EN
Физика соларне топлотне перформансе под ниским зрачењем
Ефикасност колектора плоских плоча против евакуисаних цеви код < 500 Вт/м2
Што се тиче соларних колектора, генерално се прихвата да ће евакуирани трубни колектори (ЕТЦ) надмашити плочане колекторе (ФПЦ) на нивоима зрачења испод 500 Вт/м2. Ово је углавном због вакуумских запечаћених цеви ЕТЦ-а које остају без конвективних губитака топлоте, омогућавајући ЕТЦ-у да ефикасно ради чак и када не прима значајну сунчеву светлост. У случају 400 Вт/м2, ЕТЦ-ови могу постићи ефикасност од 40 до 45 одсто, док стандардни ФПЦ-ови могу постићи само 25 до 30 одсто због тога што нису у стању да задржавају топлоту тако ефикасно. Феномен се наставља на још нижим нивоима, као што је 300 Вт/м2, где ЕТЦ-ови и даље могу прећи 35% ефикасности, а ФПЦ системи пасу испод 20%. Посебно је важно напоменути чињеницу да су трубни колектори у стању да апсорбују већу количину дифузног светла од плоских плоча, што је посебно важно у регијама са великим пропорцијама малих количина директне сунчеве светлости због упорног облачног покрива.
Зашто однос дифузне светлости и околна температура доминирају у добитку више од пиковог зрачења у облачној клими
У подручјима са константним облацима, годишњи принос соларне топлоте је мање о врху зрачења и више о комбинацији два фактора:
Способност коришћења дифузне светлости: Због облачне покривености, дифузна фракција може се повећати на 6080% укупне соларне радијације. Колектори који су дизајнирани да апсорбују дифузно зрачење (као што су ЕТЦ-ови) ће у зимским месецима дати 3050% више од оних који су дизајнирани да првенствено апсорбују директно (зрачење).
Температуре утичу на ефикасност: Током хладнијих месеци топлота се одвлачи од колектора и губи. ФПЦ, на температурама испод 15 степени, може изгубити 1520% ефикасности за сваких 10 степени изгубљених. ЕТЦ, због боље изолације, губи само 58% ефикасности.
Ови фактори чине да Хамбург (Немачка) са годишњом зрачењем од само 900 кВтцх/м2 има бољи корисни соларни топлотни доходак од топлијих, сунчевијих и суших подручја. Региони који се фокусирају на широкодиапазонно снимање, ниску температуру и зимену инжењерску опрему, показују бољи конзистентан износ енергије од оних који се фокусирају на снимање високе зрачења.
Дизајнерске карактеристике у Demax соларном топлотном уређају које омогућавају отпорност на ниску зрачење
Напређени селективни апсорбторски премази и стакла са ултраниском емисивношћу у серији ЕТС
Demax ETS серија комбинује власничке селективне абсорберске премазе са соларном ефикасношћу (α) > 0,95 и инфрацрвеном емисивношћу < 0,05 што максимизује природну конверзију фотона у топлоту и минимизује губитке зрачења. Користи се заједно са пиролитичким стаклом са ултра-ниском емисивношћу, што смањује губитак радијативне топлоте за 40% у поређењу са конвенционалним закампеним стаклом. Заједно, ови дизајнери руше ограничења која им поставља ниска зрачење (< 500 Вт/м2) путем:
Дифузно светло претварајући се кроз ефикасно селективне спектрале
Конвекциони губици се елиминишу вакуумском изолацијом
Трпена добитка се очува кроз брзу транзицију облачне покривености
Валидирана перформанса на терену: 22% побољшање годишњег соларног топлотног добика у поређењу са индустријским стандардом у тестирању у Уједињеном Краљевству и Немачкој
Демакс је спровео независно тестирање 42 система у Северној Европи (2021-2023) и утврдио да системи надмашују конвенционалне колекторе са евакуисаним цевкама са истим условима ниског зрачења. Значајна задржавање перформанси на 300-400 Вт/м2 је 15%. Нижа температура стагнације била је 18% и смањила је ризик од топлотне деградације гликола. То је довело до тога да се у зимским облачним периодима производи поуздана топла вода.
Уколико се не оствари реално остварење, то значи да се не може користити и за реално остварење.
Оперативне стратегије за оптимизацију соларне топлоте у срединама са малим зрачењем
Хибридна интеграција са топлотним пумпама из ваздуха и топлотним складиштем контролисаним АИ
Многи људи мисле да оптимизација соларних топлотних система у областима са високом облачношћу значи побољшање дизајна колектора. Иако је важно, интеграција интелигентних система је једнако важна. Многи соларни топлотни системи интегрисани су са системом топлотне пумпе из ваздуха. Ово је веома снажно решење за потребе за грејањем. Када је соларно зрачење недостаточно, топлотна пумпа ће се активирати како би се осигурало да је доступна топла вода и/или грејање простора. Друга метода је интеграција АИ-а за контролу топлотне складиштења на основу прогнозе и тренутног оптерећења зграде. Ови алгоритми оптимизују када се складишти вишак топлоте настале током неколико сунчевих периода и да се складиште испушта током периода велике потражње, или када прогноза указује на неколико облачних дана. Неколико студија показало је да интелигентни системи управљања смањују трошкове резервне енергије за грејање за 15% до 30% у поређењу са традиционалним методама управљања. Комбиновање више извора грејања и интелигентних система управљања одличан је начин да се оптимизују соларни топлотни системи у облачно време.
Економска одрживост: РОИ и ЛЦОХ компаније Demax Solar Thermal на тржиштима са ниским зрачењем
Соларни топлотни системи Demax показују праве предности штедње новца у подручјима са малим соларним зрачењем, где су купци веома ограничени, не само у комерцијалној просторној дистрибуцији северне Европе. Системи су дизајнирани да улажу употребљиву енергију у условима веома ниског сунчевог зрачења и штеде енергију до 40 60% енергије од електричне мреже или фосилног горива у комерцијалним подручјима северне Европе. Као што је познато, цене конвенционалне енергије флуктуирају у просеку око 3,5% годишње, тако да се чак и системи соларне топлотне енергије у енергетски густим подручјима обично самофинансирају у трајању од 7 до 10 година, чак и ако су лоцирани у густо покривеном облаку. За 25 година живота једне употребе енергије ових система, трошкови у европским земљама су економски трошково ефикасни са становишта вредности кВтц од 0,08 до 0,12, што је значајно конкурентније од електричних топлотних пумпа и котала за 18 32%. То додаје значајну вредност овим системима. Системи технички нуде и демонстрирају економско складиштење топлоте како би се постигла стабилизација вредности и смањење нестабилности старије фосилне топлоте енергије.
Често постављене питања
Шта чини евакуиране трубске колекторе ефикаснијим у условима ниског зрачења?
ЕТЦ-ови показују значајно побољшану перформансу у условима ниског зрачења, где је соларна енергија ограничена, него ниски колектори плоча, јер се ограничење соларне енергије смањује због евакуисаних цеви, а стога и ЕТЦ-ови.
Зашто је дифузно светло у неким подручјима релевантније од пиковог зрачења?
У окружењима са високим нивоом облачне покривености, дифузно светло је од огромне важности јер представља већи степен укупног зрачења. Колектори оптимизовани за апсорпцију дифузног светлости могу да производе већи излаз енергије у односу на колекторе који се ослањају на директну сунчеву светлост.
Како Demax соларни топлотни системи одржавају своје перформансе у ситуацијама са ниским зрачењем?
Демакс системи користе селективне абсорберске премазе и стакла са ултра ниским емисивношћу како би оптимизовали конверзију фотона у топлоту и минимизирали губитке због зрачења, што их чини способним да постигну веома високе нивое перформанси при ниској зрачењу.
Какав је утицај вештачке интелигенције и хибридних система на максимизацију соларне топлотне производње?
У контексту максимизације соларне топлотне производње, складиштење топлоте са ИИ и интеграција хибридних система топлотних пумпа из ваздуха позитивно доприносе складиштењу и дистрибуцији топлоте, а стога и минимизацији зависности од помоћних извора енергије.
Колико облачно тржиште може економски одржати Demax соларни топлотни систем?
Са растућим ценама енергије, Demax системи су у стању да се исплате за себе за мање од деценије док штеде значајну количину фосилних горива и енергије за мрежу, што их чини одрживом решењем у облачним подручјима.