Стартовая >> Архив >> Генерация >> Возобновляемые источники энергии

Использование пассивной солнечной энергии - Возобновляемые источники энергии

Оглавление
Возобновляемые источники энергии
Солнечная энергия
Использование пассивной солнечной энергии
Активное использование солнечной энергии
Солнечное электричество
Солнечный дом
Солнечное электричество в сельском хозяйстве
Солнечный пруд
Производство солнечных установок
Геотермальная энергия
Энергия ветра
Гидроэнергия
Энергия океанов
Энергия тепловых перепадов океанов
Биомасса
Анаэробное разложение биомассы
Газовые гидраты
Биотопливо
Водород
Водомазутные эмульсии
Сжатый и сжиженный природный газ
Топливо из угля
Заключение

Самый простой путь применения солнечной энергии заключается в постройке домов таким образом, чтобы было обеспечено её наиболее эффективное использование. Окна должны быть большими в располагаться на стенах зданий, обращенных к югу. Это же снизит и потребность в освещении в дневное время. Специальные виды оконного остекления, хотя стоимость их велика, отражают тепловую энергию обратно в помещения.
Солнечные лучи могут нагревать также воду в баках, кирпичные поверхности или же бетонные полы, желательно темного цвета. В этих случаях теплота накапливается в объемах вещества и может быть полезно использована. Такие пассивные системы могут быть установлены и в уже построенных домах, если они ориентированы на солнце правильным образом.

Избыточная тепловая энергия может накапливаться в изолированных объемах, заполненных веществами с
большой теплоемкостью(галька, вода и т.д.)
Аккумуляторы теплоты можно классифицировать по характеристикам физико-химических процессов, протекающих в теплоаккумулирующих материалах (ТАМ):

  1. аккумуляторы емкостного типа, в которых используется нагреваемый или охлаждаемый аккумулирующий материал без изменения его агрегатного состояния (природный камень, галька, вода, водные растворы солей и др.);
  2. аккумуляторы, в которых используется теплота фазового перехода (плавления или же затвердевания) вещества;
  3. аккумуляторы энергии, основанные на выделении и поглощении теплоты при обратимых химических и фотохимических реакциях.

Количество аккумулированной теплоты при отсутствии фазовых переходов ТАМ равно:
где М - масса ТАМ, кг;
Ср - удельная изобарная теплоемкость ТАМ, кДж/кг °С;
t2 и t1 -температуры ТАМ ДО и после зарядки аккумулятора, С.
Применение ТАМ фазового перехода (плавление-затвердевание) обеспечивает большую объемную плотность аккумулируемой энергии и позволяет уменьшить их массу и объем.
В табл. 1.1 приведены свойства ряда теплоаккумулирующих материалов.

Таблица 1.1
Свойства ряда теплоаккумулирующих материалов.

Другим способом аккумулирования теплоты является использование теплоты фазовых переходов. В то же время требования к веществам, которые аккумулируют эту теплоту, достаточно своеобразны: при высоких значениях теплоты фазового перехода температура перехода должна быть достаточно умеренна; эти веществом должны выдерживать многократные циклы преобразования и не  быть токсичными.
Этим требованиям отвечают некоторые гидраты, у которых молекулы воды занимают определенные места в кристаллической решетке, а также парафины и органические кислоты (табл. 1 .2).

Таблица 12
Свойства некоторых веществ, применяемых для аккумулирования солнечной теплоты

За счет добавки теплоаккумулирующих материалов, использующих теплоту фазового перехода (ТАМФП), в обычные строительные конструкции можно значительно увеличить их способность аккумулировать теплоту. Например, добавка 6 % ТАМФП по массе к обычному бетону увеличивает его способность накапливать теплоту на 40 %. Taкиe материалы могут помещаться в микрокапсулы из пластиков. Миллионы микрокапсул в виде порошка добавляют в обычные строительные материалы при изготовлении стен, полов, потолков и других конструкций. Институт солнечных энергетических систем в Германии (город Фрайбург) использует микрокапсулы диаметром 0,02 мм, заполненные парафином.
При проектировании аккумулятора теплоты необходимо соизмерять его стоимость с рабочими характеристиками. Некоторыми решающими факторами стоимости являются: выбор теплоаккумулирующей среды для теплового аккумулятора, которой могут служить, например, камни, вода или эвтектические соли; необходимое количество этой теплоаккумулирующей рабочей среды, измеряемое по весу или объему; размещение теплового аккумулятора либо в отапливаемом помещении, либо вне его; тип и размеры контейнера для аккумулирующей среды; теплообменники, если необходимо, для передачи или отбора теплоты от рабочего тела и устройство для перемещения теплоаккумулирующей среды через аккумулятор или теплообменники.
Из нескольких теплоаккумулирующих сред, пожалуй, наиболее известными являются камни. Хотя применение этого материала кажется сравнительно дешевым и легким решением, однако такой выбор не всегда обоснован. Основным преимуществом камней является их низкая стоимость, но из-за их малой теплоемкости масса аккумулятора получается значительной. Пассивные солнечные системы в сочетании с дополнительной тепловой изоляцией стен домов могут повысить стоимость постройки нового дома на 10-15 %, но зато стоимость затрат на отопление дома может быть снижена почти в два раза.



 
« Возможность эксплуатации котла ТП-170 на пониженных параметрах перегретого пара   Восстановление работоспособности металла котлотурбинного оборудования методом сварки »
электрические сети