Аккумулирование тепла

Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии.

Производство структур на основе монокристаллического кремния – процесс технологически сложный и дорогостоящий.

Современные материалы: сплавы на основе аморфного кремния (a-Si:H), арсенид галлия (GaAs) и поликристаллические полупроводники.

Оптическое поглощение аморфного кремния в 20 раз выше ч, чем кристаллического Поэтому для существенного поглощения видимого света достаточно пленки a-Si:H толщиной 0,5-1,0 мкм вместо дорогостоящих кремниевых 300 –мкм подложек.

Преимущества использования арсенида галлия:

-повышенная способность к поглощению солнечного излучения: требуется слой толщиной всего в несколько микрон;

-относительная нечувствительность к нагреву батарей на основе GaAs.

Поликристаллические тонкие плёнки.

Чрезвычайно высока способность к поглощению солнечного излучения у диселенида меди и индия – 99% света поглощается в первом микроне этого материала (ширина запрещённой зоны – 1,0эВ)

У теллурида кадмия – почти идеальная ширина запрещённой зоны 1,44 эВ и очень высокая способность к поглощению излучения. Плёнки CdTe достаточно дешевы в изготовлении. Кроме того, технологически несложно получать разнообразные сплавы CdTe с Zn, Hg и другими элементами для создания слоёв с заданными свойствами.

Среди солнечных элементов особое место занимают батареи, использующие органические материалы. КПД солнечных элементов на основе диоксида титана, покрытого органическим красителем, весьма высок – 11%

Тепловое аккумулирование – это физические или химические процессы, посредством которых происходит накопление тепла в тепловом аккумуляторе энергии ТАЭ.

Аккумулятор – состоит из резервуара для хранения, аккумулирующей среды (рабочего тела) устройств для зарядки и разрядки и вспомогательного оборудования.

Аккумулирующая система характеризуется способами, которыми энергия для зарядки аккумулятора отбирается у источника, трансформируется (при необходимости) в требуемый вид энергии и отдаётся потребителю.

Аккумулирующая и теплообменная среды:

Прямое аккумулирование: аккумулирующей и теплообменной является одна и та же среда. Аккумулирующая среда может быть твёрдой, жидкой, газообразной или двухфазной (жидкость плюс газ).

Косвенное аккумулирование: энергия аккумулируется только посредством теплообмена (например, теплопроводностью через стенки резервуара) либо в результате массообмена специальной теплообменной среды (в жидком, двухфазном или газообразном состоянии)

Сорбционное аккумулирование: в этом случае используется способность некоторых аккумулирующих сред абсорбировать газы с выделением тепла (и поглощением тепла при десорбции газа)

Схема солнечного бассейна с градиентом концентрации соли

1. Поверхностный слой воды
2. Поверхность земли
3. Выход горячего соляного раствора к потребителю тепла или к теплообменнику
4. Конвективная (аккумулирующая) область
5. Возврат холодного соляного раствора
6. Неконвективный слой (изолирующий)

Конвекция и связный с ней теплоотвод к поверхности подавляются. Таким способом можно достичь температуры воды 100 градусов.

Дата добавления: 2013-12-13