Анотація
Актуальним питанням сьогодення залишається перетворення сонячної енергії в теплову та електричну. Встановлено, що без екологічної шкоди можна використати ≈15% всієї сонячної енергії. Кількість сонячної енергії в Україні, що поступає на одиницю площі протягом року складає 1000-1350 кВт·год/м2. Поряд із цим, для перетворення сонячної енергії розробляють все більше установок, що потребують постійного вдосконалення зважаючи на темпи розвитку сонячної енергетики. Однак, намагаються досягти 6-годинної тривалості роботи, що приводить до збільшення площі колекторів і відповідно до погіршення економічних показників. Для того, щоб не збільшувати площу сонячних колекторів рекомендовано зробити систему, що відслідковуватиме рух Сонця при цьому змінюючи кут абсорбера сонячного колектора. Встановлено, що сонячні колектори, які змінюють кут абсорбера щомісяця отримують до 40% більше енергії відповідно. В праці вирішено важливе питання, ефективності двох колекторів, що мають різну орієнтацію при різних кутах падіння інтенсивності сонячного випромінювання. Саме тому в роботі здійснено широкопараметричні дослідження їхніх теплотехнічних характеристик. Досліджено, що зміна азимутного кута α від 90º до 60º, при φ=90º, не суттєво впливає на ефективність системи з сонячним колекторами, а подальше його відхилення суттєво – знижує. Також, встановлено, що одночасне відхилення кутів α та φ призводить до суттєвого зменшення використання падаючої інтенсивності сонячного випромінювання на сонячний колектор та ефективності системи з сонячними колекторами загалом. Добове надходження сонячної радіації на поверхню колектора буде максимальним, коли не тільки кожний напрям при дискретній орієнтації буде найкращим, але і час переорієнтації буде також оптимальним. В результаті теоретичних розрахунків отримано його середньорічну величину , відповідно для різної кількості дискретних орієнтацій колектора N. Проведені дослідження роботи системи сонячного теплопостачання дискретної орієнтації сонячних колекторів дозволили обґрунтувати, що така система може більш ефективно використовувати сонячну енергію в ранішні та вечірні години.
Посилання
Paranchych S.Yu. (2002). Vidnovlyuval`ni dzherela energiyi [Renewable energy sources]. Chernivci: Ruta. (in Ukrainian)
Misak, Y.S., Voznyak, O.T., Datsko, O.S., Shapoval, S.P. (2014). Solar energy: theory and practice. Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House. (in Ukrainian)
Gladen, A.C., Davidson, J.H., Mantell, S.C. (2014). The effect of a thermotropic material on the optical efficiency and stagnation temperature of a polymer flat plate solar collector. J. Sol. Energy Eng, vol. 137, no. 2, 021003-021003. https://doi.org/10.1115/1.4028366
Doroshenko, A.V., Khalak, V.F. (2018). Solar polymer liquid collectors. Analysis of existing results, new solutions. Refrigeration Engineering and Technology, vol. 54, no. 5, pp. 44–52. https://doi.org/10.15673/ret.v54i5.1250 (in Ukrainian)
Paranchych, S.Yu. (2002). Vykorystannya energiyi soncya [Use of solar energy]. Chernivci: Ruta. (in Ukrainian)
Grilikhes, V.A. (1984). Solnechnaya energiya i kosmicheskie polity [Solar energy and space travel]. Moskva: Nauka. (in Russian)
Freris, L., Infield, D. (2008). Renewable Energy in Power Systems. UK: A John Wiley & Sons.
Shapoval, S., Zhelykh, V., Spodyniuk, N., Dzeryn, O., & Gulai, B. (2019). The effectiveness to use the distribution manifold in the construction of the solar wall for the conditions of circulation. Pollack Periodica, vol. 14, no. 2, pp. 143–154. doi:10.1556/606.2019.14.2.13
Babych, M., Krygul, R., Shapoval, S., Tolstushko, N., Korobka, S., & Tolstushko, M. (2019). Results of experimental researches into process of oak veneer drying in the solar dryer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, vol. 2(8–98), 13–22. doi:10.15587/1729-4061.2019.162948.
Khrustov, B.V., Avezov, P.P., Shafeyev, A.I. (1986). Energeticheski optimal'niy ugol naklona ploskikh kollektorov [Energy-optimized angle of inclination of flat collectors]. Geliotekhnika, vol. 5, pp. 51–55. (in Russian)
Kasperski, Ya., Lyevkovich, M., Pyetrovich, S. (2008). Kompaktnyj daxovyj kondycioner na sonyachnij energiyi – optymizaciya kuta naxylu kolektoriv [Compact roof air conditioner on solar energy – optimization of the collectors angle]. Rynok instalyacij, vol. 5, pp. 8–11. (in Ukrainian)
Brugues, P.M. (1986). Utilizacion de la energia solar a baja temperatura por medio de captadores pianos. Instalador, vol. 21, pp. 33–41.
Gernomazu, D. (1989). Pat. 97101 N 125872. Romania. In-treprinderea de Retele Elektrice.
L'Esperance, P. M., Nikkei, R. D. (1988). U.S. Patent No. 4770162 N49860L. Phillips Petroleum Co.
Daffi, Dzh. A., Bekman, U. A. (Ed.). (1977). Teplovyye protsessy s ispol'zovaniyem solnechnoy energii [Thermal processes using solar energy]. Moskva: Mir. (in Russian)
Satcunanatnan, S., Jolly, P., Persad, P. (1984). The desing and performance of semi-tracking flat-plate collectors, 8th Biln Congress International Solar Energy Socitty. Perth.
Паранчич С.Ю. Відновлювальні джерела енергії. Чернівці : Рута, 2002.
Misak Y.S., Voznyak O.T., Datsko O.S., Shapoval S.P. Solar energy: theory and practice. Lviv: Lviv Polytechnic Publishing House, 2014.
Gladen A.C., Davidson J.H., Mantell S.C. The effect of a thermotropic material on the optical efficiency and stagnation temperature of a polymer flat plate solar collector. J. Sol. Energy Eng, vol. 137, no. 2, 021003-021003. 2014. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4028366
Doroshenko A.V., Khalak V.F. Solar polymer liquid collectors. Analysis of existing results, new solutions. Refrigeration Engineering and Technology. 2018. Vol. 54, no. 5, pp. 44–52. DOI: https://doi.org/10.15673/ret.v54i5.1250
Паранчич С.Ю. Використання енергії сонця. Чернівці : Рута, 2002.
Грилихес В.А. Солнечная энергия и космические полеты. Москва : Наука, 1984.
Freris L., Infield D. Renewable Energy in Power Systems. UK : A John Wiley & Sons, 2008.
Shapoval S., Zhelykh V., Spodyniuk N., Dzeryn O., Gulai B. The effectiveness to use the distribution manifold in the construction of the solar wall for the conditions of circulation. Pollack Periodica. 2019. Vol. 14, no. 2, pp. 143–154. DOI: 10.1556/606.2019.14.2.13
Babych M., Krygul R., Shapoval S., Tolstushko N., Korobka S., Tolstushko M. Results of experimental researches into process of oak veneer drying in the solar dryer. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2019. Vol. 2(8–98), 13–22. Doi: 10.15587/1729-4061.2019.162948.
Хрустов Б.В., Авезов P.P., Шафеев А.И. Энергетически оптимальний угол наклона плоских коллекторов. Гелиотехника. 1986. № 5. С. 51–55.
Касперскі Я., Лєвковіч М., Пєтровіч С. Компактний даховий кондиціонер на сонячній енергії – оптимізація кута нахилу колекторів. Ринок інсталяцій. 2008. № 5. С. 8–11.
Brugues P.M. Utilizacion de la energia solar a baja temperatura por medio de captadores pianos. Instalador. 1986. Vol. 21, pp. 33–41.
Gernomazu D. (1989). Пат. 97101 N 125872. Румунія. In-treprinderea de Retele Elektrice.
L'Esperance P.M., Nikkei R.D. (1988). U.S. Patent No. 4770162 N49860L. Phillips Petroleum Co.
Даффи Дж.А., Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. Москва : Мир, 1977.
Satcunanatnan S., Jolly P., Persad P. The desing and performance of semi-tracking flat-plate collectors, 8th Biln Congress International Solar Energy Socitty. Perth, 1984.