13. Коэффициент наклона (пересчёта) прямой солнечной радиации. Чем отличаются его мгновенное и осреднённое значения?

Коэффициент пересчета количества солнечной энергии с горизонтальной поверхности на наклонную поверхность СТК с южной ориентацией равен сумме трех составляющих, соответствующих прямому, рассеянному и отраженному солнечному излучению:

где - среднемесячная доля рассеянного солнечного излучения;

R_n - среднемесячный коэффициент пересчета прямого солнечного излучения с горизонтальной поверхности на наклонную поверхность, градус;

в - угол наклона освещаемой поверхности к горизонту, градус;

ρ - альбедо поверхности Земли и окружающих тел, обычно его принимают равным 0,7 для зимы и 0,2 для лета.

Коэффициент R_n определяется выражением:

где φ - широта местности, градус;

δ- склонение Солнца в средний день месяца, которое будет определяться по формуле:

где n - количество дней с 23 марта текущего года.

14. Отраженное излучение и метод определения его интенсивности. Поверхностное альбедо.

Величи­на отражения и соответственно поглощения солнечной радиации зависит от отражательной способности поверхности, или альбедо. Аль­бедо поверхности — это отношение отра­женной радиации к суммарной радиации, вы­раженное в долях от единицы или в процен­тах: А=R_k/Q∙100 %.Отраженная радиация выражается формулой R_k=Q∙A, оставшаяся поглощенная —Q–R_k или (Q·(1–А), где 1– А – коэффициент поглощения, причем А рассчитывается в долях от единицы.

Альбедо земной поверхности зависит от ее свойств и состояния (цвета, влажности, ше­роховатости и т. д.) и изменяется в больших пределах, особенно в умеренных и субполяр­ных широтах в связи со сменой сезонов года. Наиболее высокое альбедо у свежевыпавше­го снега — 80—90 %, у сухого светлого пес­ка — 40 %, у растительности — 10—25 %, у влажного чернозема — 5 %.

15. Методика определения доли диффузного излучения по отношению к суммарному.

Исследования показали, что доля диффузной составляющей в суммарной радиации   зависит от показателя облачности   (рис.1), где E₀ – среднемесячный дневной приход солнечной радиации на горизонтальную поверхность за пределами земной атмосферы.

Зависимость на рисунке 1 может быть представлена аналитически:

1. Плоские солнечные коллекторы. Выбор ориентации (наклона к горизонту и азимутального угла) солнечного коллектора.

Что бы производительности гелиосистемы крайне важна ориентация и угол наклона солнечного коллектора на монтажной площадке. Для поглощения максимального количества солнечной энергии плоскость солнечного коллектора должна быть всегда перпендикулярна солнечным лучам. Однако солнце светит на Земную поверхность в зависимости от времени суток и года всегда под различным углом. Поэтому для монтажа солнечных коллекторов необходимо знать оптимальную ориентацию в пространстве абсорбера солнечного коллектора.

2. Уравнение теплового баланса гелиоустановки. Методы снижения потерь в гелиоустановках.

Если реальная ориентация солнечного коллектора на объекте отличается менее 15 градусов по горизонту от нулевой ориентации на астрономический юг, то потери не столь велики, но если технически невозможно реализовать данные требования, то, эффективность гелиосистем падает и инвестиции в них никогда не окупятся.

Инсоляция — это количество солнечных лучей, которым подвергается поверхность или пространство. 

3. Принципиальная схема жидкостной системы солнечного теплоснабжения.

Наибольшее распространение получили жидкостные системы (далее «гелиосистемы») с аккумулятором тепловой энергии (бак с водой или специальной жидкостью, бассейн, грунт), в которых есть отдельные элементы с четко обозначенными функциями: - солнечный коллектор – преобразование и поглощение энергии; - аккумулятор тепловой энергии – поглощение и сохранение энергии; - соединительный трубопровод – доставка с минимальными потерями тепловой энергии в аккумулятор.

или

4. Принципиальная схема вакуумного солнечного коллектора. Выбор ориентации (наклона к горизонту и азимутального угла) солнечного коллектора.

5. Факторы, влияющие на поглощение излучения абсорбером солнечного коллектора. Приведённый коэффициент поглощения системы абсорбер—покрытие.

Солнце непосредственно нагревает абсорбер коллектора, Значение мгновенного КПД зависит от материала абсорбера, его толщины, апертурной площади коллектора, качества селективного покрытия.

Обычно, абсорберы СК открытого типа выполнены из стали, окрашенной в черный цвет или пластика. Если коллектор выполнен из труб, то важна плотность их навивки. При недостаточно плотной навивке, большая часть солнечной энергии проходит мимо и не нагревает трубы.

Если коллектор объемного типа и его абсорбер стальной лист, покрашенный простой черной краской, то площадь поглощения солнечной энергии большая. Но простая черная масляная краска имеет плохой коэффициент поглощения и значительная часть солнечной энергии отражается в атмосферу.

6. Угловая зависимость пропускательной способности прозрачного покрытия.

Прозрачное покрытие характеризуется пропускательной способностью D, выражающей отношение потока пропущенного излучения к потоку, падающему в плоскости приемника

7. Угловая зависимость поглощательной способности абсорбера.

8. Тепловые нагрузки жилого дома: их виды и методика расчёта.

Виды: а) Сезонные нагрузки

Так называют теплопотери, связанные с погодой.

Сезонную нагрузку отличает переменный годовой график и постоянный суточный. Сезонная тепловая нагрузка – это отопление, вентиляция и кондиционирование. К зимним относят 2 первых вида.

б) Постоянные тепловые

К круглогодичным относят горячее водоснабжение и технологические аппараты. Последние имеет значение для промышленных предприятий: варочные котлы, промышленные холодильники, пропарочные камеры выделяют гигантское количество тепла.

9) F-метод. Годовой и месячный коэффициенты замещения, безразмерные комплексы f-метода (X и Y). Оптимальная площадь коллектора.

10)Ослабление света при прохождении прозрачного слоя. Закон Бугера. Коэффициент экстинкции.