Efektywność przetwarzania energii słonecznej w układach solarnych
Wariant tytułu
The solar energy performance efficiency in solar installations
Autor
Olczak, Piotr
Promotor
prof. dr hab. inż. Stanisław Kandefer
Promotor pomocniczy
dr inż. Jan Porzuczek
Data wydania
2017
Data obrony
11.10.2017
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Słowa kluczowe
systemy solarne, próżniowe rury solarne, transport ciepła w rurze solarnej, lustra skupiające solarne
solar thermal, evacuated tube collector, heat transfer at solar pipe, solar focusing mirror
Abstrakt
Rozprawa doktorska dotyczy wykorzystania energii solarnej do przygotowania ciepłej wody użytkowej. Celem pracy było znalezienie wśród wybranych aspektów technicznych sposobów na podwyższenie efektywności przetwarzania energii słonecznej.
Dokonano analizy dostępnej energii słonecznej oraz scharakteryzowano podstawowe typy kolektorów słonecznych. Na tej postawie określono efektywność dla wybranych instalacji solarnych. Określono także problematykę ich działania. Wyniki oszacowanej efektywności często niekorzystnie odbiegają od oczekiwanych, a niekiedy jest ona niższa od 20%. Analiza ta z kolei pozwoliła wybrać elementy kolektora do dalszych badań o charakterze symulacyjnym i eksperymentalnym.
W ramach szczegółowych badań eksperymentalno-symulacyjnych, analizowano działanie próżniowej rury solarnej typu heat pipe pod względem położenia żebra, zmiany gazu wypełniającego wnętrze rury oraz współpracy z lustrem skupiającym promieniowanie słoneczne. Dodatkowo przeanalizowano wpływ zmiany materiału żebra przewodzącego ciepło od absorbera do czynnika roboczego.
Wyniki pozwoliły określić skalę możliwego wzrostu osiąganej już efektywności na poziomie 70-80% o kolejne około 2 punkty procentowe poprzez optymalne ustawienie żebra. Stanowi to około 10-procentowy udział w energii teoretycznie możliwej jeszcze do pozyskania.
The work concerns the use of solar energy for the hot water preparation. The aim of the research was to find some ways of increasing solar energy performance efficiency. The research was limited to analyzing only some chosen parts of solar energy devices.
The analysis of a solar energy availability was conducted and some basic types of solar collectors were analyzed. On this basis, the efficiency of the selected solar installations was determined. The problems connected with the solar use were also identified. The estimated efficiency results often differed from the expected values in unfavourable way.
This efficiency was sometimes lower than 20%. Subsequently, the analysis enabled the selection of collector parts for the further analysis and then for the experimental research.
For the detailed experimental and simulation analysis, one particular type of an evacuated solar heat pipe collector was chosen. The analysis concerned the change of the rib rotation in the inner solar tube. It also focused on the change of an inner tube gas type. The co-operation between the evacuated pipe and the focusing mirror was also analyzed. Additionally, it was examined how the change of the rib material influences the heat losses.
The best way of the rib rotation allows the additional two percentage points which increased the efficiency of the chosen tube already gained on the level of 70 – 80 %. These additional two percentage points are a 10 % share in the energy amount possible to gain.
Klasyfikacja PKT
442900 Energetyka o źródłach odnawialnych i inne rodzaje energetyki
440000 Energetyka
Wydział
Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
