Прямое преобразование солнечной энергии в тепловую

Использование солнечной энергии. Преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую энергию.

Виды и способы утилизации ВЭР

Вид ВЭР	Носители ВЭР	Энергетический потенциал	способ утилизации
Горючие	Твердые, жидкие, газообразные отходы	Низшая теплота сгорания	Сжигание в топливо-использующих установках
Тепловые	Отходящие газы, охлаждающая вода, отходы производств, промежуточные продукты, готовая продукция	Энтальпия[10]	Выработка в теплоутилиза­ционных установках водяного пара, горячей воды, использование для покрытия потребности в тепле
Тепловые	Отработанный и попутный пар	То же	Покрытие теплопотребности, выработка электроэнергии в конденсационном или теплофикационном турбоагрегате

Вся поверхность Земли получает от Солнца мощность около 1,2·10¹⁷ Вт. Максимальная плотность потока солнечного излучения, приходящего на Землю, составляет примерно 1кВт/м². В зависимости от места, времени суток и погоды потоки солнечной энергии меняются от 3 до 30 МДж/м² в день. Плотность потока излучения от Солнца, падающего на перпендикулярную ему площадку вне земной атмосферы, называется солнечной константой S, которая равна 1367 Вт/м². Для комфортных условий жизни человеку требуется примерно 170 МДж энергии в день. Менее одного часа получения этой энергии достаточно, чтобы удовлетворить энергетические нужды всего населения земного шара в течение года.

В связи с большим потенциалом солнечной энергии чрезвычайно заманчивым является максимально возможное непосредственное использование ее для нужд людей. Практически используется два основных способа преобразования солнечной энергии: 1) прямое преобразование солнечной энергии в тепловую (солнечные водоподогреватели, подогреватели воздуха, солнечные коллекторы) и 2) прямое преобразование солнечной энергии в электрическую (фотоэлектрические преобразователи).

Для энергетических целей наиболее распространенным является использование солнечного излучения для нагрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения.

Основным элементом солнечной нагревательной системы является приемник, в котором происходит поглощение солнечного излучения и передача энергии циркулирующей жидкости. Наиболее распространенными являются плоские (нефокусирующие) приемники, позволяющие собирать как прямое, так и рассеянное излучение и в силу этого способные работать также и в облачную погоду. С учетом также их относительно невысокой стоимости они являются предпочтительными при нагревании жидкостей до температур ниже 100 °С.

Для достижения более высоких температур применяют концентрирующий коллектор, который включает в себя приемник, поглощающий излучение и преобразующий его в какой-либо другой вид энергии, и концентратор, представляющий собой оптическую систему, собирающую солнечное излучение с большой поверхности. Концентрация солнечной энергии позволяет получать температуры до 700 °С, достаточно большие для работы теплового двигателя с приемлемым коэффициентом полезного действия.

Дата добавления: 2015-06-27