کارایی کلکتور حرارتی خورشیدی به توانایی یک کلکتور حرارتی خورشیدی برای تبدیل نور خورشید به گرمای قابل استفاده اشاره دارد. بهره وری یک عامل حیاتی در تعیین عملکرد و دوام اقتصادی یک سیستم حرارتی خورشیدی است. در اینجا چند نکته کلیدی در مورد کارایی کلکتور حرارتی خورشیدی وجود دارد:
انواع کلکتورهای حرارتی خورشیدی:
انواع مختلفی از کلکتورهای حرارتی خورشیدی وجود دارد که هر کدام بازده متفاوتی دارند:
کلکسیونرهای صفحه تخت: اینها رایج ترین هستند و بازدهی معمولاً از 30٪ تا 60٪ متغیر است.
کلکسیونرهای لوله تخلیه شده: اینها می توانند راندمان بالاتری داشته باشند که اغلب از 40٪ تا 70٪ متغیر است، به دلیل توانایی آنها در به حداقل رساندن اتلاف گرما.
کلکسیونرهای متمرکز: اینها از آینه یا عدسی برای متمرکز کردن نور خورشید بر روی یک ناحیه جذب کننده کوچکتر استفاده می کنند و می توانند بازدهی 60٪ یا بیشتر را به دست آورند.
عوامل موثر بر کارایی:
عوامل متعددی بر کارایی یک کلکتور حرارتی خورشیدی تأثیر می گذارد:
جذب: توانایی ماده جاذب در جذب تابش خورشیدی. مقادیر جذب بالا (نزدیک به 1.{1}}) مطلوب است.
انتشار: توانایی ماده جاذب در انتشار گرما. مقادیر انتشار کمتر برای به حداقل رساندن اتلاف حرارت بهتر است.
انتقال: توانایی ماده لعاب در عبور نور خورشید. مقادیر انتقال بالا (نزدیک به 1.{1}}) مطلوب است.
عایق: اثربخشی عایق در به حداقل رساندن اتلاف حرارت از پشت و کناره های کلکتور.
اتلاف حرارت: سرعت از دست رفتن گرما از کلکتور به محیط اطراف که به اختلاف دمای کلکتور و محیط و همچنین مقاومت حرارتی کلکتور بستگی دارد.
دمای عملیاتی: دمایی که کلکتور در آن کار می کند. دمای عملیاتی بالاتر می تواند به دلیل افزایش اتلاف حرارت، راندمان را کاهش دهد.
زاویه بروز: زاویه برخورد نور خورشید به کلکتور. زوایای فرود بهینه، جذب تابش خورشیدی را به حداکثر می رساند.
جهت گیری و شیب: جهت (آزیموت) و شیب (ارتفاع) کلکتور نسبت به مسیر خورشید.
محاسبه بازده:
راندمان یک کلکتور حرارتی خورشیدی اغلب به صورت نسبت گرمای جمع آوری شده توسط کلکتور به انرژی خورشیدی تابیده شده در سطح کلکتور بیان می شود. با استفاده از فرمول زیر قابل محاسبه است:
کجا:
ηη کارایی کلکتور است.
QcollectedQcollected انرژی گرمایی جمع آوری شده توسط کلکتور (به ژول یا BTU) است.
II تابش خورشیدی است که روی سطح کلکتور فرو میرود (بر حسب W/m² یا Btu/ft²·hr).
AA مساحت کلکتور (به متر مربع یا فوت مربع) است.
تست استاندارد:
کارایی کلکتورهای خورشیدی اغلب تحت شرایط تست استاندارد تعیین می شود، مانند مواردی که توسط سازمان بین المللی استاندارد (ISO) 9806 یا شرکت رتبه بندی و صدور گواهینامه خورشیدی (SRCC) تعریف شده است. این تست ها یک روش استاندارد برای مقایسه عملکرد کلکتورهای مختلف ارائه می دهند.
بهبود کارایی:
برای بهبود کارایی یک کلکتور حرارتی خورشیدی، تولید کنندگان و سازندگان DIY می توانند بر روی موارد زیر تمرکز کنند:
استفاده از مواد جاذب با کیفیت بالا و انتشار کم.
دارای لعاب با قابلیت عبور بالا و کم آهن.
افزودن عایق موثر برای کاهش اتلاف حرارت.
طراحی کلکتور برای بهینه سازی جریان سیال انتقال حرارت.
حصول اطمینان از جهت گیری مناسب و کج شدن کلکتور به مسیر خورشید.
به یاد داشته باشید که اگرچه راندمان بالا مطلوب است، عملکرد کلی و مقرون به صرفه بودن یک سیستم حرارتی خورشیدی به اندازه کلکتور، طراحی سیستم و کاربرد خاصی که برای آن استفاده می شود نیز بستگی دارد.
|
|
