13 Особенности использования фотоэлектрических преобразователей с концентраторами солнечной энергии.

Для более эффективно­го его использования приходящее излучение собирают на его поверхности с помощью концентрирующих систем. Тепло, отбираемое в процессе активного охлаждения, можно использовать для увеличения полной энер­гетической эффективности системы. Следует помнить, что сильно неравномерная облученность фотоэлементов или модулей может при­вести к разрушению солнечного элемента. Существует большое количество концентрирующих систем, основанных на линзах (обычно плоских линзах Френеля), зер­калах, призмах полного внутреннего отражения и т. д. КПД достигает 25% при степени концентрации до 1000 крат тем самым можно снизить занимаемую площадь.

Например 50 на 50 миллиметра концентрируется на каскадном солнечном элементе площадью менее 4 квадратных миллиметров.

14 Другие применения солнечной энергии. Принцип работы солнечного пруда.

Применяют для сушки с/х культур, для подогрева воздуха, для отопления, для охлаждения воздуха, для опреснения воды, можно приготовить пищу.

1-пресная вода,

2-изолирующий слой с увеличивающейся концентрацией,

3- слой горячего раствора,

4- теплообменник

В солнечном пруду происходит одновременное улавливание и накапливание солнечной энергии в большом объеме жидкости. В основном поверхностный слой теплота довольно быстро теряется. Солнечная энергия, проникающая через всю массу жидкости в солнечном пруду, поглощается окрашенным в темный цвет дном и нагревает прилегающие слои жидкости, в результате чего температура ее может достигать 70 ^оС, в то время как температура поверхностного слоя остается на уровне 20 ^оС. Обычно глубина пруда составляет 1-3 м. На 1 м ² площади пруда требуется 500-1000 кг поваренной соли, ее можно заменить хлоридом магния.

15. Преимущества и недостатки использования энергии ветра.

Преимущества: повсеместность.

У энергии ветра есть несколько существенных недостатков, которые затрудняют ее использование:

-Энергия ветра сильно рассеяна в пространстве (плотность воздуха в 800 раз меньше плотности воды), поэтому необходимы ветроэнергоустановки, способные постоянно работать с высоким КПД; для получения значительной мощности необходимы ветроколеса очень больших размеров.

-Ветер очень непредсказуем - часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломает ветряки. Необходимы механизмы ориентации на ветер.

-Ветроэнергостанции не безвредны: они мешают полетам птиц и насекомых, шумят, отражают радиоволны вращающимися лопастями.

-Непостоянство скорости ветра во времени. вырабатываемая мощность будет иметь большую амплитуду колебаний.

16. Мощность ветроколеса с горизонтальной осью

- Чем больше число лопастей, их ширина и угол заклинивания, тем меньше быстроходность ветроколеса.

- Мощность ветроколеса, при прочих равных условиях, мало зависит от числа лопастей. Основное влияние оказывают форма и профиль лопастей, их положение в потоке воздуха и диаметр ветроколеса.

Мощность эта определяется как кинетическая энергия ветра, действующая на единицу времени, с учетом коэффициента ее использования:

где ξ - коэф. использования энергии ветра.

Поверхность, ометаемая крыльями ветроколеса:

,

где D - диаметр ветроколеса.

Т.о. мощность, развиваемая ветроколесом, определяется ометаемой площадью ветроколеса, скоростью ветра и величиной коэф. использования энергии ветра.

Мощность, развиваемая на оси ветроколеса, пропорциональна квадрату его диаметра и кубу скорости ветра. Мощность мало зависит от числа лопастей. Частота вращения ветроколеса пропорциональна быстроходности и скорости ветра и обратно пропорциональна диаметру. На величину мощности влияет также высота расположения центра колеса, так как скорость ветра зависит от высоты.

17. Устройства ориентации ветроколеса на ветер.

1. Ориентация ветроколеса по направлению ветра с помощью хвоста(флюгер) для ветродвигателей малой мощности является наиболее распространенным способом, используется в ветроустановках небольшой мощности.

2. Ориентации предусматривает расположение ветроколеса за башней (по потоку) и предполагает увеличенный вынос ветроколеса относительно мачты для повышения чувствительности ориентирования.

3. Способ установка ветроколеса на ветер виндрозами. Виндрозами называют небольшие по размеру многолопастное ветроколесо, установленные перпендикулярно к плоскости вращения рабочего ветроколеса на поворотной опоре, расположенные за или перед ветроколесом. Используются в установках средней мощности.

4. Автоматическая система ориентации на ветер с датчиками направления ветра и приводом поворота головкой ветроколеса.