Высокотемпературные солнечные коллекторы

Категория: Тепло от солнца

Высокотемпературные солнечные коллекторы

Компания из Флориды Arctic Solar Inc. выпустила высокотемпературный солнечный коллектор XCPC с рабочей температурой до 200 ºС. Коллектор концентрирует солнечную энергию с помощью параболических отражателей в форме жёлоба.

Для чего создаются такие коллекторы?

Основная идея — это создание солнечных коллекторов с температурой, достаточной для работы абсорбционной холодильной машины, то есть создать в итоге солнечный кондиционер. Это очень актуально для стран с жарким климатом, где появление таких коллекторов имеет высокий потенциал для применения в системах охлаждения коммерческих зданий.

С другой стороны высокотемпературные коллекторы имеют и много других применений:

  • производственные системы получепроцессы, использующие горяую воду или пар до 180 ºС
  • одно или двухступенчатые абсорбционные чиллеры
  • Преднагрев воды в системах горячего водоснабжения коммерческих зданий
  • Опреснение, стириллизация или получение дистиллированной воды
  • Генерация эллектроэнергии в машинах с органическим циклом Рэнкина, Стирлинга и т.п.
  • Гидрометаллургия (извлечение металов из руды)
  • Добыча нефти и газа, нагрев инжекционных жидкостей

Электростанция на органическом цикле Ренкина

Электростанция на органическом цикле Ренкина

Конструкция

Для создания систем с высокой надежностью было принято решение применять неподвижный параболический рефлектор. Также пришлось решать и другие технические задачи.

xcpc солнечный коллектор(/uploads/2015/06/unnamed.jpg)

Коллектор запатентован как *non-imagin* концентрирующий коллектор (поглотитель располагается не в фокусе параболы). В качестве приемника излучения используется вакуумированная колба особой конструкции. Желоба параболическсих отражателей ориентируются с востока на запад, плоскость коллектора при установке наклоняется на оптимальный для данной местности фиксированный угол.

Такая комбинация элементов позволяет достигать рабочих температур более 200С и кпд более 50%, что не достижимо для существующих систем не использующих слежение за солнцем.

Вид с торца коллекторов XCPC

Вид с торца коллекторов XCPC

Плоские коллекторы и обычные коллекторы на вакуумированных трубках имеют хорошие характеристики при более низких температурах, а при повышении температуры до 80-100 градусов приводит к быстрому росту потерь тепла. Простое использование вакуумной колбы и параболического отражателя не обеспечивает высокой эффективности системы. Производители указывают, что вакуумная трубка была специально настроена с отражателем для получения таких параметров.

Схема соединения стеклянной колбы и теплосьемных трубок

Схема соединения стеклянной колбы и теплосьемных трубок

Вид со торца вакуумной колбы

Вид со торца вакуумной колбы

Коллектор обеспечивает максимально широкую диаграмму направленности при приеме солнечной энергии, сохраняя высокую эффективность даже при падении лучей под углом. Коэффициент концентрации 1,4 означает получение до 40% дополнительной энергии. В конструкции коллектора также предусмотрен эффективный отбор тепла с помощью проточных каналов.

Спецификация

  • Полная площадь — 2,7 м2
  • Площадь апертуры — 2,41 м2
  • Длина — 2211 мм
  • Ширина — 1220 мм
  • Высота — 406 мм

Габариты коллетора XCPC

Габариты коллетора XCPC

Тестирование

Тестирование производилось при температурах на выходе 160, 200 и 230 С с КПД при этом 55%, 53%, 44% соответсвенно. Параметры солнечного излучения при тестировании *titled radiation* 930, 930, 913 Вт/м2, direct normal radiation 838, 855, 829  Вт/м2.

Тестовая установка коллекторов xcpc

Тестовая установка коллекторов xcpc

Испытание коллектора в Монголии

Испытание коллектора в Монголии

Температура стагнации коллектора зимой в Монголии

Температура стагнации коллектора зимой в Монголии

Источник: www.articsolar.com

Читайте также: