NSV Liidus tegutses mitu päikeseenergiaga varustamise teadus- ja insenerikoolkonda: Moskva (ENIN, IVTAN, MEI jne), Kiiev (KievZNIIEPIO, Kiievi Ehitusinstituut, Tehnilise Termofüüsika Instituut jne), Taškent (Füüsika- Usbekistani NSV Teaduste Akadeemia Tehniline Instituut, TashZNIIEP), Ašgabat (TSSR Teaduste Akadeemia Päikeseenergia Instituut), Thbilisi ("Spetshelioteplomontazh"). 1990. aastatel ühinesid selle tööga spetsialistid Krasnodarist, kaitsekompleksist (Moskva oblastis Reutovi linn ja Kovrov), Meretehnoloogiate Instituudist (Vladivostok) ja Rostovteploelektroproektist. Algse päikeseelektrijaamade koolkonna lõi Ulan-Udas G.P. Kasatkin.
Päikeseküte on üks maailma arenenumaid päikeseenergia muundamise tehnoloogiaid kütmiseks, sooja vee ja jahutamiseks. 2016. aastal oli päikeseküttesüsteemide koguvõimsus maailmas 435,9 GW (622,7 miljonit m²). Venemaal päikese soojusvarustus pole veel laialdast praktilist kasutust leidnud, mis on eelkõige seotud suhteliselt madalate soojus- ja elektritariifidega. Samal aastal töötas meie riigis ekspertide andmetel vaid umbes 25 tuhat ruutmeetrit päikeseelektrijaamu. Joonisel fig. 1 on foto Venemaa suurimast päikesejaamast Astrahani oblastis Narimanovi linnas pindalaga 4400 m².
Võttes arvesse taastuvenergia arendamise globaalseid suundumusi, eeldab päikeseenergiaga varustamise areng Venemaal kodumaiste kogemuste mõistmist. Huvitav on märkida, et päikeseenergia praktilise kasutamise küsimusi NSV Liidus riiklikul tasandil arutati 1949. aastal Moskvas toimunud I üleliidulisel päikesetehnika koosolekul. Erilist tähelepanu pöörati hoonete aktiivsetele ja passiivsetele päikeseküttesüsteemidele.
Aktiivse süsteemi projekti töötas välja ja viis ellu 1920. aastal füüsik V.A.Mikhelson. 1930. aastatel töötas passiivsed päikeseküttesüsteemid välja üks päikesetehnoloogia algatajatest - insener-arhitekt Boriss Konstantinovitš Bodashko (Leningradi linn). Tehnikateaduste doktor, professor Boris Petrovitš Veinberg (Leningrad) tegi samadel aastatel NSV Liidus päikeseenergia ressursside uurimistööd ja töötas välja päikeseelektrijaamade ehitamise teoreetilised alused.
Aastatel 1930–1932 töötas KG Trofimov (Taškendi linn) välja ja katsetas päikeseküttekeha, mille küttetemperatuur oli kuni 225 °C. Päikesekollektorite ja päikese soojaveesüsteemide (DHW) väljatöötamise üks eestvedajaid oli Ph.D. Boriss Valentinovitš Petuhhov. Oma 1949. aasta raamatus „Päikeseenergia veesoojendid torukujuline tüüp»Ta põhjendas lamepäikesekollektorite (SC) arendamise otstarbekust ja põhilisi konstruktsioonilahendusi. Tuginedes kümneaastasele kogemusele (1938-1949) soojaveevarustussüsteemide päikesejaamade ehitamisel, töötas ta välja nende projekteerimise, ehitamise ja käitamise metoodika. Nii hakati meie riigis juba eelmise sajandi esimesel poolel uurima kõiki päikeseenergia soojusvarustussüsteemide tüüpe, sealhulgas päikesekiirguse potentsiaali ja arvutamise meetodeid, vedel- ja õhkpäikesekollektoreid, päikesepatareid sooja veevarustuseks. süsteemid, aktiivsed ja passiivsed päikeseküttesüsteemid. ...
Enamikus valdkondades oli nõukogude päikeseenergia soojusvarustuse alane teadus- ja arendustegevus maailmas juhtival kohal. Samal ajal ei leidnud see NSV Liidus laialdast praktilist rakendust ja töötati välja algatusel. Niisiis, Ph.D. B. V. Petuhhov projekteeris ja ehitas NSV Liidu piiripostidele kümneid enda projekteeritud SC-ga päikeseelektrijaamu.
1980. aastatel, pärast nn "maailma energiakriisi" algatatud välisarenguid, kodumaised arengud päikeseenergia valdkonnas on oluliselt intensiivistunud. Uusarenduste algatajaks oli Energeetikainstituut. G. M. Kržižhanovski Moskvas (ENIN), kellel on selles valdkonnas kogemusi kogunud alates 1949. aastast.
Juhataja Riigikomitee teaduses ja tehnoloogias külastas akadeemik V.A.Kirillin mitmeid Euroopa teaduskeskused, kes alustas ulatuslikku teadus- ja arendustegevust taastuvenergia vallas ning 1975. aastal asutati tema juhiste kohaselt Moskvas NSVL Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Instituut (praegu Kõrgete Temperatuuride Ühine Instituut JIHT RAS). seotud sellesuunalise tööga.
1980. aastatel hakkasid Moskva Energeetikainstituut (MEI), Moskva Ehitusinstituudi (MISS) ja Üleliiduline Kergsulamite Instituut (VILS, Moskva) tegelema päikeseenergiaga varustamise alase uurimistööga. 1980. aastad.
Suure võimsusega päikeseelektrijaamade eksperimentaalprojektide väljatöötamise viis läbi Eksperimentaalse Projekteerimise Uurimise ja Projekteerimise Keskinstituut (TsNII EPIO, Moskva).
Päikese soojusvarustuse arendamise tähtsuselt teine teadus- ja tehnikakeskus oli Kiiev (Ukraina). Elamu- ja kommunaalteenuste päikeseelektrijaamade projekteerimise juhtorganisatsioon Nõukogude Liidus NSV Liidu Riiklik Tsiviilehitus oli Kiievi Tsooniuuringute ja Projekteerimisinstituut (KievZNIIEP). Sellesuunalisi uuringuid viisid läbi Kiievi Tehnikaehituse Instituut, Ukraina Teaduste Akadeemia Tehnilise Termofüüsika Instituut, Ukraina NSV Teaduste Akadeemia Materjaliteaduse Probleemide Instituut ja Kiievi Elektrodünaamika Instituut.
Kolmas keskus NSV Liidus oli Taškendi linn, kus uurimistööga tegelesid Usbekistani NSV Teaduste Akadeemia Füüsikalis-tehniline Instituut ja Karshi Riiklik Pedagoogiline Instituut. Päikeseelektrijaamade projektide väljatöötamise viis läbi Taškendi tsooniuuringute ja projekteerimise instituut TashZNIIEP. V nõukogude aeg päikese soojusvarustusega tegeles Türkmenistani NSV Teaduste Akadeemia Päikeseenergia Instituut Ašgabati linnas. Gruusias viisid päikesekollektorite ja päikesejaamade uuringuid läbi ühendus "Spetshelioteplomontazh" (Tbilisi) ja Gruusia energeetika- ja hüdrokonstruktsioonide uurimisinstituut.
1990. aastatel liitusid Venemaa Föderatsioonis päikeseenergia uurimise ja projekteerimisega Krasnodari linna, kaitsekompleksi (JSC VPK NPO Mashinostroeniya, Kovrovi mehaanikatehas), Meretehnoloogia Instituudi (Vladivostoki linn), Rostovteploelektroproekti spetsialistid. elektrijaamad, aga ka Sotši balneoloogiainstituut. Lühiülevaade töös on välja toodud teaduslikud kontseptsioonid ja inseneriarendused.
NSV Liidus oli päikeseenergia soojusvarustuse teaduslik organisatsioon Energeetikainstituut (ENIN *, Moskva) ( u. autor: ENIN-i tegevust päikeseenergia soojusvarustuse valdkonnas kirjeldab täielikult tehnikateaduste doktor, professor Boriss Vladimirovitš Tarniževski (1930-2008) artiklis "Päikesering" kogumikust "ENIN. Vanimate töötajate mälestused ”(2000).), mille korraldas 1930. aastal ja mida juhtis kuni 1950. aastateni Nõukogude elektritööstuse juht, V.I.Lenini isiklik sõber Gleb Maksimilianovitš Kržižanovski (1872-1959).
ENIN-is loodi GMKržižanovski eestvõttel 1940. aastatel päikesetehnoloogia labor, mida juhtis algul tehnikateaduste doktor, professor FFMolero ja seejärel aastaid (kuni 1964. aastani) tehnikadoktor. Teadused ., professor Valentin Aleksejevitš Baum (1904-1985), ühendades labori juhataja ülesanded ENINi asedirektori tööga.
VA Baum sai kohe aru asja olemusest ja andis magistrantidele olulisi nõuandeid töö jätkamiseks või lõpetamiseks. Tema õpilased meenutasid tänutundega laboriseminare. Need olid väga huvitavad ja väga heal tasemel. VA Baum oli väga laialdaselt erudeeritud teadlane, kõrge kultuuri, suure tundlikkuse ja taktitundega mees. Kõik need omadused säilitas ta küpse vanaduseni, kasutades oma õpilaste armastust ja austust. Kõrge professionaalsus, teaduslik lähenemine ja korralikkus eristasid seda erakordset inimest. Tema juhendamisel valmis üle 100 kandidaadi- ja doktoriväitekirja.
Alates 1956. aastast on B. V. Tarniževski (1930-2008) V. A. Baumi aspirant ja tema ideede vääriline jätkaja. Kõrge professionaalsus, teaduslik lähenemine ja korralikkus eristasid seda erakordset inimest. Kümnete tema õpilaste seas on ka selle artikli autor. Tarniževski töötas ENINis B.V. kuni oma elu viimaste päevadeni 39 aastat. 1962. aastal asus ta tööle Moskvas asuvasse Ülevenemaalisesse Toiteallikate Uurimise Instituuti ja seejärel 13 aastat hiljem naasis ENINi.
1964. aastal, pärast VA Baumi valimist Türkmenistani NSV Teaduste Akadeemia täisliikmeks, lahkus ta Ašgabati, kus juhtis füüsikatehnilist instituuti. Juri Nikolajevitš Malevski (1932-1980) sai tema järglaseks päikesetehnoloogia labori juhatajana. 1970. aastatel esitas ta idee luua Nõukogude Liitu termodünaamilise konversioonitsükliga torni tüüpi eksperimentaalne päikeseelektrijaam võimsusega 5 MW (SES-5, mis asub Krimmis) ja juhtis selle arendamiseks ja ehitamiseks suur 15-liikmeline meeskond.
Yu. N. Malevsky teine idee oli luua Krimmi lõunarannikule päikesesoojuse ja -külma varustamiseks kompleksne eksperimentaalbaas, mis oleks samaaegselt nii üsna suur näidisobjekt kui ka uurimiskeskus selles piirkonnas. Selle probleemi lahendamiseks pöördus B. V. Tarniževski 1976. aastal tagasi ENIN-i. Sel ajal oli päikeselaboris 70 inimest. 1980. aastal, pärast Yu.N. Malevski surma, jagati päikesetehnoloogia labor päikeseelektrijaamade laboriks (juhatas V.A. B.V. Tarniževski, kes tegeles Krimmi soojus- ja külmavarustusbaasi loomisega). Enne ENINiga liitumist juhtis I.V. Baum Türkmenistani NSV Teaduste Akadeemia Teadus- ja Tootmisühingu "Päike" laboratooriumi (1973-1983) Ašgabatis.
ENINis juhtis SESi laboratooriumi I.V. Baum. Ajavahemikul 1983–1987 tegi ta palju ära NSV Liidu esimese termodünaamilise päikeseelektrijaama loomisel. 1980. aastatel jõudis instituudis suurima pöördeni töö taastuvate energiaallikate ja ennekõike päikeseenergia kasutamisega. 1987. aastal lõpetati Alushta oblastis Krimmi katsebaasi ehitus. Selle toimimiseks loodi kohapeal spetsiaalne labor.
1980. aastatel osales päikeseenergia laboratoorium päikesekollektorite kasutuselevõtus masstööstuslikus tootmises, päikese- ja soojaveevarustusseadmete loomises, sealhulgas suurtes, mille pindala on üle 1000 m2, ja muud suuremahulised projektid.
Nagu meenutas BV Tarniževski, oli 1980. aastatel päikesekütte valdkonnas asendamatu Sergei Iosifovitš Smirnovi tegevus, kes osales riigi esimese päikesekütusel töötava katlamaja loomisel ühe Simferopoli hotelli juurde, mitmed muud päikeseenergiapaigaldised, päikesekütteseadmete projekteerimise projekteerimistehnikate väljatöötamisel. SI Smirnov oli instituudis väga märgatav ja populaarne isiksus.
Võimas intellekt koos lahkuse ja iseloomu impulsiivsusega lõi selle inimese ainulaadse võlu. Tema rühmas töötasid Yu. L. Myshko, BM Levinsky ja teised kaastöötajad. Galina Aleksandrovna Gukhmani juhitud selektiivkatete arendusrühm töötas välja tehnoloogia selektiivsete neelavate katete keemiliseks sadestamiseks päikesekollektorite absorberitele, samuti tehnoloogia kontsentreeritud päikesekiirguse torukujulistele vastuvõtjatele kuumakindla selektiivkatte pealekandmiseks.
1990. aastate alguses andis päikesekütte laboratoorium teadusliku ja organisatsioonilise juhtimise uue põlvkonna päikesekollektoriprojektile, mis oli osa säästva energia programmist. Aastateks 1993-1994 õnnestus teadus- ja arendustöö tulemusena luua päikesekollektorite kujundusi ja korraldada nende tootmist, mis ei jää soojus- ja tööomaduste poolest välismaistele kolleegidele alla.
B. V. Tarniževski juhtimisel viidi läbi projekt GOST 28310-89 “Päikesekollektorid. Kindral tehnilised tingimused". Lamepäikesekollektorite (PSK) konstruktsioonide optimeerimiseks pakkus Boriss Vladimirovitš välja üldistatud kriteeriumi: kollektori maksumuse jagamise jagamise eeldatava kasutusea jooksul toodetud soojusenergia kogusega.
NSV Liidu viimastel aastatel tehnikateaduste doktori, professor B. V. juhtimisel polümeermaterjalid, kaks õhukollektori kujundust. Töötati välja tehnoloogiad lehttoru alumiiniumprofiilide sulatist kasvatamiseks, karastatud klaasi valmistamise tehnoloogia ja selektiivkatte pealekandmine.
Päikesekollektori disaini, mille töötas välja ENIN, valmistas Bratski kütteseadmete tehas massiliselt. Absorber on stants-keevitatud teraspaneel, millel on selektiivne galvaaniline kate "must kroom". Sepistatud korpus (küna) - teras, klaas - aken, klaastihend - eriala (guerlain). Aastas tootis tehas (1989. aasta andmetel) 42,3 tuhat m² kollektoreid.
BV Tarnizhevsky töötas välja meetodid hoonete aktiivsete ja passiivsete soojusvarustussüsteemide arvutamiseks. Aastatel 1990–2000 testiti ENINi stendis 26 erinevat päikesekollektorit, sealhulgas kõiki NSV Liidus ja Venemaal toodetud.
1975. aastal liitus tööga Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Instituut (IVTAN) Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliikme, tehnikateaduste doktori, professor Evald Emilievitš Shpilraini (1926-2009) juhtimisel. taastuv energia. IVTANi taastuvenergia alast tööd kirjeldab üksikasjalikult Ph.D. O.S. Popel artiklis „JIHT RAS. Tulemused ja väljavaated ”instituudi 2010. aasta juubeli artiklite kogumikust. Lühikese aja jooksul töötati koos pvälja ja põhjendati riigi lõunaosa "päikeseenergia" majade kontseptuaalseid projekte, töötati välja päikeseküttesüsteemide matemaatilise modelleerimise meetodid, kavandati esimene Venemaa teaduslik katseala. Solntse" algas Kaspia mere rannikul Mahhatškala linna lähedal.
IKT RAS-is loodi esmalt teadusrühm ja seejärel Oleg Sergejevitš Popeli juhitud labor, milles koos IKT RASi erikonstrueerimisbüroo töötajatega tagati projektide koordineerimine ja arvutamine ning teoreetiline põhjendamine. väljatöötamisel alustati uuringuid päikesekollektorite elektrokeemiliste optiliste selektiivkatete loomise alal, nn "päikesetiikide", päikeseküttesüsteemide koos soojuspumpadega, päikesekuivatusjaamade väljatöötamine, töid tehti a. muud suunad.
Üks esimesi ICT RAS-i meeskonna praktilisi tulemusi oli "päikesemaja" ehitamine Armeenias Echmiadzini oblastis Merdzavani külla. Sellest majast sai esimene eksperimentaalne energiasäästlik "päikesemaja" NSV Liidus, mis oli varustatud vajalike eksperimentaaldiagnostika seadmetega, mille peal projekti peakonstruktor M. S. Kalashyan Instituudist "Armgiproselhoz" tagab 100% kodu turvalisuse. kuum vesi ja küttekoormuse katvus üle 50%.
Teine oluline praktiline tulemus oli selles tehases M.D. ICT RASis välja töötatud kütteseadmete kasutuselevõtt Bratski tehases.
1980. aastate keskel võeti Dagestanis kasutusele ICT RASi katsepolk "Solntse". Umbes 12 hektari suurusel alal asuv prügila hõlmas koos laborihoonetega gruppi erinevat tüüpi päikesekollektorite ja soojuspumpadega varustatud päikesemaju. Katseplatsil lasti käiku üks (tol ajal) maailma suurimaid päikesekiirguse simulaatoreid. Kiirgusallikaks oli võimas 70 kW ksenoonlamp, mis oli varustatud spetsiaalsete optiliste filtritega, mis võimaldas juhtida kiirgusspektrit transatmosfäärilisest (AM0) maapealsele (AM1,5). Simulaatori loomine võimaldas läbi viia kiirendatud takistuskatseid erinevaid materjale ja värvid päikesekiirgusele, samuti suuremahuliste päikesekollektorite ja fotogalvaaniliste moodulite katsetamine.
Kahjuks tuli 1990. aastatel teadus- ja arendustegevuse eelarvelise rahastamise järsu vähenemise tõttu külmutada enamik Venemaa Föderatsioonis ICT RASi alustatud projekte. Taastuvenergia valdkonna töösuuna säilitamiseks suunati labori teadus- ja arendustegevus ümber teaduskoostööle juhtivate väliskeskustega. Projektid viidi läbi programmide INTAS ja TASIS, Euroopa energiasäästu raamprogrammi, soojuspumpade ja päikese adsorptsiooni raames. külmutusagregaadid, mis aga võimaldas arendada teaduspädevusi seotud teaduse ja tehnoloogia valdkondades, valdada ja kasutada erinevates energiarakendustes. kaasaegsed meetodid dünaamiline modelleerimine elektrijaamad (Ph.D. S. E. Frid).
O.S. Popeli algatusel ja juhtimisel koos Moskva Riikliku Ülikooliga (Ph.D. S.V. "(Gisre.ru). Koos instituudiga "Rostovteploelektroproekt" (Ph.DAA Chernyavsky) töötati välja, ehitati ja testiti Kovrovi mehaanilise tehase päikesekollektoritega päikesepatareid Venemaa Teaduste Akadeemia spetsiaalses astrofüüsikalises observatooriumis Karatšays. - Tšerkessia. JIHT RAS on loonud Venemaa ainsa spetsialiseeritud termohüdraulilise stendi päikesekollektorite ja päikeseelektrijaamade täismahuliseks termiliseks testimiseks vastavalt Venemaa ja välismaistele standarditele, välja töötanud soovitused päikeseelektrijaamade kasutamiseks Venemaa Föderatsiooni erinevates piirkondades. Lisateavet mõnede Venemaa Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Ühendinstituudi teadus- ja arendustegevuse tulemuste kohta taastuvenergia valdkonnas leiate OS Popeli ja VE Fortovi raamatust "Taastuvenergia kaasaegses maailmas" .
Moskva Energeetikainstituudis (MPEI) tegeles päikeseenergiaga varustamise küsimustega D.Sc. V. I. Vissarionov, tehnikateaduste doktor B. I. Kazandzhan ja Ph.D. M.I.Valov.
V. I. Vissarionov (1939-2014) juhtis osakonda “Ebatraditsioonilised taastuvad energiaallikad (aastatel 1988-2004). Tema juhtimisel tehti tööd päikeseenergia ressursside arvutamise, päikese soojusvarustuse arendamise kallal. MI Valov koos MPEI töötajatega aastatel 1983-1987 avaldas mitmeid artikleid päikeseelektrijaamade uurimise kohta. Üks informatiivsemaid raamatuid on MI Valovi ja BI Kazandžani töö "Päikese soojusvarustussüsteemid", mis uuris madala potentsiaaliga päikesepatareipaigaldiste probleeme (skeemid, kliimaandmed, SC omadused, lameda SC konstruktsioonid), arvutused. energiaomadused, majanduslik efektiivsus päikeseküttesüsteemide kasutamine. tehnikateaduste doktor BI Kazandzhan töötas välja lamepäikesekollektori "Altan" disaini ja meisterdamise. Selle kollektori eripäraks on see, et absorber on valmistatud alumiiniumprofiilist, mille sisse on pressitud vasktoru, ja läbipaistva isolatsioonina kasutatakse kärgpolükarbonaati.
Moskva Ehitusinstituudi (MISS) töötaja, Ph.D. S. G. Bulkin töötas välja termoneutraalsed päikesekollektorid (ilma läbipaistva isolatsioonita ja korpuse soojusisolatsioonita absorbendid). Töö eripäraks oli jahutusvedeliku tarnimine neile 3–5 ° C ümbritsevast temperatuurist madalamal ja võimalus kasutada niiskuse kondenseerumise ja külma moodustumise varjatud soojust atmosfääriõhus (päikese neeldumispaneelid). Nendes paneelides soojendatud soojuskandjat soojendas soojuspump ("õhk-vesi"). MISSis ehitati termoneutraalsete päikesekollektoritega katsestend ja mitu Moldova päikeseelektrijaama.
Üleliiduline kergsulamite instituut (VILS) on välja töötanud ja tootnud SC stantsitud-keevitatud alumiiniumist neelduriga, tarretatud polüuretaanvahust korpuse soojusisolatsiooniga. Alates 1991. aastast viidi SC tootmine üle Bakuu mitteraudmetallide sulamite töötlemise tehasesse. 1981. aastal töötas VILS välja energiatõhusate hoonete projekteerimise juhised. Nendes integreeriti neelduja esmakordselt NSV Liidus hoone konstruktsiooni, mis parandas päikeseenergia kasutamise ökonoomsust. Selle suuna juhid olid Ph.D. N.P.Selivanov ja Ph.D. V.N.Smirnov.
Keskuuringute Instituut inseneriseadmed(TsNII EPIO) Moskvas töötati välja projekt, mille kohaselt ehitati Ašhabati päikeseenergia katlamaja võimsusega 3,7 MW, töötati välja projekt Privetlivy Bereg hotelli päikese-soojuspumba paigalduseks. Gelendžiki linn pindalaga 690 m² SK. Kasutusel on kolm soojuspumpa külmutusmasinad Merevee soojust kasutavate soojuspumpade režiimil töötav MKT 220-2-0.
NSV Liidu juhtiv organisatsioon päikeseelektrijaamade projekteerimisel oli KievZNIIEP Instituut, mis töötas välja 20 standardset ja korduvkasutatavat projekti: eraldiseisev loodusliku tsirkulatsiooniga päikesesooja veevarustusseade individuaalsele elamule; päikeseenergia soojaveevarustuse ühtne paigaldamine avalikele hoonetele võimsusega 5, 7, 15, 25, 30, 70 m³ / päevas; massehituslike elamute ja ühiskondlike hoonete osad, osad ja seadmed; hooajalise toimega päikese sooja veevarustuse paigaldised tootlikkusega 2,5; kümme; kolmkümmend; 40; 50 m³ / päev; tehnilised lahendused ja metoodilised soovitused küttekatelde ümberehitamiseks helikütuse käitisteks.
See instituut on välja töötanud kümneid eksperimentaalseid projekte, sealhulgas päikeseenergia soojaveevarustussüsteemid basseinide jaoks, päikesesoojuspumba paigaldus sooja veevarustuseks. KievZNIIEP projekti järgi ehitati Krimmis Kastropoli pansionaadi (Beregovoe küla, YuBK) suurim NSVL-i päikesejaam pindalaga 1600 m². Kiievi ZNIIEP instituudi piloottehases toodeti päikesekollektoreid, mille neeldurid on valmistatud serpentiinribist. alumiiniumist torud omatoodang.
Päikesetehnoloogia teoreetikud Ukrainas olid D.Sc. Mihhail Davidovitš Rabinovitš (sünd. 1948), Ph.D. Aleksei Ruvimovitš Firth, Ph.D. Viktor Fedorovitš Gerškovitš (1934-2013). Nad olid päikeseenergia kuumavee projekteerimise standardite ja disainijuhiste peamised väljatöötajad. MD Rabinovitš tegeles päikesekiirguse, SC hüdrauliliste omaduste, loodusliku tsirkulatsiooniga päikesepatareide, päikese soojusvarustussüsteemide, päikesekütuse katlamajade, suure võimsusega päikesepatareide, päikesesüsteemide uurimisega. A. R. Firth töötas välja simulaatoristendi disaini ja viis läbi SC katseid, uuris hüdrauliliste päikeseelektrijaamade reguleerimist, suurendades päikeseelektrijaamade efektiivsust. Kiievi Ehitusinstituudis Ph.D. Nikolai Vasiljevitš Kharchenko. Ta sõnastas süstemaatilise lähenemise päikeseküttesüsteemide arendamisele, pakkus välja kriteeriumid nende energiatõhususe hindamiseks, uuris päikeseküttesüsteemi optimeerimist, teostas võrdluse erinevaid meetodeid päikesesüsteemide arvutamine. Üks tema täielikumaid raamatuid väikeste (üksikute) päikeseenergiajaamade kohta on juurdepääsetav ja informatiivne. Kiievi Elektrodünaamika Instituudis Ph.D. A. N. Stronsky ja Ph.D. A. V. Suprun. Tehnikateaduste kandidaat töötas ka Kiievi päikeseelektrijaamade matemaatilise modelleerimisega. V.A. Nikiforov.
Usbekistani (Taškent) päikeseenergia teadusliku insenerikooli juht on tehnikateaduste doktor, professor Rabbanakul Rakhmanovich Avezov (sünd. 1942). Aastatel 1966-1967 töötas ta Türkmenistani Ashgabati füüsikalis-tehnilises instituudis tehnikateaduste doktori, professor V. A. Baumi juhendamisel. RR Avezov arendab õpetaja ideid Usbekistani füüsikalis-tehnilises instituudis, millest on saanud rahvusvaheline uurimiskeskus.
Teaduslikud uurimissuunad sõnastas RR Avezov oma doktoritöös (1990, ENIN, Moskva), mille tulemused on kokku võetud monograafias "Päikesekütte- ja soojaveevarustussüsteemid". Ta arendab muuhulgas lamepäikesekollektorite eksergiaanalüüsi meetodeid, aktiivsete ja passiivsete päikeseküttesüsteemide loomist. tehnikateaduste doktor RR Avezov on andnud suure autoriteedi ja rahvusvahelise tunnustuse NSV Liidu ja SRÜ riikide ainsale erialaajakirjale Applied Solar Energy ("Heliotehnika"), mis ilmub inglise keel... Tema tütar Nilufar Rabbakumovna Avezova (sünd. 1972) - tehnikateaduste doktor, Usbekistani Teaduste Akadeemia teadus- ja tootmisühingu "Füüsika-Päike" peadirektor.
Päikeseelektrijaamade projektide väljatöötamist Taškendi tsoonilises elamute ja ühiskondlike hoonete eksperimentaalse projekteerimise instituudis (TashZNIIEP) viis läbi Ph.D. Jusuf Karimovitš Rashidov (sündinud 1954). Instituut "TashZNIIEP" töötas välja kümme standardprojekti elamud, päikeseenergial töötav, päikeseenergia katlamaja projekt, sealhulgas päikesejaamad võimsusega 500 ja 100 l / päevas, heeliumi jõul töötavad kahe ja nelja kabiiniga. Aastatel 1984–1986 viidi ellu 1200 standardset päikesejaama projekti.
Taškendi oblastis (Iljitševski asula) ehitati kahe korteriga päikesemaja koos kütte ja sooja veevarustusega koos päikesejaamaga pindalaga 56 m². Karshi Riiklikus Pedagoogilises Instituudis A.T. Teymurkhanov, A.B. Vardiyashvili ja teised tegelesid lamedate päikesekollektorite uurimisega.
Türkmenistani päikeseenergia soojusvarustuse teaduskool loodi Ph.D. V. A. Baum, valitud 1964. aastal vabariigi akadeemikuks. Ašgabati füüsika- ja tehnoloogiainstituudis organiseeris ta päikeseenergia osakonna ja juhtis kuni 1980. aastani kogu instituuti. 1979. aastal loodi päikeseenergia osakonna baasil Türkmenistani Päikeseenergia Instituut, mida juhtis V. A. Baumi üliõpilane - tehnikateaduste doktor. Recep Bayramovitš Bayramov (1933-2017). Ašgabati eeslinnas (Bikrova külas) ehitati instituudi teaduslik katsepolk, mis koosnes laboritest, katsestendidest, projekteerimisbüroost, töökodadest, kus töötab 70 inimest. VA Baum töötas kuni oma elu lõpuni (1985) selles instituudis. RB Bayramov koos tehnikateaduste doktoriga Ushakova Alda Danilovna uuris lamedaid päikesekollektoreid, päikeseküttesüsteeme ja päikeseenergia magestamise tehaseid. Tähelepanuväärne on, et 2014. aastal taastati Ashgabatis Türkmenistani Päikeseenergia Instituut - MTÜ "GUN".
Disaini- ja tootmisühingus "Spetsgelioteplomontazh" (Tbilisi) ja Gruusia energeetika- ja hüdrokonstruktsioonide uurimisinstituudis dr Sc. Nugzar Varlamovich Meladze (sünd. 1937), töötati välja päikesekollektorite, individuaalsete päikesesoojaveeseadmete, päikesepatareide ja päikesesoojuspumbasüsteemide kujundused ja seeriatootmine. Määrati kindlaks päikeseelektrijaamade rajamise tasuvustingimused Gruusia erinevates piirkondades; mitmesugused kujundused päikesekollektorid.
Päikesekollektorid "Spetsgelioteplomontazh" olid oma aja kohta optimaalse disainiga: stantsitud-keevitatud terasest neelduv värvi-lakiga kaetud, alumiiniumprofiilidest ja tsingitud terasest korpus, aknaklaas, vahtplastist soojusisolatsioon ja fooliumruberoid .
N. V. Meladze andmetel paigaldati 1990. aastaks ainult Kaukaasia piirkonda 46,9 tuhat ruutmeetrit päikesekollektoreid, sealhulgas 42,7% sanatooriumides ja hotellides, 39,2% tööstuslikes päikeseenergiarajatistes ning põllumajandusrajatistes - 13,8%, spordirajatistes - 3,6%. üksikpaigaldised - 0,7%.
Autori sõnul paigaldati Krasnodari territooriumile aastatel 1988-1992 4620 m² Spetsgeliomontazh päikesekollektoreid. SGTM-i töö viidi läbi koostöös Gruusia energeetika- ja hüdrokonstruktsioonide uurimisinstituudi (GruNIIEGS) teadlastega.
Instituut "TbilZNIIEP" töötas välja viis päikeseenergiapaigaldiste (SU) standardprojekti, samuti päikesesoojuspumba paigalduse projekti. SGTM hõlmas laboratooriumi, kus uuriti päikesekollektoreid ja soojuspumpasid. Töötati välja terasest, alumiiniumist, plastist vedelikuabsorberid, klaasiga ja ilma õhu SC-d, kontsentraatoritega SC-d, termosifooni individuaalsete HU-de erinevad konstruktsioonid. 1. jaanuari 1989 seisuga ehitas "Spetsgeliomontazh" 261 PS-d kogupinnaga 46 tuhat ruutmeetrit ja 85 individuaalset päikesepatarei soojaveevarustussüsteemide jaoks pindalaga 339 ruutmeetrit.
Joonisel fig. Joonisel 2 on kujutatud Krasnodaris Rashpilevskaja tänaval asuv päikesejaam, mis on 15 aastat edukalt tegutsenud koos "Spetsgelioteplomontazh" kollektsionääridega (320 tk üldpinnaga 260 m²).
Päikese soojusvarustuse arendamise NSV Liidus ja Venemaal võimude poolelt viis läbi dr. Pavel Pavlovitš Bezrukihh (sündinud 1936). Aastatel 1986-1992 juhtis ta NSV Liidu Ministrite Nõukogu kütuse- ja energiakompleksi büroo peaspetsialisti ametikohal päikesekollektorite seeriatootmist Thbilisis asuvas vennaskütteseadmete tehases, ühingus Spetšelioteplomontazh. Bakuu värviliste metallide sulamite töötlemise tehases. Tema algatusel ja otsesel osalusel töötati välja NSV Liidu esimene taastuvenergia arendamise programm aastateks 1987-1990.
Alates 1990. aastast on PP Bezrukikh osalenud aktiivselt riikliku teadus- ja tehnikaprogrammi "Keskkonnaohutu energia" jaotise "Ebatraditsiooniline energia" väljatöötamises ja rakendamises. Ta märgib peamist rolli teaduslik nõunik Ph.D programmid E. E. Shpilrain NSV Liidu juhtivate teadlaste ja taastuvate energiaallikate spetsialistide meelitamise kohta. Aastatel 1992–2004 juhtis PP Bezrukikh, kes töötas Venemaa kütuse- ja energeetikaministeeriumis ning juhatas osakonda ning seejärel teaduse ja tehnika arengu osakonda, päikesekollektorite tootmise korraldamist Kovrovi mehaanilises tehases, NPO Mashinostroenie. (Reutov, Moskva piirkond) , päikeseenergia soojusvarustuse teaduslike ja tehniliste arengute kompleks, väikese ja ebatraditsioonilise energia arendamise ja kasutamise kontseptsiooni rakendamine Venemaal. Osaleti esimese Venemaa standardi GOST R 51595-2000 “Päikesekollektorid. Üldised tehnilised tingimused "ja GOST R eelnõu autori erimeelsuste lahendamine tehnikateaduste doktor. B. V. Tarniževski ja kollektsionääride tootja (Kovrovi mehaanikatehas) peadisainer A. A. Lychagin.
Aastatel 2004-2013 Instituudis energiastrateegia(Moskva) ja seejärel ENIN-i energiasäästu ja taastuvate energiaallikate osakonna juhatajana jätkab P.P. Bezrukikh arendamist, sealhulgas päikeseenergiaga varustamist.
Krasnodari territooriumil alustas päikeseelektrijaamade projekteerimise ja ehitamisega tööd soojus- ja energeetikainsener V. A. Butuzov (sünd. 1949), kes juhtis Kubanteplokommunenergo tootmisühingus paljutõotavat soojusvarustuse arendamist. Aastatel 1980-1986 arendati projekte ja ehitati kuus päikeseenergia katlamaja üldpinnaga 1532 m². Aastate jooksul on loodud konstruktiivsed suhted IC tootjatega: Bratski tehas, "Spetsgelioteplomontazh", KievZNIIEP. Kuna 1986. aastal Nõukogude Liidu kliimateaduste teatmeteostes päikesekiirguse andmed puuduvad, saadi Krasnodari ja Gelendžiki meteoroloogiajaamadest aastatel 1977–1986 päikeseelektrijaamade projekteerimiseks usaldusväärseid tulemusi.
Pärast doktoritöö kaitsmist 1990. aastal jätkas tööd päikesetehnoloogia arendamise kallal V. A. Butuzovi organiseeritud Krasnodari Energiasäästu ja Ebakonventsionaalsete Energiaallikate Laboratoorium Kommunaalmajanduse Akadeemias (Moskva). Töötati välja ja täiustati mitut lamedate SC-de kujundust, samuti nende täismahuliste testide alust. Päikeseelektrijaamade projekteerimise ja ehitamise kogemuse üldistamise tulemusena sai “ Üldnõuded kommunaalteenuste päikeseelektrijaamade ja keskküttejaamade projekteerimisele”.
Tuginedes 2004. aastal Krasnodari 14-aastase ja Gelendžiki 15-aastase päikesekiirguse kogukiirguse väärtuste töötlemise tulemuste analüüsile, pakuti 2004. aastal välja uus meetod päikese kogukiirguse igakuiste väärtuste määramiseks. nende maksimum- ja miinimumväärtuste määramisega, nende vaatluse tõenäosus. Päikese kogu-, otsese ja hajutatud kiirguse igakuised ja aastased väärtused 54 linna ja halduskeskused Krasnodari territoorium. On kindlaks tehtud, et erinevate tootjate SC objektiivseks võrdlemiseks on lisaks nende kulude ja sertifitseeritud katsestenditel standardmeetodil saadud energiaomaduste võrdlemisele vaja arvestada ka nende valmistamise ja töötamise energiakulu. . SC-struktuuri optimaalne maksumus määratakse üldiselt toodetud soojusenergia maksumuse ja tootmis-, ekspluatatsioonikulude suhtega eeldatava kasutusea jooksul. Koos Kovrovi mehaanilise tehasega töötati välja ja toodeti masstootmises SC disain, mis oli optimaalne Venemaa turg kulude ja energiakulude suhe. Välja on töötatud projektid ja teostatud tüüpiliste päikeseenergia soojaveevarustusseadmete ehitamine ööpäevase võimsusega 200 l kuni 10 m³. Alates 1994. aastast on tööd päikeseelektrijaamadega jätkatud Lõuna-Vene energiaettevõtte JSC-s. Aastatel 1987-2003 viidi läbi 42 päikesejaama arendus ja ehitamine, samuti viidi lõpule 20 päikesejaama projekteerimine. Töö tulemused V.A. Butuzovid võeti kokku ENINis (Moskva) kaitstud doktoritöös.
Aastatel 2006-2010 on OOO "Teploproektstroy" arendanud ja ehitanud päikesekatlajaamu väike võimsus, mille paigaldamisel SC suvel väheneb operatiivpersonali arv, mis vähendab päikeseelektrijaamade tasuvusaega. Nende aastate jooksul arendati ja ehitati pumpade seiskamisel isetühjendavad päikeseelektrijaamad, milles juhiti SC-st vesi paakidesse, vältides jahutusvedeliku ülekuumenemist. 2011. aastal loodi struktuur, tehti lamedate SC-de prototüübid, töötati välja katsestend SC tootmise korraldamiseks Uljanovskis. Aastatel 2009–2013 töötas Yuzhgeoteplo JSC (Krasnodar) välja projekti ja ehitas Ust-Labinski linna Krasnodari territooriumi suurima päikesejaama pindalaga 600 m² (joonis 3). Samal ajal viidi läbi uuringud SC paigutuse optimeerimiseks, võttes arvesse varjutust, töö automatiseerimist, vooluahela lahendusi. Arendati ja ehitati Krasnodari territooriumil Rozovoy külas 144 m² pindalaga geotermiline päikeseküttesüsteem. 2014. aastal töötati välja meetod päikeseelektrijaamade majandusliku tasuvuse hindamiseks sõltuvalt päikesekiirguse intensiivsusest, päikeseelektrijaama kasutegurist ja asendatud soojusenergia ühikuhinnast.
V.A. Butuzovi pikaajaline loominguline koostöö tehnikateaduste doktori, Kubani osariigi professoriga agraarülikool Robert Aleksandrovitš Amerkhanov (sünd. 1948) rakendas teoreetiliste aluste väljatöötamist suure võimsusega päikesejaamade ja kombineeritud maasoojus-päikese soojusvarustussüsteemide loomiseks. Tema käe all on koolitatud kümneid tehnikateaduste kandidaate, sealhulgas päikesesoojuse valdkonna kandidaate. R. A. Amerkhanovi arvukates monograafiates käsitletakse põllumajanduslikul eesmärgil kasutatavate päikeseelektrijaamade projekteerimise küsimusi.
Päikeseelektrijaamade projekteerimise kogenuim spetsialist on Instituudi "Rostovteploelektroproekt" peaprojektide insener Ph.D. Adolf Aleksandrovitš Tšernjavski (sündinud 1936). Ta on selle alaga omaalgatuslikult tegelenud üle 30 aasta. Ta on välja töötanud kümneid projekte, millest paljud on ellu viidud Venemaal ja teistes riikides. Unikaalseid päikesekütte- ja soojaveevarustussüsteeme kirjeldatakse Venemaa Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Ühendinstituudi jaotises. A.A. Tšernjavski projektid eristuvad kõigi osade väljatöötamisega, sealhulgas üksikasjaliku majandusliku tasuvusuuringuga. Kovrovi mehaanilise tehase päikesekollektorite põhjal töötati välja "Soovitused päikesesoojusjaamade projekteerimiseks".
A.A. juhtimisel. Valminud on ainulaadsed termodünaamiliste päikeseelektrijaamade projektid installeeritud elektrilise võimsusega 30 MW Usbekistanis, 5 MW Rostovi oblastis; ellu viidud on Musta mere rannikul asuvate pansionaatide päikesepaigaldiste projektid, mille pindala on 40–50 m2 Karatšai-Tšerkessias asuva spetsiaalse astrofüüsikalise observatooriumi objektide päikesekütte ja sooja veevarustussüsteemide jaoks. Rostovteploelektroproekt Instituuti iseloomustab arengu mastaap - päikeseenergia soojusvarustusjaamad elamute ja linnade jaoks. Selle instituudi koostöös JIHT RAS-iga läbi viidud arenduste peamised tulemused on avaldatud raamatus " Autonoomsed süsteemid energiavarustus".
Päikeseelektrijaamade arendamine Sotšis riigiülikool(Kuurortiettevõtluse ja turismi instituut) juhendas tehnikateaduste doktor, keskkonnatehnika osakonna juhataja professor Pavel Vasilyevich Sadilov. Taastuvenergia algataja projekteeris ja ehitas mitu päikeseelektrijaama, sealhulgas 1997. aastal Lazarevskoje külas (Sotši linn) pindalaga 400 m², Balneoloogia Instituudi päikeseelektrijaama, mitu soojust. pumpade paigaldus.
Venemaa Teaduste Akadeemia Kaug-Ida Filiaali Meretehnoloogiate Instituudis (Vladivostok) asus ebakonventsionaalse energia labori juhataja Ph.D. 2014. aastal traagiliselt hukkunud Aleksandr Vassiljevitš Volkov projekteeris ja ehitas kümneid päikeseelektrijaamu kogupindalaga 2000 m², stendi päikesekollektorite täismahus võrdlevateks katseteks, lamedate SC-de uusi konstruktsioone ja katsetas päikesepaneelide tõhusust. Hiina tootjate vaakum-SC-d.
Silmapaistev disainer ja inimene Adolf Aleksandrovich Lychagin (1933-2012) oli mitut tüüpi ainulaadsete õhutõrjerakettide, sealhulgas Strela-10M autor. 1980. aastatel töötas ta Kovrovi sõjalise mehaanilise tehase (KMZ) peakonstruktorina (algatuslikul alusel) välja päikesekollektorid, mida eristasid kõrge töökindlus, optimaalne hind ja energiatõhusus. Ta suutis veenda tehase juhtkonda omandama päikesekollektorite seeriatootmise ja looma tehase labori SC testimiseks. Aastatel 1991–2011 tootis KMZ umbes 3000 tükki. päikesekollektorid, mille iga kolme modifikatsiooni eristasid uued jõudlusnäitajad. Juhindudes kollektori "võimsuse hinnast", mille juures kulu erinevad kujundused SC-sid võrreldakse sama päikesekiirgusega, A. A. Lychagin lõi kollektori neelduriga, mis oli valmistatud messingist torukujulisest võrest terasest neelavate ribidega. Päikese õhukollektorid on projekteeritud ja valmistatud. Kõrgeim insenerikvalifikatsioon ja intuitsioon olid Adolf Aleksandrovitšis ühendatud patriotismi, keskkonnasõbralike tehnoloogiate arendamise soovi, põhimõtete järgimise ja kõrge kunstilise maitsega. Olles saanud kaks südamerabandust, sai ta tulla spetsiaalselt tuhandeks kilomeetriks Madridi, et kaheks päevaks Prado muuseumis asuvaid uhkeid lõuendeid uurida.
JSC "MIC" MTÜ Mashinostroeniya "(Reutov, Moskva piirkond) on päikesekollektoreid tootnud alates 1993. aastast. Ettevõttes kollektorite ja päikeseveeküttesõlmede projektide väljatöötamisega tegeleb Masinaehituse Keskprojekteerimisbüroo projekteerimisosakond. Projektijuht - Ph.D. Nikolai Vladimirovitš Dudarev. Varasemates päikesekollektorite konstruktsioonides valmistati korpused ja stantskeevitatud neeldurid roostevabast terasest. Ettevõte on 1,2 m² suuruse kollektori baasil välja töötanud ja valmistanud päikesetermosifoonist veeboilereid mahuga 80 ja 120 liitrit. 1994. aastal töötati välja ja viidi tootmisse tehnoloogia vaakumelektrikaarega pihustamise meetodil selektiivse neelduva katte saamiseks, mida 1999. aastal täiendati vaakumpihustamise magnetronmeetodiga. Selle tehnoloogia baasil alustati Sokol-tüüpi päikesekollektorite tootmist. Absorber ja kollektori korpus olid valmistatud alumiiniumprofiilidest. Nüüd toodab NPO päikesekollektoreid "Sokol-Effect" lehttoru vasest ja alumiiniumist neelduritega. Ainus Venemaa päikesekollektor on Euroopa standardite kohaselt sertifitseeritud Šveitsi Rapperswilli SPF Instituudi (Institut für Solartechnik Hochschule für Technik Rappelswill) poolt.
Teadus- ja tootmisettevõte "Konkuren" (alates 2000. aastast - "Raduga-Ts", Žukovski linn, Moskva piirkond) toodab alates 1992. aastast päikesekollektoreid "Raduga". Peadisainer - Vjatšeslav Aleksejevitš Šeršnev.
Survekeevitatud absorber valmistati roostevabast teraslehest. Absorber on kaetud selektiivse PVD või mattmusta kuumakindla värviga. TEJ aastaprogramm kuni 4000 tk. Mahuti energiaomadused saadi ENINis testimise käigus. Toodeti ka Raduga-2M termosifoon-päikeseelektrijaam, mis koosnes kahest 1 m² suurusest SC-st ja 200-liitrisest paagist. Paagis oli lame küttepaneel, mis sai jahutusvedeliku SC-st, samuti varuelektriküttekeha võimsusega 1,6 kW.
LLC "New Polyus" (Moskva) on teine Venemaa tootja, kes on välja töötanud oma disainilahendused ja toodab praegu lamedaid vedelikke, lameõhku, lamedat õhk-vedelikku, torukujulisi vaakumpäikesekollektoreid, teostab projekte ja päikesejaamade paigaldamist. Peadirektor - Aleksei Viktorovitš Skorobatyuk.
YSolari lamevedelikukollektoreid on neli mudelit. Kõik selle tootja vedelikuabsorberid on valmistatud selektiivsest Tinox-kattega vasklehest ja vasktorust. Torude ühendus plekiga on jootnud ja keevitatud. LLC "New Polyus" pakub ka kolme tüüpi enda valmistatud vaakumtorusid SC U-kujuliste torudega vasest absorbeerijatega.
Silmapaistev spetsialist, energiline ja kõrge intellektuaalne isik Gennadi Pavlovitš Kasatkin (sünd. 1941), mäeinsener ja paljude aastate kogemusega disainer, alustas päikeseenergia inseneritööga 1999. aastal Ulan-Ude linnas (Burjaatia). Tema korraldatud Energiatõhusate Tehnoloogiate Keskuses (CEFT) töötati välja mitmeid vedeliku- ja õhukollektorite konstruktsioone, ehitati umbes 100 erinevat tüüpi päikesejaama kogupinnaga 4200 m². Tema arvutuste põhjal valmistati prototüübid, mida pärast täismahus katsetusi korrati Burjaatia Vabariigi päikeseelektrijaamades.
Insener G.P. Kasatkin töötas välja mitmeid uusi tehnoloogiaid: plastikabsorberite keevitamine, kollektorkorpuste valmistamine.
Ainsana Venemaal projekteeris ja ehitas ta mitu enda disainitud kollektoritega päikeseõhujaama. Kronoloogiliselt algas tema päikesekollektorite väljatöötamine 1990. aastal keevitatud lehttoru terasabsorberitega. Seejärel tekkisid keevitatud ja pressitud neelduritega vasest ja plastist kollektorid ning lõpuks moodsad konstruktsioonid Euroopa vase selektiivsete lehtede ja torudega. G.P.Kasatkin ehitas energiaaktiivsete hoonete kontseptsiooni välja töötades päikesejaama, mille kollektorid on integreeritud hoone katusesse. Viimastel aastatel andis insener CEFTi juhtimisfunktsioonid üle oma pojale I. G. Kasatkinile, kes jätkab edukalt CEFT LLC traditsioone.
Joonisel fig. 4 on kujutatud Ulan-Ude linnas asuva hotelli "Baikal" päikesejaam pindalaga 150 m².
järeldused
1. Päikesekiirguse arvutuslikud andmed NSV Liidu päikeseelektrijaamade projekteerimiseks põhinesid erinevatel meetoditel meteoroloogiajaamade mõõtmismassiivide töötlemisel. Vene Föderatsioonis täiendavad neid meetodeid rahvusvaheliste satelliitarvutite andmebaaside materjalid.
2. Nõukogude Liidu juhtiv päikeseelektrijaamade projekteerimise kool oli KievZNIIEP Instituut, mis töötas välja suunised ja kümned projektid. Praegu puuduvad kehtivad Venemaa normid ja soovitused. Aastal viiakse ellu tipptasemel päikeseenergiaprojekte Vene instituut Rostovteploelektroproekt (Ph.D. AA Chernyavsky) ja ettevõttes EnergotekhnologiiServis LLC (Ph.D. VV Butuzov, Krasnodar).
3. NSV Liidu päikeseelektrijaamade tehnilisi ja majanduslikke uuringuid viisid läbi ENIN (Moskva), KievZNIIEP, TsNIIEPIO (Moskva). Praegu tehakse neid töid Rostovteploelektroproekti instituudis ja Energotekhnologii-Service LLC-s.
4. NSV Liidu juhtiv teaduslik organisatsioon päikesekollektorite uurimisel oli GM Kržižanovski (Moskva) nimeline energeetikainstituut. Oma aja parima kollektsionääri kujunduse valmistas "Spetsgeliotepomontazh" (Tbilisi). Venemaa tootjatest tootis Kovrovi mehaanikatehas optimaalse hinna ja energiatõhususe suhtega päikesekollektoreid. Kaasaegsed Venemaa tootjad panevad kollektoreid kokku välismaistest komponentidest.
5. NSV Liidus tegeles päikesekollektorite projekteerimise, valmistamise, paigaldamise ja kasutuselevõtuga firma "Spetsgelioteplomontazh". Kuni 2010. aastani tegutses ettevõte CEFT LLC (Ulan-Ude) selle skeemi järgi.
6. Kodumaiste ja välismaiste päikeseenergiaga varustamise kogemuste analüüs on näidanud selle arengu vaieldamatuid väljavaateid Venemaal, aga ka vajadust riikliku toetuse järele. Esmatähtsate meetmete hulgas: päikesekiirguse arvutiandmebaasi venekeelse analoogi loomine; optimaalse hinna ja energiatõhususe suhtega päikesekollektorite uute konstruktsioonide väljatöötamine, uued energiatõhusad konstruktsioonilahendused, mis on kohandatud Venemaa oludele.
MINISTEERIUM ENERGIA JA ELEKTRITSIOON NSVL
TEADUS- JA TEHNILINE PÕHIOSAKOND
ENERGIA JA ELEKTRITSIOON
JUHISED
ARVUTUS JA DISAIN
PÄIKESE SOOJUSE VARUSTUSSÜSTEEMID
RD 34.20.115-89
SOYUZTEKHENERGO PARIMA KOGEMUSE TEENUS
Moskva 1990
ARENDATUD Tööuuringute Energeetikainstituudi punase lipu riiklik orden. G.M. Kržižanovski
TÖÖVÕTJAD M.N. EGAY, O.M. A. S. Koršunov LEONOVITŠ, V.V. NUŠTAIKIN, V.K. RYBALKO, B.V. TARNIZHEVSKI, V.G. BULYCHEV
KINNITATUD Energeetika ja elektrifitseerimise teadus- ja tehnika peadirektoraat 07.12.89
Pealik V.I. GORI
Kehtivusaeg on määratud
alates 01.01.90
kuni 01.01.92
Käesolevad juhendid kehtestavad arvutuste tegemise korra ja sisaldavad soovitusi päikeseküttesüsteemide projekteerimiseks elamute, avalike ja avalike ruumide jaoks. tööstushooned ja struktuurid.
Juhend on mõeldud päikesekütte- ja soojaveevarustussüsteemide arendamisega tegelevatele projekteerijatele ja inseneridele.
kus f - päikeseenergia osatähtsus kogu aasta keskmisest soojuskoormusest;
kus F - SC pindala, m 2.
kus H on keskmine aastane kogu päikesekiirgus horisontaalsel pinnal, kWh / m2 ; asub rakendusest;
a, b - parameetrid, mis on määratud võrranditest () ja ()
kus r - hoone välispiirete soojusisolatsiooniomaduste karakteristikud sooja vee koormuse fikseeritud väärtuse juures on päevase küttekoormuse suhe välisõhutemperatuuril 0 °C päevase sooja tarbevee koormusega. Rohkem r , seda suurem on küttekoormuse osakaal võrreldes STV koormuse osatähtsusega ja seda ebatäiuslikum on hoone konstruktsioon soojuskadude osas; r = 0 võetakse arvesse ainult arvutamisel Sooja vee süsteemid... Tunnus määratakse valemiga
kus λ - hoone erisoojuskaod, W / (m 3 · ° С);
m - tundide arv päevas;
k - ventilatsiooni õhuvahetuse kiirus, 1 / päevas;
ρ sisse - õhu tihedus temperatuuril 0 ° С, kg / m 3;
f - asendusmäär, ligikaudu 0,2–0,4.
Väärtused λ, k, V, t in, s on sätestatud FTS-i kujunduses.
Päikesekollektorite koefitsiendi α väärtused II ja III tüüpi
|
Koefitsiendi väärtused |
|||||||||
|
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 |
|
Päikesekollektorite Β väärtused II ja III tüüpi
|
Koefitsiendi väärtused |
|||||||||
|
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 |
|
Koefitsientide a ja b väärtusedon lauast. ...
Koefitsientide a ja väärtused b sõltuvalt päikesekollektori tüübist
|
Koefitsiendi väärtused |
||
|
0,75 |
||
|
0,80 |
||
kus q i - SGWS aastane eriküttevõimsus väärtustes f muu kui 0,5;
Δq - STV aastase erisoojustoodangu muutus,%.
Konkreetse aastase küttevõimsuse väärtuse muutusΔq iga-aastasest päikesekiirguse sisendist horisontaalsel pinnal H ja koefitsient f
... PÄIKESE DISAIN SOOVITUSEDkus З с - konkreetsed vähendatud kulud toodetud soojusenergia ühiku kohta SST, rubla / GJ; Зb - konkreetsed vähendatud kulud toodetud soojusenergia ühiku kohta baasüksuses, rubla / GJ. kus C c - FTS-i ja varundamise kulud vähenevad, rublad aastas; kus k s - FTS-i kapitalikulud, rublad; к в - varukoopia kapitalikulud, rublad; E n - kapitaliinvesteeringute võrdleva efektiivsuse standardkoefitsient (0,1); E s - tegevuskulude osakaal FTS-i kapitalikuludest; E in - tegevuskulude osakaal varukoopia kapitalikuludest; C on varukoopia abil toodetud soojusenergia ühiku maksumus, RUB / GJ; N d - tagavara poolt aasta jooksul toodetud soojusenergia hulk, GJ; k e - keskkonnareostuse vähendamise mõju, rubla; k p on tagavara teenindava personali palkade säästmise sotsiaalne efekt, rubla. Konkreetsed vähendatud kulud määratakse valemiga kus C b - põhipaigaldise vähendatud kulud, rubla aastas; |
Mõiste definitsioon |
|
päikesekollektor |
Seade päikesekiirguse püüdmiseks ja muundamiseks soojus- ja muud tüüpi energiaks |
|
Tunni (päevane, kuu jne) küttevõimsus |
Kollektorist eemaldatud soojusenergia kogus töötunnis (päev, kuu jne). |
|
Lame päikesekollektor |
Mittefokuseeriv päikesekollektor lameda konfiguratsiooniga absorbeeriva elemendiga (toru-lehe tüüpi, ainult torudest jne) ja lameda läbipaistva isolatsiooniga |
|
Soojust neelav pind |
Päikese poolt valgustatud absorbeeriva elemendi pindala tavalistes valgustingimustes |
|
Soojuskao koefitsient läbi läbipaistva isolatsiooni (kollektori põhi, külgseinad) |
Soojusvoog keskkonda läbi läbipaistva isolatsiooni (kollektori põhi, külgseinad) soojust neelava pinna pindalaühiku kohta, kusjuures neelava elemendi ja välisõhu keskmiste temperatuuride erinevus on 1 ° C |
|
Eritarbimine jahutusvedelik lamedas päikesekollektoris |
Jahutusvedeliku voolukiirus kollektoris soojust neelava pinna pindalaühiku kohta |
|
Tõhususe suhe |
Väärtus, mis iseloomustab soojusülekande efektiivsust neelava elemendi pinnalt jahutusvedelikku ja mis on võrdne tegeliku küttevõimsuse ja küttevõimsuse suhtega, tingimusel et kõik soojustakistused soojusülekandel neelava elemendi pinnalt jahutusvedelikule. jahutusvedelik on võrdne nulliga |
|
Pinna mustus |
Pinna kiirguse intensiivsuse ja musta keha kiirguse intensiivsuse suhe samal temperatuuril |
|
Klaaside ülekandevõimsus |
Läbipaistva isolatsiooni kaudu edastatava päikesekiirguse (infrapuna, nähtav) osa, mis langeb läbipaistva isolatsiooni pinnale |
|
Alaõpe |
Traditsiooniline soojusallikas, mis katab soojuskoormuse osaliselt või täielikult ja töötab koos päikeseküttesüsteemiga |
|
Päikeseküttesüsteem |
Päikesesüsteem kütte ja sooja vee koormuse katmiseks |
|
Koguja tüüp |
|||
|
Soojuskao summaarne tegur U L, W / (m 2 ° С) |
|||
|
Soojust vastuvõtva pinna neeldumisvõime α |
0,95 |
0,90 |
0,95 |
|
Neelava pinna emissioon kollektori töötemperatuuri vahemikus ε |
0,95 |
0,10 |
0,95 |
|
Klaaside läbilaskevõime τ p |
0,87 |
0,87 |
0,72 |
|
Tõhususe suhe F R |
0,91 |
0,93 |
0,95 |
|
Jahutusvedeliku maksimaalne temperatuur, ° С |
|||
|
Märkmed I - ühe klaasiga mitteselektiivne kollektor; II - ühe klaasi selektiivkollektor; III - kahe klaasiga mitteselektiivne kollektor. |
|||
|
Tootja |
||||
|
Bratski kütteseadmete tehas |
Spetshelioteplomontazh GSSR |
KiievZNIIEP |
Bukhara päikeseseadmete tehas |
|
|
Pikkus, mm |
1530 |
1000 - 3000 |
1624 |
1100 |
|
Laius, mm |
1008 |
|||
|
Kõrgus, mm |
70 - 100 |
|||
|
Kaal, kg |
50,5 |
30 - 50 |
||
|
Soojust neelav pind, m |
0,6 - 1,5 |
0,62 |
||
|
Töörõhk, MPa |
0,2 - 0,6 |
|||
|
Välis-/sisemine läbimõõt, mm |
Voolu piirkond |
Ühe sektsiooni küttepind, m 2 |
Sektsiooni pikkus, mm |
Ühe sektsiooni kaal, kg |
||||
|
sisemine toru, cm 2 |
rõngakujuline kanal, cm 2 |
|||||||
|
sisemine toru |
||||||||
|
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 |
|||
|
Aserbaidžaani NSV |
||||||||||||
|
Bakuu |
1378 |
|||||||||||
|
Kirovobad |
1426 |
|||||||||||
|
Mingachevir |
1426 |
|||||||||||
|
Armeenia NSV |
||||||||||||
|
Jerevan |
1701 |
|||||||||||
|
Leninakan |
1681 |
|||||||||||
|
Sevan |
1732 |
|||||||||||
|
Nahitševan |
1783 |
|||||||||||
|
Gruusia NSV |
||||||||||||
|
Telavi |
1498 |
|||||||||||
|
Thbilisi |
1396 |
|||||||||||
|
Tskhakaya |
1365 |
|||||||||||
|
Kasahstani NSV |
||||||||||||
|
Alma-Ata |
1447 |
|||||||||||
|
Guriev |
1569 |
|||||||||||
|
Ševtšenko kindlus |
1437 |
|||||||||||
|
Džezkazgan |
1508 |
|||||||||||
|
Ak-Kum |
1773 |
|||||||||||
|
Araali meri |
1630 |
|||||||||||
|
Birsa-Kelmes |
1569 |
|||||||||||
|
Kostanay |
1212 |
|||||||||||
|
Semipalatinsk |
1437 |
|||||||||||
|
Dzhanybek |
1304 |
|||||||||||
|
Kolmykovo |
1406 |
|||||||||||
|
Kirgiisi NSV |
||||||||||||
|
Frunze |
1538 |
|||||||||||
|
Tien Shan |
1915 |
|||||||||||
|
RSFSR |
||||||||||||
|
Altai piirkond |
||||||||||||
|
Kuulutamine |
1284 |
|||||||||||
|
Astrahani piirkond |
||||||||||||
|
Astrahan |
1365 |
|||||||||||
|
Volgogradi piirkond |
||||||||||||
|
Volgograd |
1314 |
|||||||||||
|
Voroneži piirkond |
||||||||||||
|
Voronež |
1039 |
|||||||||||
|
Kivist stepp |
1111 |
|||||||||||
|
Krasnodari piirkond |
||||||||||||
|
Sotši |
1365 |
|||||||||||
|
Kuibõševi piirkond |
||||||||||||
|
Kuibõšev |
1172 |
|||||||||||
|
Kurski piirkond |
||||||||||||
|
Kursk |
1029 |
|||||||||||
|
Moldova NSV |
||||||||||||
|
Kišinev |
1304 |
|||||||||||
|
Orenburgi piirkond |
||||||||||||
|
Buzuluk |
1162 |
|||||||||||
|
Rostovi piirkond |
||||||||||||
|
Tsimljansk |
1284 |
|||||||||||
|
Hiiglane |
1314 |
|||||||||||
|
Saratovi piirkond |
||||||||||||
|
Eršov |
1263 |
|||||||||||
|
Saratov |
1233 |
|||||||||||
|
Stavropoli piirkond |
||||||||||||
|
Essentuki |
1294 |
|||||||||||
|
Usbekistani NSV |
||||||||||||
|
Samarkand |
1661 |
|||||||||||
|
Tamdybulak |
1752 |
|||||||||||
|
Takhnatash |
1681 |
|||||||||||
|
Taškent |
1559 |
|||||||||||
|
Termez |
1844 |
|||||||||||
|
Fergana |
1671 |
|||||||||||
|
Tšuruk |
1610 |
|||||||||||
|
Tadžikistani NSV |
||||||||||||
|
Dušanbe |
1752 |
|||||||||||
|
Türkmenistani NSV |
||||||||||||
|
Ak-Molla |
1834 |
|||||||||||
|
Ašgabat |
1722 |
|||||||||||
|
Hasan-Kuli |
1783 |
|||||||||||
|
Kara-Bogaz-Gol |
1671 |
|||||||||||
|
Chardzhou |
1885 |
|||||||||||
|
Ukraina NSV |
||||||||||||
|
Hersoni piirkond |
||||||||||||
|
Herson |
1335 |
|||||||||||
|
Askania Nova |
1335 |
|||||||||||
|
Sumy piirkond |
||||||||||||
|
Konotop |
1080 |
|||||||||||
|
Poltava piirkond |
||||||||||||
|
Poltava |
1100 |
|||||||||||
|
Volõni piirkond |
||||||||||||
|
Kovel |
1070 |
|||||||||||
|
Donetski piirkond |
||||||||||||
|
Donetsk |
1233 |
|||||||||||
|
Taga-Karpaatia piirkond |
||||||||||||
|
Beregovo |
1202 |
|||||||||||
|
Kiievi piirkond |
||||||||||||
|
Kiiev |
1141 |
|||||||||||
|
Kirovogradi piirkond |
||||||||||||
|
Znamenka |
1161 |
|||||||||||
|
Krimmi piirkond |
||||||||||||
|
Evpatoria |
1386 |
|||||||||||
|
Karadag |
1426 |
|||||||||||
|
Odessa piirkond |
||||||||||||
|
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 |
|||||||
|
Keemistemperatuur, ° С |
106,0 |
110,0 |
107,5 |
105,0 |
113,0 |
|||||||
|
Viskoossus, 10 -3 Pa · s: |
||||||||||||
|
temperatuuril 5 ° C |
5,15 |
6,38 |
||||||||||
|
temperatuuril 20 ° C |
7,65 |
|||||||||||
|
temperatuuril -40 ° С |
7,75 |
35,3 |
28,45 |
|||||||||
|
Tihedus, kg/m3 |
1077 |
1483 - 1490 |
||||||||||
|
Soojusmaht kJ / (m 3 ° С): |
||||||||||||
|
temperatuuril 5 ° C |
3900 |
3524 |
||||||||||
|
temperatuuril 20 ° C |
3340 |
3486 |
||||||||||
|
Korrosioonivõime |
Tugev |
Keskmine |
Nõrk |
Nõrk |
Tugev |
|||||||
|
Toksilisus |
Ei |
Keskmine |
Ei |
Nõrk |
Ei |
Märkmed e. Kaaliumkarbonaadil põhinevatel soojusülekandevedelikel on järgmine koostis (massiosa):
Retsept 1 Retsept 2
Kaaliumkarbonaat, 1,5-vesi 51,6 42,9
Naatriumfosfaat, 12-vesilahus 4,3 3,57
Naatriumsilikaat, 9-vesilahus 2,6 2,16
Naatriumtetraboraat, 10-vesilahus 2,0 1,66
Fluoreskoiin 0,01 0,01
Vesi kuni 100 kuni 100
Energiahindade tõusuga muutub üha olulisemaks alternatiivsete energiaallikate kasutamine. Ja kuna küte on paljude jaoks peamine kuluartikkel, siis räägime eelkõige küttest: maksta tuleb peaaegu aastaringselt ja palju raha. Kui soovite raha säästa, tuleb esimese asjana meelde päikesesoojus: võimas ja täiesti tasuta energiaallikas. Ja seda on täiesti võimalik kasutada. Pealegi on seadmed kallid, kuid kordades odavamad kui soojuspumbad. Räägime lähemalt, kuidas päikeseenergiat maja kütmiseks kasutada.
Kui räägime päikeseenergia kasutamisest kütmiseks, siis tuleb meeles pidada, et päikeseenergia muundamiseks on kaks erinevat seadet:
Mõlemal valikul on oma omadused. Kuigi tuleb kohe öelda, et ükskõik millise neist valite, ärge kiirustage olemasolevast küttesüsteemist loobuma. Päike tõuseb loomulikult igal hommikul, kuid alati ei lange teie päikesepatareidele piisavalt valgust. Kõige nutikam lahendus on teha kombineeritud süsteem. Kui päikeseenergiat on piisavalt, siis teine soojusallikas ei tööta. Sellega kaitsete ennast, elate mugavates tingimustes ja säästate raha.
Kui pole soovi või võimalust kahte süsteemi paigaldada, peaks teie päikeseküttel olema vähemalt kahekordne võimsusreserv. Siis võid kindlalt öelda, et sooja saab igal juhul.
Päikeseenergia kütmiseks kasutamise eelised:
Puudused:
Nüüd vaatame üksikasjalikumalt kõiki päikesekütteelementide tüüpe.
Päikesekütteks kasutatakse just päikesekollektoreid. Need paigaldised kasutavad päikesesoojust küttevedeliku soojendamiseks, mida saab seejärel kasutada sooja vee küttesüsteemis. Spetsiifilisus seisneb selles, et maja kütmiseks mõeldud päikeseboiler toodab ainult temperatuuri 45–60 ° C ja näitab suurimat efektiivsust 35 ° C juures väljalaskeava juures. Seetõttu on selliseid süsteeme soovitatav kasutada koos sooja veega põrandatega. Kui te ei soovi radiaatoritest loobuda, suurendage kas sektsioonide arvu (ligikaudu kaks korda) või soojendage jahutusvedelikku.
Päikesekollektoreid (lame- ja torukujulisi) saab kasutada maja sooja veega varustamiseks ja sooja vee soojendamiseks.
Nüüd päikesekollektorite tüüpidest. Struktuuriliselt on kaks modifikatsiooni:
Igas rühmas on erinevusi nii materjalides kui ka disainis, kuid neil on sama tööpõhimõte: torudest jookseb jahutusvedelik, mida soojendab päike. Kuid kujundused on täiesti erinevad.
Nendel päikeseküttesüsteemidel on lihtne disain ja seetõttu saab neid soovi korral oma kätega teha. Metallraami külge on kinnitatud tugev põhi. Peal asetatakse soojusisolatsioonikiht. Isoleeritud kadude ja korpuse seinte vähendamiseks. Siis tuleb adsorberi kiht – materjal, mis neelab hästi päikesekiirgust, muutes selle soojuseks. See kiht on tavaliselt must. Adsorberile kinnitatakse torud, mille kaudu jahutusvedelik voolab. Ülevalt on kogu see struktuur suletud läbipaistva kaanega. Katte materjaliks võib olla karastatud klaas või mõni plastik (enamasti polükarbonaat). Mõne mudeli puhul võib katte valgust läbilaskev materjal läbida eritöötluse: peegelduvuse vähendamiseks muudetakse see mitte siledaks, vaid kergelt matiks.
Lameda päikesekollektori torud on tavaliselt paigutatud madu, seal on kaks auku - sisse- ja väljalaskeava. Võimalik on ühe- ja kahetoruühendus. See on nii, nagu sulle meeldib. Kuid normaalseks soojusvahetuseks on vaja pumpa. Võimalik on ka gravitatsioonisüsteem, kuid see on jahutusvedeliku väikese liikumiskiiruse tõttu väga ebaefektiivne. Seda tüüpi päikesekollektoreid kasutatakse kütmiseks, kuigi sellega saab tõhusalt soojendada vett sooja veevarustuseks.
On olemas gravitatsioonikollektori variant, kuid seda kasutatakse peamiselt vee soojendamiseks. Seda disaini nimetatakse ka plastikust päikesekollektoriks. Need on kaks läbipaistvat plastplaati, mis on suletud korpuse külge. Sees on labürint vee liikumiseks. Mõnikord värvitakse alumine paneel mustaks. Seal on kaks auku - sisse- ja väljalaskeava. Vesi antakse sisse, läbi labürindi liikudes soojendab päike seda ja väljub juba soojana. See skeem töötab hästi veepaagiga ja soojendab kergesti kuuma veevarustust. See on kaasaegne asendus tavapärasele paigaldatud tünnile suvine hing... Pealegi tõhusam asendus.
Kui tõhusad on päikesekollektorid? Kõigist kodumajapidamises kasutatavatest päikesepatareidest on need tänapäeval parimad: nende efektiivsus on 72–75%. Kuid kõik pole nii hea:
Sellest hoolimata toimub eramaja päikesekütmine sageli just nende päikesepatareide abil. Sellised paigaldised on populaarsed lõunapoolsetes riikides, kus on aktiivne kiirgus ja positiivne temperatuur talvine periood... Meie talveks need ei sobi, kuid suvehooajal näitavad häid tulemusi.
Seda seadet saab kasutada õhuküte kodus. Struktuurilt on see väga sarnane ülalkirjeldatud plastikkollektoriga, kuid õhk ringleb ja soojeneb selles. Sellised seadmed on riputatud seintele. Need võivad töötada kahel viisil: kui päikeseküttekeha on hermeetiliselt suletud, võetakse õhk ruumist, see soojeneb ja naaseb samasse ruumi.
On veel üks võimalus. See ühendab kütte ventilatsiooniga. Õhukollektori väliskorpuses on augud. Nende kaudu siseneb struktuuri külm õhk. Labürindi läbides soojeneb see päikesekiirtest ja seejärel siseneb soojendatuna tuppa.
Maja selline küte on enam-vähem efektiivne, kui paigaldus hõlmab kogu lõunaseina ja sellel seinal ei jää varju.
Ka siin ringleb jahutusvedelik läbi torude, kuid igaüks neist soojusvahetustorudest sisestatakse klaaskolbi. Need kõik tulevad kokku kollektoriks, mis on sisuliselt kamm.
Torukujulise kollektori skeem (pildi suurendamiseks klõpsake)
Torukollektoritel on kahte tüüpi torusid: koaksiaalsed ja sulgedega. Koaksiaalsed – toru torus – pesatakse üksteise sisse ja nende servad on tihendatud. Kahe seina vahele tekib haruldane õhuvaba keskkond. Seetõttu nimetatakse selliseid torusid ka vaakumtorudeks. Suletorud on tavaline toru, mis on ühelt poolt suletud. Ja neid kutsutakse sulgedeks, kuna soojusülekande suurendamiseks sisestatakse neisse adsorberplaat, millel on kumerad servad ja mis meenutab mõneti sulge.
Lisaks saab soojusvahetid sisestada erinevatesse korpustesse. erinevad tüübid... Esimesed on Heat-pipe termokanalid. See on terve süsteem päikesevalguse muundamiseks soojusenergiaks. Heat-pipe on väikese läbimõõduga õõnes vasktoru, mis on ühest otsast joodetud. Teisel on massiivne ots. Toru täidetakse madala keemistemperatuuriga ainega. Kuumutamisel hakkab aine keema, osa sellest muutub gaasiliseks ja tõuseb torust üles. Teel toru köetavatest seintest kuumeneb see üha rohkem. See jõuab tippu, kuhu jääb mõnda aega. Selle aja jooksul kannab gaas osa soojusest massiivsele otsale, jahtub järk-järgult, kondenseerub ja settib, kus protsess kordub uuesti.
Teine viis - U-tüüpi - on traditsiooniline jahutusvedelikuga täidetud toru. Siin pole uudiseid ega üllatusi. Kõik on nagu tavaliselt: ühelt küljelt siseneb jahutusvedelik, läbides toru, soojeneb päikesevalgusest. Vaatamata oma lihtsusele on seda tüüpi soojusvaheti tõhusam. Kuid seda kasutatakse harvemini. Seda seetõttu, et seda tüüpi päikeseveeboilerid moodustavad ühtse terviku. Kui üks toru on kahjustatud, tuleb kogu osa välja vahetada.
Heat-pipe süsteemiga torukollektorid on kallimad, näitavad vähem efektiivsust, kuid neid kasutatakse sagedamini. Ja kõik sellepärast, et kahjustatud toru saab mõne minutiga vahetada. Veelgi enam, kui kasutatakse koaksiaalkolbi, saab toru ka parandada. See võetakse lihtsalt lahti (ülemine kork eemaldatakse) ja kahjustatud element (soojuskanal või pirn ise) asendatakse hooldatavaga. Seejärel sisestatakse toru oma kohale.
Lõunapoolsetes piirkondades, kus on pehmed talved ja palju päikesepaistelisi päevi aastas, on lamekollektor parim valik. Selles kliimas näitab see kõrgeimat tootlikkust.
Raskema kliimaga piirkondade jaoks sobivad torukollektorid. Veelgi enam, Heat-pipe’iga süsteemid sobivad rohkem karmideks talvedeks: need soojenevad isegi öösel ja isegi pilvise ilmaga, kogudes suurema osa päikesekiirguse spektrist. Nad ei karda madalat temperatuuri, kuid täpset temperatuurivahemikku tuleb selgitada: see sõltub soojuskanalis olevast ainest.
Need süsteemid võivad õige arvutamise korral olla elementaarsed, kuid sagedamini säästavad nad lihtsalt küttekulusid teisest, tasulisest energiaallikast.
Teine lisaküte võib olla õhukollektor. Seda saab teha kogu seina ulatuses ja seda on lihtne ise teha. Sobib suurepäraselt garaaži või suvila kütmiseks. Pealegi võivad ebapiisava kütmisega seotud probleemid tekkida mitte talvel, nagu eeldate, vaid sügisel. Pakase ja lumega on päikeseenergia kordades suurem kui pilvise vihmase ilmaga.
Kuuldes sõna "päikeseenergia" mõtleme eelkõige patareidele, mis muudavad valguse elektriks. Ja seda teevad spetsiaalsed fotoelektrilised muundurid. Need on kaubanduslikult saadaval mitmesugustest pooljuhtidest. Kõige sagedamini kasutame koduseks kasutamiseks ränist päikesepatareid. Neil on madalaim hind ja need näitavad üsna korralikku jõudlust: 20-25%.
Eramu päikesepaneelid on mõnes riigis levinud
Päikesepaneele saate otse kütteks kasutada ainult siis, kui ühendate selle toiteallikaga boileri või muu elektrikütteseadme. Samuti saab päikesepaneelid koos elektriakudega integreerida kodu elektrivarustussüsteemi ja seeläbi vähendada igakuiseid arveid kasutatud elektri eest. Põhimõtteliselt on täiesti reaalne nendest hoiakutest pere vajaduste täielik rahuldamine. See võtab lihtsalt palju raha ja ruumi. Keskmiselt saab paneeli ruutmeetrilt 120-150W. Seega loe kokku mitu ruutu katust või külgneval territooriumil peaksid olema hõivatud selliste paneelidega.
Päikeseküttesüsteemi paigaldamise otstarbekus on paljude jaoks küsitav. Peamine põhjus on see, et see on kallis ja ei tasu end kunagi ära. Sellega, et see on kallis, tuleb nõustuda: seadmete hinnad on üsna suured. Kuid keegi ei keela teil alustada väikesest. Näiteks idee tõhususe ja praktilisuse hindamiseks tehke ise sarnane installatsioon. Kulud on minimaalsed ja teil on esmakordne idee. Siis otsustad, kas tegeled selle kõigega või mitte. Siin on ainult asi: kõik teoreetikute negatiivsed sõnumid. Praktikuid ei kohanud ainsatki. Otsitakse aktiivselt võimalusi täiustamiseks, ümbertegemiseks, kuid keegi ei öelnud, et idee oli kasutu. See ütleb midagi.
Nüüd, kui päikeseküttesüsteemi paigaldamine ei tasu end kunagi ära. Kuni tasuvusaeg
sillad meie riigis on suured. See on võrreldav päikesekollektorite või akude elueaga. Aga kui vaadata kõigi energiaressursside hinnakasvu dünaamikat, siis võib eeldada, et peagi taandub see üsna vastuvõetavatele tingimustele.
Nüüd tegelikult sellest, kuidas süsteemi luua. Kõigepealt tuleb kindlaks teha oma maja ja seitsme vajadus soojuse ja sooja vee järele. Päikeseküttesüsteemi arvutamise üldine meetod on järgmine:
Lisaks päikesesüsteemi komponentide arvu määramisele on vaja kindlaks määrata paagi maht, kuhu koguneb kuuma veevarustuseks mõeldud kuum vesi. Seda saab teha lihtsalt, teades oma pere tegelikke kulutusi. Kui teil on paigaldatud soojaveearvesti ja teil on andmeid mitme aasta kohta, saate kuvada keskmise päevatarbimise määra (kuu keskmine tarbimine jagatud päevade arvuga). See on umbes sama paagi maht, mida vajate. Aga paaki tuleb võtta umbes 20% varuga. Igaks juhuks.
Kui sooja veevarustust või arvestit pole, saate kasutada tarbimismäärasid. Üks inimene tarbib päevas keskmiselt 100-150 liitrit vett. Teades, kui palju inimesi majas alaliselt elab, arvutate paagi vajaliku mahu: määr korrutatakse elanike arvuga.
Peab kohe ütlema, et Kesk-Venemaa jaoks on ratsionaalne (tasuvuse mõttes) päikeseküttesüsteem, mis katab umbes 30% soojuse vajadusest ja varustab täielikult sooja veega. See on keskmine tulemus: mõnel kuul tagab päikesesüsteem kütte 70-80% ja mõnel kuul (detsember-jaanuar) vaid 10%. Jällegi oleneb palju tüübist päikesepaneelid ja elukohapiirkonnast.
Ja see pole ainult "põhja" või "lõuna". See puudutab päikesepaisteliste päevade arvu. Näiteks väga külmas Tšukotkas on päikeseküte väga tõhus: päike paistab seal peaaegu alati. Inglismaa märksa pehmemas kliimas igaveste ududega on selle efektiivsus ülimalt madal.
;
Hoolimata paljudest kriitikutest, kes räägivad päikeseenergia ebaefektiivsusest ja liiga pikast tasuvusajast, läheb üha rohkem inimesi vähemalt osaliselt üle alternatiivsetele allikatele. Lisaks säästmisele köidab paljusid sõltumatus riigist ja selle hinnapoliitika. Et mitte asjatult investeeritud raha kahetseda, võite esmalt läbi viia katse: teha oma kätega üks päikesepatareipaigaldistest ja otsustada ise, kui palju see teid köidab (või mitte).
Päikeseenergia soojusvarustus on elamu kütmise meetod, mis muutub iga päevaga üha populaarsemaks paljudes, peamiselt arenenud maailma riikides. Suurima edu päikesesoojusenergia vallas võib täna kiidelda Lääne- ja Kesk-Euroopa riikides. Euroopa Liidus on taastuvenergia tööstuse aastane kasv viimase kümnendi jooksul olnud 10-12%. Selline arengutase on väga oluline näitaja.
päikesekollektor
Üks ilmsemaid päikeseenergia rakendusi on selle kasutamine vee ja õhu soojendamiseks (soojuskandjatena). Kliimapiirkondades, kus valitseb külm ilm, on inimeste mugavaks viibimiseks kohustuslik iga elamu küttesüsteemide arvutamine ja korraldamine. Neil peab olema sooja veevarustus erinevate vajaduste jaoks, lisaks peavad majad olema köetud. Muidugi, parim variant siin on skeemi rakendamine, kus töötab automatiseeritud süsteemid soojusvarustus.
Tööstusettevõtted nõuavad tootmisprotsessi ajal suuri igapäevast sooja veevarustust. Näitena võib tuua Austraalia, kus ligi 20 protsenti kogu tarbitavast energiast kulub vedela soojuskandja kuumutamisele temperatuurini, mis ei ületa 100 o C. Seetõttu laieneb mõnes arenenud lääneriigis ja suuremal määral Iisraelis, Põhja-Ameerikas, Jaapanis ja muidugi Austraalias päikeseküttesüsteemide tootmine väga kiiresti.
Lähitulevikus on energeetika areng kahtlemata suunatud päikesekiirguse kasutamisele. Päikesekiirguse tihedus maapinnal on keskmiselt 250 vatti ruutmeetri kohta. Ja seda hoolimata asjaolust, et kõige vähem tööstuspiirkondades asuva inimese majanduslike vajaduste rahuldamiseks piisab kahest vatist ruutmeetri kohta.
Päikeseenergia ja teiste fossiilkütuste põletamist kasutavate energiatööstuste eeliseks on saadava energia keskkonnasõbralikkus. Päikeseseadmete tööga ei kaasne kahjulike heitmete sattumist atmosfääri.
Seadmete rakendusskeemi, passiivsete ja aktiivsete süsteemide valik
Päikesekiirguse kasutamiseks kodu küttesüsteemina on kaks skeemi. Need on aktiivsed ja passiivsed süsteemid. Passiivsed päikeseküttesüsteemid on sellised, kus päikesekiirgust otseselt neelavaks ja sellest soojust genereerivaks elemendiks on maja enda konstruktsioon või selle üksikud osad. Need elemendid võivad olla tara, katus, hoone eraldi osad, mis on ehitatud teatud skeemi alusel. Passiivsetes süsteemides ei kasutata mehaanilisi liikuvaid osi.
Aktiivsed süsteemid töötavad maja kütmise vastupidise skeemi alusel, nad kasutavad aktiivselt mehaanilisi seadmeid (pumbad, mootorid, nende kasutamisel arvutavad nad ka vajaliku võimsuse).
Ahela paigaldamisel on disainilt kõige lihtsamad ja rahaliselt vähem kulukad passiivsed süsteemid. Selliseid kütteskeeme pole vaja paigaldada lisaseadmed päikesekiirguse neelamiseks ja järgnevaks jaotamiseks maja küttesüsteemis. Selliste süsteemide töö põhineb elamispinna otsese kütmise põhimõttel otse lõunaküljel asuvate valgust läbilaskvate seinte kaudu. Täiendavat küttefunktsiooni täidavad maja piirdeelementide välispinnad, mis on varustatud läbipaistvate ekraanide kihiga.
Päikesekiirguse soojusenergiaks muundamise protsessi käivitamiseks kasutatakse läbipaistva pinnaga päikesekollektorite kasutamisel põhinevat konstruktsioonide süsteemi, kus põhifunktsiooniks on "kasvuhooneefekt", klaasi võime hoida soojuskiirgust. kasutatakse, tõstes seeläbi ruumi sisetemperatuuri.
Tuleb märkida, et ainult ühte tüüpi süsteemi kasutamine ei pruugi olla täiesti õigustatud. Tihti näitab hoolikas arvutus, et läbi integreeritud süsteemide on võimalik saavutada oluline soojuskadude ja hoone energiavajaduse vähenemine. Üldine töö nii aktiivsed kui ka passiivsed süsteemid, kombineerides positiivseid omadusi, annavad maksimaalse efekti.
Tavaliselt näitavad efektiivsusarvutused, et päikesekiirguse passiivne kasutamine tagab umbes 14–16 protsenti teie kodu küttevajadusest. Selline süsteem saab olema soojuse tootmisprotsessi oluline osa.
Vaatamata passiivsüsteemide teatud positiivsetele omadustele on aga põhilised võimalused hoone soojavajaduse täielikuks rahuldamiseks siiski aktiivsete kütteseadmete kasutamiseks vajalikud. Süsteemid, mille ülesanne on otsene päikesekiirguse neeldumine, akumuleerimine ja jaotamine.
Planeerimine ja arvutamine
Arvutage välja päikeseenergiat kasutavate aktiivsete küttesüsteemide (kristallilised päikesepatareid, päikesekollektorid) paigaldamise võimalus, soovitavalt hoone projekteerimise etapis. Kuid sellegipoolest pole see hetk kohustuslik, sellise süsteemi paigaldamine on võimalik ka juba olemasolevale ülesandele, olenemata selle ehitamise aastast (edu aluseks on kogu skeemi korrektne arvutamine).
Seadmete paigaldamine toimub maja lõunapoolses küljes. Selline paigutus loob tingimused sissetuleva päikesekiirguse maksimaalseks neeldumiseks talvel. Päikese energiat muundavad ja fikseeritud konstruktsioonile paigaldatud fotogalvaanilised elemendid on kõige tõhusamad, kui need on paigaldatud maapinna suhtes nurga all, mis on võrdne köetava hoone geograafilise asukohaga. Katuse kaldenurk, maja lõunasuunalise pöörde aste - need on olulised punktid, mida tuleb kogu kütteskeemi arvutamisel arvesse võtta.
Päikesepatareid ja päikesekollektorid tuleks paigaldada energiatarbimiskohale võimalikult lähedale. Pidage meeles, et mida lähemale vannitoa ja köögi ehitate, seda väiksem on soojuskadu (selles variandis saate teha ühe päikesekollektoriga, mis soojendab mõlemat tuba). Peamine kriteerium, mille alusel hinnata vajalike seadmete valikut, on selle tõhusus.
Aktiivsed päikeseküttesüsteemid jagunevad järgmiste kriteeriumide alusel järgmistesse rühmadesse:
Üldised majandusandmed on ühe seadmetüübi valimisel peamiseks teguriks. Kogu süsteemi pädev soojusarvutus aitab teil õigesti määrata. Arvutus tuleb läbi viia, võttes arvesse iga konkreetse ruumi näitajaid, kus päikesekütte ja (või) sooja veevarustuse korraldamine on planeeritud. Tasub arvestada hoone asukohta, klimaatilisi looduslikke tingimusi, nihkunud energiaressursi maksumuse suurust. Õige arvutus ja hea valik soojusvarustuse korraldamise skeemid on päikeseenergia seadmete kasutamise majandusliku otstarbekuse võti.
Päikeseküttesüsteem
Kõige sagedamini kasutatav kütteskeem on päikesekollektorite paigaldamine, mis tagab neeldunud energia akumuleerimise funktsiooni spetsiaalsesse konteinerisse - akusse.
Praeguseks on kõige levinumad eluruumide kahekontuurilised kütteskeemid, millesse on paigaldatud jahutusvedeliku sunnitud ringlussüsteem kollektorisse. Selle tööpõhimõte on järgmine. Kuuma vett tarnitakse akumulatsioonipaagi ülemisest punktist, protsess toimub automaatselt vastavalt füüsikaseadustele. Külm jooksev vesi pumbatakse rõhu abil paagi alumisse ossa, see vesi tõrjub välja paagi ülemisse ossa koguneva soojendatud vee, mis seejärel siseneb maja soojaveevarustussüsteemi, et rahuldada oma majapidamisvajadusi ja küttevajadust. .
Ühepereelamule paigaldatakse tavaliselt 400–800-liitrine akumulatsioonipaak. Selliste mahtude soojuskandja soojendamiseks olenevalt looduslikud tingimused on vaja õigesti arvutada päikesekollektori pindala. Samuti on vaja seadmete kasutamist säästlikult põhjendada.
Päikeseküttesüsteemi paigaldamise standardvarustus on järgmine:
Soojust neelavatel paneelidel põhinev süsteem. Selliseid paneele kasutatakse tavaliselt uue ehitusetapi ajal. Nende paigaldamiseks on vaja ehitada spetsiaalne konstruktsioon, mida nimetatakse kuumaks katuseks. See tähendab, et paneelid tuleb ehitada otse katusekonstruktsiooni, kasutades samal ajal katuseelemente seadme korpuse ehitusplokkidena. Selline paigaldus vähendab teie kulusid küttesüsteemi loomisel, kuid nõuab kvaliteetset tööd seadmete ja katuse ühenduskohtade hüdroisolatsioonil. See seadmete paigaldamise meetod nõuab kõigi tööetappide hoolikat kavandamist ja kavandamist. On vaja lahendada palju probleeme torustike, paagi paigutamise, pumba paigaldamise, kallakute reguleerimisega. Üsna palju paigaldusprobleeme tuleb lahendada, kui hoonet ei pöörata just kõige edukamalt lõuna poole.
Üldiselt on päikeseküttesüsteemide projekt ühel või teisel viisil teistest erinev. Ainult põhiprintsiibid süsteemid. Seetõttu on võimatu anda täpset loetelu kogu süsteemi täielikuks paigaldamiseks vajalikest osadest, kuna paigaldusprotsessi käigus võib osutuda vajalikuks kasutada täiendavaid elemente ja materjale.
Vedela soojuskandja baasil töötavates süsteemides kasutatakse akumuleeriva ainena tavalist vett. Energia neeldumine toimub lamedates päikesekollektorites. Energia koguneb akumulatsioonipaaki ja tarbitakse vastavalt vajadusele.
Energia ülekandmiseks salvestusseadmest hoonesse kasutatakse vesi-vesi või vesi-õhk soojusvahetit. Kuuma vee süsteem on varustatud lisapaagiga, mida nimetatakse eelsoojenduspaagiks. Vesi soojendatakse selles päikesekiirguse toimel ja seejärel siseneb see tavapärasesse veesoojendisse. 
Selline süsteem kasutab soojuskandjana õhku. Jahutusvedeliku soojendamine toimub tasapinnalises päikesekollektoris ning seejärel siseneb soojendatud õhk köetavasse ruumi või spetsiaalsesse salvestusseadmesse, kus neeldunud energia kogutakse spetsiaalsesse otsikusse, mida soojendatakse sissetuleva kuuma õhuga. Tänu sellele funktsioonile jätkab süsteem maja soojaga varustamist ka öösel, kui päikesekiirgust pole.
Loodusliku tsirkulatsiooniga süsteemide töö aluseks on jahutusvedeliku iseseisev liikumine. Temperatuuri tõusu mõjul kaotab see oma tiheduse ja kipub seetõttu seadme ülaossa. Sellest tulenev rõhuerinevus paneb seadmed tööle.
Päikeseküttesüsteemid
4.1. Päikesesüsteemide klassifikatsioon ja põhielemendid
Päikeseküttesüsteemid on süsteemid, mis kasutavad soojusenergia allikana päikesekiirgust. Nende iseloomulik erinevus teistest madala temperatuuriga küttesüsteemidest on spetsiaalse elemendi - päikesekollektori - kasutamine, mis on mõeldud päikesekiirguse püüdmiseks ja selle muundamiseks soojusenergiaks.
Päikesekiirguse kasutamise meetodi järgi jaotatakse päikese madala temperatuuriga küttesüsteemid passiivseteks ja aktiivseteks.
Passiivsüsteemid on päikeseküttesüsteemid, milles hoone ise või selle üksikud korpused (kollektorhoone, kollektorsein, kollektori katus jne) toimivad elemendina, mis võtab vastu päikesekiirgust ja muudab selle soojuseks (joonis 4.1.1 )).
Riis. 4.1.1 Passiivne madala temperatuuriga päikeseküttesüsteem "seinakollektor": 1 - päikesekiired; 2 - valgusvihu läbipaistev ekraan; 3 - õhusiiber; 4 - kuumutatud õhk; 5 - jahutatud õhk ruumist; 6 - seinamassiivi enda pikalaineline soojuskiirgus; 7 - musta kiirt tajuv seinapind; 8 - rulood.
Madala temperatuuriga päikeseküttesüsteeme nimetatakse aktiivsüsteemideks, milles päikesekollektor on iseseisev eraldiseisev seade, mis ei ole hoonega seotud. Aktiivsed päikesesüsteemid võib jagada järgmisteks osadeks:
otstarbe järgi (sooja veevarustussüsteemid, küttesüsteemid, soojus- ja külmavarustuse kombineeritud süsteemid);
kasutatud jahutusvedeliku tüübi järgi (vedelik - vesi, antifriis ja õhk);
töö kestuse järgi (aastaringselt, hooajaliselt);
vastavalt skeemide tehnilisele lahendusele (ühe-, kahe-, mitmeahelaline).
Õhk on laialt levinud mittekülmuv jahutusvedelik kõigis tööparameetrites. Kasutades seda soojuskandjana, on võimalik kombineerida küttesüsteeme ventilatsioonisüsteemiga. Õhk on aga madala kuumusega soojuskandja, mis toob kaasa õhuküttesüsteemide seadme metallikulu suurenemise võrreldes veesüsteemidega.
Vesi on soojust säilitav ja laialdaselt kättesaadav soojuskandja. Kuid temperatuuril alla 0 ° C on vaja sellele lisada külmumisvastaseid vedelikke. Lisaks tuleb meeles pidada, et hapnikuga küllastunud vesi põhjustab torustike ja aparatuuri korrosiooni. Kuid metalli tarbimine vee-päikesesüsteemides on palju väiksem, mis aitab oluliselt kaasa nende laiemale kasutamisele.
Hooajalised päikeseenergia soojaveevarustussüsteemid on tavaliselt üheahelalised ja töötavad suvel ja üleminekukuudel, positiivse välistemperatuuriga perioodidel. Olenevalt hooldatava rajatise eesmärgist ja töötingimustest võib neil olla täiendav soojusallikas või ilma selleta hakkama saada.
Hoonete päikeseküttesüsteemid on tavaliselt kaheahelalised või enamasti mitmeahelalised ning erinevate ahelate jaoks saab kasutada erinevaid soojuskandjaid (näiteks päikesekontuuris - vesilahused mittekülmuvad vedelikud, vaheringides - vesi ja tarbijaahelas - õhk).
Aastaringsed kombineeritud päikesesüsteemid hoonete soojus- ja külmavarustuseks on mitmeahelalised ja sisaldavad täiendavat soojusallikat traditsioonilise fossiilkütusel töötava soojusgeneraatori või soojustrafo näol.
Skemaatiline diagramm päikese soojusvarustussüsteem on näidatud joonisel 4.1.2. See sisaldab kolme tsirkulatsiooniahelat:
esimene ahel, mis koosneb päikesekollektoritest 1, tsirkulatsioonipumbast 8 ja vedelsoojusvahetist 3;
teist vooluringi, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8 ja soojusvahetist 3;
kolmas ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8, vesi-õhk soojusvahetist (õhuküttekehast) 5.
Riis. 4.1.2. Päikese soojusvarustussüsteemi skemaatiline diagramm: 1 - päikesekollektor; 2 - säilituspaak; 3 - soojusvaheti; 4 - hoone; 5 - õhukütteseade; 6 - küttesüsteemi varundus; 7 - sooja veevarustussüsteemi kahekordistaja; 8 - tsirkulatsioonipump; 9 - ventilaator.
Päikeseküttesüsteem toimib järgmiselt. Päikesekollektorites 1 soojendatud soojusvastuvõtukontuuri soojuskandja (antifriis) siseneb soojusvahetisse 3, kus antifriisi soojus kandub üle soojusvaheti 3 kestaruumis ringlevale veele. sekundaarahela pumba 8 tegevus. Kuumutatud vesi siseneb akumulatsioonipaaki 2. Salvestuspaagist võtab vett sooja vee etteandepump 8, see viiakse vajadusel varuosas 7 vajaliku temperatuurini ja siseneb hoone soojaveevarustussüsteemi. Säilitusmahuti täiendamine toimub veevarustussüsteemist.
Kütmiseks suunatakse vesi akumulatsioonipaagist 2 kolmanda ahela 8 pumba abil küttekehasse 5, mille kaudu juhitakse ventilaatori 9 abil õhku ja kuumutamisel siseneb see hoonesse 4. päikesekiirgus või päikesekollektorite poolt toodetud soojusenergia puudumine, tööle asumisel lülitub varundus sisse 6.
Päikese soojusvarustussüsteemi elementide valiku ja paigutuse määravad igal üksikjuhul kliimategurid, objekti otstarve, soojuse tarbimise viis ja majandusnäitajad.
4.2. Kontsentreeruvad päikesekollektorid
Kontsentreerivad päikesekollektorid on poleeritud metallist kera- või paraboolpeeglid (joonis 4.2.1), mille fookusesse on paigutatud soojust vastuvõttev element (päikesekatel), mille kaudu ringleb jahutusvedelik. Soojuskandjana kasutatakse vett või mittekülmuvaid vedelikke. Kasutamisel soojuskandjana vesi öösel ja sees külm periood külmumise vältimiseks tuleb süsteem tühjendada.
Päikesekiirguse püüdmise ja muundamise protsessi kõrge efektiivsuse tagamiseks peab kontsentreeriv päikesevastuvõtja olema pidevalt suunatud rangelt Päikese poole. Selleks on päikesevastuvõtja varustatud jälgimissüsteemiga, mis sisaldab päikese suunaandurit, elektroonilist signaali muundamisseadet, elektrimootorit koos käigukastiga päikesevastuvõtja konstruktsiooni kahes tasapinnas pööramiseks.
Riis. 4.2.1. Kontsentreerivad päikesekollektorid: a - paraboolkontsentraator; b - parabool-silindriline kontsentraator; 1 - päikesekiired; 2 - soojust neelav element (päikesekollektor); 3 - peegel; 4 - jälgimissüsteemi ajam; 5 - jahutusvedelikku varustavad ja eemaldavad torustikud.
Kontsentreeruvate päikesekollektoritega süsteemide eeliseks on võimalus tekitada suhteliselt kõrge temperatuuriga (kuni 100 °C) soojust ja ühtlast auru. Puuduste hulgas on konstruktsiooni kõrge hind; vajadus peegeldavate pindade pideva tolmust puhastamise järele; töötada ainult valgel ajal ja seetõttu on vaja suuri akusid; suur energiatarve päikese jälgimissüsteemi ajami jaoks, mis on proportsionaalne toodetud energiaga. Need puudused takistavad kontsentreeritud päikesekollektoritega aktiivsete madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemide laialdast kasutamist. Viimasel ajal kasutatakse lamedaid päikesekollektoreid kõige sagedamini madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemides.
4.3. Lamedad päikesekollektorid
Lame päikesekollektor on neelava lamepaneeli ja lameda läbipaistva isolatsiooniga seade päikesekiirguse energia neelamiseks ja selle muundamiseks soojusenergiaks.
Lamedad päikesekollektorid (joonis 4.3.1) koosnevad klaasist või plastikust kattest (ühekordne, kahekordne, kolmekordne), päikesepoolselt küljelt mustaks värvitud soojust neelavast paneelist, tagaküljel isolatsioonist ja korpusest (metall, plastik , klaas, puit).
Riis. 4.3.1. Lame päikesekollektor: 1 - päikesekiired; 2 - klaasimine; 3 - keha; 4 - soojust neelav pind; 5 - soojusisolatsioon; 6 - hermeetik; 7 - soojust vastuvõtva plaadi sisemine pikalainekiirgus.
Soojust neelava paneelina võib kasutada mis tahes jahutusvedeliku kanalitega metall- või plastlehte. Soojust neelavad paneelid on valmistatud kahte tüüpi alumiiniumist või terasest: lehttoru ja stantsitud paneelid (toru lehes). Plastpaneele nende hapruse ja kiire vananemise tõttu päikesevalguse mõjul ning madala soojusjuhtivuse tõttu laialdaselt ei kasutata.
Päikesekiirguse mõjul kuumutatakse soojustundlikud paneelid temperatuurini 70–80 ° C, mis ületavad ümbritseva keskkonna temperatuuri, mis suurendab paneeli konvektiivset soojusülekannet keskkonda ja oma kiirgust keskkonda. taevas. Jahutusvedeliku kõrgemate temperatuuride saavutamiseks kaetakse plaadi pind spektraalselt selektiivsete kihtidega, mis neelavad aktiivselt päikese lühilainekiirgust ja vähendavad spektri pikalainelises osas enda soojuskiirgust. Sellised konstruktsioonid, mis põhinevad "mustal niklil", "mustal kroomil", vaskoksiidil alumiiniumil, vaskoksiidil vasel ja teistel, on kallid (nende maksumus on sageli proportsionaalne soojust neelava paneeli enda maksumusega). Teine võimalus lameplaatkollektorite jõudluse parandamiseks on soojuskadude vähendamiseks tekitada soojust neelava paneeli ja läbipaistva isolatsiooni vahele vaakum (neljanda põlvkonna päikesekollektorid).
Päikesekollektoritel põhinevate päikesepatareide käitamise kogemus on paljastanud selliste süsteemide mitmeid olulisi puudusi. Esiteks on see kollektsionääride kõrge hind. Nende töö efektiivsuse tõstmine tänu selektiivsetele katetele, klaaside läbipaistvuse suurendamine, evakueerimine, aga ka jahutussüsteemi paigutus osutuvad majanduslikult kahjumlikuks. Oluliseks puuduseks on vajadus klaaside sagedaseks puhastamiseks tolmust, mis praktiliselt välistab kollektori kasutamise tööstuspiirkondades. Päikesekollektorite pikaajalisel töötamisel, eriti talvistes tingimustes, täheldatakse nende sagedasi rikkeid valgustatud ja tumenenud klaasipiirkondade ebaühtlase laienemise tõttu, mis on tingitud klaaside terviklikkuse rikkumisest. Samuti esineb suur protsent kollektorite rikkeid transportimisel ja paigaldamisel. Kollektoriga süsteemide oluliseks puuduseks on ka ebaühtlane koormus aasta ja päeva jooksul. Kollektorite käitamise kogemus Euroopas ja Venemaa Euroopa osas, kus hajuskiirgus on suur (kuni 50%), on näidanud aastaringse autonoomse kuumaveevarustuse ja küttesüsteemi loomise võimatust. Kõik keskmistel laiuskraadidel päikesekollektoritega päikesesüsteemid nõuavad suuremahuliste akumulatsioonipaakide paigaldamist ja täiendava energiaallika lisamist süsteemi, mis vähendab nende kasutamise majanduslikku mõju. Sellega seoses on kõige soovitavam neid kasutada piirkondades, kus päikesekiirgus on kõrge keskmise intensiivsusega (vähemalt 300 W / m 2).
Potentsiaalsed võimalused päikeseenergia kasutamiseks Ukrainas
Ukraina territooriumil on päikesekiirguse energia ühe aasta keskmise päevavalguse tunni kohta keskmiselt 4 kW ∙ tundi 1 m2 kohta (suvepäevadel - kuni 6 - 6,5 kW ∙ tundi), st umbes 1,5 tuhat kW ∙ tundi aastas. iga ruutmeeter. See on umbes sama, mis Kesk-Euroopas, kus päikeseenergia kasutamine on kõige levinum.
Lisaks soodsatele kliimatingimustele on Ukrainas kõrgelt kvalifitseeritud teadustöötajad päikeseenergia kasutamise valdkonnas. Pärast naasmist prof. Boyko B.T. UNESCOst, kus ta juhtis UNESCO rahvusvahelist päikeseenergia kasutamise programmi (1973-1979), alustas intensiivset teaduslikku ja organisatsioonilist tegevust Harkivi Polütehnilises Instituudis (praegu Riiklik Tehnikaülikool). - KhPI) materjaliteaduse uue teadusliku ja haridusliku suuna väljatöötamise kohta päikeseenergia jaoks. Juba 1983. aastal, vastavalt NSVL Kõrgharidusministeeriumi korraldusele N 885 13.07.83, toimus Harkovi Polütehnilises Instituudis esimest korda NSV Liidu kõrgkooli praktikas füüsikute väljaõpe. alustati profileerimisega päikeseenergia materjaliteaduse erialal eriala "Metallide füüsika" raames. See pani aluse 1988. aastal lõpetanud osakonna "Füüsikaline materjaliteadus elektroonika ja päikeseenergia jaoks" (FMEG) loomisele. FMEG osakond osales koostöös instrumentaaltehnika tehnoloogia teadusliku uurimisinstituudiga (Harkov) Ukraina kosmoseprogrammi raames tõhusalt ränist päikesepatareide loomisel. 13 - 14% Ukraina kosmoselaevadele.
Alates 1994. aastast on FMEG osakond Stuttgarti Ülikooli ja Euroopa Ühenduse ning Zürichi Tehnikaülikooli ja Šveitsi riikliku teadusühingu toel aktiivselt kaasatud kile PVC väljatöötamist käsitlevatesse teadusuuringutesse.
