به عنوان تامین کننده کلکتورهای صفحه تخت، من از نزدیک شاهد تاثیر عمیق پیری بر این دستگاه های انرژی خورشیدی ضروری بوده ام. کلکتورهای صفحه تخت سنگ بنای حوزه فناوری حرارتی خورشیدی هستند که به طور گسترده برای گرم کردن آب در محیط های مسکونی و تجاری استفاده می شود. با گذشت زمان، با این حال، عملکرد این کلکسیونرها به دلیل عوامل مختلف مرتبط با پیری می تواند به طور قابل توجهی تغییر کند.
تخریب فیزیکی اجزاء
یکی از واضح ترین راه هایی که پیری بر کلکتورهای صفحه تخت تأثیر می گذارد، از طریق تخریب فیزیکی اجزای آنها است. صفحه جاذب که معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته شده است، برای جذب تابش خورشید و انتقال آن به گرما بسیار مهم است. با افزایش سن کلکتور، صفحه جاذب می تواند خورده شود، به خصوص اگر در معرض شرایط محیطی سخت مانند رطوبت بالا، آب شور یا باران اسیدی قرار گیرد. خوردگی می تواند لایه ای از اکسید را روی سطح صفحه جاذب ایجاد کند که توانایی آن در جذب موثر انرژی خورشیدی را کاهش می دهد. این به این دلیل است که لایه اکسید به عنوان یک عایق عمل می کند و از انتقال مستقیم گرما از صفحه جاذب به سیالی که در کلکتور جریان دارد جلوگیری می کند.
لعاب که معمولاً از شیشه ساخته می شود نیز با افزایش سن دستخوش تغییراتی می شود. ترکهای میکرو میتوانند در طول زمان به دلیل تنش حرارتی، ارتعاشات مکانیکی یا ضربه ایجاد شوند. این ترک ها به هوا و رطوبت اجازه ورود به کلکتور را می دهند که می تواند منجر به خوردگی بیشتر صفحه جاذب و سایر اجزای داخلی شود. علاوه بر این، لعاب ممکن است کثیف یا خراشیده شود و میزان نفوذ نور خورشید به کلکتور را کاهش دهد. یک لعاب کثیف یا خراشیده می تواند بخش قابل توجهی از تابش خورشیدی ورودی را پراکنده و منعکس کند و در نتیجه کارایی کلی کلکتور صفحه تخت را کاهش دهد.
عایق داخل کلکتور صفحه تخت جزء دیگری است که با افزایش سن خراب می شود. عایق برای به حداقل رساندن اتلاف حرارت از کلکتور به محیط اطراف ضروری است. با گذشت زمان، مواد عایق می توانند به دلیل قرار گرفتن در معرض دما و رطوبت بالا ته نشین شوند، فشرده شوند یا تخریب شوند. در نتیجه مقاومت حرارتی عایق کاهش می یابد و گرمای بیشتری از کلکتور هدر می رود و عملکرد آن را کاهش می دهد.
تغییرات در خواص نوری
پیری همچنین می تواند باعث تغییراتی در خواص نوری کلکتور صفحه تخت شود. پوشش انتخابی روی صفحه جاذب به گونه ای طراحی شده است که دارای جذب زیاد تابش خورشیدی و انتشار کم تابش مادون قرمز باشد. با این حال، با گذشت زمان، این پوشش می تواند تخریب شود. قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش (UV)، دمای بالا و اکسیژن می تواند باعث واکنش های شیمیایی در پوشش شود که منجر به کاهش جذب و افزایش انتشار آن می شود.
هنگامی که جذب پوشش انتخابی کاهش می یابد، صفحه جاذب انرژی خورشیدی کمتری را جذب می کند. در عین حال، افزایش در انتشار به این معنی است که صفحه جاذب گرمای بیشتری را به محیط باز میتاباند. هر دوی این اثرات منجر به بازده کلی پایین تر کلکتور صفحه تخت می شود. به عنوان مثال، یک کلکتور صفحه تخت جدید با یک پوشش انتخابی با کیفیت بالا ممکن است جذب حدود 0.95 و انتشار 0.1 داشته باشد. اما پس از چندین سال استفاده، جذب می تواند به 0.9 یا کمتر کاهش یابد، و انتشار می تواند به 0.2 یا بیشتر افزایش یابد، که به طور قابل توجهی عملکرد کلکتور را کاهش می دهد.
تاثیر بر جریان سیال و انتقال حرارت
کانال های جریان سیال در کلکتور صفحه تخت نیز می توانند تحت تأثیر پیری قرار گیرند. رسوبات و رسوبات می توانند در طول زمان در داخل کانال ها جمع شوند، به خصوص اگر آب مورد استفاده در کلکتور دارای محتوای معدنی بالایی باشد. این تجمع جریان سیال را محدود می کند و مقدار گرمایی که می تواند از صفحه جاذب به سیال منتقل شود را کاهش می دهد.
علاوه بر این، لولهها و اتصالاتی که کلکتور صفحه تخت را به بقیه سیستم حرارتی خورشیدی متصل میکنند، میتوانند با افزایش سن دچار نشت یا انسداد شوند. نشت منجر به از دست دادن سیال انتقال حرارت می شود که می تواند منجر به کاهش عملکرد سیستم شود. انسدادها از گردش مناسب سیال جلوگیری می کنند و باعث گرم شدن ناهموار داخل کلکتور و کاهش کارایی کلی آن می شوند.
نظارت بر عملکرد و نگهداری
برای کاهش اثرات پیری در کلکتورهای صفحه تخت، نظارت و نگهداری منظم عملکرد ضروری است. نظارت بر عملکرد شامل اندازه گیری پارامترهایی مانند دمای ورودی و خروجی سیال، تابش خورشیدی و سرعت جریان سیال است. با تجزیه و تحلیل این داده ها در طول زمان، می توان هر گونه تغییر در عملکرد جمع کننده را تشخیص داد و مشکلات احتمالی را به موقع شناسایی کرد.
فعالیت های تعمیر و نگهداری شامل تمیز کردن لعاب برای حذف کثیفی و زباله، بازرسی صفحه جاذب برای علائم خوردگی، و بررسی عایق برای تخریب است. در صورت لزوم، پوشش انتخابی روی صفحه جاذب را می توان بازسازی یا جایگزین کرد تا خواص نوری آن بازیابی شود. کانال های جریان سیال نیز باید به صورت دوره ای شسته شوند تا رسوبات و رسوبات از بین برود و هرگونه نشتی یا گرفتگی در لوله ها و اتصالات باید به سرعت تعمیر شود.
ملاحظات بلند مدت اقتصادی
از منظر اقتصادی، پیری کلکتورهای صفحه تخت پیامدهای مهمی دارد. با کاهش عملکرد کلکتور در طول زمان، میزان آب گرم تولید شده توسط سیستم حرارتی خورشیدی نیز کاهش می یابد. این ممکن است منجر به افزایش اتکا به منابع انرژی معمولی مانند گاز یا برق برای تامین نیاز آب گرم شود. در نتیجه، هزینههای عملیاتی سیستم افزایش مییابد و ممکن است بازگشت سرمایه در سیستم حرارتی خورشیدی کاهش یابد.
از طرف دیگر، سرمایه گذاری در کلکتورهای صفحه تخت با کیفیت بالا و نگهداری مناسب می تواند طول عمر آنها را افزایش داده و عملکرد آنها را در طول زمان حفظ کند. در حالی که کلکتورهای باکیفیت ممکن است هزینه اولیه بالاتری داشته باشند، می توانند با کاهش نیاز به تعویض مکرر و به حداقل رساندن افزایش هزینه های عملیاتی ناشی از کهنه شدن، مزایای اقتصادی بلندمدت بهتری را ارائه دهند.
پیشنهاد ما به عنوان یک تامین کننده
در شرکت ما، اهمیت ارائه کلکتورهای صفحه تخت با کیفیت بالا را که می توانند در آزمون زمان مقاومت کنند، درک می کنیم. ما طیف گسترده ای ازکلکتور صفحه تخت آب گرم خورشیدیکه با مواد و تکنیک های ساخت پیشرفته طراحی شده اند تا اثرات پیری را به حداقل برسانند. ماکلکتورهای حرارتی خورشیدی صفحه تختمجهز به صفحات جاذب با کارایی بالا و لعاب بادوام برای اطمینان از حداکثر جذب انرژی خورشیدی و قابلیت اطمینان طولانی مدت.
اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد کلکسیونرهای صفحه تخت ما هستید یا می خواهید در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید، از شما دعوت می کنیم برای مشاوره با ما تماس بگیرید. ما متعهد هستیم که بهترین راه حل های حرارتی خورشیدی را به شما ارائه دهیم و به شما کمک کنیم تا از انرژی خورشیدی برای نیازهای آب گرم خود حداکثر استفاده را ببرید.
مراجع
- دافی، جی، و بکمن، WA (2013). مهندسی خورشیدی فرآیندهای حرارتی. جان وایلی و پسران
- Zondag، HA، van Helden، WGJ، de Vries، HJ، و van der Sluis، L. (2008). عملکرد کلکتورهای خورشیدی بررسی های انرژی تجدیدپذیر و پایدار، 12 (8)، 2131 - 2159.
- Garg، HP، و Adhikari، S. (2016). انرژی خورشیدی: مبانی، طراحی، مدل سازی و کاربردها. اسپرینگر.
