Фактори формування ефективності PVT-колектора

Анотація

Проведено аналітичні дослідження гібридного сонячного колектора (PVT) при виробництві електричної й теплової енергії. Математична модель, що прийнята, дозволяє проаналізувати характеристики PVT-колектора – температуру нагрівання абсорбера й охолодної рідини, а також продуктивність залежно від зовнішніх і режимних умов роботи пристрою. Мета роботи – розробка методу розрахунку експлуатаційних характеристик і визначення раціональних експлуатаційних режимів роботи гібридного сонячного колектора з урахуванням ефективної продуктивності. Використано комплексну математичну модель локального аналізу процесів теплообміну й електрогенерації гібридного сонячного колектора для реальних умов динамічної сонячної й кліматичної ситуації. Проведений аналіз теплообміну у варіантних умовах показав, що ефективність передачі тепла в системі охолодження колектора ηT, інакше співвідношення температури абсорбера й кінцевої температури теплоносія, не є постійною величиною й значно змінюється під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів. На неї впливає інтенсивність інсоляції й витрата теплоносія. З ростом цих параметрів ηT знижується. Існуюча залежність електричної потужності фотоелемента від витрати охолодної рідини характеризується наявністю двох виражених ділянок, які розрізняються темпом зміни функції. Перша з них, з невисокою інтенсивністю потоку рідини, відрізняється значним впливом функціональних параметрів, друга, при високій інтенсивності − асимптотичною стабілізацією потужності. Граничні значення переходу величини темпу зниження функції відповідають витраті рідини 0,08…0,085 л/(м2с). Ці значення можуть бути прийняті для раціоналізації режиму охолодження фотобатареї. Отримано узагальнюючі залежності для визначення температури рідини на виході із пристрою й середньої температури абсорбера, які можуть бути використані для оцінки ефективності перетворення сонячної енергії в електричну й теплову енергію в завданнях режимної оптимізації.