Napenergiával működő fűtési rendszerek. Napelemes fűtés: Mennyire hatékony? Napkollektoros hőellátó rendszerek hődiagramjai

2018-08-15

A Szovjetunióban több tudományos és mérnöki iskola működött a napenergia-ellátással kapcsolatban: Moszkva (ENIN, IVTAN, MEI stb.), Kijev (KievZNIIEPIO, Kijevi Építőmérnöki Intézet, Műszaki Termofizikai Intézet stb.), Taskent (Fizika, ill. Az Üzbég SSR Tudományos Akadémiájának Technológiai Intézete, TashZNIIEP), Ashgabat (a TSSR Tudományos Akadémia Napenergia Intézete), Tbiliszi ("Spetshelioteplomontazh"). Az 1990-es években Krasznodar, a védelmi komplexum (a moszkvai régióban található Reutov városa és Kovrov), a Tengerészeti Technológiai Intézet (Vladivosztok) és a Rostovteploelektroproekt szakemberei csatlakoztak ehhez a munkához. A naperőművek eredeti iskoláját Ulan-Udában hozta létre G.P. Kasatkin.

A szoláris fűtés a világ egyik legfejlettebb napenergia-átalakítási technológiája fűtésre, meleg vízre és hűtésre. 2016-ban a világ napkollektoros fűtési rendszereinek teljes kapacitása 435,9 GW (622,7 millió m²) volt. Oroszországban a szoláris hőellátás még nem kapott széleskörűt gyakorlati használat, amely elsősorban a hő és villamos energia viszonylag alacsony tarifáihoz kapcsolódik. Ugyanebben az évben hazánkban szakértői adatok szerint mindössze mintegy 25 ezer négyzetméternyi naperőmű üzemelt. ábrán. Az 1. ábrán Oroszország legnagyobb napelemes üzemének fényképe látható Narimanov városában, Asztrahán régióban, 4400 m² területtel.

Figyelembe véve a megújuló energia fejlesztésének globális trendjeit, az oroszországi szoláris hőellátás fejlesztése megköveteli a hazai tapasztalatok megértését. Érdekes megjegyezni, hogy a napenergia gyakorlati felhasználásának kérdéseit a Szovjetunióban állami szinten 1949-ben vitatták meg Moszkvában a napenergia-mérnöki témájú első szövetségi találkozón. Speciális figyelemépületek aktív és passzív szoláris fűtési rendszereire összpontosított.

Az aktív rendszer projektet V.A.Mikhelson fizikus fejlesztette ki és hajtotta végre 1920-ban. Az 1930-as években a passzív szoláris fűtési rendszereket a szoláris technológia egyik kezdeményezője - Boris Konstantinovich Bodashko mérnök-építész (Leningrád városa) fejlesztette ki. Ugyanebben az években a műszaki tudományok doktora, Boris Petrovich Veinberg professzor (Leningrád) kutatásokat végzett a Szovjetunió napenergia-forrásairól, és kidolgozta a naperőművek építésének elméleti alapjait.

1930-1932-ben KG Trofimov (Tashkent városa) kifejlesztett és tesztelt egy szoláris légfűtőt, amelynek fűtési hőmérséklete akár 225 ° C. A napkollektorok és a szolár melegvíz-rendszerek (HMV) fejlesztésének egyik vezetője Ph.D. Borisz Valentinovics Petuhov. Az általa 1949-ben megjelent "Csőrendszerű szolár vízmelegítők" című könyvében a lapos napkollektorok (SC) fejlesztésének megvalósíthatóságát és főbb tervezési megoldásait támasztotta alá. A melegvíz-ellátó rendszerek napelemes telepeinek építésében szerzett tíz éves tapasztalata (1938-1949) alapján módszertant dolgozott ki azok tervezésére, kivitelezésére és üzemeltetésére. Így hazánkban már a múlt század első felében kutatások folytak minden típusú szoláris hőellátó rendszerről, beleértve a napsugárzás lehetőségét és számítási módszereit, a folyadék- és levegős napkollektorokat, a melegvíz-ellátás napelemes berendezéseit. rendszerek, aktív és passzív szoláris fűtési rendszerek. ...

A legtöbb területen a szovjet kutatás-fejlesztés a szoláris hőellátás területén vezető pozíciót foglalt el a világon. Ugyanakkor a Szovjetunióban nem kapott széles körű gyakorlati alkalmazást, és kezdeményezési alapon fejlesztették ki. Tehát, Ph.D. BV Petukhov több tucat naperőművet tervezett és épített saját tervezésű SC-vel a Szovjetunió határállomásain.

Az 1980-as években, az úgynevezett „energia világválság” által elindított külföldi fejlesztések nyomán, a hazai fejlesztések a napenergia területén sokkal élénkebbé váltak. Az új fejlesztések kezdeményezője az Energetikai Intézet volt. G. M. Krzhizhanovsky Moszkvában (ENIN), amely 1949 óta gyűjtött tapasztalatot ezen a területen.

Az Állami Tudományos és Technológiai Bizottság elnöke, VAKirillin akadémikus számos európai tudományos központot felkeresett, amelyek kiterjedt kutatásba és fejlesztésbe kezdtek a megújuló energia területén, és 1975-ben az intézet utasításai szerint részt vett a ebben az irányban dolgozni. magas hőmérsékletek A Szovjetunió Tudományos Akadémiája Moszkvában (jelenleg Joint Institute for High Temperatures, JIHT RAS).

Az 1980-as években a Moszkvai Energetikai Intézet (MEI), a Moszkvai Építőmérnöki Intézet (MISS) és a Könnyűötvözetek All-Union Institute (VILS, Moszkva) kutatásokat kezdett a napenergia-ellátás területén. 1980-as évek.

A nagy teljesítményű napelemes erőművek kísérleti projektjeinek kidolgozását a Központi Kísérleti Tervezési Kutató és Tervező Intézet (TsNII EPIO, Moszkva) végezte.

A szoláris hőellátás fejlesztésének második legfontosabb tudományos és mérnöki központja Kijev (Ukrajna) volt. A Szovjetunió vezető szervezete a lakhatási célú naperőművek tervezésében kommunális szolgáltatások A Szovjetunió Gosgrazhdanstroyja meghatározta a Kijevi Övezeti Kutató és Tervező Intézetet (KievZNIIEP). Az ilyen irányú kutatásokat a Kijevi Mérnöki és Építőipari Intézet, az Ukrán Tudományos Akadémia Műszaki Termofizikai Intézete, az Ukrán SSR Tudományos Akadémia Anyagtudományi Probléma Intézete és a Kijevi Elektrodinamikai Intézet végezte. .

A Szovjetunió harmadik központja Taskent városa volt, ahol az Üzbég SSR Tudományos Akadémia Fizikai-Műszaki Intézete és a Karshi Állami Pedagógiai Intézet foglalkozott kutatással. A naperőművek projektjeinek fejlesztését a Tashkent Zonal Research and Design Institute TashZNIIEP végezte. A szovjet időkben a napenergiával történő hőellátást Asgabat városában a Türkmén SSR Tudományos Akadémia Napenergia Intézete kezelte. Grúziában a "Spetshelioteplomontazh" (Tbiliszi) egyesület és a grúz Energetikai és Hidraulikus Szerkezetek Kutatóintézete napkollektorokkal és napelemekkel kapcsolatos tanulmányokat végzett.

Az 1990-es években az Orosz Föderációban Krasznodar város, a védelmi komplexum (JSC "MIC" NPO Mashinostroeniya ", Kovrov Mechanical Plant), Tengerészeti Technológiai Intézet (Vlagyivosztok város), Rostovteploelektroproekt, valamint a védelmi komplexum szakemberei. mint Szocsi Balneológiai Intézet. A munka rövid áttekintést ad a tudományos koncepciókról és a mérnöki fejlesztésekről.

A Szovjetunióban a napenergia-hőellátás tudományos fő szervezete az Energiaintézet (ENIN *, Moszkva) volt. kb. szerző: Az ENIN tevékenységét a napenergia-hőellátás területén a műszaki tudományok doktora, Borisz Vlagyimirovics Tarnizhevsky professzor (1930-2008) ismerteti az ENIN gyűjtemény „Solar Circle” című cikkében. A legrégebbi alkalmazottak emlékei "(2000).), amelyet 1930-ban szervezett és az 1950-es évekig a szovjet energiaipar vezetője, V. I. Lenin személyes barátja, Gleb Maksimilianovics Krzhizhanovsky (1872-1959) vezetett.

Az ENIN-ben G. M. Krzhizhanovsky kezdeményezésére az 1940-es években napelemes mérnöki laboratóriumot hoztak létre, amelynek élén először a műszaki tudományok doktora, F. F. Molero professzor, majd hosszú évek(1964-ig) a műszaki tudományok doktora, Valentin Alekseevich Baum professzor (1904-1985), aki a laboratóriumvezetői feladatokat az ENIN igazgatóhelyettesi munkájával egyesítette.

VA Baum azonnal felfogta a dolog lényegét, és fontos tanácsokat adott a végzős hallgatóknak a munka folytatásával vagy befejezésével kapcsolatban. Diákjai hálával emlékeztek vissza a laboratóriumi szemináriumokra. Nagyon érdekesek voltak és nagyon jó szinten. VA Baum igen széles műveltségű tudós volt, magas kultúrájú, nagy érzékenységű és tapintatos ember. Mindezeket a tulajdonságait érett öregkoráig megőrizte, felhasználva tanítványai szeretetét és tiszteletét. Magas professzionalizmus, tudományos megközelítés és tisztesség jellemezte ezt a rendkívüli embert. Irányításával több mint 100 kandidátusi és doktori disszertáció készült.

1956 óta B. V. Tarnizhevsky (1930-2008) V. A. Baum posztgraduális hallgatója, és eszméinek méltó utódja. Magas professzionalizmus, tudományos megközelítés és tisztesség jellemezte ezt a rendkívüli embert. Több tucat tanítványa között van ennek a cikknek a szerzője. Az ENIN B.V.-ben Tarnizhevsky korábban dolgozott utolsó napokélettartama 39 év. 1962-ben a moszkvai Összoroszországi Energiaforráskutató Intézetben dolgozott, majd 13 évvel később visszatért az ENIN-hez.

1964-ben, miután VA Baumot a Türkmén SSR Tudományos Akadémia rendes tagjává választották, Ashgabatba távozott, ahol a Fizikai-Műszaki Intézetet vezette. Jurij Nyikolajevics Malevszkij (1932-1980) lett az utódja a szoláris technológiai laboratórium vezetőjeként. Az 1970-es években felvetette a Szovjetunióban egy 5 MW teljesítményű, termodinamikai konverziós ciklusú torony típusú kísérleti naperőmű létrehozását (SES-5, a Krím-félszigeten), és vezetett egy 15 szervezetből álló nagy létszámú csapat fejlesztésére és kivitelezésére.

Yu. N. Malevsky másik ötlete az volt, hogy a Krím déli partján hozzon létre egy komplex kísérleti bázist a napenergia hő- és hidegellátására, amely egyben meglehetősen nagy bemutató objektum és kutatóközpont is lenne ezen a területen. A probléma megoldására B. V. Tarnizhevsky 1976-ban visszatért az ENIN-hez. Ekkor a napelemes laboratóriumban 70 ember dolgozott. 1980-ban, Yu.N. Malevsky halála után a napenergia-technikai laboratóriumot naperőművek laboratóriumára osztották (V.A. B.V. Tarnizhevsky vezette, aki a krími hő- és hidegellátási bázis létrehozásával foglalkozott. Mielőtt az ENIN-hez csatlakozott, I. V. Baum a Türkmén SSR Tudományos Akadémia „Sun” nonprofit szervezetének laboratóriumát irányította (1973-1983) Ashgabatban.

Az ENIN-ben I. V. Baum volt a SES laboratóriumának vezetője. 1983 és 1987 között sokat tett a Szovjetunió első termodinamikus naperőművének létrehozásáért. Az 1980-as években a megújuló energiaforrások és mindenekelőtt a napenergia felhasználásával kapcsolatos munka érte el a legnagyobb fordulatot az intézetben. 1987-ben befejeződött a krími kísérleti bázis építése az Alushta régióban. Működéséhez a helyszínen speciális laboratóriumot hoztak létre.

Az 1980-as években a szoláris hőszolgáltató laboratórium részt vett a napkollektorok tömegipari gyártásban történő megvalósításában, a napelemes és melegvíz-ellátó létesítmények kialakításában, beleértve az 1000 m²-nél nagyobb alapterületű nagyokat és más nagyszabásúakat. projektek.

Ahogy BV Tarnizhevsky felidézte, a 80-as években a szoláris hőszolgáltatás területén pótolhatatlan volt Szergej Joszifovics Szmirnov tevékenysége, aki részt vett az ország első napelemes kazánházának létrehozásában Szimferopol egyik szállodájában, számos egyéb szoláris létesítmények, a szoláris fűtőberendezések tervezésére szolgáló tervezési technikák kidolgozása során. SI Smirnov nagyon figyelemre méltó és népszerű személy volt az intézetben.

Az erős értelem, a kedvességgel és a jellem bizonyos mértékű impulzivitásával párosítva egyedi varázst teremtett ennek a személynek. Yu. L. Myshko, BM Levinsky és más munkatársak dolgoztak vele a csoportjában. A Galina Aleksandrovna Gukhman vezette szelektív bevonatfejlesztő csoport kifejlesztett egy technológiát a szelektív abszorbeáló bevonatok kémiai leválasztására a napkollektorok abszorberein, valamint technológiát hőálló szelektív bevonat felvitelére a koncentrált napsugárzás cső alakú vevőire.

Az 1990-es évek elején a Solar Heating Laboratory tudományos és szervezeti vezetést biztosított egy új generációs napkollektor projekthez, amely a Fenntartható Energia Program része volt. 1993-1994-re a kutatás-fejlesztési munka eredményeként olyan terveket lehetett készíteni és megszervezni a napkollektorok gyártását, amelyek hőtechnikailag és működési jellemzőikben nem alacsonyabbak a külföldi kollektoroknál.

B. V. Tarnizhevsky vezetése alatt a GOST 28310-89 „Napkollektorok. Gyakoriak műszaki feltételek". A lapos napkollektorok (PSC) tervezésének optimalizálására Borisz Vlagyimirovics általánosított kritériumot javasolt: a kollektor költségének elosztását a becsült élettartam alatt megtermelt hőenergia mennyiségével.

V utóbbi évek A Szovjetunió a műszaki tudományok doktora, BV Tarnizhevsky professzor vezetésével nyolc napkollektor terveit és technológiáját dolgozták ki: egy rozsdamentes acél paneles abszorberrel, kettő alumíniumötvözetből készült abszorberekkel, három abszorberekkel és átlátszó szigeteléssel készült. polimer anyagokból, kétféle légkollektor kivitelben. Kidolgozták a lemezcsöves alumíniumprofilok olvadékból történő előállításának technológiáit, az edzett üveg előállításának technológiáját, valamint a szelektív bevonat felvitelét.

Az ENIN által kifejlesztett napkollektor konstrukcióját a bratszki üzem sorozatban gyártotta fűtőberendezések... Az abszorber egy préselt-hegesztett acéllemez, szelektív galvanikus bevonattal, „fekete króm”-mal. Kovácsolt test (vályú) - acél, üveg - ablak, üvegtömítés - speciális (guerlain). Évente (1989-es adatok szerint) az üzem 42,3 ezer m² kollektort gyártott.

B. V. Tarnizhevsky módszereket dolgozott ki az épületek aktív és passzív hőellátó rendszereinek kiszámítására. 1990 és 2000 között 26 különböző napkollektort teszteltek az ENIN standján, amelyek mindegyike a Szovjetunióban és Oroszországban készült.

1975-ben a Tudományos Akadémia Magas Hőmérsékleti Intézete (IVTAN) az Orosz Tudományos Akadémia levelező tagja, a műszaki tudományok doktora, Ewald Emilievich Shpilrain professzor (1926-2009) vezetésével bekapcsolódott a munkába. megújuló energia. Az IVTANA megújuló energiával kapcsolatos munkáját Ph.D. O.S. Popel a „JIHT RAS. Eredmények és kilátások ”az Intézet 2010-es jubileumi cikkgyűjteményéből. Rövid időn belül a tervező szervezetekkel közösen kidolgozták és alátámasztották az ország déli részének "napelemes" házak koncepcionális projektjeit, kidolgozták a napenergia-ellátó rendszerek matematikai modellezési módszereit, az első orosz tudományos tesztelési terület tervezését. Nap" kezdődött a Kaszpi-tenger partján, Mahacskala város közelében.

Az ICT RAS-ban először egy tudományos csoportot, majd egy laboratóriumot hoztak létre Oleg Szergejevics Popel vezetésével, amelyben az ICT RAS Speciális Tervező Iroda munkatársaival közösen biztosították a koordinációt, számításokat és elméleti a kidolgozás alatt álló projektek indoklása, kutatások kezdődtek a napkollektorok elektrokémiai optikai szelektív bevonatainak kialakítása terén, az úgynevezett "naptárak", hőszivattyúkkal kombinált szoláris fűtési rendszerek, szoláris szárítók fejlesztése, munka folyt. ki más irányokba.

Az ICT RAS csapatának egyik első gyakorlati eredménye a „ napelemes otthon»Merdzavan faluban, Örményország Echmiadzin régiójában. Ez a ház lett a Szovjetunióban az első kísérleti energiahatékony "napelemes ház", amely a szükséges kísérleti diagnosztikai berendezésekkel felszerelt, és amelyen a projekt főtervezője, M. S. Kalashyan, az Armgiproselkhoz Intézettől 100%-ban biztosította a házat melegvízzel. víz és a fűtési terhelés fedezete 50% feletti szinten.

Egy másik fontos gyakorlati eredmény az volt, hogy a bratski üzemben bevezették a fűtőberendezéseket, amelyeket az ICT RAS-ban fejlesztettek ki az M.D. ebben a gyárban.

Az 1980-as évek közepén Dagesztánban üzembe helyezték az ICT RAS "Solntse" teszttelepét. A mintegy 12 hektáros területen elhelyezkedő hulladéklerakó, beleértve laboratóriumi épületek, különféle típusú "napelemes házak" csoportja, amelyek napkollektorokkal és hőszivattyúkkal vannak felszerelve. A tesztterületen a világ (akkoriban) egyik legnagyobb napsugárzás-szimulátora indult útnak. A sugárforrás egy nagy teljesítményű, 70 kW-os xenonlámpa volt, speciális optikai szűrőkkel, amely lehetővé tette a sugárzási spektrum szabályozását a transzatmoszférikustól (AM0) a földiig (AM1.5). A szimulátor létrehozása lehetővé tette gyorsított ellenállási tesztek elvégzését különféle anyagokés napsugárzás elleni festékek, valamint nagyméretű napkollektorok és fotovoltaikus modulok tesztelése.

Sajnos az 1990-es években a kutatás-fejlesztés költségvetési finanszírozásának meredek csökkenése miatt az ICT RAS által az Orosz Föderációban elindított projektek többségét be kellett fagyasztani. A megújuló energia területén végzett munka irányának megőrzése érdekében a laboratórium kutatását és fejlesztését a vezető külföldi központokkal való tudományos együttműködésre irányították át. Az INTAS és TASIS programok, az Európai Keretprogram energiatakarékossági, hőszivattyús és szoláris adszorpciós hűtőegységek területén valósultak meg olyan projektek, amelyek másrészt lehetővé tették a tudományos kompetenciák fejlesztését a kapcsolódó tudományterületeken, ill. technológia, az erőművek dinamikus modellezésének korszerű módszereinek elsajátítása és alkalmazása (Ph.D. S. E. Frid).

O.S. Popel kezdeményezésére és vezetésével a Moszkvai Állami Egyetemmel (Ph.D. S.V. Kiselev) közösen kidolgozták az Orosz Föderáció napenergia-forrásainak atlaszát, valamint az oroszországi megújuló energiaforrások földrajzi információs rendszerét (Gisre. ru). A "Rostovteploelektroproekt" (Ph.DAA Chernyavsky) intézettel közösen a Kovrov Mechanikai Üzem napkollektoros napkollektoros rendszereit fejlesztették ki, építették és tesztelték fűtési és melegvíz-ellátó rendszerekhez az Orosz Tudományos Akadémia karacsáji speciális asztrofizikai obszervatóriumában. - Cserkeszia. A JIHT RAS létrehozta Oroszország egyetlen speciális termohidraulikus állványát a napkollektorok és szolárművek teljes körű termikus tesztelésére az orosz és külföldi szabványoknak megfelelően, ajánlásokat dolgoztak ki a napelemek használatára vonatkozóan az Orosz Föderáció különböző régióiban. További információ az Orosz Tudományos Akadémia Magas Hőmérsékletekkel foglalkozó Közös Intézetének kutatási és fejlesztési eredményeiről a megújuló energia területén O.S. Popel és V.E. modern világ» .

A Moszkvai Energetikai Intézetben (MPEI) a szoláris hőellátás kérdéseivel Ph.D. foglalkozott. V. I. Vissarionov, a műszaki tudományok doktora B. I. Kazandzhan és Ph.D. M. I. Valov.

V. I. Vissarionov (1939-2014) a „Nem hagyományos megújuló energiaforrások” osztályt vezette (1988-2004-ben). Irányítása alatt a napenergia-források számítása, a szoláris hőellátás fejlesztése folyt. MI Valov az MPEI munkatársaival együtt 1983-1987-ben számos cikket publikált a naperőművek tanulmányozásáról. Az egyik leginformatívabb könyv M. I. Valov és B. I. Kazandzhan "Szoláris hőellátó rendszerek" című munkája, amely az alacsony potenciálú szoláris berendezések problémáit vizsgálta ( sematikus diagramok, éghajlati adatok, SC jellemzői, lakás SC kialakításai), energetikai jellemzők számítása, szoláris hőellátó rendszerek felhasználásának gazdaságossága. a műszaki tudományok doktora A BI Kazandzhan kidolgozta az Altan lapos napkollektor tervezését és elsajátítását. Ennek a kollektornak az a sajátossága, hogy az abszorber alumínium bordaprofilból készül, amelybe rézcső van préselve, átlátszó szigetelésként cellás polikarbonátot használnak.

A Moszkvai Építőmérnöki Intézet (MISS) munkatársa, Ph.D. S. G. Bulkin hősemleges napkollektorokat fejlesztett ki (abszorberek átlátszó szigetelés és a test hőszigetelése nélkül). A munka jellemzője az volt, hogy a környezeti hőmérséklet alatt 3-5 ° C-kal hűtőfolyadékot biztosítottak számukra, valamint lehetőség volt a nedvesség kondenzációjának és a légköri levegő fagyképződésének látens hőjének felhasználására (napelemes panelek). Az ezekben a panelekben fűtött hőhordozót hőszivattyú ("levegő-víz") melegítette fel. A MISS-ben egy termosemleges napkollektorokkal felszerelt próbapad és több moldovai napelemes erőmű épült.

Az All-Union Institute of Light Alloys (VILS) kifejlesztett és legyártott egy SC-t sajtolt-hegesztett alumínium abszorberrel, a karosszéria zselésített poliuretán hab hőszigetelésével. 1991 óta az SC gyártását a nemvasötvözetek feldolgozására szolgáló bakui üzembe helyezték át. A VILS-ben 1981-ben fejlesztették ki Módszertani utasítások energiahatékony épületek tervezésére. Ezekben a Szovjetunióban először integrálták az abszorbert az épület szerkezetébe, ami javította a napenergia felhasználásának gazdaságosságát. Ennek az iránynak a vezetői a Ph.D. N. P. Selivanov és Ph.D. V. N. Szmirnov.

A moszkvai Műszaki Berendezések Központi Tudományos Kutatóintézete (TsNII EPIO) kidolgozott egy projektet, amelynek értelmében Ashgabatban 3,7 MW teljesítményű napenergiával működő kazánházat építettek ki, valamint egy projektet dolgoztak ki a napelemes hőszivattyús telepítésre. Privetlivy Bereg szálloda Gelendzhik városában, 690 m²-es területtel. Hőszivattyúként három darab MKT 220-2-0 típusú hűtőgépet használtak, amelyek a tengervíz hőjét használó hőszivattyús üzemmódban működtek.

A Szovjetunió vezető szervezete a napelemes erőművek tervezésében a KievZNIIEP Intézet volt, amely 20 szabványos és újrafelhasználható projektet dolgozott ki: önálló, természetes keringtetésű napenergiával működő melegvíz-ellátó egység egy egyedi lakóépület számára; 5, 7, 15, 25, 30, 70 m³ / nap kapacitású középületek szoláris melegvíz ellátásának egységes telepítése; tömegépítésű lakó- és középületek egységei, részei és berendezései; 2,5 termelékenységű, szezonális szoláris melegvíz-ellátó létesítmények; 10; harminc; 40; 50 m³ / nap; műszaki megoldások és módszertani ajánlások a fűtőkazánok heliüzemanyag-berendezéssé történő átalakítására.

Ez az intézet több tucat kísérleti projektet fejlesztett ki, többek között napenergiával működő melegvíz-ellátó rendszereket úszómedencékhez, napenergiával működő hőszivattyú-berendezést a melegvízellátáshoz. A KievZNIIEP projektje szerint megépült a Szovjetunió legnagyobb napelemes üzeme a Kastropol panzióban (Beregovoe falu, déli part) Krímben, 1600 m² területtel. A KievZNIIEP Intézet kísérleti üzemében napkollektorokat gyártottak, melyek abszorberei saját gyártású tekercsbordás alumínium csövekből készülnek.

Ukrajnában a napenergia-technika elméletei D.Sc. Mihail Davidovics Rabinovics (született 1948-ban), Ph.D. Alexey Ruvimovich Firth, Ph.D. Viktor Fedorovics Gershkovich (1934-2013). Ők voltak a Solar Hot Water tervezési szabványok és tervezési irányelvek fő kidolgozói. MD Rabinovich a napsugárzás, az SC hidraulikus jellemzői, a természetes keringésű szoláris berendezések, a szoláris hőellátó rendszerek, a szoláris kazánházak, a nagy teljesítményű szoláris létesítmények, a napelemes rendszerek kutatásával foglalkozott. A.R. Firth kidolgozta egy szimulátor állvány tervezését, és tesztelte az SC-t, vizsgálta a hidraulikus naperőművek szabályozását, a naperőművek hatékonyságának növelését. A Kijevi Építőmérnöki Intézetben Ph.D. Nyikolaj Vasziljevics Harcsenko. Szisztematikus megközelítést fogalmazott meg a szoláris hőellátó rendszerek fejlesztésére, kritériumokat javasolt energiahatékonyságuk értékelésére, megvizsgálta a szoláris hőellátó rendszer optimalizálását, és összehasonlította a napelemes rendszerek számítási módszereit. Egyik legteljesebb könyve a kis (egyedi) szoláris létesítményekről szól hozzáférhetőségéről és információs tartalmáról. A Kijevi Elektrodinamikai Intézetben a naperőművek üzemmódjainak matematikai modellezésének kérdéseiről, SC, kísérleti kutatás napkollektorok energetikai jellemzői, amelyeket Ph.D. dolgozott ki. A. N. Stronsky és Ph.D. A. V. Suprun. A műszaki tudományok kandidátusa a kijevi naperőművek matematikai modellezésével is foglalkozott. V. A. Nyikiforov.

Az üzbegisztáni (Tashkent) napelemes mérnöki tudományos mérnöki iskola vezetője a műszaki tudományok doktora, Rabbanakul Rakhmanovich Avezov professzor (született 1942-ben). 1966-1967-ben a türkmenisztáni Ashgabat Fizikai-Műszaki Intézetben dolgozott a műszaki tudományok doktora, V. A. Baum professzor irányítása alatt. RR Avezov az Üzbegisztáni Fizikai-Technikai Intézet tanárának ötleteit fejleszti, amely nemzetközi kutatóközponttá vált.

Tudományos kutatási irányok R. R. Avezov ben megfogalmazott doktori disszertáció(1990, ENIN, Moszkva), eredményeit pedig a „Szoláris fűtési és melegvíz-ellátó rendszerek” című monográfia foglalja össze. Kidolgozza többek között lapos napkollektorok exergiaelemzési módszereit, aktív és passzív szoláris fűtési rendszerek létrehozását. a műszaki tudományok doktora RR Avezov nagy tekintélyt és nemzetközi elismerést szerzett a Szovjetunió és a FÁK országok egyetlen szakfolyóiratának, az Applied Solar Energy-nek ("Heliotekhnika"), amely angol nyelven jelenik meg. Lánya, Nilufar Rabbakumovna Avezova (született 1972-ben) - a műszaki tudományok doktora, az Üzbegisztáni Tudományos Akadémia "Physics-Sun" Tudományos és Termelési Egyesületének főigazgatója.

A Taskent Zónális Lakó- és Középületek Kísérleti Tervezési Kutatóintézetében (TashZNIIEP) a naperőművek projektjeinek kidolgozását Ph.D. végezte. Juszuf Karimovics Rasidov (született 1954-ben). A "TashZNIIEP" intézet tíz szabványos projektet dolgozott ki lakóépületekre, napenergiával működő kazánházakra, napelemes kazánházra, beleértve a napelemes berendezéseket 500 és 100 l / nap kapacitással, napenergiával működő két és négy kabin számára. 1984 és 1986 között 1200 szabványos napelem-projektet valósítottak meg.

A Taskent régióban (Iljicsevszk település) egy 56 m²-es, kétlakásos napelemes házat építettek fűtéssel és melegvíz ellátással, napelemes erőművel. A Karshi Állami Pedagógiai Intézetben A.T. Teymurkhanov, A.B. Vardiyashvili és mások lapos napkollektorok kutatásával foglalkoztak.

türkmén tudományos iskola szoláris hőellátást a Ph.D. hozta létre. V. A. Baum, akit 1964-ben választottak meg a köztársaság akadémikusává. Az Ashgabat Fizikai és Technológiai Intézetben napenergia osztályt szervezett, és 1980-ig az egész intézetet vezette. 1979-ben a Napenergia Tanszék bázisán létrehozták a Türkmenisztáni Napenergia Intézetet, amelynek élén V. A. Baum tanítványa, a műszaki tudományok doktora állt. Recep Bayramovich Bayramov (1933-2017). Ashgabat külvárosában (Bikrova faluban) megépült az intézet tudományos kísérleti területe, amely laboratóriumokból, próbapadokból, tervezőirodából, műhelyekből állt, 70 fős alkalmazottal. VA Baum élete végéig (1985) ebben az intézetben dolgozott. RB Bayramov a műszaki tudományok doktorával együtt Ushakova Alda Danilovna lapos napkollektorokat, szoláris fűtési rendszereket és szoláris sótalanító berendezéseket vizsgált. Figyelemre méltó, hogy 2014-ben Ashgabatban újra létrehozták a Türkmenisztáni Napenergia Intézetet - NPO "GUN".

A "Spetsgelioteplomontazh" (Tbiliszi) tervező és gyártó egyesületben és a grúz Energetikai és Hidraulikus Szerkezeti Kutatóintézetben Dr. Sc. vezetésével. Nugzar Varlamovich Meladze (született 1937-ben) napkollektorok, egyedi szolár melegvíz-berendezések, szolár berendezések és szoláris hőszivattyú-rendszerek tervezését és sorozatgyártását sajátították el. Meghatározták Grúzia különböző régióiban a naperőművek építésének megtérülési feltételeit, a napkollektorok különféle kiviteleit tesztelték próbapadon, teljes körű körülmények között.

A "Spetsgelioteplomontazh" napkollektorok korukban optimális kialakításúak voltak: sajtolt-hegesztett acél abszorber fényezés, karosszéria - alumínium profilból és horganyzott acélból, ablaküveg, hőszigetelés - hab és fólia tetőfedő anyagból.

N. V. Meladze szerint csak a kaukázusi régióban 1990-re 46,9 ezer m2 napkollektort telepítettek, ebből 42,7% szanatóriumokban és szállodákban, 39,2% ipari napelemes létesítményekben, valamint mezőgazdasági létesítményekben - 13,8%, sportlétesítmények - 3,6%, egyéni telepítések - 0,7%.

A szerző szerint a Krasznodar Területen 1988-1992-ben 4620 m² "Spetsgeliomontazh" napkollektort telepítettek. Az SGTM munkáját a Georgian Research Institute of Energy and Hidraulic Structures (GruNIIEGS) tudósaival együttműködve végezték.

A "TbilZNIIEP" intézet öt szabványos szoláris rendszert (SU) dolgozott ki, valamint egy szoláris hőszivattyú telepítési projektet. Az SGTM tartalmazott egy laboratóriumot, amelyben napkollektorokat és hőszivattyúkat tanulmányoztak. Acél, alumínium, műanyag folyadékelnyelők, üveges és üveg nélküli levegő SC-k, sűrítős SC-k, különféle kivitelű termoszifon egyedi HU-k kerültek kifejlesztésre. 1989. január 1-ig a "Spetsgeliomontazh" 261 HU-t épített 46 ezer négyzetméter összterülettel és 85 egyedi szolárberendezést melegvíz-ellátó rendszerekhez, 339 négyzetméter területtel.

ábrán. A 2. ábrán egy napelemes erőmű látható a krasznodari Rashpilevskaya utcában, amely 15 éve sikeresen működik a "Spetsgelioteplomontazh" kollektorokkal (320 db, 260 m² összterülettel).

A napenergia-hőellátás fejlesztését a Szovjetunióban és Oroszországban a hatóságok oldaláról dr. Pavel Pavlovich Bezrukikh (született 1936-ban). 1986-1992-ben a Szovjetunió Minisztertanácsa Üzemanyag- és energiakomplexum főszakértőjeként felügyelte a napkollektorok sorozatgyártását a testvéri fűtőberendezések üzemében, Tbilisziben a Spetshelioteplomontazh egyesületnél. Bakui színesfémötvözet-feldolgozó üzem. Az ő kezdeményezésére és közvetlen közreműködésével dolgozták ki a Szovjetunió első megújuló energia fejlesztési programját 1987-1990-re.

PP Bezrukikh 1990 óta aktívan részt vett a „Környezetbarát energia” Állami Tudományos és Műszaki Program „Nem hagyományos energia” szakaszának kidolgozásában és végrehajtásában. Megjegyzi, hogy a program tudományos igazgatója, Ph.D. E. E. Shpilrain a Szovjetunió vezető tudósainak és szakembereinek vonzásáról a megújuló energiaforrások területén. 1992 és 2004 között PP Bezrukikh, aki az oroszországi üzemanyag- és energiaügyi minisztériumban dolgozott és az osztályt, majd a tudományos és műszaki haladás osztályát vezette, vezette a napkollektorok gyártásának megszervezését a Kovrov Mechanical Plant, NPO Mashinostroenie ( Reutov, Moszkvai régió), tudományos és műszaki fejlesztések komplexuma a szoláris hőellátásban, a Koncepció megvalósítása a kis és nem hagyományos energiaforrások fejlesztésére és felhasználására Oroszországban. Részt vett az első orosz szabvány, a GOST R 51595-2000 „Napkollektorok. Általános műszaki feltételek "és a nézeteltérések megoldása a GOST R tervezetének szerzője, a műszaki tudományok doktora. B. V. Tarnizhevsky és a kollektorgyártó (Kovrov Mechanical Plant) főtervezője, A. A. Lychagin.

2004-2013-ban az Energiastratégiai Intézetben (Moszkva), majd az ENIN energiatakarékossági és megújuló források osztályának vezetőjeként P. P. Bezrukikh tovább fejleszti, beleértve a napenergia-ellátást.

A krasznodari területen a napelemes erőművek tervezését és építését V. A. Butuzov hőenergetikus (született 1949-ben) kezdte el, aki a Kubanteplokommunenergo termelőszövetség hőellátásának ígéretes fejlesztését vezette. 1980-tól 1986-ig projekteket fejlesztettek és hat napelemes kazánházat építettek, összesen 1532 m² alapterülettel. Az évek során konstruktív kapcsolatok jöttek létre az IC gyártóival: Bratsk üzem, "Spetsgelioteplomontazh", KijevZNIIEP. A napsugárzási adatok hiánya miatt a szovjet klimatológiai referenciakönyvekben 1986-ban a krasznodari és a gelendzsiki meteorológiai állomásokon 1977-től 1986-ig megbízható eredmények születtek a naperőművek tervezésére.

Ph.D. disszertációjának 1990-es megvédése után a napenergia-technológia fejlesztésével kapcsolatos munkát a V. A. Butuzov által szervezett Krasznodari Közüzemi Akadémia Energiatakarékossági és Nemkonvencionális Energiaforrások Laboratóriuma (Moszkva) folytatta. Számos lapos SC-t fejlesztettek ki és fejlesztettek tovább, valamint állványt is készítettek ezek teljes körű teszteléséhez. A napelemes erőművek tervezése és építése terén szerzett tapasztalatok általánosítása eredményeként kidolgozásra került a „Közműves naperőművek és központi fűtési állomások tervezésének általános követelményei”.

A teljes napsugárzás feldolgozási eredményeinek elemzése alapján Krasznodar 14 év, Gelendzhik - 15 év 2004. új út a teljes napsugárzás havi értékeinek megadása azok maximális és minimális értékeinek, megfigyelésük valószínűségének meghatározásával. Meghatározták a teljes, közvetlen és szórt napsugárzás számított havi és éves értékeit a Krasznodar Terület 54 városára és közigazgatási központjára vonatkozóan. Megállapítást nyert, hogy a különböző gyártók SC-jének objektív összehasonlításához, a tanúsított próbapadon szabványos módszerrel kapott költségeik és energiajellemzőik összehasonlítása mellett, figyelembe kell venni a gyártás és az üzemeltetés energiafogyasztását is. Az SC szerkezet optimális költségét általános esetben a megtermelt hőenergia költségének és a becsült élettartamra vonatkozó gyártási, üzemeltetési költségek aránya határozza meg. A Kovrov Mechanikai Gyárral együtt kidolgozták és sorozatban gyártották az SC kialakítását, amely az orosz piac számára optimális költség- és energiaköltség-aránnyal rendelkezett. Projektek kidolgozására és szabványos, napi 200 l-től 10 m³-ig terjedő kapacitású szoláris melegvíz-ellátó egységek kiépítésére került sor. 1994 óta a South Russian Energy Company JSC-nél folytatják a naperőművek fejlesztését. 1987-től 2003-ig 42 napelemes erőmű fejlesztése és kivitelezése valósult meg, valamint 20 naperőmű tervezése valósult meg. V.A. munkájának eredményei Butuzovokat az ENIN-ben (Moszkva) megvédett doktori disszertációban foglaltuk össze.

2006 és 2010 között a Teploproektstroy LLC napelemes kazánokat tervezett és épített alacsony fogyasztású, amikor beépítik amelyben az SC nyáron, az üzemeltető személyzet csökken, ami csökkenti a naperőművek megtérülési idejét. Ezekben az években a szivattyúk leállásával olyan önleeresztő naperőműveket fejlesztettek és építettek, amelyekben az SC-ből a vizet a tartályokba vezetik, megakadályozva a hűtőfolyadék túlmelegedését. 2011-ben létrehoztak egy szerkezetet, elkészítették a lapos SC-k prototípusait, kifejlesztettek egy tesztpadot az uljanovszki SC-gyártás megszervezéséhez. 2009 és 2013 között a Yuzhgeoteplo JSC (Krasnodar) kidolgozott egy projektet, és Ust-Labinsk városában megépítette a Krasznodar Terület legnagyobb napelemes üzemét, 600 m² területtel (3. ábra). Ezzel párhuzamosan tanulmányokat végeztek az SC elrendezésének optimalizálására, figyelembe véve az árnyékolást, a munkaautomatizálást, az áramköri megoldásokat. 144 m² területű geotermikus napenergia-hőellátó rendszert fejlesztettek ki és építettek ki Rozovoy faluban, Krasznodar Területén. 2014-ben módszertant dolgoztak ki a napelemek gazdaságos megtérülésének felmérésére a napsugárzás intenzitásától, a napelemes erőmű hatásfokától, valamint a kiváltott hőenergia egységköltségétől függően.

VA Butuzov és a műszaki tudományok doktora, a Kubai Állami Agráregyetem professzora, Robert A. Amerkhanov (született 1948-ban) hosszú távú kreatív együttműködése a nagy teljesítményű napelemek létrehozásának elméleti alapjainak kidolgozásában valósult meg és valósult meg. geotermikus-szoláris hőellátó rendszerek. Vezetésével több tucat műszaki tudomány kandidátusát képezték ki, köztük a szoláris hőszolgáltatás területéről. R. A. Amerkhanov számos monográfiája foglalkozik a mezőgazdasági célú naperőművek tervezési kérdéseivel.

A napelemes erőművek tervezésének legtapasztaltabb szakembere a "Rostovteploelektroproekt" Intézet fő projektmérnöke, Ph.D. Adolf Alekszandrovics Csernyavszkij (született 1936-ban). Több mint 30 éve foglalkozik ezzel a területtel saját kezdeményezésére. Több tucat projektet dolgozott ki, amelyek közül sokat Oroszországban és más országokban valósítottak meg. Az egyedi szoláris fűtési és melegvíz-ellátó rendszereket az Orosz Tudományos Akadémia Magas Hőmérsékletekkel foglalkozó Közös Intézetének részlege ismerteti. A. A. Csernyavszkij projektjeit az összes szakasz kidolgozása jellemzi, beleértve a részletes gazdasági megvalósíthatósági tanulmányt is. A Kovrov Mechanikai Üzem napkollektorai alapján kidolgozták a "Javaslatok a szoláris hőellátó állomások tervezésére".

A. A. Csernyavszkij vezetésével létrehozta egyedi projektek hőkollektoros fotovoltaikus állomások Kislovodsk városában (6,2 MW elektromos, 7 MW termikus), valamint egy 150 MW teljes beépített kapacitású állomás Kalmykiában. Üzbegisztánban 30 MW, a rosztovi régióban 5 MW beépített villamos teljesítményű termodinamikus naperőművek egyedi projektjei fejeződtek be; A Fekete-tenger partján 40-50 m2 területű panziók napelemes létesítményeinek projektjei valósultak meg a szoláris fűtési rendszerek és a Karacsáj-Cserkesziában található speciális asztrofizikai obszervatórium objektumainak melegvízellátására. A Rostovteploelektroproekt Intézetet a fejlesztés mértéke jellemzi - napelemes hőellátó állomások lakossági települések és városok számára. Az intézet JIHT RAS-szal közösen végzett fejlesztéseinek főbb eredményeit a könyvben közöljük. Autonóm rendszerek energiaellátás ".

A Szocsi Állami Egyetem (Institute of Resort Business and Tourism) napelemes létesítményeinek fejlesztését a műszaki tudományok doktora, Pavel Vasilyevich Sadilov professzor, a Környezetmérnöki Tanszék vezetője irányította. A megújuló energia elindítója több naperőművet tervezett és épített, köztük 1997-ben Lazarevskoye faluban (Szocsi városa) 400 m²-en, a Balneológiai Intézet napelemes üzemét, több hőszivattyús üzemet. .

Az Orosz Tudományos Akadémia Távol-keleti Tagozatának Tengerészeti Technológiai Intézetében (Vladivosztok) a nemkonvencionális energia laboratóriumának vezetője, Ph.D. Alekszandr Vasziljevics Volkov, aki 2014-ben tragikusan meghalt, több tucat 2000 m² összterületű napelemet tervezett és épített, a napkollektorok helyszíni összehasonlító tesztjeinek állványát, új lapos SC-k tervezését, és tesztelte a vákuum SC-k hatékonyságát. kínai gyártóktól.

A kiváló tervező és személy, Adolf Aleksandrovich Lychagin (1933-2012) számos egyedi légvédelmi irányított rakéta, köztük a Strela-10M szerzője volt. Az 1980-as években a Kovrov Katonai Mechanikai Üzemben (KMZ) vezető tervezői pozícióban (kezdeményezés alapján) olyan napkollektorokat fejlesztett ki, amelyek nagy megbízhatósággal, optimális árral és energiahatékonysági aránnyal tűntek ki. Meg tudta győzni az üzem vezetőségét a napkollektorok sorozatgyártásának elsajátításáról, valamint egy gyári laboratórium létrehozásáról az SC tesztelésére. 1991 és 2011 között a KMZ körülbelül 3000 darabot gyártott. napkollektorok, amelyek mindhárom változatát új teljesítményjellemzők jellemezték. A kollektor "áramára" alapján, amelynél a különböző SC-konstrukciók költségeit ugyanazon napsugárzáshoz hasonlítják, A. A. Lychagin olyan kollektort készített, amelynek abszorbere sárgaréz csőrácsból készült, acél elnyelő bordákkal. Napkollektoros levegőkollektorokat terveztek és gyártottak. A legmagasabb mérnöki képesítést és intuíciót Adolf Aleksandrovicsban a hazaszeretet, a környezetbarát technológiák fejlesztésének vágya, az elvekhez való ragaszkodás és a magas művészi ízlés ötvözte. Miután két szívrohamot kapott, kifejezetten ezer kilométerre érkezhetett Madridba, hogy két napig tanulmányozza a Prado Múzeumban található csodálatos vásznakat.

A JSC "MIC" NPO Mashinostroeniya "(Reutov, Moszkvai régió) 1993 óta gyárt napkollektorokat. A vállalkozásnál a kollektorok és napkollektoros vízmelegítők terveinek kidolgozását a Központi Gépészmérnöki Tervező Iroda tervezési osztálya végzi. Projektmenedzser - Ph.D. Nyikolaj Vladimirovics Dudarev. A korai napkollektor-konstrukciókban a házak és a hegesztett abszorberek rozsdamentes acélból készültek. A cég egy 1,2 m²-es kollektorra alapozva 80 és 120 literes tartályos szoláris termoszifonos vízmelegítő egységeket fejlesztett és gyártott. 1994-ben kidolgozták és bevezették a gyártásba a szelektív abszorbeáló bevonat vákuumelektromos ívpermetezéssel történő előállítására szolgáló technológiát, amelyet 1999-ben a magnetronos vákuumpermetezéssel egészítettek ki. Ezen technológia alapján indult meg a Sokol típusú napkollektorok gyártása. Az abszorber és a kollektor test alumínium profilokból készült. Az NPO jelenleg "Sokol-Effect" napkollektorokat gyárt, réz és alumínium lemezcsöves abszorberekkel. Az egyetlen orosz napkollektort a svájci Rapperswill SPF Institute (Institut für Solartechnik Hochschule für Technik Rappelswill) tanúsítja az európai szabványok szerint.

Kutatási és Termelő Vállalkozás „Versenytárs” (2000 óta – „Raduga-Ts”, Zsukovszkij városa, Moszkva régió) 1992 óta gyárt „Raduga” napkollektorokat. Főtervező - Vjacseszlav Alekszejevics Shershnev.

A préshegesztett abszorber rozsdamentes acéllemezből készült. Az abszorber szelektív PVD vagy matt fekete hőálló festékkel van bevonva. Atomerőmű éves programja 4000 db-ig. A tározó energetikai jellemzőit az ENIN-nél végzett tesztelés során határoztuk meg. Elkészült a Raduga-2M termoszifon naperőmű is, amely két darab 1 m²-es SC-ből és egy 200 literes tartályból állt. A tartályban volt egy lapos fűtőpanel, amely a hűtőfolyadékot az SC-től kapta, valamint egy 1,6 kW teljesítményű tartalék elektromos fűtés.

LLC "New Polyus" (Moszkva) a második orosz gyártó, amely kifejlesztette saját tervezését, és jelenleg lapos folyékony, lapos levegő, lapos levegő-folyadék, cső alakú vákuum napkollektorokat gyárt, projekteket és napelemeket telepít. Főigazgató - Alekszej Viktorovics Skorobatyuk.

Négy YSolar lapos folyadékkollektor modell létezik. A gyártó összes folyadékelnyelője szelektív Tinox bevonatú rézlemezből és rézcsőből készül. A csövek csatlakozása a lemezhez keményforrasztás és hegesztés történik. Az LLC "New Polyus" három saját gyártmányú SC vákuumcsövet is kínál, U-alakú csövekkel ellátott réz abszorberekkel.

Gennagyij Pavlovics Kasatkin (született 1941) kiváló szakember, energikus és rendkívül intellektuális személyiség, sokéves tapasztalattal rendelkező bányamérnök és tervező, 1999-ben kezdett napelemes tervezéssel foglalkozni Ulan-Ude városában (Burjátia). Az általa szervezett Energiahatékony Technológiák Központjában (CEFT) számos folyadék- és légkollektor konstrukciót dolgoztak ki, mintegy 100 különböző típusú napelem épült, összesen 4200 m²-en. Számításai alapján prototípusokat készítettek, amelyeket teljes körű tesztelés után a Burját Köztársaság naperőművein reprodukáltak.

G. P. Kasatkin mérnök számos új technológiát fejlesztett ki: műanyag abszorberek hegesztése, kollektortestek gyártása.

Oroszországban egyedüliként több napelemes levegőerőművet tervezett és épített saját tervezésű kollektorokkal. Időrendileg a napkollektorok fejlesztése 1990-ben kezdődött hegesztett lemezcsöves acélabszorberekkel. Aztán jöttek a hegesztett és krimpelt abszorberekkel ellátott réz- és műanyag elosztók, végül pedig a modern kivitelek európai rézszelektív lemezekkel és csövekkel. G.P. Kasatkin az energiaaktív épületek koncepcióját kidolgozva napelemes erőművet épített, melynek kollektorait az épület tetejébe integrálták. Az elmúlt években a mérnök a CEFT-nél a vezetői feladatokat fiának, I. G. Kasatkinnak adta át, aki sikeresen folytatja a CEFT LLC hagyományait.

ábrán. A 4. ábra az Ulan-Ude városában található Bajkál szálloda 150 m²-es napelemes üzemét mutatja.

következtetéseket

1. A Szovjetunióban a naperőművek tervezéséhez szükséges napsugárzás számított adatai a meteorológiai állomások mérési tömbjei feldolgozásának különböző módszerein alapultak. Az Orosz Föderációban ezeket a módszereket a nemzetközi műholdas számítógépes adatbázisok anyagai egészítik ki.

2. A Szovjetunióban a naperőművek tervezésének vezető iskolája a KievZNIIEP Intézet volt, amely irányelveket és több tucat projektet dolgozott ki. Jelenleg nincsenek aktuális orosz normák és ajánlások. A napelemes berendezések modern szintű projektjeit az orosz "Rostovteploelektroproekt" (Ph.D. AA Chernyavsky) és az EnergotekhnologiiServis LLC (Ph.D. VV Butuzov, Krasznodar) cég végzi.

3. A Szovjetunió napelemes erőművek műszaki és gazdasági kutatását az ENIN (Moszkva), KievZNIIEP, TsNIIEPIO (Moszkva) végezte. Jelenleg ezeket a munkákat a Rostovteploelektroproekt Intézetben és az Energotekhnologii-Service LLC-ben végzik.

4. A Szovjetunió vezető tudományos szervezete a napkollektorok tanulmányozásával a GM Krzhizhanovskyról elnevezett Energiaintézet volt (Moszkva). A korabeli legjobb gyűjtőtervet a "Spetsgeliotepomontazh" (Tbiliszi) készítette. Az orosz gyártók közül a Kovrov Mechanical Plant napkollektorokat gyártott az ár és az energiahatékonyság optimális arányával. A modern orosz gyártók gyűjtőket szerelnek össze külföldi alkatrészekből.

5. A Szovjetunióban a napkollektorok tervezését, gyártását, telepítését és beállítását a "Spetsgelioteplomontazh" cég végezte. 2010-ig a CEFT LLC (Ulan-Ude) társaság e rendszer szerint működött.

6. A szoláris hőellátás hazai és külföldi tapasztalatainak elemzése kétségtelen kilátásokat mutatott az oroszországi fejlődésre, valamint az állami támogatás szükségességére. A kiemelt intézkedések közé tartozik: a napsugárzási számítógépes adatbázis orosz analógjának létrehozása; napkollektorok új konstrukcióinak fejlesztése az ár és az energiahatékonyság optimális arányával, új energiahatékony tervezési megoldások az orosz viszonyokhoz igazodva.

1. Ülések, kongresszusok, konferenciák, az első All-Union találkozó a napenergia-technológiáról. [Elektr. szöveg]. Hozzáférési mód: fs.nashaucheba.ru. A fellebbezés dátuma 2018.05.15.
2. V. V. Petuhov Cső alakú napkollektoros vízmelegítők. - M.-L .: Gosenergoizdat, 1949.78 p.
3. Butuzov V.A. A megújuló energiaforrások felhasználásán alapuló hőellátó rendszerek hatékonyságának javítása: Disz. dokt. tech. tudományok spec. 05.14.08. - Krasznodar: ENIN, 2004.297 p.
4. B. V. Tarnyizsevszkij Napkör. Energetikai Intézet. G.M. Krzhizhanovsky: A legrégebbi alkalmazottak emlékiratai / Aladiev I.T. és mások // RAO "UES of Russia". - M .: ENIN őket. G.M. Krzhizhanovsky, 2000.205 p.
5. Tarnizhevsky B.V., Myshko Yu.L., Moiseenko V.V. Általános optimalizálási kritérium lapos napkollektorok tervezéséhez // Geliotekhnika, 1992. 4. sz. S. 7-12.
6. Popel O.S. Nem hagyományos megújuló energiaforrások – a modern energia új ágazata és a munka eredménye: JIHT RAS. Eredmények és kilátások. Ült. dedikált cikkek. A JIHT RAS fennállásának 50. évfordulójára. - M .: JIHT RAN Kiadó, 2010. P. 416–443.
7. Popel O.S., Fortov V.E. Megújuló energia a modern világban. - M .: MPEI Kiadó, 2015.450 p.
8. Valov M.I., Kazandzhan B.I. Napenergiával működő fűtési rendszerek. - M .: MEI Kiadó, 1991.140 p.
9. Rendszertervezési és üzemeltetési gyakorlat naphő hidegellátás. - L .: Energoatomizdat, 1987.243 p.
10. VSN 52-86. Napkollektoros melegvíz szerelés. - M .: Gosgrazhdanstroy Szovjetunió, 1987.17 p.
11. Javaslatok lakó- és középületek szoláris melegvíz-berendezéseinek tervezésére. - Kijev: KievZNIIEP, 1987.118 p.
12. Rabinovich M.D. A napenergia hőellátó rendszerekben történő felhasználásának tudományos és műszaki alapjai: Diss. dokt. tech. tudományok spec. 05.14.01. - Kijev, 2001.287 p.
13. Kharchenko N.V. Egyedi napelemes telepítések. - M .: Energoatomizdat, 1991.208 p.
14. Avezov R.R., Orlov A.Yu. Napkollektoros fűtés és melegvíz rendszerek. - Taskent: FAN, 1988.284 p.
15. Bayramov R.B., Ushakova A.D. Napelemes fűtési rendszerek az ország déli régióinak energiamérlegében. - Ashgabat: Ylym, 1987.315 p.
16. Nap- és hidegellátó rendszerek / Szerk. E.V. Sarnatsky és S.A. Tiszta. - M .: Stroyizdat, 1990.308 p.
17. Butuzov V.A., Butuzov V.V. A napenergia felhasználása hőenergia előállítására. - M .: Teploenergetik, 2015.304 p.
18. Amerkhanov R.A., Butuzov V.A., Garkavy K.A. Elméleti kérdések és innovatív megoldások napenergia rendszerek alkalmazásakor. - M .: Energoatomizdat, 2009.502 p.
19. Zaicsenko V.M., Csernyavszkij A.A. Autonóm áramellátó rendszerek. - M .: Nedra, 2015.285 p.
20. Sadilov P.V., Petrenko V.N., Loginov S.A., Iljin I.K. Megújuló energiaforrások használatának tapasztalatai a Szocsi régióban // Ipari energia, 2009. №5. S. 50–53.
21. Kovalev O.P., Volkov A.V., Loschenkov V.V. Napenergiával működő vízmelegítő berendezések a Primorszkij területen // SOK folyóirat, 2006. 10. sz. S. 88–90.
22. Lychagin A.A. Napkollektoros levegő hőellátás Szibéria és Primorye régiójában // Ipari energia, 2009. №1. S. 17-19.

Az energiaárak emelkedésével egyre fontosabbá válik az alternatív energiaforrások alkalmazása. És mivel sokaknak a fűtés a fő kiadási tétel, ezért elsősorban fűtésről beszélünk: gyakorlatilag fizetni kell egész évbenés jelentős összegeket. Ha pénzt szeretne megtakarítani, először a naphő jut eszébe: egy erőteljes és teljesen ingyenes energiaforrás. És teljesen lehetséges használni. Ráadásul a berendezések drágák, de többszörösen olcsóbbak, mint a hőszivattyúk. Beszéljünk részletesebben arról, hogyan lehet a napenergiát felhasználni egy ház fűtésére.

Fűtés napról: előnyei és hátrányai

Ha a napenergia fűtési felhasználásáról beszélünk, akkor szem előtt kell tartania, hogy kettő van különböző eszközök a napenergia átalakítására:

Mindkét lehetőségnek megvannak a maga sajátosságai. Bár azonnal meg kell mondania, melyiket választja, ne rohanjon feladni a meglévő fűtési rendszert. A nap természetesen minden reggel felkel, de nem mindig esik elegendő fény a napelemekre. A legokosabb megoldás a kombinált rendszer készítése. Ha elegendő energia érkezik a napból, a második hőforrás nem működik. Ezzel megvédheti magát, kényelmes körülmények között élhet, és pénzt takaríthat meg.

Ha nincs kedv vagy lehetőség két rendszer telepítésére, akkor a napkollektoros fűtésének legalább dupla teljesítménytartalékkal kell rendelkeznie. Akkor határozottan mondhatod, hogy mindenesetre lesz meleged.

A napenergia fűtési felhasználásának előnyei:

Hibák:

• A beérkező hőmennyiség függése az időjárástól és a régiótól.
• A garantált fűtéshez olyan rendszerre van szükség, amely párhuzamosan tud működni a napkollektoros rendszerrel. Sok fűtőberendezés-gyártó biztosítja ezt a lehetőséget. Különösen a falra szerelhető gázkazánok európai gyártói biztosítják a napenergiával való közös üzemeltetést (pl. kazánok Baxi). Még akkor is, ha olyan berendezést szerelt fel, amelyre nincs ilyen lehetőség, a munkában megegyezhet fűtőrendszer vezérlő segítségével.
• Szilárd pénzügyi befektetések a kiindulóponton.
• Időszakos karbantartás: A csöveket és a paneleket meg kell tisztítani a rátapadt szennyeződésektől, és le kell mosni a portól.
• Egyes folyékony napkollektorok nem működnek nagyon alacsony hőmérsékleten. A súlyos fagyok előestéjén a folyadékot le kell engedni. De ez nem vonatkozik minden modellre és nem minden folyadékra.

Most nézzük meg közelebbről a napkollektoros fűtőelemek egyes típusait.

Napkollektorok

Napkollektorokat használnak napkollektoros fűtésre. Ezek a berendezések a nap melegét használják fel egy fűtőfolyadék felmelegítésére, amelyet azután melegvizes fűtési rendszerben lehet használni. A sajátosság az, hogy a ház fűtésére szolgáló szoláris vízmelegítő csak 45-60 ° C hőmérsékletet termel, és a legmagasabb hatásfokot 35 ° C-on mutatja a kimeneten. Ezért az ilyen rendszereket melegvizes padlókkal együtt ajánlott használni. Ha nem akar lemondani a radiátorokról, vagy növelje a szakaszok számát (kb. kétszeresére), vagy melegítse fel a hűtőfolyadékot.

Napkollektorok (lapos és csöves) a ház melegvízellátására és melegvíz fűtésére használhatók.

Most a napkollektorok típusairól. Szerkezetileg két módosítás létezik:

• lakás;
• cső alakú.

Mindegyik csoportban vannak eltérések anyagban és kivitelben is, de működési elvük ugyanaz: a csöveken hűtőfolyadék fut át, ami a naptól felmelegszik. De a tervek teljesen mások.

Lapos napkollektorok

Ezek a napelemes fűtőberendezések egyszerű felépítésűek, ezért igény szerint kézzel is elkészíthetők. A fém kerethez szilárd aljzat van rögzítve. A tetejére hőszigetelő réteg kerül. A veszteségek csökkentése és a házfalak szigetelése. Ezután jön az adszorberréteg - egy olyan anyag, amely jól elnyeli a napsugárzást, hővé alakítva azt. Ez a réteg általában fekete. Az adszorberen csövek vannak rögzítve, amelyeken keresztül a hűtőfolyadék áramlik. Felülről ez az egész szerkezet átlátszó fedéllel van lezárva. A burkolat anyaga lehet feszített üveg vagy valamelyik műanyag (leggyakrabban polikarbonát). Egyes modelleknél a burkolat fényáteresztő anyaga speciális kezelésen eshet át: a fényvisszaverő képesség csökkentése érdekében nem simává, hanem enyhén matttá teszik.

A lapos napkollektor csövek általában kígyóba vannak rendezve, két lyuk van - egy bemenet és egy kimenet. Egycsöves és kétcsöves csatlakozás is megvalósítható. Ez úgy van, ahogy tetszik. De a normál hőcseréhez szivattyú szükséges. Gravitációs rendszer is lehetséges, de ez nagyon hatástalan lesz a hűtőfolyadék alacsony mozgási sebessége miatt. Ez a fajta napkollektor használható fűtésre, bár hatékonyan lehet vele melegíteni a melegvízellátást.

A gravitációs kollektornak van egy változata, de elsősorban vízmelegítésre használják. Ezt a kialakítást műanyag napkollektornak is nevezik. Ez két átlátszó műanyag lemez, amely a testhez van lezárva. Belül van egy labirintus a víz mozgására. Néha az alsó panel feketére van festve. Két nyílás van - bemenet és kimenet. A víz a labirintusban haladva, a naptól felmelegszik, és már melegen jön ki. Ez a rendszer jól működik víztartállyal, és könnyen felmelegíti a melegvízellátást. Modern helyettesítője a nyári zuhanyra szerelt hagyományos hordónak. Sőt, hatékonyabb csere.

Mennyire hatékonyak a napkollektorok? Napjaink összes háztartási napelemes berendezései közül ezek mutatják a legjobb eredményeket: hatásfokuk 72-75%. De nem minden olyan jó:

• nem működnek éjszaka, és nem működnek jól felhős időben;
• nagy hőveszteség, különösen szél esetén;
• alacsony karbantarthatóság: ha valami elromlik, akkor jelentős részt, vagy az egész panelt cserélni kell.

Mindazonáltal egy magánház napfényből történő fűtése gyakran ezekkel a napelemes berendezésekkel történik. Az ilyen beállítások népszerűek déli országokban aktív sugárzással és télen pozitív hőmérséklettel. Nem a mi teleinkre valók, de be nyári szezon jó eredményeket mutatni.

Levegőgyűjtő

Ez az egység egy ház légfűtésére használható. Szerkezetileg nagyon hasonlít a fent leírt műanyag kollektorhoz, de levegő kering és felmelegszik benne. Az ilyen eszközöket a falakra akasztják. Kétféleképpen működhetnek: ha a napkollektoros légfűtő hermetikusan le van zárva, a levegőt a helyiségből veszik, felmelegszik, és ugyanabba a helyiségbe tér vissza.

Van egy másik lehetőség is. A fűtést szellőztetéssel kombinálja. A levegőelosztó külső burkolatán lyukak vannak. Rajtuk keresztül hideg levegő jut be a szerkezetbe. A labirintuson áthaladva a napsugaraktól felmelegszik, majd felmelegedve lép be a szobába.

A ház ilyen fűtése többé-kevésbé hatékony lesz, ha a telepítés a teljes déli falat elfoglalja, és ezen a falon nem lesz árnyék.

Cső gyűjtők

A hűtőfolyadék itt is a csöveken keresztül kering, de ezek a hőcserélő csövek mindegyike be van dugva üveg lombik... Mindegyik egy elosztóba áll össze, ami lényegében egy fésű.

A cső alakú kollektor vázlata (kattintson a kép nagyításához)

A csőkollektoroknak kétféle csöve van: koaxiális és tollas. A koaxiális - cső a csőben - egymásba vannak ágyazva, és a széleik tömítettek. A két fal között ritka levegőtlen környezet jön létre. Ezért az ilyen csöveket vákuumcsöveknek is nevezik. A tollcsövek egy szabályos cső, amely egyik oldalán le van zárva. Tollnak pedig azért hívják őket, mert a hőátadás fokozására egy adszorberlemezt helyeznek beléjük, aminek ívelt szélei vannak, és némileg a tollra emlékeztet.

Ezenkívül a hőcserélők különböző házakba helyezhetők. különböző típusok... Az első a Heat-pipe termikus csatornák. Ez egy egész rendszer a napfény átalakítására hőenergia... A hőcső egy kis átmérőjű üreges rézcső, amelynek egyik végén forrasztják. A másodiknak hatalmas hegye van. A csövet alacsony forráspontú anyaggal töltik meg. Melegítéskor az anyag forrni kezd, egy része gáz halmazállapotúvá válik, és felemelkedik a csőben. Útközben a fűtött csőfalaktól egyre jobban felmelegszik. Feljut a csúcsra, ahol egy ideig marad. Ezalatt a gáz a hő egy részét átadja a masszív csúcsnak, fokozatosan lehűl, lecsapódik és leülepszik, ahol a folyamat megismétlődik.

A második módszer - U-típusú - egy hagyományos hűtőfolyadékkal töltött cső. Itt nincs hír vagy meglepetés. Minden a szokásos módon történik: az egyik oldalról a hűtőfolyadék belép, áthaladva a csövön, felmelegszik a napfénytől. Az egyszerűsége ellenére ez a típusú hőcserélő hatékonyabb. De ritkábban használják. Ennek az az oka, hogy az ilyen típusú szoláris vízmelegítők egyetlen egészet alkotnak. Ha az egyik cső megsérül, a teljes részt ki kell cserélni.

A Heat-pipe rendszerű csőkollektorok drágábbak, kisebb hatékonyságot mutatnak, de gyakrabban használják őket. És mindez azért, mert a sérült csövet néhány perc alatt ki lehet cserélni. Ezenkívül, ha koaxiális lombikot használnak, akkor a cső is javítható. Egyszerűen szétszereljük (eltávolítjuk a felső sapkát), és a sérült elemet (a hőcsatorna vagy maga az izzó) kicseréljük egy szervizelhetőre. Ezután a csövet a helyére kell helyezni.

Melyik kollektor jobb fűtésre

Déli régiókhoz enyhe télés sok napsütéses nap egy évben, a legjobb megoldás a lapos kollektor. Ezen az éghajlaton a legmagasabb termelékenységet mutatja.

A keményebb éghajlatú régiókban a csőkollektorok alkalmasak. Ráadásul a Heat-pipe rendszerek jobban megfelelnek a zord télnek: éjszaka és még borús időben is felmelegítenek, összegyűjtve a napsugárzás spektrumának nagy részét. Nem félnek az alacsony hőmérséklettől, de a pontos hőmérsékleti tartományt tisztázni kell: ez a hőcsatornában lévő anyagtól függ.

Ezek a rendszerek, ha megfelelően számolják, lehetnek alapvetőek, de gyakrabban egyszerűen megtakarítják a fűtési költségeket egy másik, fizetős energiaforrásból.

Egy másik kiegészítő fűtés lehet egy légelosztó. Az egész falban elkészíthető, és könnyen elkészíthető. Kiválóan alkalmas garázs vagy nyaraló fűtésére. Sőt, a nem megfelelő fűtés miatt nem télen, hanem ősszel jelentkezhetnek problémák. Fagyban és hóban a nap energiája sokszorosa, mint felhős esős időben.

Napelemek

A „napenergia” szó hallatán elsősorban az akkumulátorokra gondolunk, amelyek a fényt elektromos árammá alakítják. Ezt pedig speciális fotoelektromos átalakítók végzik. Kereskedelmi forgalomban kaphatók különféle félvezetőkből. Otthoni használatra leggyakrabban szilícium napelemeket használunk. Ezek a legalacsonyabb árúak, és meglehetősen tisztességes teljesítményt mutatnak: 20-25%.

Egyes országokban elterjedtek a magánházak napelemei

A napelemeket közvetlenül csak akkor használhatja fűtésre, ha ehhez az áramforráshoz kazánt vagy más elektromos fűtőberendezést csatlakoztat. Ezenkívül a napelemek és az elektromos akkumulátorok integrálhatók az otthoni áramellátó rendszerbe, és így csökkenthető a használt villamos energia havi számlája. Elvileg ezekből az attitűdökből teljesen reális a család szükségleteinek teljes kielégítése. Csak sok pénzt és helyet igényel. A panel négyzetméteréből átlagosan 120-150W nyerhető. Tehát fontolja meg, hogy a tetőn vagy a szomszédos területen hány négyzetet kell elfoglalni az ilyen paneleknek.

A szoláris fűtés jellemzői

A szoláris fűtési rendszer kiépítésének megvalósíthatósága sokak számára kérdéses. Ennek fő oka az, hogy drága, és soha nem térül meg. Azzal, hogy drága, egyet kell értenünk: a berendezések árai meglehetősen magasak. De senki sem akadályoz meg abban, hogy kicsiben kezdje. Például egy ötlet hatékonyságának és gyakorlatiasságának felméréséhez készítsen egy hasonló telepítést saját maga. A költségek minimálisak, és első kézből kaphat ötletet. Aztán majd eldöntöd, hogy foglalkozol-e ezzel az egésszel vagy sem. Ez csak a lényeg: a teoretikusok összes negatív üzenete. A gyakorlók közül egyetlenegyet sem találtak. Aktívan keresik a javítási, átdolgozási módokat, de senki sem mondta, hogy az ötlet haszontalan. Ez mond valamit.

Most, hogy a szoláris fűtési rendszer telepítése soha nem lesz kifizetődő. Amíg a megtérülési idő

a hidak hazánkban nagyok. A napkollektorok vagy akkumulátorok élettartamához hasonlítható. De ha megnézzük az összes energiaforrás árnövekedésének dinamikáját, akkor feltételezhetjük, hogy hamarosan ez egészen elfogadható feltételekre csökken.

Most tulajdonképpen arról, hogyan készítsünk rendszert. Először is meg kell határoznia a ház és hét hő- és melegvíz-szükségletét. A szoláris fűtési rendszer kiszámításának általános módszere a következő:

• Tudva, hogy melyik régióban található a ház, megtudhatja, hogy az év minden hónapjában mennyi napfény esik a terület 1 m 2 -ére. A szakértők ezt insolációnak nevezik. Ezen adatok alapján meg tudja becsülni, hogy mennyi napelemek Szükséged van. De először meg kell határoznia, hogy mennyi hőre lesz szükség a melegvíz-ellátás és a fűtés előkészítéséhez.
• Ha van melegvíz órája, akkor tudja, mennyi meleg vizet költ el havonta. Nyomtassa ki az egy hónapra vonatkozó átlagfogyasztási adatokat, vagy számoljon a maximális fogyasztás szerint - aki akarja. Az otthoni hőveszteségről is rendelkeznie kell adatokkal.
• Vessen egy pillantást a szállítani kívánt napkollektorokra. A teljesítményükre vonatkozó adatok birtokában hozzávetőlegesen meg tudja határozni az igényeinek kielégítéséhez szükséges elemek számát.

A napelemes rendszer alkatrészeinek számának meghatározása mellett meg kell határozni a tartály térfogatát, amelyben felhalmozódik a melegvíz-ellátáshoz szükséges melegvíz. Ez egyszerűen megtehető, ha ismeri családja tényleges kiadásait. Ha van felszerelve HMV mérő, és több évre vonatkozó adatokkal rendelkezik, akkor megjelenítheti az átlagos napi fogyasztást (az átlagos havi fogyasztás osztva a napok számával). Ez megközelítőleg a szükséges tartály térfogata. De a tartályt körülbelül 20%-os tartalékkal kell venni. Csak abban az esetben.

Ha nincs melegvízellátás vagy mérő, használhatja a fogyasztási arányokat. Egy ember átlagosan 100-150 liter vizet fogyaszt naponta. Tudva, hogy hány ember él állandóan a házban, kiszámolja a tartály szükséges térfogatát: az arányt megszorozzák a lakosok számával.

Rögtön el kell mondanunk, hogy Közép-Oroszország számára a racionális (megtérülési szempontból) egy napenergiával működő fűtési rendszer, amely a hőigény mintegy 30%-át fedezi és teljes mértékben biztosítja a meleg vizet. Ez átlagos eredmény: egyes hónapokban a fűtést 70-80%-ban a napelemes rendszer biztosítja, néhány hónapban (december-január) pedig csak 10%-ot. Ismét sok függ a típustól napelemekés a lakóhely régiójából.

És ez nem csak „észak” vagy „dél”. A napsütéses napok számáról van szó. Például a nagyon hideg Chukotkában a napkollektoros fűtés nagyon hatékony lesz: ott szinte mindig süt a nap. Anglia jóval enyhébb éghajlatán, örök ködök mellett a hatékonysága rendkívül alacsony.
;

Eredmények

Annak ellenére, hogy számos kritikus a napenergia hatástalanságáról és a túl hosszú megtérülési időről beszél, egyre többen váltanak legalább részben alternatív forrásokra. A megtakarítások mellett sokakat vonz az államtól való függetlenség és annak árpolitikája. Annak érdekében, hogy ne sajnálja a hiábavaló befektetett pénzt, először is végezhet egy kísérletet: saját kezűleg készítse el az egyik napelemes berendezést, és döntse el maga, mennyire vonzza (vagy nem).

A B3TPEN31 csoport tanulói készítettek

A szoláris fűtési rendszerek olyan rendszerek, amelyek a napsugárzást használják hőenergia-forrásként. Az övék jellemző különbség más alacsony hőmérsékletű fűtési rendszerek közül egy speciális elem - egy napelem vevő - használata, amelyet a napsugárzás rögzítésére és hőenergiává alakítására terveztek.

A napsugárzás felhasználási módja szerint a szoláris alacsony hőmérsékletű fűtési rendszereket passzív és aktív rendszerekre osztják.

Passzív

A passzív szoláris fűtési rendszereket passzív rendszereknek nevezzük, amelyekben maga az épület vagy annak egyes burkolatai (kollektorépület, kollektorfal, kollektortető stb.) a napsugárzást befogadó és azt hővé alakító elemként szolgálnak.

Passzív alacsony hőmérsékletű rendszer napkollektoros „fali kollektor”: 1 - napsugarak; 2 - sugár-átlátszó képernyő; 3 - légcsappantyú; 4 - fűtött levegő; 5 - hűtött levegő a helyiségből; 6 - a faltömb saját hosszúhullámú hősugárzása; 7 - fekete sugarat érzékelő falfelület; 8 - vakok.

Aktív

Az alacsony hőmérsékletű szoláris fűtési rendszereket aktív rendszereknek nevezzük, amelyekben a napkollektor egy önálló, különálló berendezés, amely nem tartozik az épülethez. Az aktív napelemes rendszerek a következőkre oszthatók:

rendeltetés szerint (melegvíz-ellátó rendszerek, fűtési rendszerek, kombinált rendszerek hő- és hidegellátási célokra);

a használt hűtőfolyadék típusa szerint (folyadék - víz, fagyálló és levegő);

a munkavégzés időtartama szerint (egész évben, szezonálisan);

sémák műszaki megoldása szerint (egy-, két-, többkörös).

A szoláris fűtési rendszerek osztályozása

különböző kritériumok szerint osztályozható:

bejelentkezés alapján:

1. melegvíz-ellátó rendszerek (HMV);

2. fűtési rendszerek;

3. kombinált rendszerek;

A használt hűtőfolyadék típusa szerint:

1. folyadék;

2. levegő;

A munka időtartama szerint:

1. egész évben;

2. szezonális;

A séma műszaki megoldása szerint:

1. egyáramú;

2. kettős áramkör;

3. többáramkörű.

A levegő széles körben elterjedt, nem fagyos hűtőfolyadék a működési paraméterek teljes skálájában. Hőhordozóként történő felhasználáskor lehetőség van a fűtési rendszerek szellőztető rendszerrel való kombinálására. A levegő azonban alacsony hőhordozó, ami a légfűtőrendszerek fémfogyasztásának növekedéséhez vezet a vízrendszerekhez képest.

A víz hővisszatartó és széles körben elérhető hőhordozó. 0 ° C alatti hőmérsékleten azonban fagyásgátló folyadékot kell hozzáadni. Ezenkívül szem előtt kell tartani, hogy az oxigénnel telített víz a csővezetékek és a készülékek korrózióját okozza. A vízi napkollektoros rendszerek fémfogyasztása azonban sokkal alacsonyabb, ami nagyban hozzájárul szélesebb körű alkalmazásukhoz.

A szezonális szoláris melegvíz-rendszerek általában egykörösek, és a nyári és az átmeneti hónapokban, pozitív külső hőmérsékletű időszakokban működnek. A karbantartott létesítmény rendeltetésétől és az üzemeltetési feltételektől függően rendelkezhetnek kiegészítő hőforrással, vagy nélkülözhetik.

Az épületek napkollektoros fűtési rendszerei általában kétkörös vagy leggyakrabban többkörösek, és különböző körökhöz különböző hőhordozók használhatók (például a szolárkörben - nem fagyos folyadékok vizes oldatai, a közbenső körökben - víz, és a fogyasztói körben - levegő).

Az épületek hő- és hidegellátására szolgáló kombinált, egész évben használható napelemes rendszerek többkörösek, és további hőforrást tartalmaznak hagyományos fosszilis tüzelésű hőtermelő vagy hőtranszformátor formájában.

A szoláris hőellátó rendszer sematikus diagramja a 4.1.2. ábrán látható. Három keringtető kört tartalmaz:

az első kör, amely 1 napkollektorokból, 8 keringető szivattyúból és 3 folyékony hőcserélőből áll;

egy második kör, amely egy 2 tárolótartályból, egy 8 keringető szivattyúból és egy 3 hőcserélőből áll;

a harmadik kör, amely egy 2 tárolótartályból, egy 8 keringető szivattyúból, egy víz-levegő hőcserélőből (légfűtő) 5 áll.

A szoláris hőellátó rendszer sematikus diagramja: 1 - napkollektor; 2 - tárolótartály; 3 - hőcserélő; 4 - épület; 5 - légfűtő; 6 - tartalék a fűtési rendszerhez; 7 - a melegvíz-ellátó rendszer duplája; 8 - keringtető szivattyú; 9 - ventilátor.

Működés

A szoláris fűtési rendszer a következőképpen működik. A hőbefogadó kör hőhordozója (fagyállója) az 1 napkollektorokban felmelegedve a 3 hőcserélőbe kerül, ahol a fagyálló hője átadódik a 3 hőcserélő gyűrűs terében keringő víznek. a szekunder kör 8. szivattyújának működése. A felmelegített víz belép a 2. tárolótartályba. A tárolótartályból a vizet a 8 melegvíz-ellátó szivattyú veszi fel, szükség esetén a 7 tartalékban a kívánt hőmérsékletre hozza, és belép az épület melegvíz-ellátó rendszerébe. A tárolótartály feltöltése a vízellátó rendszerből történik.

Fűtéshez a 2 tárolótartályból a vizet a 8 harmadik kör szivattyúja juttatja az 5 fűtőberendezésbe, amelyen a levegő a 9 ventilátor segítségével áramlik át, és felmelegedéskor a 4 épületbe jut. napkollektorok által termelt napsugárzás vagy hőenergia hiánya, üzembe helyezéskor a tartalék bekapcsol 6.

A szoláris hőellátó rendszer elemeinek megválasztását és elrendezését minden egyes esetben az éghajlati tényezők, az objektum rendeltetése, a hőfogyasztás módja és a gazdasági mutatók határozzák meg.

Egykörös termoszifonos napkollektoros melegvíz-ellátó rendszer sematikus diagramja

A rendszerek sajátossága, hogy termoszifonos rendszer esetén a tároló alsó pontja a kollektor felső pontja felett és a kollektoroktól legfeljebb 3-4 m távolságra legyen, és a szivattyú cirkulációja mellett a hűtőfolyadék, a tároló tartály elhelyezkedése tetszőleges lehet.

A szoláris hőszolgáltatás a lakóépületek fűtésének egyik módja, amely napról napra egyre népszerűbb a világ számos, főként fejlett országában. A napenergia területén a legnagyobb sikerekkel ma Nyugat- és Közép-Európa országai büszkélkedhetnek. Az Európai Unióban az elmúlt évtizedben a megújulóenergia-ipar éves szinten 10-12%-kal nőtt. Ez a fejlettségi szint nagyon jelentős mutató.

napkollektor

A napenergia egyik legkézenfekvőbb alkalmazása a víz és a levegő melegítésére (hőhordozóként). Azokban az éghajlati régiókban, ahol hideg időjárás uralkodik, az emberek kényelmes tartózkodása érdekében minden lakóépület fűtési rendszerének kiszámítása és megszervezése kötelező. Különböző igényekhez melegvíz ellátással kell rendelkezniük, emellett a házakat fűteni kell. Természetesen itt a legjobb megoldás egy olyan áramkör használata, ahol az automatizált hőellátó rendszerek működnek.

Az ipari vállalkozásoknak nagy mennyiségű napi melegvíz-ellátásra van szükségük a termelési folyamat során. Példaként említhetjük Ausztráliát, ahol az összes elfogyasztott energia közel 20 százalékát egy folyékony hőhordozó 100 o C-ot meg nem haladó hőmérsékletre történő felmelegítésére fordítják. Emiatt a nyugati fejlett országok némelyikében, és nagyobb mértékben Izraelben, Észak Amerika, Japánban és természetesen Ausztráliában a szoláris fűtési rendszerek rohamosan terjeszkednek.

A közeljövőben az energetika fejlesztése kétségtelenül a napsugárzás felhasználása felé irányul. A napsugárzás sűrűsége a Föld felszínén átlagosan 250 watt négyzetméterenként. És ez annak ellenére, hogy a legkevésbé iparosodott régiókban egy ember gazdasági szükségleteinek kielégítéséhez négyzetméterenként két watt elegendő.

A napenergia és az egyéb fosszilis tüzelőanyag-tüzelést használó energiaipar közötti előnyös különbség a kapott energia környezetbarátsága. A napelemes berendezések üzemeltetése nem jár káros kibocsátások légkörbe jutásával.

Berendezés alkalmazási séma, passzív és aktív rendszerek kiválasztása

Kétféle séma létezik a napsugárzás használatára otthoni fűtési rendszerként. Ezek aktív és passzív rendszerek. A passzív szoláris fűtési rendszerek azok, amelyekben a napsugárzást közvetlenül elnyelő és abból hőt termelő elem maga a ház szerkezete vagy egyes részei. Ezek az elemek kerítésként, tetőként, egyes épületrészekként szolgálhatnak, egy bizonyos séma alapján. A passzív rendszerek nem használnak mechanikus mozgó alkatrészeket.

Az aktív rendszerek a ház fűtésének ellenkező sémája alapján működnek, aktívan használnak mechanikus eszközöket (szivattyúk, motorok, használatukkor a szükséges teljesítményt is kiszámítják).

A passzív rendszerek a legegyszerűbb felépítésűek, és az áramkör telepítése során pénzügyileg kevésbé költségesek. Az ilyen fűtési rendszerek nem igényelnek további eszközök felszerelését a napsugárzás elnyelésére és későbbi elosztására a ház fűtési rendszerében. Az ilyen rendszerek működése az elven alapul közvetlen fűtés lakótér közvetlenül a déli oldalon található fényáteresztő falakon keresztül. További fűtési funkciót látnak el a ház kerítéselemeinek külső felületei, amelyek átlátszó képernyővel vannak felszerelve.

A napsugárzás hőenergiává alakításának folyamatának elindításához egy átlátszó felületű szoláris vevők használatán alapuló szerkezeti rendszert alkalmaznak, ahol a fő funkciót az "üvegházhatás" tölti be, az üveg hőmegtartó képességét. sugárzást használnak, ezáltal növelik a helyiség hőmérsékletét.

Megjegyzendő, hogy a rendszertípusok közül csak az egyik használata nem feltétlenül indokolt. A gondos számítás gyakran azt mutatja, hogy integrált rendszerekkel jelentős mértékben csökkenthető a hőveszteség és az épület energiaigénye. Mind az aktív, mind a passzív rendszerek általános munkája a pozitív tulajdonságok kombinálásával a maximális hatást fogja elérni.

A hatékonysági számítások jellemzően azt mutatják, hogy a napsugárzás passzív felhasználása körülbelül 14-16 százalékkal fedezi otthona fűtési igényeit. Egy ilyen rendszer fontos része lesz a hőtermelési folyamatnak.

Azonban annak ellenére, hogy bizonyos pozitív tulajdonságok passzív rendszerek, az épület hőigényének maradéktalan kielégítésének fő lehetőségei, továbbra is szükséges az aktív fűtőberendezések alkalmazása. Olyan rendszerek, amelyek funkciója a napsugárzás közvetlen elnyelése, felhalmozása és elosztása.

Tervezés és számítás

Számítsa ki a napenergiát használó aktív fűtési rendszerek (kristályos napelemek, napkollektorok) telepítésének lehetőségét, lehetőleg az épület tervezésének szakaszában. Ennek ellenére ez a pillanat nem kötelező, egy ilyen rendszer telepítése egy már meglévő feladatra is lehetséges, függetlenül annak felépítésének évétől (a siker alapja a teljes rendszer helyes kiszámítása).

A berendezések telepítése a ház déli oldalán történik. Ez az elrendezés megteremti a feltételeket a beérkező napsugárzás maximális elnyeléséhez télen. A napenergiát átalakító, rögzített szerkezetre szerelt fotovoltaikus cellák akkor a leghatékonyabbak, ha a földfelszínhez képest a fűtött épület földrajzi elhelyezkedésével megegyező szögben helyezik el őket. A tető dőlésszöge, a ház déli irányú elfordulásának mértéke - ezek olyan fontos pontok, amelyeket figyelembe kell venni a teljes fűtési rendszer kiszámításakor.

A napelemeket és a napkollektorokat a lehető legközelebb kell elhelyezni az energiafogyasztás helyéhez. Ne feledje, hogy minél közelebb építi fel a fürdőszobát és a konyhát, annál kisebb lesz a hőveszteség (ebben az opcióban egy napkollektorral is megteheti, amely mindkét helyiséget fűti). A szükséges berendezések kiválasztásának fő kritériuma annak hatékonysága.

Az aktív szoláris fűtési rendszereket a következő kritériumok alapján a következő csoportokba osztják:

1. Ismétlődő kontúr alkalmazása;
2. A munka szezonális jellege (egész évben vagy egy bizonyos szezonban);
3. Funkcionális célok - fűtés, melegvíz-ellátás és kombinált rendszerek;
4. Az alkalmazott hőhordozó folyadék vagy levegő;
5. Az áramkörök számának (1, 2 vagy több) alkalmazott műszaki megoldása.

Az általános gazdasági adatok a fő tényezőként szolgálnak a berendezés típusának kiválasztásában. A teljes rendszer megfelelő termikus számítása segít a helyes meghatározásában. A számítást az egyes helyiségek mutatóinak figyelembevételével kell elvégezni, ahol a szoláris fűtés és (vagy) melegvíz-ellátás megszervezését tervezik. Érdemes figyelembe venni az épület elhelyezkedését, az éghajlati természeti viszonyokat, a kiszorított energiaforrás költségének nagyságát. A hőellátás szervezeti sémájának helyes számítása és sikeres megválasztása a kulcsa a napenergia-berendezések használatának gazdasági megvalósíthatóságának.

Napelemes fűtési rendszer

A legáltalánosabb fűtési rendszer a napkollektorok felszerelése, amelyek az elnyelt energiát egy speciális tartályban - akkumulátorban - felhalmozzák.

A mai napig a legelterjedtebbek kettős áramkörök lakóhelyiségek fűtése, amelyben kényszerű rendszer a hűtőfolyadék keringése a kollektorban. Működésének elve a következő. A forró víz adagolása a felső pontról történik tároló tartály, a folyamat a fizika törvényei szerint automatikusan megy végbe. A hideg folyóvizet nyomás hatására a tartály alsó részébe szivattyúzzák, ez a víz kiszorítja a tartály felső részében összegyűlő felmelegített vizet, amely ezután a ház melegvíz-ellátó rendszerébe kerül, hogy kielégítse a háztartási és fűtési szükségleteit. .

Családi házhoz általában 400-800 literes tárolótartályt építenek be. Az ilyen térfogatú hőhordozó felmelegítéséhez, a természetes körülményektől függően, helyesen kell kiszámítani a napkollektor felületét. Szükséges továbbá a berendezés gazdaságos használatának indokolása.

A szoláris fűtési rendszer telepítéséhez szükséges szabványos felszerelés a következő:

• Közvetlenül maga a napkollektor;
• Rögzítési rendszer (tartók, gerendák, tartók);
• Tároló tartály;
• A hőhordozó túlzott tágulását kompenzáló tartály;
• Szivattyúvezérlő berendezés;
• Szivattyú (szelepkészlet);
• Hőmérséklet-érzékelők;
• Hőcserélő eszközök (nagy térfogatú rendszerekben használatosak);
• Hőszigetelt csövek;
• Biztonsági és szabályozó szelepek;
• Szerelvény.

Hőelnyelő paneleken alapuló rendszer. Az ilyen paneleket általában az új építési szakaszban használják. Telepítésükhöz speciális szerkezetet kell építeni, amelyet melegtetőnek neveznek. Ez azt jelenti, hogy a paneleket közvetlenül a tetőszerkezetbe kell beépíteni, miközben a tetőfedő elemeket a berendezéstest építőelemeiként kell használni. Egy ilyen telepítés csökkenti a fűtési rendszer létrehozásának költségeit, azonban az eszközök és a tető ízületeinek jó minőségű vízszigetelésére lesz szükség. A berendezés telepítésének ez a módja megköveteli, hogy gondosan megtervezze és megtervezze a munka minden szakaszát. Sok problémát meg kell oldani a csővezetékek, a tárolótartály elhelyezése, a szivattyú telepítése, a lejtések beállítása terén. Elég sok beépítési problémát kell megoldani, ha az épületet nem fordítják délre a legsikeresebben.

Általánosságban elmondható, hogy a szoláris fűtési rendszerek projektje valamilyen módon különbözik a többitől. Csak alapelvek rendszerek. Ezért nem lehet pontos listát adni a teljes rendszer teljes telepítéséhez szükséges alkatrészekről, mivel a telepítési folyamat során szükség lehet további elemek és anyagok használatára.

Folyékony fűtési rendszerek

A folyékony hőhordozón működő rendszerekben akkumuláló anyagként közönséges vizet használnak. Az energiaelnyelés lapos napkollektorokban történik. Az energia a tárolótartályban halmozódik fel, és szükség szerint fogyasztja el.

Az energia tároló berendezésből az épületbe történő átviteléhez víz-víz vagy víz-levegő hőcserélőt használnak. A melegvíz-rendszer egy további tartállyal, úgynevezett előmelegítő tartállyal van felszerelve. A vizet a napsugárzás melegíti fel benne, majd egy hagyományos vízmelegítőbe kerül.

Légfűtési rendszer

Egy ilyen rendszer levegőt használ hőhordozóként. A hűtőfolyadék felmelegítése lapos napkollektorban történik, majd a felmelegített levegő belép a fűtött helyiségbe, vagy egy speciális tárolóba, ahol az elnyelt energia egy speciális fúvókában halmozódik fel, amelyet a beáramló forró levegő felmelegít. Ennek a funkciónak köszönhetően a rendszer továbbra is melegíti az otthont éjszaka is, amikor a napsugárzás nem áll rendelkezésre.

Kényszer- és természetes keringésű rendszerek

A természetes keringésű rendszerek működésének alapja a hűtőfolyadék önálló mozgása. Az emelkedő hőmérséklet hatására veszít sűrűségéből, ezért a készülék tetejére hajlik. Az így létrejövő nyomáskülönbség működésbe hozza a berendezést.

Szelektív bevonatok

Az optikai tulajdonságok szelektivitásáért felelős mechanizmus típusa szerint a szelektív bevonatok négy csoportját különböztetjük meg:

1) saját;

2) kétrétegű, amelyben felső réteg nagy abszorpciós együtthatója van a látható tartományban és kicsi az infravörös tartományban, és az alsó rétegnek nagy a visszaverő képessége az infravörös tartományban;

3) a kívánt hatást biztosító mikrodomborművel;

4) interferencia.

Néhány ismert anyag rendelkezik optikai tulajdonságok belső szelektivitásával, például W, Cu 2 S, HfC.

A szelektív interferenciafelületeket több váltakozó fém és dielektrikum réteg alkotja, amelyekben a rövid hullámhosszú sugárzás az interferencia hatására kialszik, a hosszú hullámhosszú sugárzás pedig szabadon verődik vissza.

A napelemes rendszerek osztályozása és alapelemei

A szoláris fűtési rendszerek olyan rendszerek, amelyek hőforrásként napenergiát használnak. Jellemző különbségük a többi alacsony hőmérsékletű fűtési rendszertől egy speciális elem - egy szoláris vevő - használata, amelyet a napsugárzás rögzítésére és hőenergiává alakítására terveztek.

A napsugárzás felhasználási módja szerint a szoláris alacsony hőmérsékletű fűtési rendszereket passzív és aktív rendszerekre osztják.

Passzív szoláris fűtési rendszereknek nevezzük, amelyekben maga az épület vagy annak egyes burkolatai (kollektorépület, kollektorfal, kollektortető stb.) napsugárzást fogadó és azt hővé alakító elemként szolgálnak (4.1.1. ábra )).

Aktív szoláris alacsony hőmérsékletű fűtési rendszereknek nevezzük, amelyekben a napkollektor egy független, különálló berendezés, amely nem tartozik az épülethez. Az aktív napelemes rendszerek a következőkre oszthatók:

Megbeszélés szerint (melegvíz-ellátó rendszerek, fűtési rendszerek, kombinált rendszerek hő- és hidegellátási célokra);

A használt hőhordozó típusa szerint (folyadék - víz, fagyálló és levegő);

A munkavégzés időtartama szerint (egész évben, szezonálisan);

A sémák műszaki megoldása szerint (egy-, két-, többkörös).

A levegő széles körben elterjedt, nem fagyos hűtőfolyadék a működési paraméterek teljes skálájában. Hőhordozóként történő felhasználáskor lehetőség van a fűtési rendszerek szellőztető rendszerrel való kombinálására.

A szezonális szoláris melegvíz-rendszerek általában egykörösek, és pozitív külső hőmérsékletű időszakokban működnek. A karbantartott létesítmény rendeltetésétől és az üzemeltetési feltételektől függően rendelkezhetnek kiegészítő hőforrással, vagy nélkülözhetik.

Az épületek napkollektoros fűtési rendszerei általában kétkörös vagy leggyakrabban többkörösek, és különböző körökhöz különböző hőhordozók használhatók (például a szolárkörben - nem fagyos folyadékok vizes oldatai, a közbenső körökben - víz, és a fogyasztói körben - levegő).

Az épületek hő- és hidegellátására szolgáló kombinált, egész évben használható napelemes rendszerek többkörösek, és további hőforrást tartalmaznak hagyományos fosszilis tüzelésű hőtermelő vagy hőtranszformátor formájában.

Az aktív napelemes rendszer fő elemei a napelemes vevő, hőtároló, kiegészítő hőforrás vagy transzformátor (hőszivattyú), és fogyasztója (épületek fűtési és melegvíz-ellátó rendszerei). Az elemek kiválasztását és elrendezését minden egyes esetben az éghajlati tényezők, az objektum rendeltetése, a hőfogyasztás módja és a gazdasági mutatók határozzák meg.