1/70 Solární kolektory - konstrukce

Transkript

1 1/70 Solární kolektory - konstrukce základní typy části kolektoru materiály statistiky

2 Solární kolektory - rozdělení 2/70

3 Solární tepelný kolektor 3/70 Transparentní kryt - zasklení Absorbér Sběrná trubka pro odvod tepla Tepelná izolace Trubky s teplonosnou látkou (registr) Rám kolektoru (kolektorová skříň)

4 Nekryté solární kolektory 4/70 struktura ploché trubičkové

5 Nekryté solární kolektory 5/70 materiály polyetylen polypropylen syntetický kaučuk (EPDM) nerez ocel cena 1000 až 2500 Kč/m 2

6 Nekryté solární kolektory 6/70

7 Chodníky jako absorbéry 7/70

8 Nekryté solární kolektory 8/70 použití sezónní aplikace teploty do 20 K nad okolí bazény primární okruhy TČ výkon výkon závislý na okolních podmínkách na rychlosti větru!

9 Ploché kryté solární kolektory 9/70

10 Ploché kryté solární kolektory 10/70 1 rám 2 těsnění 3 transparentní kryt 4 tepelná izolace 5 absorbér 6 trubkový registr cena 6000 až 8000 Kč/m 2

11 Ploché kryté solární kolektory 11/70

12 Zasklení solárního kolektoru 12/70 jednoduché zasklení solární sklo s nízkým obsahem FeO 3 snížení pohltivosti materiálu zasklení antireflexní povlaky snížení odrazivosti rozhraní sklo-vzduch prizmatické sklo (pyramidový vzor, textura) zvýšení propustnosti při vyšších úhlech dopadu dvojité zasklení solární sklo + folie (teflon), nižší ztráty, nižší propustnost

13 Antireflexní povlaky 13/70 1 % 100 % 91 % 4 % + 4 % 1 % 100 % 96 % 3 %

14 Spektrální charakteristika 14/70 AR glass transmittance [%] solar glass wavelength [nm]

15 Absorbér kolektoru 15/70 materiál měď 320 až 350 W/(m.K) 0,12 až 0,3 mm hliník 220 až 250 W/(m.K) 0,3 až 0,5 mm ocel (omezeně) 80 až 100 W/(m.K)... povrch neselektivní spektrálně selektivní

16 Absorbér kolektoru 16/70 radiační vlastnosti těles pohltivost a + odrazivost r = 1 (pro záření nepropouštějící tělesa) pro danou vlnovou délku záření l platí: pohltivost a l = emisivita e l absolutně černá tělesa: a = 1, r = 0 pro všechny vlnové délky absolutně bílá tělesa: a = 0, r = 1 pro všechny vlnové délky šedá tělesa 0 < a = a l < 1, r = 1 a pro všechny vlnové délky selektivní tělesa 0 < a l < 1, r l = 1 a l

17 Absorbér kolektoru 17/70 1 absolutně černé těleso (v přírodě nenajdeme) 2 selektivní těleso 3 šedé těleso (v přírodě nenajdeme, pouze omezeně)

18 Selektivita povrchu absorbéru 18/70 ideálně r = 1, a = e = 0 oblast vlnových délek slunečního záření oblast vlnových délek infračerveného záření a SOL e IR ideálně r = 0, e = a = 1

19 Selektivita povrchu absorbéru 19/70

20 Selektivní povrch absorbéru 20/70 elektrochemicky, galvanicky vytvoření struktury elektrochemickou cestou tyčinky (porézní vrstva) na velmi odrazivém substrátu a = 0,93 0,96, e = 0,10 0,15 black-chrome, Sunstrip

21 Selektivní povrch absorbéru 21/70 PVD (Physical Vapour Deposition), napařování cermet: keramicko-kovové povrchy (ceramic-metal) tenká vrstva cca 150 až 200 nm TiNOx, mirotherm, sunselect (CrN Cr x O y ), eta-plus,... a = 0,95, e = 0,05

22 Selektivní povrch absorbéru - výroba 22/70

23 Selektivní povrch absorbéru 23/70 nátěry silikonové vrstvy na Al nebo Cu podklady Solarect-Z, SolkoteHI/Sorb II sprejování, vrstva 2-3 mm a = 0,90 0,92, e = 0,25 0,50

24 Absorbér - spojování 24/70 nalisované nalisované napájené ultrazvukově svařené laserově svařené

25 Absorbér ultrazvukové svařování 25/70 rychlé, levné, nízkoenergetické bez přídavného materiálu

26 Absorbér laserové svařování 26/70 možnost spojování různých materiálů bez poškození absorpčního povrchu

27 Absorbér - spojování 27/70 pájení lisování

28 Trubkový registr - lyra 28/70 22x1 mm 8x0,6 mm 10x1 mm max 6 až 7 kolektorů Dp = cca 100 Pa

29 Trubkový registr poloviční lyra 29/70 22x1 mm 8x0,6 mm 10x1 mm max 3 kolektory Dp = cca 1 kpa

30 Trubkový registr - meandr 30/70 12x1 mm max 3 kolektory Dp = cca kpa

31 Trubkový registr - serpentina 31/70 22x1 mm 12x1 mm max 10 kolektorů Dp = cca kpa

32 Trubkový registr - plnoprůtočný 32/70

33 Tepelná izolace 33/70 minerální vlna skelná vlna, kamenná vlna absence lepidel (!) potenciální zplyňování PUR polyuretanové desky, ALP EPDM pěna, syntetický kaučuk cena

34 Skříň kolektoru skládaná rámová 34/70 větrací otvory v bocích problematický provoz trvale pod rosným bodem (!)

35 Skříň kolektoru lisovaná vana 35/70 parotěsná vana

36 Skříň kolektoru dřevěná 36/70

37 Ploché solární kolektory 37/70 výhodné z hlediska integrace do obálky budovy střecha fasáda

38 Ploché vakuové solární kolektory 38/70 podtlak pro omezení tepelných ztrát (absolutní tlak 1 až 10 kpa) zatížení plochého krycího skla (opěrky)

39 Vakuové trubkové solární kolektory 39/70 jednostěnná vakuová trubka plochý absorbér dvojstěnná vakuová trubka (Sydney) válcový absorbér vakuum 1 mpa

40 Vakuové solární kolektory 40/70 vakuové trubkové ploché vakuové kolektory

41 Vakuové trubkové solární kolektory 41/70 Jednostěnná vakuová trubka s plochým absorbérem přímo protékaný registr (PP) velmi kvalitní přestup tepla z absorbéru do kapaliny

42 Vakuové trubkové solární kolektory 42/70 Jednostěnná vakuová trubka s plochým absorbérem tepelná trubice (TT) velmi kvalitní přestup tepla z absorbéru na výparník tepelné trubice

43 Vakuové trubkové solární kolektory 43/70 zdroj: Viessmann

44 Vakuové trubkové solární kolektory 44/70 zdroj: Viessmann

45 Vakuové trubkové solární kolektory 45/70

46 Vakuové trubkové solární kolektory 46/70 výroba jednostěnná trubka se dnem, antireflexní povlakování spoj koncentrická trubka NiFe membrána (eliminace napětí na skle) zatavení membrány do skla

47 Vakuové trubkové solární kolektory 47/70 Dvojstěnná vakuová Sydney trubka s válcovým absorbérem přímo protékaný registr (s kontaktní lamelou), PP nezbytná tepelně vodivá teplosměnná lamela mezi absorbérem a trubkovým registrem

48 Vakuové trubkové solární kolektory 48/70 Dvojstěnná vakuová Sydney trubka s válcovým absorbérem tepelná trubice (s kontaktní lamelou), TT nezbytná tepelně vodivá teplosměnná lamela mezi absorbérem a trubkovým registrem

49 Vakuové trubkové Sydney kolektory 49/70 výroba výchozí materiál: dvě skleněné trubky otevřené na obou koncích vnější trubka: příprava vakuační trubičky vnitřní trubka: zaslepení dna, nanesení selektivního povlaku (Al-N-Al)

50 Vakuové trubkové Sydney kolektory 50/70 výroba vložení držáku vnitřní trubky s getrem do vnější trubky vložení vnitřní trubky do vnější trubky + zatavení horních okrajů evakuace meziprostoru na tlak < 1 mpa, odtavení vakuační trubičky vysokofrekvenční aktivace getru

51 Vakuové trubkové Sydney kolektory 51/70 kontaktní lamela napojení PP potrubí Sydney trubky

52 Vakuové trubkové Sydney kolektory 52/70

53 Vakuové trubkové solární kolektory 53/70 bariový getr pro pohlcení plynů změna barvy

54 Vakuové trubkové solární kolektory 54/70 vakuová izolace = sníh či námraza odtává velmi pomalu akumulace sněhu: problematické použití reflektoru, šikmá střecha

55 Ploché solární kolektory x odtávání 55/70 tepelné ztráty umožňují provoz i v době zvýšené sněhové pokrývky

56 Trubkové kolektory - tepelná trubice (TT) 56/70 odvod tepla do teplonosné kapaliny sluneční energie pohlcená absorbérem teplo přijaté výparníkem tepelné trubice

57 Trubkové kolektory - tepelná trubice (TT) 57/70 suché napojení tepelné trubice kondenzátor uložen v pouzdru pouzdro omývané teplonosnou látkou

58 Trubkové kolektory - tepelná trubice (TT) 58/70 mokré napojení tepelné trubice kondenzátor tepelné trubice přímo omývaný teplonosnou látkou

59 Trubkové solární kolektory s reflektorem 59/70 zrcadlový odraz difúzní odraz trvanlivost optické kvality odrazného plechu zachycování a kumulace sněhu (ledu), poničení trubek zvýšení aktivní plochy kolektoru (apertury)

60 Solární kolektory ve světě (2013) 60/70

61 Solární kolektory v provozu (2012) 61/70

62 Solární kolektory v provozu (2012) 62/70 svět Evropa

63 Solární kolektory v provozu (2012) 63/70

64 Solární kolektory v provozu (2012) 64/70 přepočteno na obyvatele

65 Solární kolektory nové instalace (2012) 65/70

66 Solární kolektory nové instalace (2012) 66/70 svět Evropa

67 Solární kolektory nové instalace (2012) 67/70

68 Solární kolektory nové instalace (2012) 68/70 přepočteno na obyvatele

69 Česká republika vývoj trhu 69/70

70 Česká republika vývoj trhu 70/70