ВКР: Підвищення ефективності геліосистем для отримання теплової енергії з використанням вакуумних колекторів

Актуальність дослідження – потреба в розробці методів і засобів оптимального проектування окремих складових частин і комплексів ВДЕ, що дасть неабиякий внесок для підвищення екологічної та енергетичної безпеки країни.
Метою роботи є порівняння та оцінка геліосистем з різними типами сонячних колекторів, також підвищення ефективності роботи саме вакуумних сонячних колекторів в системах гарячого водопостачання, для отримання теплової енергії.
Об’єкт дослідження – процеси роботи в сонячних геліосистемах та безпосередньо вакуумних колекторах.
Предмет дослідження – вакуумні сонячні колектори.
Практична цінність та новизна проведено та розраховано ефективність роботи вакуумного сонячного колектора, при різних кутах нахилу, визначення та обґрунтування оптимального. Впровадження у використанні світло відбиваючої поверхні для підвищення ефективності роботи колектора, що дозволить отримати та підвищити енергоефективність та енергонезалежність кожної оселі.
Мета і задачі роботи

Сонячна енергетика має переваги порівняно з іншими видами відновлюваних джерел енергії, а саме [6]:
- не потребує енергоресурсів;
- не забруднює довкілля;
забезпечує автономність постачання енергії (дуже зручно для індивідуального споживача);
Клімат України забезпечує потенціал широкого використання сонячної енергії (рис. 1).
Рис. 1. Середньорічне надходження сонячної енергії на територію України

Вакуумний трубчастий сонячний колектор
Вакуумний сонячний колектор – між зовнішньою та внутрішньою трубками утворено вакуум. Саме він дає змогу зберегти близько 95% прийнятої сонячної енергії. Крім того, у вакуумних колекторах застосовують теплові трубки, що виконують роль провідника.
Більш витривалий до використання у холодний період року
Низька парусність
Відмінне співвідношення ціна/продуктивність для помірних широт і холодного клімату
Низькі тепловтрати
Рис. 2. Робота вакуумної трубки
Рис. 3. Розріз трубки

Вакуумний трубчастий сонячний колектор
Рис. 4. Модель вакуумного колектора
Рис. 5 Порівняння ефективності різного типу колекторів

Положення напрямку сонячних променів відносно поверхні колектора
В залежності від часу дня:
а) 10:00
б) 11:00
в) 12:00
г) 14:00
д) 15:00
е) 16:00
На рисунку 6 зображено напрям падіння сонячних променів на поверхню під прямим кутом
Рис. 6

Порівняльна оцінка техніко-економічних показників