середовища, що веде до зростання конвективної тепловіддачі панелі в навколишнє середовище і її власного випромінювання на небосхил. Для досягнення більш високих температур теплоносія поверхню пластини покривають спектрально-селективними шарами, активно поглинаючими короткохвильове випромінювання сонця і знижують її власне теплове випромінювання в довгохвильовій частині спектра. Такі конструкції на основі «чорного нікелю», «чорного хрому», окису міді на алюмінії, окису міді на міді та інші дорогостоящи (їх вартість часто порівнянна з вартістю самої теплосприймаючої панелі).
Іншим способом поліпшення характеристик плоских колекторів є створення вакууму між теплосприймаючої панеллю і прозорою ізоляцією для зменшення теплових втрат (сонячні колектори четвертого покоління). Пристрій теплоізоляції здорожує і ускладнює конструкцію геліоприймача.
Досвід експлуатації сонячних установок на основі сонячних колекторів виявив ряд істотних недоліків подібних систем. Насамперед це висока вартість колекторів. Збільшення ефективності їх роботи за рахунок селективних покриттів, підвищення прозорості скління, вакуумування, а також пристрої системи охолодження виявляються економічно нерентабельними. Істотним недоліком є ??необхідність частого очищення стекол від пилу, що практично виключає застосування колектора в промислових районах.
При тривалій експлуатації сонячних коллек?? Орів, особливо в зимових умовах, спостерігається частий вихід їх з ладу через нерівномірність розширення освітлених і затемнених ділянок скла за рахунок порушення цілісності скління. Відзначається також великий відсоток виходу з ладу колекторів при транспортуванні і монтажі. Значним недоліком роботи систем з колекторами є також нерівномірність завантаження протягом року і доби. Досвід експлуатації колекторів в умовах Європи та європейської частини Росії при високій частці дифузної радіації (до 50и%) показав неможливість створення цілорічної автономної системи гарячого водопостачання та опалення. Всі геліосистеми з сонячними колекторами в середніх широтах вимагають пристрою великих за обсягом баків-акумуляторів і включення в систему додаткового джерела енергії, що знижує економічний ефект від їх застосування. У зв'язку з цим найбільш доцільно їх використання в районах з високою середньою інтенсивністю сонячної радіації (не нижче 300 Вт/м2).
- сонячні колектори; 2 - повітрозбірник; 3 - низькотемпературний рідинний теплоаккумулятор; 4 - випарник теплового насоса; 5 - компресор; 6 - дросельний вентиль; 7 - високотемпературний рідинної теплоаккумулятор; 8 - конденсатор теплового насоса; 9 - додатковий теплоджерелом; 10 - магнітний вентиль; 11 - датчик температури; 12 - опалювальні прилади; 13 - циркуляційний насос.
Малюнок 7. Рідинна двоконтурна комбінована низькотемпературна система сонячного опалення з плоскими колекторами, тепловим насосом і двома рідинними теплоаккумулятором
. Перспективи розвитку сонячної енергетики
Досить активно розвивається у світі перетворення сонячної енергії в електричну на основі фотоелементів і систем. У 1999 р їх виробництво в світі склало 200 МВт. Річні темпи зростання за останні 5 років (1995-2000 р.р.) склали 30%. Країни-лідери: США - 60 МВт, Японія - 80 МВт, Німеччина - 50 МВт. Загальна площа сонячних водонагрівачів (сонячних колекторів) у світі перевищила на 2000 рік 21 млн м2, при цьому річне виробництво сонячних колекторів перевищує 1700000 м2. Країни-лідери: Японія - 7 млн ??м?, США - 4 млн м, Ізраїль - 2800000 м?, Греція - 2 млн м?.
У штаті Каліфорнія (США) з кінця 1980-х років працює 9 геліотоплівних електростанцій ізраїльської фірми YUZ. Планується будівництво геліостанцій потужністю 105 МВт (потужність геліотермічної частини 35 МВт) в Індійському штаті Раджастан, а також геліоТЕС потужністю 100 ... 150 МВт в Катарі. На геліотоплівних електростанціях фірми YUZ Параболоциліндричні концентратори фокусують сонячне випромінювання на трубах-абсорберах, в яких відбувається нагрів масляного теплоносія до 400 ° С. У теплообміннику масло віддає отримане тепло живильній воді звичайного паросилового контуру, що утворився пар розширюється в турбіні. Витрати виробництва 1 кВтг електроенергії каліфорнійських електростанцій становлять 20 ... 30 пфенінги.
Вивчають і інші технології (випаровування води безпосередньо в трубах-абсорберах та ін.).
Фотоелектричні системи перетворення сонячної енергії використовуються для електростанцій і автономного енергопостачання для сільських будинків, шкіл, лікарень (Китай, Зімбабве, Індонезія, Мексика).
. Екологічні наслідки розвитку сонячної енергетики
Сонячні станції є ще недостатньо вивченими об'єктами, тому віднесенн...
