|
Солнечная энергия может быть преобразована в механическую по циклу Ренкина (парогенератор— турбина —электрогенератор). Энергию солнца используют для получения электричества в полупроводниковых термоэлектрических генераторах или с помощью фотопреобразователей.
В настоящее время солнечную энергию широко используют для получения теплоты, расходуемой на нужды теплохладоснабжения зданий и сооружений и на технологические цели. Применение солнечной энергии для этих целей в южных районах страны позволит на 30... 50% сократить расход органического топлива. В России разработано более 200 проектов комбинированного солнечно-котельного теплоснабжения зданий. Прошло практическую апробацию использование солнечной энергии для технологических целей.
В строительстве — это водовоздушные гелиосистемы, а также гелиоформы для тепловой обработки железобетонных изделий.
Гелиосистемы теплоснабжения, в отличие от традиционных на органическом топливе, дополнительно содержат гелиоприемник (коллектор), аккумулятор теплоты, циркуляционные насосы, а в некоторых случаях — теплонасосные установки. Гелиоприемники могут быть выполнены с концентраторами солнечной энергии в виде вогнутых отражателей различной формы или плоскими без концентраторов. Теплоносителем в гелиоприемнике служит вода, водные растворы солей, органические соединения или воздух.
Широко в системах теплоснабжения зданий и технологических установок используются плоские коллекторы, состоящие из плоских стальных штампованных панелей, одинарного остекления и теплоизоляции. При интенсивном солнечном облучении мощность коллектора составляет 0.4...0.45 кВт/м2, а максимальная температура нагреваемого теплоносителя 373 К.
Интенсивность солнечной энергии в течение суток неравномерна. Для выравнивания суточных нагрузок и приведения в соответствие теплопоступлений от Солнца с теплопотреблением абонентов используют аккумуляторы теплоты. Теплоаккумулирующими веществами могут служить вода, органические соединения и легкоплавкие вещества, имеющие температуру плавления в диапазоне температур нагрева теплоносителя в гелиоприемнике.
Для получения теплоты повышенного потенциала в гелиосистемах используют тепловые насосы. В зависимости от источника тепловой энергии и вида теплоносителя в системе теплоснабжения различают следующие типы тепловых насосов: воздух — воздух; воздух— вода; вода —вода.
Рис.2.6.4 Схема водовоздушной гелиосистемы теплоснабжения технологической
установки
В водовоздушной гелиосистеме теплоснабжения технологической установки для прогрева строительных изделий (рис. 2.6.4) горячую воду из теплового аккумулятора насосом подают в контактный теплообменнпк. Туда же вентилятором направляют охлажденный после камеры воздух. После подогрева и увлажнения воздух поступает в камеру для прогрева изделий, а охлажденная вода — насосом в аккумулятор теплоты. Подогрев воды в аккумуляторе теплоты обеспечивается гелиоконтуром, включающим коллектор, насос и нагревательный элемент, а также резервным нагревателем.
Использование солнечной энергии в России в соответствии с программой развития нетрадиционной энергетики предусматривалось в 13 регионах: Алтайском, Краснодарском, Приморском, Ставропольском и Хабаровском краях, Кабардино-Балкарии, Калмыкии, Северной Осетии, Чечне и Ингушетии, Астраханской, Волгоградской и Ростовской областях.
Однако осуществляется программа пока только в четырех ре-
гионах: в Краснодарском крае (города Краснодар, Новороссийск,
Тимошевск, Усть-Лабннск), Ростовской обл. (г. Азов), Кабарди-
но-Балкарии (г. Нальчик) и в Дагестане (села Гимры, Рубас, Хун-
зах и др.).
Использование солнечной энергии для отопления, горячего водоснабжения, сушки овощей и фруктов и ряд других технологических процессов в сельском хозяйстве определяется объемом выпуска солнечных коллекторов.
Простейшая и наиболее дешевая система солнечного горячего водоснабжения основана на термосифонном принципе.
Система состоит из солнечного коллектора и расположенного выше него бака-аккумулятора горячей воды. Плотность воды, нагретой в коллекторе, меньше, чем плотность более холодной воды в нижней части бака-аккумулятора, в результате чего в контуре возникает циркуляция.
Когда бак-аккумулятор не может быть расположен выше коллектора (например, в больших системах), тогда циркуляция воды осуществляется насосом.
Помимо небольших солнечных систем теплоснабжения, рассчитанных на односемейный дом, все большее распространение получают системы, способные удовлетворить потребности многоквартирного дома или даже жилого района. Такие системы состоят из центрального блока теплоснабжения, распределительной сети и тепловых аккумуляторов.
В Краснодарском крае эксплуатируется шесть солнечно-топливных котельных в городах Краснодаре, Анапе, Новороссийске. Тимашевске, Усть-Лабинске общей площадью солнечных коллекторов 1000 м .
В установках применены солнечные коллекторы (СК) Братского, Тбилисского и Киевского заводов. Анализ опыта работы солнечно-топливных котельных показал низкую надежность СК Братского завода, высокую стоимость СК других заводов и незаинтересованность эксплуатационного персонала в обслуживании гелиоустановок (техническое обслуживание систем горячего водоснабжения с применением солнечных коллекторов не всегда соответствует техническим условиям заводов-изготовителей).
Солнечные приставки могут выполняться по всем котельным, работающим по открытой схеме (т. е. на нужды горячего водоснабжения) при наличии территории для размещения СК более 2 тыс. м" (пустыри, эстакады и пр.). Гелиоприставки можно сооружать к существующим котельным и вновь проектируемым. Мощность солнечных приставок может составлять 5...30 % от мощности котельных, в среднем порядке 15 %.
|
.png)
