednotek o celkové ploše 260 m²).
Rozvoj solárních dodávek tepla v SSSR a v Rusku řešil úřady doktor technických věd. Pavel Pavlovič Bezrukikh (narozen 1936). V letech 1986-1992 jako hlavní specialista předsednictva Rady ministrů SSSR pro palivový a energetický komplex dohlížel na hromadnou výrobu solárních kolektorů v bratrském závodě topných zařízení v Tbilisi ve sdružení Spetsgelioteplomontazh. v závodě Baku na zpracování neželezných slitin. Z jeho iniciativy as přímou účastí byl vypracován první program rozvoje obnovitelné energie v SSSR na léta 1987-1990.
Od roku 1990 se P.P. Bezrukikh aktivně podílí na vývoji a realizaci sekce „Netradiční energie“ Státního vědeckotechnického programu „Environmentálně bezpečná energie“. Označuje hlavní roli dozorce Ph.D. programy E. E. Shpilrain k zapojení předních vědců a specialistů SSSR na obnovitelné zdroje energie. Od roku 1992 do roku 2004 vedl P. P. Bezrukikh, pracující na ministerstvu paliv a energetiky Ruska a vedoucí oddělení a poté oddělení vědeckého a technologického pokroku, organizaci výroby slunečních kolektorů v Kovrovově mechanickém závodě, NPO Mashinostroyeniye (Reutov, Moskevská oblast) , komplex vědeckotechnického vývoje v oblasti solárního zásobování teplem, realizace Koncepce rozvoje a využití možností malé a netradiční energetiky v Rusku. Podílel se na vývoji prvního ruského standardu GOST R 51595-2000 „Solární kolektory. Všeobecné technické podmínky“ a řešení neshod mezi autorem projektu GOST R, doktorem technických věd. B. V. Tarniževskij a hlavní konstruktér výrobce kolektorů (strojní závod Kovrov) A. A. Lychagin.
V letech 2004-2013 v ústavu energetická strategie(Moskva) a poté jako vedoucí oddělení energetických úspor a obnovitelných zdrojů ENIN pokračuje P.P. Bezrukikh ve vývoji, včetně solárního vytápění.
Na Krasnodarském území zahájil práce na návrhu a výstavbě solárních zařízení tepelný energetik V. A. Butuzov (nar. 1949), který vedl perspektivní rozvoj dodávek tepla pro výrobní sdružení „Kubanteplokommunenergo“. V letech 1980 až 1986 byly vypracovány projekty a postaveno šest solárních kotelen o celkové ploše 1532 m². V průběhu let byly navázány konstruktivní vztahy s výrobci SC: závod Bratsk, Spetsgelioteplomontazh, KievZNIIEP. Kvůli nedostatku údajů o slunečním záření v sovětských klimatologických příručkách v roce 1986 byly v letech 1977 až 1986 získány spolehlivé výsledky z meteorologických stanic Krasnodar a Gelendzhik pro návrh solárních zařízení.
Po obhájení doktorandské práce v roce 1990 pokračovala práce na vývoji solární technologie Krasnodarská laboratoř úspor energie a netradičních zdrojů energie organizovaná V. A. Butuzovem z Akademie veřejných služeb (Moskva). Bylo vyvinuto a vylepšeno několik návrhů plochých SC a stojanu pro jejich testy v plném měřítku. V důsledku zobecnění zkušeností s projektováním a výstavbou solárních instalací, " Obecné požadavky k projektování solárních instalací a ústředního vytápění ve veřejných službách“.
Na základě analýzy výsledků zpracování hodnot celkového slunečního záření pro podmínky Krasnodaru za 14 let a Gelendžiku za 15 let byla v roce 2004 navržena nová metoda pro poskytování měsíčních hodnot celkového slunečního záření s stanovení jejich maximálních a minimálních hodnot, pravděpodobnosti jejich pozorování. Vypočtené měsíční a roční hodnoty celkového, přímého a rozptýleného slunečního záření pro 54 měst a administrativní centra Krasnodarské území. Bylo zjištěno, že pro objektivní srovnání SC od různých výrobců je kromě porovnání jejich nákladů a energetických charakteristik získaných standardní metodou na certifikovaných zkušebních stolicích nutné vzít v úvahu energetické náklady na jejich výrobu a provoz. Optimální cena návrhu SC je v obecném případě určena poměrem nákladů na vyrobenou tepelnou energii a nákladů na výrobu a provoz po dobu předpokládané životnosti. Společně s Kovrovským strojírenským závodem byl vyvinut a sériově vyráběn návrh SC, který měl optimální ruský trh poměr nákladů a nákladů na energii. Byly vypracovány projekty a realizována výstavba standardních teplovodních solárních elektráren s denní kapacitou 200 l až 10 m³. Od roku 1994 pokračují práce na solárních instalacích v JSC "South Russian Energy Company". V letech 1987 až 2003 byl dokončen vývoj a výstavba 42 solárních elektráren a projekt 20 solárních elektráren. Výsledky V.A. Butuzov byly shrnuty v doktorské disertační práci obhájené na ENIN (Moskva).
Od roku 2006 do roku 2010 LLC "Teploproektstroy" vyvinula a postavila solární zařízení pro kotelny nízký výkon, při instalaci do kterého SC v létě se snižuje provozní personál, což snižuje dobu návratnosti solárních instalací. Během těchto let byly vyvinuty a postaveny samovypouštěcí solární elektrárny, kdy při zastavení čerpadel je voda vypouštěna z SC do nádrží, čímž se zabrání přehřátí chladicí kapaliny. V roce 2011 byl vytvořen návrh, vyrobeny prototypy plochých SC, vyvinuta zkušební stolice pro organizaci výroby SC v Uljanovsku. V letech 2009 až 2013 vyvinula společnost JSC Yuzhgeoteplo (Krasnodar) projekt a postavila největší solární elektrárnu na území Krasnodar o rozloze 600 m² ve městě Ust-Labinsk (obr. 3). Zároveň byly provedeny studie optimalizace uspořádání SC s přihlédnutím ke stínění, automatizaci práce a obvodovým řešením. Geotermální solární systém vytápění o rozloze 144 m² byl vyvinut a postaven v obci Rozovy na území Krasnodar. V roce 2014 byla vypracována metodika pro hodnocení ekonomické návratnosti solárních zařízení v závislosti na intenzitě slunečního záření, účinnosti solárního zařízení a jednotkových nákladech nahrazované tepelné energie.
Dlouholetá tvůrčí spolupráce V. A. Butuzova s doktorem technických věd, profesorem Kubánského státu zemědělská univerzita Robert Alexandrovič Amerkhanov (nar. 1948) implementoval do vývoje teoretických základů pro vytvoření vysokokapacitních solárních elektráren a kombinovaných geotermálně-solárních systémů zásobování teplem. Pod jeho vedením byly proškoleny desítky kandidátů technických věd, mimo jiné v oblasti solárního ohřevu. Návrhem solárních zařízení pro zemědělské účely se zabývaly četné monografie R. A. Amerchanova.
Nejzkušenějším specialistou na projektování solárních instalací je hlavní projektant Institutu Rostovteploelektroproekt, Ph.D. Adolf Alexandrovič Chernyavsky (narozen 1936). V této oblasti působí již více než 30 let. Vypracoval desítky projektů, z nichž mnohé byly realizovány v Rusku a dalších zemích. Unikátní systémy solárního vytápění a ohřevu teplé vody jsou popsány v sekci Ústavu JIHT RAS. Projekty A. A. Chernyavského se vyznačují zpracováním všech částí včetně podrobného ekonomického zdůvodnění. Na základě solárních kolektorů Strojírny Kovrov bylo vypracováno „Doporučení pro projektování solárních předávacích stanic tepla“.
Pod vedením A. A. Černyavského vznikly unikátní projekty fotovoltaických stanic s termálními kolektory ve městě Kislovodsk (6,2 MW elektrické, 7 MW tepelné) a také stanice v Kalmykii o celkovém instalovaném výkonu 150 MW. Dokončené unikátní projekty termodynamických solárních elektráren s instalovaným elektrickým výkonem 30 MW v Uzbekistánu, 5 MW v Rostovské oblasti; realizovala projekty solárních instalací v penzionech na pobřeží Černého moře o rozloze 40-50 m² pro solární ohřev a teplovodní systémy pro objekty speciální astrofyzikální observatoře v Karačaj-Čerkesku. Institut Rostovteploelektroproekt se vyznačuje rozsahem vývoje - solárními topnými stanicemi pro obytná města. Hlavní výsledky rozvoje tohoto ústavu, prováděného společně s JIHT RAS, jsou publikovány v knize „ Autonomní systémy dodávka energie".
Rozvoj solárních zařízení v Soči státní univerzita(Ústav resortního podnikání a cestovního ruchu) vedl doktor technických věd profesor Sadilov Pavel Vasiljevič, vedoucí katedry inženýrské ekologie. Jako iniciátor obnovitelné energie vyvinul a postavil několik solárních zařízení, včetně v roce 1997 ve vesnici Lazarevskij (Soči) o rozloze 400 m², solární zařízení Institutu balneologie, několik instalací tepelných čerpadel.
V Ústavu námořních technologií pobočky Dálného východu Ruské akademie věd (Vladivostok), Ph.D. Alexander Vasiljevič Volkov, který tragicky zemřel v roce 2014, vyvinul a postavil desítky solárních elektráren o celkové ploše 2000 m², stánek pro plnohodnotné srovnávací testy solárních kolektorů, nové návrhy plochých solárních článků a testoval účinnost. vakuových solárních článků od čínských výrobců.
Vynikající konstruktér a člověk Adolf Alexandrovič Lychagin (1933-2012) byl autorem několika typů unikátních protiletadlových řízených střel, včetně Strela-10M. V 80. letech ve funkci hlavního konstruktéra (z vlastní iniciativy) ve vojenské Kovrovově strojírně (KMZ) vyvinul solární kolektory, které se vyznačovaly vysokou spolehlivostí, optimálním poměrem ceny a energetické účinnosti. Dokázal přesvědčit vedení závodu, aby zvládlo sériovou výrobu solárních kolektorů, a vytvořil tovární laboratoř pro testování SC. Od roku 1991 do roku 2011 vyrobila KMZ asi 3000 kusů. sluneční kolektory, jejichž každá ze tří modifikací se vyznačovala novými výkonnostními charakteristikami. Řídí se "kapacitní cenou" kolektoru, za kterou stojí různé designy SC jsou porovnány se stejným slunečním zářením, A. A. Lychagin vytvořil kolektor s absorbérem z mosazného trubkového roštu s ocelovými absorbujícími žebry. Vzduchové solární kolektory byly navrženy a vyrobeny. Nejvyšší inženýrská kvalifikace a intuice se u Adolfa Alexandroviče snoubily s vlastenectvím, touhou vyvíjet technologie šetrné k životnímu prostředí, dodržováním zásad a vysokým uměleckým vkusem. Poté, co utrpěl dva infarkty, mohl přijet speciálně do Madridu na tisíc kilometrů, aby po dva dny studoval nádherné obrazy v muzeu Prado.
JSC VPK NPO Mashinostroeniya (Reutov, Moskevská oblast) vyrábí sluneční kolektory od roku 1993. Vývoj návrhů kolektorů a solárních zařízení pro ohřev vody v podniku provádí konstrukční oddělení Ústřední konstrukční kanceláře strojírenství. Projektový manažer - Ph.D. Nikolaj Vladimirovič Dudarev. V prvních návrzích solárních kolektorů byly pouzdra a lisované svařované absorbéry vyrobeny z nerezové oceli. Na základě kolektoru 1,2 m² společnost vyvinula a vyrobila solární termosifonové systémy ohřevu vody se zásobníky o objemu 80 a 120 litrů. V roce 1994 byla vyvinuta a zavedena do výroby technologie získávání selektivního absorbujícího povlaku metodou vakuového nanášení elektrickým obloukem, v roce 1999 byla doplněna o magnetronovou metodu vakuového nanášení. Na základě této technologie byla zahájena výroba slunečních kolektorů typu Sokol. Těleso absorbéru a kolektoru bylo vyrobeno z hliníkových profilů. Nyní NPO vyrábí solární kolektory "Sokol-Effect" s měděnými a hliníkovými plechovými absorbéry. Jediný ruský solární kolektor je certifikován podle evropských norem institutem SPF z Rappersville ve Švýcarsku (Institut für Solartechnik Hochschule für Technik Rappelswill).
Vědecký a výrobní podnik "Competitor" (od roku 2000 - "Rainbow-C", město Žukovskij, Moskevská oblast) od roku 1992 vyrábí sluneční kolektory "Rainbow". Hlavní konstruktér - Vyacheslav Alekseevich Shershnev.
Razně svařovaný absorbér byl vyroben z nerezového plechu. Nátěr absorbéru - selektivní PVD nebo černá matná žáruvzdorná barva. Roční program JE do 4000 ks. Energetické charakteristiky kolektoru byly získány během testování v ENIN. Byla také vyrobena termosifonová solární elektrárna "Raduga-2M", sestávající ze dvou SC po 1 m² a nádrže o objemu 200 litrů. Nádrž obsahovala plochý topný panel, do kterého bylo přiváděno chladivo z SC a dále záložní elektrický ohřívač o výkonu 1,6 kW.
Novy Polyus LLC (Moskva) je druhým ruským výrobcem, který vyvinul vlastní návrhy a v současné době vyrábí ploché kapalinové, ploché vzduchové, ploché vzducho-kapalinové, trubicové vakuové solární kolektory, navrhuje a instaluje solární instalace. Generální ředitel - Alexey Viktorovič Skorobatyuk.
V nabídce jsou čtyři modely plochých kapalinových kolektorů typu YaSolar. Všechny absorbéry kapalin tohoto výrobce jsou vyrobeny ze selektivního měděného plechu potaženého Tinoxem a měděných trubek. Spojení trubek s plechem je pájeno válcováním. OOO Novy Polyus také nabízí tři typy elektronkových SC vlastní výroby s měděnými absorbéry s trubicemi ve tvaru U.
Vynikající specialista, energický a vysoce inteligentní člověk Gennadij Pavlovič Kasatkin (nar. 1941), důlní inženýr a konstruktér s mnohaletými zkušenostmi, začal pracovat v solárním inženýrství v roce 1999 ve městě Ulan-Ude (Burjatsko). V jím organizovaném Centru pro energeticky efektivní technologie (CEFT) bylo vyvinuto několik návrhů kapalinových a vzduchových kolektorů, bylo postaveno asi 100 solárních elektráren různých typů o celkové ploše 4200 m². Na základě jeho výpočtů byly vyrobeny prototypy, které byly po testech v přírodních podmínkách replikovány v solárních elektrárnách v Burjatské republice.
Inženýr G.P. Kasatkin vyvinul několik nových technologií: svařování plastových absorbérů, výroba pouzder kolektorů.
Jako jediný v Rusku navrhl a postavil několik solárních vzduchových elektráren s kolektory vlastní konstrukce. Chronologicky začal její vývoj solárních kolektorů v roce 1990 svařovanými ocelovými plechovými absorbéry. Pak přišly varianty měděných a plastových kolektorů se svařovanými a krimpovanými absorbéry a nakonec moderní provedení s evropskými selektivními měděnými plechy a trubicemi. GP Kasatkin, rozvíjející koncept energeticky aktivních budov, postavil solární zařízení, jehož kolektory jsou integrovány do střechy budovy. V posledních letech inženýr převedl vedoucí funkce v CEFT na svého syna I. G. Kasatkina, který úspěšně pokračuje v tradicích CEFT LLC.
Na Obr. 4 ukazuje solární instalaci hotelu Bajkal ve městě Ulan-Ude o rozloze 150 m².
zjištění
1. Vypočítaná data slunečního záření pro návrh solárních elektráren v SSSR byla založena na různých metodách zpracování polí měření meteorologických stanic. V Ruské federaci jsou tyto metody doplněny materiály z mezinárodních družicových počítačových databází.
2. Vedoucí školou pro navrhování solárních instalací v Sovětském svazu byl institut KievZNIIEP, který vypracoval směrnice a desítky projektů. V současné době neexistují žádné relevantní ruské normy a doporučení. Projekty solárních instalací na moderní úrovni jsou prováděny v ruský institut"Rostovteploelektroproekt" (Ph.D. A.A. Chernyavsky) a ve společnosti LLC "EnergotechnologiiService" (Ph.D. V.V. Butuzov, Krasnodar).
3. Technické a ekonomické studie solárních zařízení v SSSR byly provedeny ENIN (Moskva), KievZNIIEP, TsNIIEPIO (Moskva). V současné době tyto práce probíhají v Ústavu Rostovteploelektroproekt a ve společnosti Energotekhnologii-Service LLC.
4. Vedoucí vědeckou organizací SSSR pro studium slunečních kolektorů byl Energetický institut pojmenovaný po GM Krzhizhanovsky (Moskva). Nejlepší sběratelský design ve své době vyrobil Spetsgeliotepomontazh (Tbilisi). Z ruských výrobců vyrobila Kovrovova mechanická továrna solární kolektory s optimálním poměrem ceny a energetické účinnosti. Moderní ruští výrobci montují kolektory ze zahraničních komponentů.
5. V SSSR prováděla návrh, výrobu solárních kolektorů, instalaci a uvedení do provozu společnost Spetsgelioteplomontazh. Do roku 2010 pracovala CEFT LLC (Ulan-Ude) podle tohoto schématu.
6. Analýza tuzemských a zahraničních zkušeností v dodávkách solárního tepla ukázala nepochybné perspektivy jeho rozvoje v Rusku a také potřebu státní podpory. Mezi prioritní opatření: vytvoření ruské analogie počítačové databáze slunečního záření; vývoj nových konstrukcí solárních kolektorů s optimálním poměrem ceny a energetické účinnosti, nová energeticky efektivní konstrukční řešení přizpůsobená ruským podmínkám.
MINISTERSTVO ENERGIE A ELEKTŘINY SSSR
HLAVNÍ VĚDECKÉ A TECHNICKÉ ODDĚLENÍ
ENERGIE A ELEKTŘINY
METODICKÉ POKYNY
PRO VÝPOČET A NÁVRH
SOLÁRNÍ TOPNÉ SYSTÉMY
RD 34.20.115-89
SLUŽBA NEJLEPŠÍCH ZKUŠENOSTÍ PRO "SOYUZTEKHENERGO"
Moskva 1990
ROZVINUTÝ Státní řád rudého praporu práce Výzkumný energetický ústav pojmenovaný po. G.M. Kržižanovskij
Účinkující M.N. EGAI, O.M. Korshunov, A.S. Leonovič, V.V. NUSHTAIKIN, V.K. RYBALKO, B.V. Tarnizhevsky, V.G. BULYČEV
SCHVÁLENÝ Hlavní vědeckotechnické oddělení energetiky a elektrifikace 07.12.89
Hlava V.I. KRVAVÝ
Datum vypršení platnosti je nastaveno
od 01.01.90
do 01.01.92
Tyto směrnice stanovují postup provádění výpočtu a obsahují doporučení pro návrh solárních systémů vytápění pro obytné, veřejné a průmyslové budovy a struktur.
Pokyny jsou určeny pro projektanty a inženýry zabývající se vývojem solárních systémů vytápění a ohřevu vody.
kde f - podíl na celkové průměrné roční tepelné zátěži poskytované solární energií;
kde F - SC povrch, m 2 .
kde H je průměrné roční celkové sluneční záření na vodorovném povrchu, kW h/m2 ; umístěný z aplikace;
a, b - parametry určené z rovnice () a ()
kde r - charakteristika tepelně-izolačních vlastností obálky budovy při pevné hodnotě zatížení TUV, je poměr denního zatížení vytápění při venkovní teplotě 0 °C k dennímu zatížení TUV. Více r , čím větší je podíl topné zátěže ve srovnání s podílem zátěže TUV a tím méně dokonalé je řešení budovy z hlediska tepelných ztrát; r = 0 je akceptováno pouze ve výpočtu Systémy TUV. Charakteristika je určena vzorcem
kde λ je měrná tepelná ztráta budovy, W / (m 3 ° С);
m - počet hodin za den;
k - frekvence výměny větracího vzduchu, 1/den;
ρ v - hustota vzduchu při 0 °С, kg/m3;
F - koeficient náhrady, přibližně od 0,2 do 0,4.
Hodnoty λ , k , V , t in , s stanovené při návrhu STS.
Hodnoty koeficientu α pro solární kolektory Typy II a III
|
Hodnoty koeficientů |
|||||||||
|
α 1 |
α2 |
α 3 |
α4 |
α5 |
α6 |
α7 |
α8 |
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 |
|
Hodnoty koeficientu β pro solární kolektory Typy II a III
|
Hodnoty koeficientů |
|||||||||
|
β1 |
β2 |
β 3 |
β4 |
β5 |
β6 |
β7 |
β8 |
β9 |
|
|
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 |
|
Hodnoty koeficientů a a bjsou od stolu. .
Hodnoty koeficientů a a b v závislosti na typu solárního kolektoru
|
Hodnoty koeficientů |
||
|
0,75 |
||
|
0,80 |
||
kde q i - měrný roční tepelný výkon TUV v hodnotách f odlišné od 0,5;
∆q - změna ročního měrného tepelného výkonu TUV, %.
Změna hodnoty měrného ročního tepelného výkonu∆q z ročního přílivu slunečního záření na vodorovnou plochu H a koeficient f
. DOPORUČENÍ PRO NÁVRH SOLÁRNÍCH TOPNÝCH SYSTÉMŮkde Z c - měrné snížené náklady na jednotku vyrobené tepelné energie CST, rub./GJ; З b - měrné snížené náklady na jednotku vyrobené tepelné energie základní jednotkou, rub./GJ. kde C c - snížené náklady na FTA a vedlejší studium, rub./rok; kde k c - kapitálové náklady na FTA, rub.; k in - kapitálové náklady na náhradníka, rub.; E n - normativní koeficient komparativní efektivnosti kapitálových investic (0,1); E c - podíl provozních nákladů z kapitálových nákladů na SST; E in - podíl provozních nákladů z kapitálových nákladů na substudia; P jsou náklady na jednotku tepelné energie generované v rámci studie, rub./GJ; N d - množství tepelné energie generované v rámci studia během roku, GJ; k e - účinek snížení znečištění životního prostředí, rub.; k n je sociální efekt úspory mezd personálu sloužícího náhradníkovi, rub. Konkrétní snížené náklady jsou určeny vzorcem kde C b - snížené náklady na základní instalaci, rubly / rok; |
Definice pojmu |
|
sluneční kolektor |
Zařízení pro zachycování slunečního záření a jeho přeměnu na teplo a další druhy energie |
|
Hodinový (denní, měsíční atd.) tepelný výkon |
Množství tepelné energie odebrané z kolektoru za hodinu (den, měsíc atd.) práce |
|
Plochý solární kolektor |
Neohniskový solární kolektor s absorpčním prvkem ploché konfigurace (typu „pipe in sheet“, pouze z trubek apod.) a plochou transparentní izolací |
|
Povrchová plocha přijímající teplo |
Plocha povrchu absorbujícího prvku osvětlená sluncem za podmínek normálního dopadu paprsků |
|
Koeficient tepelných ztrát průhlednou izolací (spodní část, boční stěny kolektoru) |
Tepelný tok do okolí průhlednou izolací (dno, boční stěny kolektoru), vztaženo na jednotkovou plochu teplosměnné plochy, s rozdílem průměrných teplot absorbujícího prvku a venkovního vzduchu 1 °C |
|
Specifická spotřeba chladicí kapalina v plochém solárním kolektoru |
Průtok chladicí kapaliny v kolektoru, vztažený k jednotkové ploše povrchu přijímajícího teplo |
|
Poměr účinnosti |
Hodnota charakterizující účinnost přenosu tepla z povrchu absorbčního prvku do chladiva a rovna poměru skutečného tepelného výkonu k tepelnému výkonu za předpokladu, že všechny tepelné odpory přenosu tepla z povrchu absorbčního prvku do chladicí kapalina se rovná nule |
|
Povrchová emisivita |
Poměr intenzity povrchového záření k intenzitě záření černého tělesa při stejné teplotě |
|
kapacita zasklení |
Procento slunečního (infračerveného, viditelného) záření propuštěného průhlednou izolací dopadající na povrch průhledné izolace |
|
Understudy |
Klasický zdroj tepelné energie, který poskytuje částečné nebo plné pokrytí tepelné zátěže a pracuje v kombinaci se solárním systémem vytápění |
|
Solární topný systém |
Systém, který pokrývá zátěž vytápění a zásobování teplou vodou pomocí solární energie |
|
typ kolektoru |
|||
|
Součinitel celkové tepelné ztráty U L, W / (m 2 ° С) |
|||
|
Absorpční kapacita teplopřijímající plochy α |
0,95 |
0,90 |
0,95 |
|
Stupeň emisivity absorpčního povrchu v rozsahu provozních teplot kolektoru ε |
0,95 |
0,10 |
0,95 |
|
Kapacita zasklení τ p |
0,87 |
0,87 |
0,72 |
|
Poměr účinnosti F R |
0,91 |
0,93 |
0,95 |
|
Maximální teplota chladicí kapaliny, °С |
|||
|
Poznámky e. I - jednosklo neselektivní kolektor; II - jednoduchý skleněný selektivní kolektor; III - dvousklo neselektivní kolektor. |
|||
|
Výrobce |
||||
|
Bratsk závod topných zařízení |
Spetsgelioteplomontazh GSSR |
KyjevZNIIEP |
Bucharský závod solárních zařízení |
|
|
Délka, mm |
1530 |
1000 - 3000 |
1624 |
1100 |
|
Šířka, mm |
1008 |
|||
|
Výška, mm |
70 - 100 |
|||
|
Váha (kg |
50,5 |
30 - 50 |
||
|
Plocha pro příjem tepla, m |
0,6 - 1,5 |
0,62 |
||
|
Pracovní tlak, MPa |
0,2 - 0,6 |
|||
|
Vnější/vnitřní průměr, mm |
průtoková oblast |
Topná plocha jedné sekce, m 2 |
Délka řezu, mm |
Hmotnost jedné sekce, kg |
||||
|
vnitřní trubka, cm 2 |
prstencový kanál, cm 2 |
|||||||
|
vnitřní trubka |
||||||||
|
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 |
|||
|
Ázerbájdžánská SSR |
||||||||||||
|
Baku |
1378 |
|||||||||||
|
Kirovobad |
1426 |
|||||||||||
|
Mingachevir |
1426 |
|||||||||||
|
Arménská SSR |
||||||||||||
|
Jerevan |
1701 |
|||||||||||
|
Leninakan |
1681 |
|||||||||||
|
Sevan |
1732 |
|||||||||||
|
Nachičevan |
1783 |
|||||||||||
|
Gruzínská SSR |
||||||||||||
|
Telavi |
1498 |
|||||||||||
|
Tbilisi |
1396 |
|||||||||||
|
Tskhakaya |
1365 |
|||||||||||
|
Kazašská SSR |
||||||||||||
|
Alma-Ata |
1447 |
|||||||||||
|
Guryev |
1569 |
|||||||||||
|
Pevnost Ševčenko |
1437 |
|||||||||||
|
Džezkazgan |
1508 |
|||||||||||
|
Ak-Kum |
1773 |
|||||||||||
|
Aralské jezero |
1630 |
|||||||||||
|
Birsa-Kelmes |
1569 |
|||||||||||
|
Kustanai |
1212 |
|||||||||||
|
Semipalatinsk |
1437 |
|||||||||||
|
Džanybek |
1304 |
|||||||||||
|
Kolmykovo |
1406 |
|||||||||||
|
Kirgizská SSR |
||||||||||||
|
Frunze |
1538 |
|||||||||||
|
Tien Shan |
1915 |
|||||||||||
|
RSFSR |
||||||||||||
|
oblast Altaj |
||||||||||||
|
Blagoveščenka |
1284 |
|||||||||||
|
Astrachaňská oblast |
||||||||||||
|
Astrachaň |
1365 |
|||||||||||
|
Volgogradská oblast |
||||||||||||
|
Volgograd |
1314 |
|||||||||||
|
Voroněžská oblast |
||||||||||||
|
Voroněž |
1039 |
|||||||||||
|
kamenná step |
1111 |
|||||||||||
|
Krasnodarský kraj |
||||||||||||
|
Soči |
1365 |
|||||||||||
|
Kujbyševská oblast |
||||||||||||
|
Kujbyšev |
1172 |
|||||||||||
|
Kurská oblast |
||||||||||||
|
Kursk |
1029 |
|||||||||||
|
Moldavská SSR |
||||||||||||
|
Kišiněv |
1304 |
|||||||||||
|
Orenburská oblast |
||||||||||||
|
Buzuluk |
1162 |
|||||||||||
|
Rostovská oblast |
||||||||||||
|
Tsimljansk |
1284 |
|||||||||||
|
Obří |
1314 |
|||||||||||
|
Saratovská oblast |
||||||||||||
|
Ershov |
1263 |
|||||||||||
|
Saratov |
1233 |
|||||||||||
|
Stavropolský kraj |
||||||||||||
|
Essentuki |
1294 |
|||||||||||
|
uzbecká SSR |
||||||||||||
|
Samarkand |
1661 |
|||||||||||
|
Tamdybulak |
1752 |
|||||||||||
|
Takhnatash |
1681 |
|||||||||||
|
Taškent |
1559 |
|||||||||||
|
Termez |
1844 |
|||||||||||
|
Fergana |
1671 |
|||||||||||
|
Churuk |
1610 |
|||||||||||
|
Tádžická SSR |
||||||||||||
|
Dušanbe |
1752 |
|||||||||||
|
Turkmenská SSR |
||||||||||||
|
Ak-Molla |
1834 |
|||||||||||
|
Ašchabad |
1722 |
|||||||||||
|
Gasan-Kuli |
1783 |
|||||||||||
|
Kara-Bogaz-Gol |
1671 |
|||||||||||
|
Chardjou |
1885 |
|||||||||||
|
Ukrajinská SSR |
||||||||||||
|
Chersonská oblast |
||||||||||||
|
Cherson |
1335 |
|||||||||||
|
Askania Nova |
1335 |
|||||||||||
|
Oblast Sumy |
||||||||||||
|
Konotop |
1080 |
|||||||||||
|
Poltavská oblast |
||||||||||||
|
Poltava |
1100 |
|||||||||||
|
Volyňská oblast |
||||||||||||
|
Kovel |
1070 |
|||||||||||
|
Doněcká oblast |
||||||||||||
|
Doněck |
1233 |
|||||||||||
|
Zakarpatská oblast |
||||||||||||
|
Berehove |
1202 |
|||||||||||
|
Kyjevská oblast |
||||||||||||
|
Kyjev |
1141 |
|||||||||||
|
Kirovogradská oblast |
||||||||||||
|
Znamenka |
1161 |
|||||||||||
|
krymská oblast |
||||||||||||
|
Evpatoria |
1386 |
|||||||||||
|
Karadag |
1426 |
|||||||||||
|
Oděská oblast |
||||||||||||
|
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 |
|||||||
|
Bod varu, °C |
106,0 |
110,0 |
107,5 |
105,0 |
113,0 |
|||||||
|
Viskozita, 10-3 Pa s: |
||||||||||||
|
při 5 °С |
5,15 |
6,38 |
||||||||||
|
při 20 °C |
7,65 |
|||||||||||
|
při -40 °C |
7,75 |
35,3 |
28,45 |
|||||||||
|
Hustota, kg/m3 |
1077 |
1483 - 1490 |
||||||||||
|
Tepelná kapacita kJ / (m 3 ° С): |
||||||||||||
|
při 5 °С |
3900 |
3524 |
||||||||||
|
při 20 °C |
3340 |
3486 |
||||||||||
|
Žíravost |
silný |
Střední |
Slabý |
Slabý |
silný |
|||||||
|
Toxicita |
Ne |
Střední |
Ne |
Slabý |
Ne |
Poznámky e. Nosiče tepla na bázi uhličitanu draselného mají následující složení (hmotnostní podíl):
Recept 1 Recept 2
Uhličitan draselný, 1,5-vodný 51,6 42,9
Fosforečnan sodný, 12-voda 4,3 3,57
Křemičitan sodný, 9-vodný 2,6 2,16
Tetraboritan sodný, 10-vodný 2,0 1,66
Fluorescoin 0,01 0,01
Voda Až 100 Až 100
S růstem cen energií nabývá na významu využívání alternativních zdrojů energie. A protože je pro mnohé hlavní výdajovou položkou vytápění, mluvíme o vytápění na prvním místě: musíte platit téměř po celý rok a nemalé částky. Pokud chcete ušetřit, první věc, která vás napadne, je solární teplo: výkonný a zcela bezplatný zdroj energie. A je docela reálné ho použít. Zařízení je navíc drahé, ale mnohonásobně levnější než tepelná čerpadla. Pojďme si říci více o tom, jak lze solární energii využít k vytápění domu.
Pokud mluvíme o využití solární energie k vytápění, pak musíte mít na paměti, že existují dvě různá zařízení pro přeměnu sluneční energie:
Obě možnosti mají své vlastní vlastnosti. I když musíte okamžitě říci, který z nich si vyberete, nespěchejte s opuštěním topného systému, který máte. Slunce vychází samozřejmě každé ráno, ale vaše solární články nebudou mít vždy dostatek světla. Nejrozumnějším řešením je vytvořit kombinovaný systém. Když je dostatek sluneční energie, druhý zdroj tepla nebude fungovat. Tím se budete chránit a budete žít v pohodlných podmínkách a ušetříte peníze.
Pokud nechcete nebo nemáte příležitost instalovat dva systémy, měl by mít váš solární ohřev alespoň dvojnásobnou výkonovou rezervu. Pak si určitě můžete říct, že teplo budete mít v každém případě.
Výhody využití solární energie pro vytápění:
Nevýhody:
Nyní se podívejme blíže na každý z typů solárních topných těles.
Pro solární ohřev se používají solární kolektory. Tyto instalace využívají sluneční teplo k ohřevu teplonosné kapaliny, kterou lze následně použít v systému teplovodního vytápění. Specifikem je, že solární ohřívač vody pro vytápění domu produkuje pouze teplotu 45-60°C a nejvyšší účinnost vykazuje při 35°C na výstupu. Proto se takové systémy doporučují pro použití v tandemu s teplovodními podlahami. Pokud se nechcete vzdát radiátorů, buď zvyšte počet sekcí (přibližně dvakrát) nebo zahřejte chladicí kapalinu.
Pro zásobování domu teplou vodou a pro ohřev vody lze využít solární kolektory (ploché i trubkové)
Nyní o typech solárních kolektorů. Strukturálně existují dvě modifikace:
V každé ze skupin existují rozdíly jak v materiálech, tak v designu, ale mají stejný princip činnosti: chladicí kapalina prochází trubkami, které se ohřívají sluncem. Jen ty designy jsou úplně jiné.
Tyto solární topné systémy mají jednoduchý design a proto jsou to oni, kdo, pokud je to žádoucí, mohou být vyrobeny vlastníma rukama. Pevné dno je upevněno na kovovém rámu. Nahoře je položena vrstva tepelné izolace. Izolované pro snížení ztrát a stěny skříně. Pak přichází vrstva adsorbéru - materiálu, který dobře absorbuje sluneční záření a přeměňuje ho na teplo. Tato vrstva je obvykle černá. Na adsorbéru jsou upevněny trubky, kterými proudí chladicí kapalina. Shora je celá tato konstrukce uzavřena průhledným víkem. Materiálem krytu může být tvrzené sklo nebo některý z plastů (nejčastěji je to polykarbonát). U některých modelů může být světlo propouštějící materiál krytu podroben speciální úpravě: pro snížení odrazivosti není hladký, ale mírně matný.
Trubky v plochém solárním kolektoru jsou obvykle uloženy do hada, jsou zde dva otvory - vstupní a výstupní. Lze realizovat jednotrubkové i dvoutrubkové připojení. Takhle to máte rádi. Ale pro normální přenos tepla je potřeba čerpadlo. Gravitační systém je také možný, ale bude velmi neefektivní kvůli nízké rychlosti chladicí kapaliny. Právě tento typ solárního kolektoru slouží k vytápění, i když s ním lze efektivně ohřívat vodu na teplou užitkovou vodu.
Existuje varianta gravitačního kolektoru, ale ten se používá především pro ohřev vody. Toto provedení se také nazývá plastový solární kolektor. Jedná se o dvě desky z průhledného plastu, hermeticky připevněné k pouzdru. Uvnitř je uspořádán labyrint pro pohyb vody. Někdy je spodní panel natřen černou barvou. Jsou zde dva otvory – vstupní a výstupní. Voda je přiváděna dovnitř, jak se pohybuje labyrintem, je ohřívána sluncem a vychází již teplá. Takové schéma funguje dobře s nádrží na vodu a snadno ohřívá vodu pro teplou užitkovou vodu. Jedná se o moderní náhradu za konvenční namontovanou hlaveň letní sprcha. A účinnější náhrada.
Jak efektivní jsou solární kolektory? Mezi všemi domácími solárními instalacemi dnes vykazují nejlepší výsledky: jejich účinnost je 72-75%. Ale ne všechno je tak dobré:
Nicméně vytápění soukromého domu ze slunce se často provádí pomocí těchto solárních zařízení. Takové instalace jsou oblíbené v jižních zemích s aktivním zářením a kladnými teplotami zimní období. Na naše zimy se nehodí, ale v letní sezóně vykazují dobré výsledky.
Toto nastavení lze použít pro ohřev vzduchu Domy. Konstrukčně je velmi podobný výše popsanému plastovému kolektoru, ale vzduch v něm cirkuluje a ohřívá se. Taková zařízení jsou zavěšena na stěnách. Mohou působit dvěma způsoby: pokud je solární ohřívač vzduchu vzduchotěsný, vzduch se odebírá z místnosti, ohřívá a vrací se do stejné místnosti.
Existuje ještě jedna možnost. Kombinuje vytápění s větráním. Ve vnějším krytu vzduchového potrubí jsou otvory. Přes ně se do konstrukce dostává studený vzduch. Při průchodu labyrintem se zahřívá slunečními paprsky a poté se ohřátý dostává do místnosti.
Takové vytápění domu bude víceméně efektivní, pokud instalace zabere celou jižní stěnu a na této stěně nebude žádný stín.
I zde chladivo cirkuluje trubkami, ale každá z těchto trubek pro výměnu tepla je vložena do skleněné baňky. Všechny jsou spojeny v rozdělovači (rozdělovači), což je ve skutečnosti hřeben.
Schéma trubkového kolektoru (kliknutím obrázek zvětšíte)
Trubkové kolektory mají dva typy trubic: koaxiální a pérové. Koaxiální - trubka v trubce - jsou zasazeny jedna do druhé a jejich okraje jsou utěsněny. Uvnitř je mezi dvěma stěnami vytvořeno řídké prostředí bez vzduchu. Proto se takovým elektronkám také říká elektronky. Péřové trubky jsou obyčejné trubice utěsněné na jedné straně. A říká se jim pírko, protože pro zvýšení přenosu tepla se do nich vkládá deska absorbéru, která má zahnuté okraje a trochu připomíná pírko.
Kromě toho lze výměníky tepla vložit do různých pouzder. jiný typ. První jsou tepelné kanály Heat-pipe (Hit pipe). Jedná se o celý systém přeměny slunečního záření na tepelnou energii. Tepelná trubice je dutá měděná trubice malého průměru připájená na jednom konci. Na druhém je masivní hrot. Zkumavka je naplněna látkou s nízkým bodem varu. Při zahřátí se látka začne vařit, část přechází do plynného skupenství a stoupá trubicí nahoru. Cestou od nahřátých stěn tubusu se zahřívá stále více. Dostává se na vrchol, kde se chvíli drží. Během této doby plyn předá část tepla masivnímu hrotu, postupně se ochlazuje, kondenzuje a usazuje se, kde se proces znovu opakuje.
Druhý způsob - typ U - je tradiční trubka naplněná chladicí kapalinou. Nejsou zde žádné novinky ani překvapení. Všechno je jako obvykle: na jedné straně vstupuje chladicí kapalina, prochází trubicí a zahřívá se slunečním světlem. I přes svou jednoduchost je tento typ výměníku tepla účinnější. Používá se ale méně často. A to vše proto, že solární ohřívače vody tohoto typu jsou jediným celkem. Pokud je jedna trubka poškozena, je nutné vyměnit celou sekci.
Trubicové kolektory se systémem Heat-pipe jsou dražší, vykazují menší účinnost, ale používají se častěji. A to vše proto, že poškozenou trubici lze vyměnit za pár minut. Navíc, pokud je baňka koaxiální, lze trubku také opravit. Jednoduše se demontuje (sejme se horní kryt) a poškozený prvek (tepelný kanál nebo samotná žárovka) se vymění za provozuschopný. Trubka se poté vloží na místo.
Pro jižní oblasti s mírnými zimami a velkým počtem slunečných dnů v roce je nejlepší variantou plochý kolektor. V takovém klimatu vykazuje nejvyšší produktivitu.
Pro oblasti s drsnějším klimatem jsou vhodné trubicové kolektory. Kromě toho jsou systémy s Heat-pipe vhodnější pro silné zimy: topí i v noci a dokonce i za oblačného počasí a shromažďují většinu spektra slunečního záření. Nebojí se nízkých teplot, ale přesný rozsah teplot je třeba objasnit: závisí na látce v tepelném kanálu.
Tyto systémy, pokud jsou správně kalkulovány, mohou být základní, ale častěji jednoduše šetří náklady na vytápění z jiného, placeného zdroje energie.
Dalším pomocným topením může být vzduchový kolektor. Lze jej vyrobit na celou stěnu a lze jej snadno implementovat vlastníma rukama. Je ideální pro vytápění garáže nebo chaty. Problémy s nedostatečným vytápěním navíc nemusí nastat v zimě, jak očekáváte, ale na podzim. V mrazu a sněhu je energie slunce mnohonásobně větší než v zataženém deštivém počasí.
Když slyšíme slova „sluneční energie“, máme na mysli především baterie, které přeměňují světlo na elektřinu. A to se provádí speciálními fotoelektrickými měniči. Jsou vyráběny průmyslem z různých polovodičů. Nejčastěji pro domácí použití používáme křemíkové solární články. Mají nejnižší cenu a vykazují slušný výkon: 20-25%.
Solární panely pro soukromý dům v některých zemích - běžný jev
Přímo solární panely můžete k vytápění využít pouze v případě, že k tomuto zdroji proudu připojíte kotel nebo jiné elektrické topné zařízení. Také solární panely ve spojení s elektrickými bateriemi lze integrovat do systému zásobování elektřinou domácnosti a snížit tak měsíční účty za spotřebovanou elektřinu. V zásadě je zcela reálné plně vyhovět potřebám rodiny z těchto instalací. Chce to jen spoustu peněz a prostoru. Z metru čtverečního panelu lze v průměru získat 120-150W. Počítejte tedy, kolik čtverců střechy resp přilehlé území by měly být obsazeny takovými panely.
Mnoho lidí pochybuje o účelnosti instalace solárního systému vytápění. Hlavním argumentem je, že je to drahé a nikdy se to nezaplatí. Musíme souhlasit s tím, že je to drahé: ceny za vybavení jsou poměrně vysoké. Ale nikdo vám nebrání začít v malém. Chcete-li například zhodnotit efektivitu a praktičnost nápadu vyrobit podobnou instalaci sami. Náklady jsou minimální a budete mít zkušenosti z první ruky. Pak se rozhodnete, zda se tím vším budete zabývat nebo ne. Věc je taková: všechny negativní zprávy jsou od teoretiků. Z praktikujících se nesetkal ani s jedním. Aktivně se hledají cesty ke zlepšení, přepracování, ale nikdo neřekl, že nápad je zbytečný. O něco jde.
Nyní se instalace solárního systému nikdy nevyplatí. Zatímco doba návratnosti
Mosty u nás jsou velké. Je srovnatelná s životností solárních kolektorů nebo baterií. Pokud se ale podíváme na dynamiku růstu cen u všech energetických nosičů, můžeme předpokládat, že se brzy sníží na celkem přijatelné termíny.
Nyní vlastně o tom, jak vytvořit systém. Nejprve musíte určit potřebu vašeho domova a sedm tepla a teplé vody. Obecná metodika výpočtu solárního systému je následující:
Kromě stanovení počtu komponentů solárního systému bude nutné určit objem zásobníku, ve kterém bude teplá voda pro teplou vodu akumulována. Toho lze snadno dosáhnout tím, že budete znát skutečné výdaje vaší rodiny. Pokud máte nainstalovaný měřič TUV a máte data za několik let, můžete si vypočítat průměrnou spotřebu za den (průměrná spotřeba za měsíc dělená počtem dní). To je zhruba velikost nádrže, kterou potřebujete. Ale nádrž je třeba brát s rezervou 20% nebo tak. Jen pro případ.
Pokud není k dispozici přívod teplé vody nebo měřič, můžete použít sazby spotřeby. Jedna osoba spotřebuje v průměru 100-150 litrů vody denně. Když víte, kolik lidí trvale žije v domě, vypočítáte požadovaný objem nádrže: sazba se vynásobí počtem obyvatel.
Je třeba hned říci, že racionální (z hlediska návratnosti) pro střední Rusko je solární systém vytápění, který pokrývá asi 30 % potřeby tepla a plně dodává teplou vodu. Jde o průměrný výsledek: v některých měsících bude vytápění zajišťovat ze 70–80 % solární systém, v některých (prosinec–leden) pouze z 10 %. Opět hodně záleží na typu solární panely a region bydliště.
A není to jen otázka „severu“ nebo „jihu“. Jde o počet slunečných dní. Například na velmi chladné Čukotce bude solární ohřev velmi účinný: Slunce tam svítí téměř vždy. V mnohem mírnějším klimatu Anglie s věčnými mlhami je jeho účinnost extrémně nízká.
;
Navzdory mnoha kritikům, kteří hovoří o neefektivitě solární energie a příliš dlouhé době návratnosti, stále více lidí alespoň částečně přechází na alternativní zdroje. Kromě spoření mnohé láká nezávislost na státu a jeho cenová politika. Abyste nelitovali marně investovaných částek, můžete nejprve provést experiment: vyrobit jednu ze solárních instalací vlastníma rukama a sami rozhodnout, jak moc vás přitahuje (nebo ne).
Solární vytápění je způsob vytápění bytového domu, který je každým dnem stále populárnější v mnoha, většinou vyspělých, zemích světa. Největšími úspěchy v oblasti solární tepelné energie se dnes mohou pochlubit země západní a střední Evropy. Na území Evropské unie došlo za poslední desetiletí k meziročnímu růstu odvětví obnovitelné energie o 10–12 %. Tato úroveň rozvoje je velmi významným ukazatelem.
sluneční kolektor
Jednou z nejviditelnějších aplikací solární energie je její využití pro ohřev vody a vzduchu (jako nosiče tepla). V klimatických oblastech, kde převládá chladné počasí, je pro pohodlný pobyt lidí povinný výpočet a organizace topných systémů pro každou obytnou budovu. Měly by mít zásobování teplou vodou pro různé potřeby, kromě toho je potřeba domy vytápět. Rozhodně, nejlepší možnost zde bude aplikace schématu tam, kde pracují automatizované systémy zásobování teplem.
Průmyslové podniky vyžadují ve výrobním procesu velké objemy denní teplé vody. Jako příklad můžeme uvést Austrálii, kde je téměř 20 procent veškeré spotřebované energie vynaloženo na ohřev teplonosné kapaliny na teplotu nepřesahující 100 oC. Z tohoto důvodu se v některých vyspělých zemích Západu a ve větší míře v Izraeli, Severní Americe, Japonsku a samozřejmě v Austrálii velmi rychle rozšiřuje výroba solárních systémů.
Rozvoj energetiky bude v blízké budoucnosti nepochybně směřovat ve prospěch využití slunečního záření. Hustota slunečního záření na zemském povrchu je v průměru 250 wattů na metr čtvereční. A to přesto, že dva watty na metr čtvereční stačí k pokrytí ekonomických potřeb člověka v nejméně průmyslových oblastech.
Výhodným rozdílem mezi solární energií a jinými energetickými průmysly, které využívají procesy spalování fosilních paliv, je šetrnost k životnímu prostředí přijímané energie. Provoz solárních zařízení nemá za následek vypouštění škodlivých emisí do atmosféry.
Výběr aplikačního schématu zařízení, pasivní a aktivní systémy
Existují dvě schémata využití slunečního záření jako topného systému pro dům. Jedná se o aktivní a pasivní systémy. Pasivní solární systémy vytápění - takové, ve kterých prvkem, který přímo pohlcuje sluneční záření a vytváří z něj teplo, je samotná konstrukce domu nebo jeho jednotlivých částí. Těmito prvky mohou být plot, střecha, samostatné části budovy postavené na základě určitého schématu. Pasivní systémy nepoužívají mechanické pohyblivé části.
Aktivní systémy fungují na základě opačného schématu vytápění domu, aktivně využívají mechanická zařízení (čerpadla, motory, při jejich použití počítají i potřebný výkon).
Nejjednodušší v designu a méně nákladné z finančního hlediska při instalaci obvodu jsou pasivní systémy. Taková schémata vytápění není nutné instalovat přídavná zařízení pro absorpci a následnou distribuci slunečního záření v topném systému domu. Provoz takových systémů je založen na principu přímého vytápění obytného prostoru přímo přes světlopropustné stěny umístěné na jižní straně. Doplňkovou funkci vytápění zajišťují vnější plochy prvků oplocení domu, které jsou opatřeny vrstvou průhledných clon.
Pro nastartování procesu přeměny slunečního záření na tepelnou energii je použit systém konstrukcí založený na použití solárních přijímačů s průhledným povrchem, kde hlavní funkci hraje „skleníkový efekt“, využívá se schopnosti skla zadržovat tepelné záření , což zvyšuje teplotu uvnitř místnosti.
Je třeba poznamenat, že použití pouze jednoho z typů systémů nemusí být zcela oprávněné. Pečlivý výpočet často ukazuje, že výrazného snížení tepelných ztrát a snížení energetických potřeb budovy lze dosáhnout použitím integrovaných systémů. Obecná práce aktivní i pasivní systémy kombinací pozitivních vlastností poskytnou maximální účinek.
Běžně používaný výpočet účinnosti ukazuje, že pasivní využití slunečního záření zajistí přibližně 14 až 16 procent potřeb vytápění vašeho domu. Takový systém bude důležitou součástí procesu výroby tepla.
I přes určité pozitivní vlastnosti pasivních systémů však hlavní možnosti plného uspokojení potřeb budovy v teple stále vyžadují použití aktivních topných zařízení. Systémy, jejichž funkcí je přímá absorpce, akumulace a distribuce slunečního záření.
Plánování a kalkulace
Počítejte s možností instalace aktivních topných systémů využívajících solární energii (krystalické solární články, solární kolektory), nejlépe již ve fázi projektování budovy. Tento okamžik však není povinný, instalace takového systému je možná i na existující úkol, bez ohledu na rok jeho výstavby (základem úspěchu je správný výpočet celého schématu).
Instalace zařízení se provádí na jižní straně domu. Tato poloha vytváří podmínky pro maximální absorpci dopadajícího slunečního záření v zimním období. Fotobuňky, které přeměňují sluneční energii a jsou instalovány na pevné konstrukci, jsou nejúčinnější, když jsou namontovány vůči zemskému povrchu pod úhlem rovným zeměpisné poloze vytápěné budovy. Úhel střechy, stupeň natočení domu na jih - to jsou významné body, které je třeba vzít v úvahu při výpočtu celého schématu vytápění.
Solární fotobuňky a solární kolektory musí být instalovány co nejblíže místu spotřeby energie. Pamatujte, že čím blíže postavíte koupelnu a kuchyň, tím menší budou tepelné ztráty (v tomto případě si vystačíte s jedním solárním kolektorem, který vytopí obě místnosti). Hlavním kritériem pro hodnocení výběru zařízení, které potřebujete, je jeho účinnost.
Aktivní solární topné systémy jsou rozděleny do následujících skupin podle následujících kritérií:
Obecná ekonomická data poslouží jako hlavní faktor při výběru jednoho z typů zařízení. Správně se rozhodnout vám pomůže kompetentní tepelný výpočet celého systému. Výpočet musí být proveden s přihlédnutím k ukazatelům každé konkrétní místnosti, kde se plánuje organizace solárního vytápění a (nebo) dodávky teplé vody. Je třeba vzít v úvahu umístění budovy, klimatické přírodní podmínky, velikost nákladů na vytlačovaný energetický zdroj. správný výpočet a dobrá volba schémata organizace zásobování teplem jsou klíčem k ekonomické proveditelnosti využívání solárních zařízení.
Solární topný systém
Nejběžnějším schématem vytápění je instalace solárních kolektorů, které zajišťují akumulaci absorbované energie ve speciální nádobě - baterii.
K dnešnímu dni jsou nejrozšířenější dvouokruhová schémata vytápění pro obytné prostory, ve kterých je instalován systém nuceného oběhu chladicí kapaliny v kolektoru. Princip jeho práce je následující. Teplá voda je přiváděna z horní části zásobníku, proces probíhá automaticky podle fyzikálních zákonů. Studená tekoucí voda je přiváděna tlakem do spodní části zásobníku, tato voda vytlačuje ohřátou vodu nashromážděnou v horní části zásobníku, která se následně dostává do systému zásobování teplou vodou domu pro potřeby domácnosti a vytápění.
U rodinného domu se obvykle instaluje akumulační nádrž o objemu 400 až 800 litrů. K zahřátí nosiče tepla takových objemů v závislosti na přírodní podmínky je nutné správně vypočítat plochu solárního kolektoru. Je také nutné ekonomicky zdůvodnit použití zařízení.
Standardní sada vybavení pro montáž solárního systému je následující:
Systém založený na panelech absorbujících teplo. Takové panely se zpravidla používají ve fázi nové výstavby. Pro jejich instalaci je nutné postavit speciální konstrukci zvanou horká střecha. To znamená, že panely musí být zabudovány přímo do střešní konstrukce, přičemž střešní prvky se používají jako integrální prvky krytu zařízení. Taková instalace sníží vaše náklady na vytvoření topného systému, bude však vyžadovat vysoce kvalitní práci na hydroizolaci spojů zařízení a střechy. Tento způsob instalace zařízení bude vyžadovat, abyste pečlivě navrhli a naplánovali všechny fáze práce. Je potřeba vyřešit mnoho problémů souvisejících s potrubím, umístěním akumulační nádrže, instalací čerpadla, úpravou sklonů. Pokud nebude budova nejúspěšnějším způsobem otočena na jih, bude třeba vyřešit poměrně mnoho instalačních problémů.
Obecně platí, že projekt solárních systémů vytápění se bude v té či oné míře lišit od ostatních. Pouze zůstat beze změny základní principy systémy. Proto není možné uvést přesný seznam potřebných dílů pro kompletní instalaci celého systému, protože během procesu instalace může být nutné použít další prvky a materiály.
V systémech fungujících na bázi kapalného nosiče tepla se jako akumulační médium používá obyčejná voda. Absorpce energie probíhá v plochých solárních kolektorech. Energie se ukládá do akumulační nádrže a využívá se podle potřeby.
K přenosu energie z akumulačního zařízení do budovy slouží výměník tepla voda-voda nebo voda-vzduch. Systém zásobování teplou vodou je vybaven přídavným zásobníkem, který se nazývá předehřívací zásobník. Voda se v ní ohřívá vlivem slunečního záření a následně vstupuje do klasického ohřívače vody. 
Takový systém využívá vzduch jako nosič tepla. Chladivo se ohřívá v plochém solárním kolektoru a následně ohřátý vzduch vstupuje do vytápěné místnosti nebo do speciálního akumulačního zařízení, kde se absorbovaná energie ukládá do speciální trysky, která je ohřívána přiváděným horkým vzduchem. Díky této vlastnosti systém nadále zásobuje dům teplem i v noci, kdy není k dispozici sluneční záření.
Základem provozu systémů s přirozenou cirkulací je nezávislý pohyb chladicí kapaliny. Vlivem stoupající teploty ztrácí svou hustotu a má tedy sklon k horní části zařízení. Výsledný rozdíl tlaku způsobuje, že zařízení funguje.
Solární topné systémy
4.1. Klasifikace a hlavní prvky solárních soustav
Solární topné systémy jsou systémy využívající sluneční záření jako zdroj tepelné energie. Jejich charakteristickým rozdílem od ostatních nízkoteplotních topných systémů je použití speciálního prvku - solárního přijímače, určeného k zachycování slunečního záření a jeho přeměně na tepelnou energii.
Podle způsobu využití slunečního záření se solární nízkoteplotní topné systémy dělí na pasivní a aktivní.
Solární systémy vytápění se nazývají pasivní, ve kterých samotná budova nebo její jednotlivé ploty (kolektorová budova, kolektorová stěna, kolektorová střecha atd.) slouží jako prvek, který přijímá sluneční záření a přeměňuje ho na teplo (obr. 4.1.1 )) .
Rýže. 4.1.1 Pasivní nízkoteplotní solární systém "kolektorová stěna": 1 - sluneční paprsky; 2 – průsvitná obrazovka; 3 - vzduchová klapka; 4 - ohřátý vzduch; 5 - ochlazený vzduch z místnosti; 6 - vlastní dlouhovlnné tepelné záření nástěnného pole; 7 - povrch stěny přijímající černé paprsky; 8 - žaluzie.
Solární nízkoteplotní topné systémy se nazývají aktivní, ve kterých je solární přijímač samostatné samostatné zařízení, které nesouvisí s budovou. Aktivní solární systémy lze dále rozdělit:
podle účelu (zásobování teplou vodou, topné systémy, kombinované systémy zásobování teplem a chladem);
podle typu použité chladicí kapaliny (kapalina - voda, nemrznoucí kapalina a vzduch);
podle délky práce (celoroční, sezónní);
dle technického řešení schémat (jedno-, dvou-, vícesmyčkové).
Vzduch je široce používané chladivo, které nezamrzá v celém rozsahu provozních parametrů. Při použití jako nosič tepla je možné kombinovat topné systémy s ventilačním systémem. Vzduch je však nízkotepelný nosič tepla, což vede ke zvýšení spotřeby kovů pro instalaci vzduchových topných systémů oproti vodním.
Voda je tepelně náročné a široce dostupné chladivo. Při teplotách pod 0°C je však nutné přidávat nemrznoucí kapaliny. Navíc je třeba vzít v úvahu, že voda nasycená kyslíkem způsobuje korozi potrubí a přístrojů. Spotřeba kovu ve vodních solárních systémech je ale mnohem nižší, což do značné míry přispívá k jejich širšímu využití.
Sezónní teplovodní solární systémy jsou obvykle jednookruhové a fungují v letních a přechodných měsících, v obdobích s kladnou venkovní teplotou. Mohou mít doplňkový zdroj tepla nebo se bez něj obejít v závislosti na účelu obsluhovaného objektu a provozních podmínkách.
Solární systémy pro vytápění objektů jsou většinou dvouokruhové nebo nejčastěji víceokruhové a pro různé okruhy lze použít různé nosiče tepla (např. v solárním okruhu - vodní roztoky nemrznoucí kapaliny, v meziokruhech - voda a ve spotřebitelském okruhu - vzduch).
Kombinované celoroční solární systémy pro účely zásobování budov teplem a chladem jsou víceokruhové a zahrnují doplňkový zdroj tepla v podobě klasického generátoru tepla na organické palivo nebo tepelného transformátoru.
Kruhový diagram solární systém vytápění je znázorněn na obrázku 4.1.2. Obsahuje tři cirkulační okruhy:
první okruh sestávající ze solárních kolektorů 1, oběhového čerpadla 8 a kapalinového výměníku 3 tepla;
druhý okruh sestávající ze zásobníku 2, oběhového čerpadla 8 a tepelného výměníku 3;
třetí okruh, sestávající z akumulační nádrže 2, oběhového čerpadla 8, tepelného výměníku voda-vzduch (topení) 5.
Rýže. 4.1.2. Schéma solárního topného systému: 1 - solární kolektor; 2 - akumulační nádrž; 3 - výměník tepla; 4 - budova; 5 - ohřívač; 6 - podstudium otopné soustavy; 7 - záložní systém zásobování teplou vodou; 8 - oběhové čerpadlo; 9 - ventilátor.
Solární topný systém funguje následovně. Chladivo (nemrznoucí kapalina) okruhu přijímajícího teplo, ohřívané v solárních kolektorech 1, vstupuje do výměníku 3 tepla, kde je teplo nemrznoucí směsi předáváno vodě cirkulující v prstencovém prostoru výměníku 3 tepla působením čerpadla 8 sekundárního okruhu. Ohřátá voda vstupuje do zásobníku 2. Ze zásobníku je voda odebírána čerpadlem teplé vody 8, přiváděna v případě potřeby na požadovanou teplotu ve zdvojovači 7 a vstupuje do systému zásobování teplou vodou objektu. Zásobník je napájen z vodovodu.
Pro vytápění je voda z akumulační nádrže 2 přiváděna čerpadlem třetího okruhu 8 do ohřívače 5, kterým vzduch pomocí ventilátoru 9 prochází a po zahřátí vstupuje do objektu 4. nepřítomnost slunečního záření nebo nedostatek tepelné energie generované solárními kolektory, práce zapíná zálohování 6.
Volba a rozmístění prvků solárního systému je v každém případě dáno klimatickými faktory, účelem objektu, způsobem spotřeby tepla a ekonomickými ukazateli.
4.2. Koncentrační solární přijímače
Koncentrační solární přijímače jsou kulová nebo parabolická zrcadla (obr. 4.2.1) z leštěného kovu, v jejichž ohnisku je umístěn teplosběrný prvek (solární kotel), kterým cirkuluje chladicí kapalina. Jako nosič tepla se používá voda nebo nemrznoucí kapaliny. Při použití jako vodní chladicí kapalina v noci a během chladné období systém musí být vyprázdněn, aby nedošlo k jeho zamrznutí.
Aby byla zajištěna vysoká účinnost procesu zachycování a přeměny slunečního záření, musí být koncentrační sluneční přijímač neustále nasměrován striktně ke Slunci. Za tímto účelem je solární přijímač vybaven sledovacím systémem, včetně snímače směru slunce, elektronické převodní jednotky signálu, elektromotoru s převodovkou pro otáčení konstrukce solárního přijímače ve dvou rovinách.
Rýže. 4.2.1. Koncentrační solární přijímače: a - parabolický koncentrátor; b – parabolický žlabový koncentrátor; 1 - sluneční paprsky; 2 - teplo-přijímací prvek (solární kolektor); 3 - zrcadlo; 4 – mechanismus pohonu sledovacího systému; 5 - potrubí přivádějící a odvádějící chladicí kapalinu.
Výhodou systémů s koncentračními solárními přijímači je schopnost vytvářet teplo o poměrně vysoké teplotě (až 100 °C) a dokonce i páru. Nevýhody zahrnují vysoké náklady na stavbu; potřeba neustálého čištění reflexních ploch od prachu; pracovat pouze během denního světla, a proto je potřeba velkých baterií; vysoká spotřeba energie na pohon sledovacího systému pro dráhu Slunce, úměrná vyrobené energii. Tyto nedostatky brání širokému využití aktivních nízkoteplotních solárních topných systémů s koncentračními solárními přijímači. Pro solární nízkoteplotní topné systémy se v poslední době nejčastěji používají ploché solární přijímače.
4.3. Ploché solární kolektory
Plochý solární kolektor - zařízení s plochou konfigurací absorbující panel a plochou průhlednou izolací pro pohlcování energie slunečního záření a její přeměnu na teplo.
Ploché solární kolektory (obr. 4.3.1) se skládají ze skleněného nebo plastového krytu (jednoduchý, dvojitý, trojitý), panelu pohlcujícího teplo na straně obrácené ke slunci, izolace na zadní straně a krytu (kov, plast , sklo, dřevo).
Rýže. 4.3.1. Plochý solární kolektor: 1 - sluneční paprsky; 2 - zasklení; 3 - tělo; 4 - povrch přijímající teplo; 5 - tepelná izolace; 6 - tmel; 7 - vlastní dlouhovlnné záření teplo-přijímací desky.
Jako panel pro příjem tepla můžete použít jakýkoli kovový nebo plastový plech s kanály pro chladicí kapalinu. Panely pro příjem tepla jsou vyrobeny z hliníku nebo oceli dvou typů: plechové a lisované panely (trubka v plechu). Plastové panely kvůli křehkosti a rychlému stárnutí působením slunečního záření, stejně jako kvůli nízké tepelné vodivosti, nejsou široce používány.
Působením slunečního záření se teplo-přijímací panely ohřívají na teploty 70-80°C, které překračují okolní teplotu, což vede ke zvýšení konvekčního přenosu tepla panelu do okolí a vlastního sálání do okolí. nebe. Pro dosažení vyšších teplot chladicí kapaliny je povrch desky pokryt spektrálně selektivními vrstvami, které aktivně absorbují krátkovlnné záření ze slunce a snižují vlastní tepelné záření v dlouhovlnné části spektra. Takové struktury na bázi „černého niklu“, „černého chromu“, oxidu mědi na hliníku, oxidu mědi na mědi a dalších jsou drahé (jejich cena je často úměrná ceně samotného panelu pro příjem tepla). Dalším způsobem, jak zlepšit výkon plochých kolektorů, je vytvořit vakuum mezi panelem pohlcujícím teplo a průhlednou izolací, aby se snížily tepelné ztráty (sluneční kolektory čtvrté generace).
Zkušenosti s provozováním solárních zařízení na bázi solárních kolektorů odhalily řadu významných nedostatků těchto systémů. Za prvé je to vysoká cena sběratelů. Zvýšení efektivity jejich práce díky selektivním nátěrům, zvýšení průhlednosti zasklení, evakuace a také zařízení chladicího systému se ukazuje jako ekonomicky nerentabilní. Značnou nevýhodou je nutnost častého čištění skla od prachu, což prakticky vylučuje použití kolektoru v průmyslových oblastech. Při dlouhodobém provozu solárních kolektorů, zejména v zimních podmínkách, dochází k jejich častému selhání z důvodu nerovnoměrného rozpínání osvětlených a tmavých ploch skel z důvodu porušení celistvosti zasklení. Existuje také velké procento selhání kolektoru během přepravy a instalace. Značnou nevýhodou systémů s kolektory je také nerovnoměrné zatížení během roku a dne. Zkušenosti z provozu kolektorů v podmínkách Evropy a evropské části Ruska s vysokým podílem difúzního záření (až 50 %) ukázaly na nemožnost vytvoření celoročního autonomního systému zásobování teplou vodou a vytápění. Všechny solární systémy se solárními kolektory ve středních zeměpisných šířkách vyžadují instalaci velkých zásobníků a zařazení doplňkového zdroje energie do systému, což snižuje ekonomický efekt jejich používání. V tomto ohledu je nejúčelnější je používat v oblastech s vysokou průměrnou intenzitou slunečního záření (ne nižší než 300 W/m2).
Potenciální příležitosti pro využití solární energie na Ukrajině
Na území Ukrajiny je energie slunečního záření na jeden průměrný roční světelný den v průměru 4 kW ∙ hodina na 1 m 2 (v letních dnech - až 6 - 6,5 kW ∙ hodiny) metr čtvereční. To je zhruba stejně jako ve střední Evropě, kde je využití solární energie nejrozšířenější.
Kromě příznivých klimatických podmínek na Ukrajině působí vysoce kvalifikovaný vědecký personál v oblasti využití solární energie. Po návratu prof. Bojko B.T. z UNESCO, kde vedl mezinárodní program UNESCO o využití sluneční energie (1973-1979), zahájil intenzivní vědeckou a organizační činnost na Charkovském polytechnickém institutu (dnes Národní technická univerzita - KhPI) o vývoji nové vědecké a vzdělávací oblasti nauky o materiálech pro solární energii. Již v roce 1983 se v souladu s nařízením Ministerstva vysokého školství SSSR N 885 ze dne 13. července 1983 na Charkovském polytechnickém institutu poprvé v praxi vysokého školství v SSSR uskutečnila příprava fyziků s profilací. v oboru materiálové vědy pro solární energii v rámci specializace „Fyzika kovů“. Tím byl v roce 1988 položen základ pro vytvoření absolventského oddělení „Fyzikální materiály pro elektroniku a solární energii“ (FMEG). Katedra FMEG ve spolupráci s Výzkumným ústavem přístrojové techniky (Charkiv) v rámci vesmírného programu Ukrajiny se podílela na vytvoření křemíkových solárních článků s účinností. třináct - 14 % pro ukrajinské kosmické lodě.
Od roku 1994 se Katedra FMEG s podporou Univerzity ve Stuttgartu a Evropského společenství, jakož i Curyšské technické univerzity a Švýcarské národní vědecké společnosti aktivně podílí na vědeckém výzkumu vývoje filmových solárních článků. .
