ЕНЕРГЕТСКА ЕФИКАСНОСТ ВО ЗГРАДИ СО ПРИМЕНА НА СОНЧЕВА ЕНЕРГИЈА
Проф. д-р Славе Арменски Проф. д-р Доне Ташевски Асс. м-р Игор Шешо
1. СОНЧЕВА ЕНЕРГИЈА Енергијата на сончевото зрачење е најобилен, неисцрпен, бесплатен и обновлив извор на енергија, кој не ја загадува околната средина. Густината на протокот на сончевото зрачење на површината на Сонцето изнесува 63 MW/m2 . Измерен на надворешната страна на земјината атмосфера, на површина нормална на сончевите зраци, се менува (поради тоа што земјината орбита е елиптична) и изнесува од 1308 до 1389 W/m2. Средната густина на протокот изнесува 1353 W/m2 и се вика сончева константа.
Интензитетот на сончевата енергија е променлива големина и зависи од повеќе фактори: правецот на простирање на сончевите зраци, годишното време, траењето на сончевата радијација, аголот на Сонцето, ориентацијата на површината на која паѓаат сончевите зраци метереолошките услови.
На површината на Земјата пристигнуваат две компоненти на сончевото зрачење: директно сончево зрачење, индиректно или дифузно сончево зрачење, кое настанува со растурање на директното сончево зрачење во атмосферата.
1.1. Карактеристики на сончевото зрачење во Македонија Глобално сончево зрачење за неколку градови во Македонија: Место
Wh/m2 на ден
Берово Битола Охрид
4350
Прилеп Скопје Лазарополе
4200 4000 4050
4150 4250
Глобалното сончево зрачење во Македонија е максимално во југозападниот планински регион со максимална годишна вредност околу 1500 kWh/m2. Вкупното годишно глобално сончево зрачење за Скопје (северна географска ширина 41о59’, источна географска должина 21о28’ и надморска височина од 240 m) изнесува 1367 kWh/m2 што е една од најмалите вредности во Македонија. Користејќи ги расположивите часовни вредности за глобалното и дифузното сончево зрачење на наклонета површина, (модел на Перез), за вредност на аголот на наклон за Скопје од 45о при азимут 0о, средното годишно глобално сончево зрачење за Скопје изнесува 1497,3 kWh/m2.
Средни месечни вредности на глобалното сончево зрачење во зависност од наклонот на површината за Скопје, kWh/m2:
Агол на поставување на колекторските површини: Лето, agolот изнесува: severnata geogravska {irina -10°. Konkretno za Makedonija (42о22'2" severna i 40о5'16" ju`na geogravska {irina), ako se zeme sredna severna {irina od 40о, изнесува 40о-10о=30о severnata geogravska {irina. Zimа, agolот iznesuva: severnata geogravska {irina +20о, odnosno, 40о+20о=60о severnata geogravska {irina. Dokolku nema mo`nost за менување на аголот, optimalеn агол изнесува: severnata geogravska {irina +10о, 40о+10о=50о severnata geogravska {irina. Postavenosta na kolektorot, vo odnos na stranite na svetot treba da e jug.
1.2. Видови на сончеви колектори Spored konstrukcijata i na~inot na funkcionirawe se razlikuvaat dva osnovni vidа son~evi kolektori: ramni fokusira~ki Ramnite kolektori go sobiraat globalnoto son~evo zra~ewe i go transformiraat vo toplina do temperatura od 100 °C. fokusira~kite so pomo{ na opti~ki sistem go koncentriraat direktnoto son~evo zra~ewe so {to se postignuvaat temperaturi i do 300 °C. Te~nostite koi kako raboten fluid najmnogu se koristat kaj kolektorite se: vodata, antifrizi (glikol, propilen i dr.), razli~ni jaglevodorodni i silikonski termi~ki masla.
Рамни сончеви колектори: 1 2 а
3
4
5
б
1. providna pokrivka (povr{ina koja gi propu{ta son~evite zraci); 2. apsorber (apsorpciona plo~a koja ja vpiva toplinata); 3. Izolacija (намалување на загубите на топлина); 4. cevki za transport na fluidot а) цевен регистер б) цевна змија 5. telo na kolektorot
Рамен колектор со вакумирани цевки: ПРЕСЕК Вакумирани цевки Стакло
Стаклена цевка Апсорбер (слој) Стаклена цевка Цевки со флуид Бакарна заштита Вакуумиран простор
Влез на флуид Рефлектор Излез на флуид
КПД на рамни колектори:
QK ∆t ηC = = α ⋅τ − ku QS QS ku = коефициент на вкупните загуби на топлина (зависи од конструкцијата на колекторот) α = коефициент на апсорпција (α = 0,9) τ = коефициент на поминување на сончевите зраци (τ = 0,1) QS W/m2 = интензитет на сончевото зрачење ∆t К = температурна разлика во сончевиот колектор и околината
Концентратори:
Концентратори: - параболично корито - полуцилиндрично корито
1- vlez na te~nosta (ladna); 2- izlez na te~nosta (topla); 3- son~evi zraci; 4- resiverska cevka; 5- paraboli~no korito; 6- mehanizam za dvi`ewe.
1.3. Postrojki za transformacija na son~evata energija Aktivnite son~evi TEP se nameneti za koristewe na son~evata energija vrz baza na cirkulacija na sredstvo fluid za transport na energijata niz son~evite kolektori. Dobienata energija se koristi naj~esto za zagrevawe na sanitarna voda, voda za centralno greewe i bazeni za plivawe, zagrevawe na vozduh za centralno greewe, kondicionirawe, su{ewe, dobivawe na para za tehnolo{ki celi, proizvodstvo na elektri~na energija i dr. Pasivnite son~evi TEP obezbeduvaat energija za greewe na prostorii i objekti so prilagoduvawe na delovi od nivnite povr{ini, posebno na ju`nata strana (imaat uloga na son~evi kolektori). Kombiniranite sistemi, koristat pasiven sistem za zagrevawe na prostoriite i aktiven sistem za dopolnitelno zagrevawe na prostoriite i dobivawe na topla voda ili para.
1.4. Подготовка на санитарна топла вода 9 2
Indirekten sistem so prinudna cirkulacija na фluidot: 7
4
3 5
6
1- son~evo zra~ewe; 2- son~ev kolektor; 3- izmenuva~ na toplina; 4-rezervoar na topla voda (bojler); 5- cirkulaciona pumpa; 6- dovod na ladna voda od vodovod; 7- odvod na topla sanitarna voda; 8- elektri~en grea~; 9- ventil za obezvozdu{uvawe.
9
Sистем so son~ev kolektor i dopolnitelen kotel na fosilno gorivo (greewe na prostorii) :
2
7
11 10 4
3 5
6
1- son~evo zra~ewe; 2- son~ev kolektor; 3- izmenuva~ na toplina; 4- rezervar na topla voda (bojler); 5- cirkulaciona pumpa; 6- dovod na ladna voda; 7- odvod na topla voda; 9- ventil za obezvozdu{uvawe; 10- grea~ od sistemot za greewe; 11- toplovoden kotel;
1.5. Загревање на вода за базени
1- avtomatika; 2- ventil; 3- ventil za me{awe; 4- ramni kolektrori; 5- pumpa za cirkulacija so filter za pre~istuvawe na vodata.
1.6. Подготовка на санитарна топла вода и греење на простории
1.6. Сончевата енергија во системите за климатизација
1.8. Пасивно искористување на сончевата енергија
5
1 2
3 6 2 1
4 1- двослојно стакло 2- воздушен простор 3- Тромбов ѕид 4- ладен воздух 5- топол воздух 6- топлотно изолиран под
Тромбов ѕид
3
Стаклена веранда
Стаклена веранда и поден акумулатор за топлина
Воздушни колектори
Воден ѕид
1.6. СОНЧЕВА ТЕРМОЕНЕРГЕТСКА ПОСТРОЈКА
1.7. Фотоволтаични ќелии Antireflektivna pokrivka SiO2
Aluminium
Povr{ina na }elijata - antireflektrira~ka povr{ina и слој od SiO2. Сloj пod површината - Ag, Pd, Ti i Si (katoda). Dolеn sloj - Al (anoda). Sloj pome|u електродите - cvrst elektrolit.