КПД солнечного коллектора - это соотношение полезной термической энергии и получаемой солнечной энергии. Помимо тепловых потерь, в некоторых случаях происходят оптические потери. Оптический КПД определяет, какой процент излучения, через прозрачное покрытие попадает на коллектор и поглощается абсорбером.
Фактор термических потерь указывает на тепловые потери. Он определяет потерю энергии в ваттах на один квадратный метр площади коллектора и показывает разницу температур между абсорбером и окружающей средой. Соответственно, чем больше разница температур, тем значительнее тепловые потери. В какой-то момент тепловые потери равняются объему производимой энергии, вследствие чего энергия для солнечного цикла не поступает.
Хороший коллектор, имеет неплохой коэффициент превращения и низкий фактор потерь.
| Тип коллектора | Коэффициент превращения | Фактор термических потерь | Температурная зона |
| Абсорбер без покрытия | 0,82 до 0,97 | 10 до 30 | до 40 |
| Плоский коллектор | 0.66 до 0,83 | 2,9 до 5,3 | 20 до 80 |
| Вакуумный плоский коллектор | 0,81 до 0,83 | 2,6 до 4,3 | 20 до 120 |
| Вакуумный коллектор из труб | 0,62 до 0,84 | 0,7 до 2,0 | 50 до 120 |
| Коллектор накопитель | примерно 0,55 | примерно 2,4 | 20 до 70 |
| Воздушный коллектор | 0,75 до 0,90 | 8 до 30 | 20 до 50 |
КПД солнечных коллекторов в первом приближении может быть рассчитан по следующей формуле:
,
где η - расчётное значение КПД, η0 - номинальный (оптический) КПД установки при нормальных условиях, k1 - коэффициент, зависящий от типа и теплоизоляции коллектора, ΔT - разность температур теплоносителя и окружающего воздуха(гр. С), E - инсоляция (Вт/кв.м.).
КПД современных коллекторов выражают формулой:
(1)
где Eg – плотность суммарного падающего на коллектор солнечного излучения, Вт/м2; ΔT – разность между средней температурой теплоносителя в коллекторе и температурой окружающей среды; η0 – КПД коллектора при ΔT = 0 °С (в большинстве случаев эта величина равна произведению пропускной способности стекла ϕ и поглощательной способности абсорбера As); значения коэффициентов k1 и k2 зависят от конструкции коллектора.
В физическом смысле КПД выражает отношение тепловой энергии, отведенной от абсорбера с помощью циркулирующего через коллектор теплоносителя, к падающей на него суммарной лучистой энергии.
Современные производители коллекторов измеряют КПД экспериментально – для каждой конкретной конструкции. Потом проводится корреляция полученных значений с учетом приведенного выше уравнения. В инженерных расчетах необходимо учитывать, что КПД изменяет свое значение в течение дня и года, в зависимости от температуры коллектора и температуры окружающей среды, а также от интенсивности падающего излучения.
Нужна помощь в выборе?
В зависимости от поставленных Вами задач наши специалисты помогут подобрать оборудование, именно для Ваших потребностей.Купить солнечный коллектор!
Вы можете, сделав заказ по телефону +7 (495) 748-11-78 или воспользоваться формой «Контакты» на сайте.