Исследование солнечных параболических коллекторов для использования в системах теплоснабжения частных домов
жүктеу/скачать 3,59 Mb.
|
Диссер законченный вариант
- Бұл бет үшін навигация:
- 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ
- 1.2 Солнечные коллекторы
| Структура и объем диссертации: диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов. Во введении представлена актуальность рассматриваемой проблемы, определены основные цели, показана научная новизна.
В первой главе представлен результат анализа современных тенденций развития солнечной «тепловой» энергетики. На основании проведенного анализа поставлены цели и задачи диссертации. Вторая глава посвящена численному моделированию процессов тепломассообмена в элементах солнечного коллектора. В третьей главе представлен новый солнечный коллектор разработанный на базе проведенных исследований. В заключении сделаны общие выводы по работе. 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ Введение Целью данного обзора является предоставление более полной картины современных трендов развития солнечной энергетики. Обзор солнечных тепловых коллекторов проведен посредством подробного обзора рецензируемых журналов и актуальной литературы. Рассмотрены различные технологии (в том числе фотоэлектрические/ тепловые коллекторы), анализ энергии и эксергии, а также последние разработки, связанные с основными функциональными элементами. В последнее время проблемы сокращения использования ископаемого топлива и cнижение вредных выбросов газов в результате сжигания привели к тому, что во всем мире национальные энергетические направлена лина на низкоуглеродные, либо на возобновляемые технологии. Одна из важных отраслей возобновляемой энергетики известна как солнечная энергия, которая заслуживает внимания в виду преимуществ описанных ниже. Солнечная энергия никогда не имела высокий уровень использования в виду поскольку всегда существует достаточно дешевая альтернатива. Это происходит не только из-за имеющихся недорогих ресурсов, но и из-за экономичного способа использования солнечной энергии. Тенденция к использованию солнечной энергии усиливается в связи с недавним развитием технологий, снижением общей нагрузки на оборудование для солнечной энергии и потенциальным использованием систем хранения энергии. Следовательно, предполагается, что солнечная энергия будет играть ключевую роль в мировой энергетике будущего в развитых и развивающихся странах [1]. Энергия считается основным фактором создания богатства и важным фактором экономического развития. Важность энергии в экономическом развитии признана повсеместно, и исторические данные подтверждают, что существует тесная взаимосвязь между доступностью энергии и экономической деятельностью. Хотя в начале 70-х годов, после нефтяного кризиса, стоимость энергии вызывала озабоченность, в течение последних двух десятилетий риск и реальность деградации окружающей среды стали более очевидными. Растущее количество свидетельств экологических проблем связано с сочетанием нескольких факторов, в первую очередь это связано с увеличением мирового населения, потреблением энергии и производственной деятельностью. Достижение решений экологических проблем, с которыми сегодня сталкивается человечество, требует долгосрочных потенциальных действий для устойчивого развития. В этом отношении возобновляемые источники энергии представляются одним из наиболее эффективных и действенных решений. В последнее время большинство инструментов экологического анализа и правового контроля сосредоточились на традиционных загрязнителях, таких как диоксид серы (SO2), оксиды азота (NOx), твердые частицы и оксид углерода (CO). Однако в последнее время забота об окружающей среде распространилась на контроль над опасными загрязнителями воздуха, которые обычно представляют собой токсичные химические вещества, вредные даже в малых дозах, а также на другие глобально значимые загрязнители, такие как двуокись углерода (CO2). Кроме того, развитие производственных процессов и структур привело к возникновению новых экологических проблем. Подробное описание этих газообразных и твердых загрязнителей и их воздействия на окружающую среду и жизнь человека представлено Динсером [11,12]. Одно из наиболее широко распространенных определений устойчивого развития: «развитие, отвечающее потребностям настоящего, без ущерба для способности будущих поколений при удовлетворении своих собственных». На сегодняшний день одним из основных факторов, которые необходимо учитывать, является энергия, а одним из наиболее важных вопросов является потребность в полностью устойчивом энергоснабжении [13,14]. В целом считается, что надежное энергоснабжение является необходимым, но не достаточным требованием для развития общества. Более того, для устойчивого развития в обществе требуется, чтобы были обеспечены устойчивые поставки энергии и эффективное и действенное использование энергетических ресурсов. Такой запас в долгосрочной перспективе должен быть легко доступен по разумной цене, быть устойчивым и иметь возможность использовать для всех требуемых задач, не вызывая отрицательных социальных последствий. Вот почему существует тесная связь между возобновляемыми источниками энергии и устойчивым развитием. Загрязнение зависит от потребления энергии. Сегодня ежедневное потребление нефти в мире составляет 76 миллионов баррелей. Несмотря на хорошо известные последствия сжигания ископаемого топлива для окружающей среды, ожидается, что к 2025 году эта цифра увеличится до 123 миллионов баррелей в день [7]. Существует большое количество факторов, которые важны для определения будущего уровня потребления и производства энергии. К таким факторам относятся рост населения, экономические показатели, потребительские вкусы и технологические развития. Кроме того, государственная политика в отношении энергетики и развития мировых энергетических рынков, безусловно, будет играть ключевую роль в будущем уровне и структуре производства и потребления энергии [8]. Еще один параметр, который следует учитывать - это население мира. Ожидается, что к середине этого столетия этот показатель удвоится, и поскольку экономическое развитие, безусловно, будет продолжать расти, ожидается, что мировой спрос на энергию будет расти. Сегодня существует множество свидетельств того, что будущее нашей планеты и будущих поколений будет подвергнуто негативному воздействию, если люди будут продолжать ухудшать окружающую среду. В настоящее время во всем мире известны три экологические проблемы; это кислотные осадки, истощение стратосферного озона и глобальное изменение климата. 1.2 Солнечные коллекторы Обычно солнечный коллектор считается тепловым оборудованием и предполагается, что он получает солнечную энергию, поглощая солнечный свет и преобразовывая в тепловую энергию. Такие системы выигрывают от рабочей жидкости, которая считается теплоносителем, проходя через трубы солнечного коллектора для поглощения солнечного света. Хотя существует множество видов солнечных коллекторов [15]. На рис. 1 показана древовидная диаграмма различных видов солнечных коллекторов. Кроме того, схема и применение каждого типа показаны в таблице 1. Солнечный коллектор с вакуумной трубкой является одним из наиболее распространенных типов солнечных коллекторов. Вакуумный солнечный коллектор создает вакуумную изоляцию и избирательное покрытие поверхности компонента абсорбера, что приводит к высокой эффективности теплоотвода и может быть подходящим для облачных или чрезвычайно холодных условий. Кроме того, рабочая жидкость является наиболее важной частью, которая должна получать тепло от коллектора, и использование наножидкости вместо чистых жидкостей является одним из лучших способов увеличить процесс теплопередачи в рассматриваемых коллекторах. Рис. 1 – Типы солнечных коллекторов Таблица 1 – Классификация солнечных концентраторов
жүктеу/скачать 3,59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|