Слънчева EnetИндикативна фигура на слънчева коминна електроцентрала с кръгов слънчев колектор и плаващ слънчев комин, наклонен поради външна фигура(1)Слънчев топъл въздухОблъчванеВятърСлънчевивъздушни турбиниПоради своята патентована конструкция FSC е по-френски от аиран наклон, когато е външен появяват се ветрове Ниски разходи за плаващи слънчеви комини до 1000 m с Чрез тази новаторска технология за плаващи слънчеви комини на височини на FSCs до 100Omp до 1
2 от архоризонталната слънчева радиация върху слънчевия колектор, излязъл на повърхността на електрически централи, поради сходството им с водноелектрическата енергия. Сходството им се дължи на следните факти: Хидроелектрическият Pps oo падаща гравитация на водата, докато слънчевият въздух -електрическо поради възходящото течениеЕнергията, произведена от водноелектрическите електроцентрали, е пропорционална на падащата водна равнина, докато енергията, произведена от слънчевата аеро-електропропорционална височината на източване на топъл въздух, която е равна на височината. Ето защо проф. J Sclaigh в книгата си нарече саксийните растения със слънчева коминна технология водноелектрическите централи на пустините
Технология за плаващ слънчев комин на въздуха, равна на 1005Dx средна скорост на въздуха при горния изход на слънчевия комин uHAm от предишното уравнение е опростено (вижте Papageorgiou, 2004), водещо T4+W2 T4T+。=0, където коефициентите wnd ws са дадени от отношения=C2(1k),2=C2(2kn+C2T)2=(1-k)C2C3+127C=Cr·(1) ws=-nr T CIПравилният корен на предишното полиномно уравнение е температурата tg на предишното отношения за изчисляване на вкуса по формулатаTost=T,+C?TTпо този начин общата електрическа стойност, дадена от P=rm-C
(T -Tne)=m- c, (T o-T, -C, T:-) крайният резултат, който дефинира, чрез предварителната процедура, въз основа на анализа на термодинамичния цикъл, термоанализа с електрически пори, въпреки че изглежда по-сложен от анализътDG, това е еквивалентен термодинамичен анализ, който взема предвид всички необходими и непренебрежими ефекти и параметри на процеса в SAElPPro>за изчислението на Tos е дадено от Shlaigh в неговата относителна книгаThetion, свързваща средната температура на въздуха на изхода на слънчевия колекторintemperature на въздуха Tthe point на оптимална работа на SAEP може да бета Ga= i Cp(Toe- T02)+B Ac(Ta-Ta) приблизителен коефициент на загуби на топлинна мощност на слънчевия колектор (към околната среда и земята) на m от повърхността му0g-To2) An средна стойност на B за слънчеви колектори с двойно стъкло
Слънчево Enhe средногодишно хоризонтално облъчване на повърхността на слънчевия колектор. Средното годишно слънчево хоризонтално облъчване Gay се дава по формулата Wy/8760 часа, където Wy е годишното хоризонтално облъчване на SAEPP, (в KWh/m2) за слънчево облъчване) Средната стойност на th коефициента ta за покрив с двоен стъклопакет е 70d ac е повърхността на слънчевите колектори. Използвайки в уравнението приближение за функцията Toa(ri), тя дава (A+li Cp/Ac)]-Toz, където To2 isto термично съхранение на земята около слънчевата Входът на околния въздух, преминаващ над него, се увеличава, навлизайки в Изчислена е правилната стойност на B,olar termal loha на колектора Анализ на преноса на слънчевия колектор. Въведението в неговия анализ е следващият абзац. вземете под внимание явленията за съхранение на топлина в земята по време на дневен цикъл на работа. Моментната ефективност на SAEP се дава от формулата, където acG е пристигащата на повърхността на хоризонталния слънчев колектор площ Ac и Pis максималната генерирана електрическа мощност. Тази ефективност е за даден valto на хоризонтална слънчева енергия излъчване G
Въпреки това можем да докажем, че за почти постоянно махоризонтално облъчване G са почти пропорционални, така че предишната формула дава също годишната ефективност на SAEP, определена като годишното хоризонтално облъчване, пристигащо върху покрива на оранжерията на thele нека помислете, че saep има следните размери и константиAc =10%m2(DD=1H=800m,d=40m,k=049,ae средно(Gav 240W/m2) На следващата фигура ефектът на G върху изходната мощност като функция изтичане на това sae. Ако максималната (средна дневна стойност по време на лятна работа) Ga е 500 W/m2, максималната изходна мощност на този SAEP, постигната за im =-10000 Kg/sec, е 5 MW. Така неговата ефективност е приблизително 1% Нека приемем, че номиналната изходна мощност PR на SAEP е максималната изходна мощност за максимално средно слънчево излъчване Asm изходна мощност точка на работа (nim) е приблизително същата fe
Технология за плаващ слънчев коминd-40m, Wy-200DKwNY кв.м./година. Следователно, ако контролираме работата на SaEP, за да работим с протока, близо до mm, трябва да постигнем почти максималната изходна електрическа мощност от SAEP за всяко хоризонтално слънчево излъчване Това се споменава като оптимално правило за работа, можем да заявим, че моето оптимално функциониране на SAEP се изчислява приблизително по формулата tit"po(n-d2/4), където скоростта на въздуха е o тя се оценява на 7-8 m/sec, плътността на въздуха се дава от p=po/(287307 15) и d е вътрешната изходна мощност на средна годишна хоризонтална слънчева радиация. Може да се направи с помощта на анализа на термодинамичния цикъл за променлив масов поток i и gavGav"21000008760-240w/m2, на предварително дефинираният SAEP е 094 %(i
e 6% по-ниска от изчислената ефективност от 1% за средна хоризонтална мощност от 500w/m2)42 Максималната изходяща скорост на топъл въздух без въздушни турбиниd на слънчевия селектор плюс само FSC (т.е. без въздушните турбини) може да се изчисли в предишния набор от уравнения ние трябва, че n=O Така
Слънчева EnetToa"Toe и To4"To Ако вземем предвид, че кинетичните загуби са приблизително равни на frictina и вземем предвид, че eqt, получено Където AT=To3-To (можем приблизително да повишим това ToRTT, следователно скоростта на въздуха в слънчев комин със свободно преминаване (без въздух) турбини), дадени по формулата2gH5he fsc на h=800m обикновени стойности за коефициенти a=1 1058 и k=0 49 и температура на околния въздух To=296
2K(23 C)като функция на AT е дадена на следващата фигураE5品agaC поради greenhou. Фигура 10 Скорост на свободния въздух като увеличение на функцията приблизителна формула AT ta Gli p/Ac) където ta07, Pa4, cp"1005 и m =p D(nd2/4), където p-117Kg/dd=40m Така приблизителната площ на слънчевия колектор с двоен стъклопакет, генерираща скоростта на свободния възходящ въздух u, може да се определи от AT, u и G чрез уравнението A it p/(ta G)/AT-PI
Технология за плаващ слънчев комин Приблизителната площ на слънчевия колектор Ae като функция от повишаването на температурата AT за стойности на еквивалентно хоризонтално слънчево излъчване G=250, 300, 350, 400 и 450 w/m2, показано на следващата фигураIH-800m, d -40m), температура на въздушния поток към оранжерията Фигура 11 Площта на слънчевия колектор като функция от повишаването на генерираната температура Пример: за слънчев колектор с повърхностна площ Ac=400Ha (т.е.
400000m2), с диаметър Da715m при еквивалентно хоризонтално слънчево облъчване G от 250W/m?, създадената температурна разлика AT е -1450C и скоростта на свободния възходящ въздух D вътре в FSC от H=800m височина и d=40m вътрешен диаметър ще бъде -21m/sec, докато за G=450W/m2, AT2250C и uЗа едноизмерен анализ al и ако загубите от триене са незначителни, i, e k-D, имаме(17) топъл въздух с максимално високоскоростно свободно триене FSC поради неговата плаваемост , е подобна на скоростта на свободно падаща вода, дължаща се на/2-g43 След това в предишния анализ на термодинамичния цикъл на SAEP трябва да изчислим температурата на въздуха Toa на входа на въздушната турбина или на изхода на солколектора. Изчисляването на тази средна температура може да бъде направено чрез използване на предложения по-рано приблизителен анализ. Въпреки това температурното излъчване, за да се изчисли стойността и следователно дневното потребление на електроенергия, използвайки предложения по-рано анализ на термодинамичния цикъл, трябва да направим
Слънчева енергия на дневен хоризонтален профил на облъчване и дневен профил на температурата на околната среда Моделът на топлопренос на SAEP с кръгов колектор е показан на индикативната диаграма на фиг. Кръговият слънчев колектор на този saep е разделен на поредица от m кръгови сектора с ширина Ar, както е показано на следващата фигура, тази фигура, разрезът на сектора на слънчевия колектор на саеп е показан с други коефициенти на процеса (облъчване на земята (Ts), движещ се въздух (T), вътрешна завеса (Tc), външно остъкляване (Tw), околен въздух (To ) и Isk) Thed поглъща част от предаваната мощност на излъчване поради хороларното излъчване (ta G Вятърът се движи със скорост Dw и на земята е тънък лист вода в тъмен пластмасов филм Земята се характеризира със своята плътност pgr , неговият специфичен топлинен капацитет cгран неговата топлопроводимост Хоризонтална слънчева радиацияncyh,CoVerTT-J+TheHeeta GhWaterheight dh) Фиг.
12 Разрезът на кръгъл сектор на кръгъл слънчев колектор с двоен стъклопакет Диаметър на колектора и Din" Краен вътрешен диаметър на слънчевия колектор. Тези последователни кръгови сектори са специално тръбни успоредни плоски повърхности и следователно имат еквивалентен среден диаметър към входа на първия кръгов този към Totdr поради към земния топлопренос пренасяне около слънчевия колектор Като приближение dT се оценява на 05K
Технология на плаващ слънчев комин. Изходната температура на първия сектор е входната температура за втория и т.н. и накрая изходната температура на крайния M-ти сектор е Tos, т.е. входящата стагнационна температура към анализа на топлопреноса на слънчевия комин през ежедневните 24 часа цикълът е сложен да бъде представен аналитично в този текст, но този анализ, за да има ясна картина на експлоатационните характеристики на SAEPs Използвайки кода на анализа на топлопреминаването за движеща се вариация на изходната температура Tos може да се изчисли чрез изчислени две стойности на Tas и чрез термодинамични анализ на цикъла за дневния профил на мощността на производството на електроенергия може да бъде с тази процедура 24-часовия профил на мощността на производството на електроенергия на SAEP със слънчева и FSC на H 800m височина и d 40m вътрешен с годишно хоризонтално слънчево облъчване Wy=1700 KWh/пет три електрически pпрофилабез artifigeSAEP Df H-B0Om, d-40m Ac-10 sqkM, Wy-2000Kwn/sqrПокрито само 25% Фиг.
13 Средните дневни SAEPs електричествотермално Докато по-гладките профили се постигат, когато е частично (-10% или -25% от k тръби с диаметър 35 cm, пълни с вода, т.е. има и допълнително термично съхранение на еквивалентен воден лист от 35-n/4 =275 см на малък па
натоварване на слънчева коминна технологияМинимумът на електричество, когато слънцето е току-що започва да се издига, докато се достига около 2 часа след земята Профилът на генериране на електроенергия може да стане по-гладък, ако увеличим топлинния капацитет на слънчевия колектор. Това може да стане чрез поставяне на заземени тръби, пълни с вода (както вече се случва в конвенционалните оранжерии2 История в началото на първото десетилетие на 20-ти век През 1926 г. проф. инженер Бернар Дюбо предлага на Френската академия на науките изграждането на слънчева аероелектрическа централа в Северна Африка със слънчев комин върху наклон с достатъчна височина Неговото предложение е показано на следващата фигура (2) и в книга от 1954 г. ("Engineer's Dream" willy Ley, Viking Press 1954) КЪЩА НА ТУРБИНАТА КРЕЙ-ПРЕСТИЛКА СТЪКЛО ROOg
2 (от книгата: „Мечта на инженерите“ от: Willy Ley, Viking Press 1954) Напоследък Schaich, Bergerman and Partners, под ръководството на проф. д-р Ing Jorg Schlaighte германското правителство Тази слънчева коминна електроцентрала, показана на следващата фигура ( 3) беше с номинална мощност 50 KwIts на 4600 m и неговият слънчев комин беше направен от стоманени тръби с диаметър 10 m и имаше височина 195 m
Слънчева енергияТази демонстрация SAEP работи успешно в продължение на приблизително 6 години По време на нейната експлоатация, събраните оперативни данни са в съответствие с теоретичните резултати на научния екип на проф. Йорг Шлай.
Той предложи в книгата си огромни стоманобетонни слънчеви комини с височини от 500m-1000m. Предложените бетонни слънчеви комини са огромни и високи, следователно инвестиционните разходи за произведен KWh на технологията за слънчеви комини с бетон, същият диапазон на разходите с конкурентните слънчеви топлинни технологии, които се възползват от основните модернизации (Wind, SCP, PV) Това са неговите слънчеви колектори, със съоръжения за термично съхранение от 365 дни/година. Последните десетилетни бизнес планове и поредица от научни изследвания са фокусирани върху технологията за слънчеви комини, при което авторът с поредица от патенти и документи е въвел и научно подкрепи плаващата слънчева технология (Papageorgiou004,2009)
зареждане на технологията за слънчеви комини3 Принципи на работа на технологията за слънчеви комини и нейната годишна ефективност Infor31 Кратко описание и Голям слънчев колектор, обикновено кръгъл, който е направен от прозрачен покрив, поддържан на няколко метра над земята (оранжерията) Прозрачният покрив може да бъде направен от стъкло или кристално чиста пластмаса Второ покритие, изработено от тънка кристално чиста пластмаса, неговата топлинна ефективност Периферията на слънчевия колектор е отворена, за да може околният въздух да е висок свободно стоящ плат, по-лек от въздушния цилиндър (плаващият слънчев комин), поставен в къщата, който е изготвяне на набор от въздушни турбини, насочени към подходящи електрически генератори (турбо генератори), обвързани с хоризонтална кръгова пътека около основата на fscвертикалната ос вътре в входа на слънчевия комин Въздушните турбини са затворени в клетка и caa ротор с няколко перки или двустепенна машина (т.е. с набор от входни направляващи и ротор от няколко перки)
Скоростните кутии регулират честотата на въртене на въртенето на метричния генератор и на електричеството. Ръгът на слънчевия колектор загрява земята под него. Слънчевият колектор се затопля чрез парниковия ефект на прозрачния покрив. Буярът за бягство през слънчевия комин Докато тече през комина, свеж въздух от околната среда навлиза от отворената периферия на зелената свеж въздух става постепенно топъл, докато се движи към дъното на слънчевата атмосфера. Тази циркулация предлага генераторите също да се въртят. Така ротационната механична мощност на въздушните турбини се трансформира в електрическа енергия. Примерна диаграма на работата на SAEP е показано в. По този начин първите две части на SAEP образуват огромно термодинамично устройство, изграждащо слоевете на теосферата, а третата част на SAEP е тройността, генерираща радиация в KWh/m2, в края на инсталацията на SAEP и се дава от метеорологичните данни почти навсякъде. средното годишно хоризонтално слънчево облъчване се дава от Gav=W /A Хоризонталният поток на слънчево облъчване m на околния въздух, cp1005 и To2 е равен на средното K, за да се вземе предвид повишената входяща температура на външния въздушен поток поради близостта му до земята на входа му вътре в теоларния колектор
Слънчево EnСлънчево хоризонтално облъчванеNLET VANESDFигура 4 Схематична диаграма на SAEP в експлоатация32 Средната годишна ефективност на SAEPsector ns се определя като мощността PTh, погълната от въздушния масов поток към хоризонталния покрив на слънчевата оранжерия GavAc, където Gay е средното хоризонтално облъчване, а A theThe годишната средна ефективност на слънчевия колектор с двоен стъклопакет nsc е теоретично оценена-50%, докато годишната ефективност на слънчевия колектор с единично стъкло се оценява на 2/3. По този начин средната Gx
A където TthenIpower топлинни загуби PL (към въздушните турбини и електрическите генератори), плюс кинетичната мощност на въздуха в горния изход на слънчевата енергия. Максималната ефективност на слънчевия комин е ефективността на Карно, дефинирана като съотношението на температурната разлика между изходящия въздух, разделено от околния въздух Тази максимална ефективност е доказана (Gannon Backstrom 2000) като равна на
Технология на плаващ слънчев комин Поради триене и кинетични загуби в слънчевия комин действителната ефективност на слънчевия комин приблизително 90% um ефективност на Карно (близо до оптималната точка на работа на SAEP Комбинираната ефективност nr на въздушните турбини, gea продукт на средната ефективността на неговите три основни компонента, т.е. слънчевия колектор, плаващият слънчев комин и турбо-ге ефективността на SAEP с подходящ дизайн, със слънчев колектор с двоен стъклопакет, трябва да бъде приблизително = (1
2H/1000%, докато за SAEP с колектор с едно покритие е приблизително: nay=(079H/1000%, че ако годишното хоризонтално облъчване, пристигащо на мястото на инсталиране на SAEP, е 2000 KWh/m, повърхността на слънчевия колектор Km) и височината на комина е 750 m, SAEP може да генерира приблизително 18 милиона Kwh Тема SAEP с един остъклен покрив ще генерира приблизително само 12 милиона KWhbe, инсталирани на място на годишно хоризонтално слънчево облъчване Wy в KWh/m2 диаграмата, показваща връзката между годишната ефективност на SAEP и неговата FSC височина H може да бъдеAc=10m2,d=40m700 KWh/m2(Кипър, Южна Испания) Изчислената ефективност е практически независима от годишната хоризонтална слънчева енергия, зависи от вътрешния диаметър на FSC d Причината е, че по-малкият диаметър ще увеличаване на скоростта на топлия въздух при горния изход на FSC и ефективността на кинетичната мощностry диаметъра на слънчевия колектор на SAEP неговия FSC вътрешен диаметър, скоростта при горния изход на FSC и следователно годишната ефективност на SAEPd забележете, че за да получите диаграмата на ефективността, както е показано в долната фигура (5) изобразете кинетичните загуби и загубите от триене на плаващия слънчев комин. Вътрешният диаметър на fsc е изправен, за да се поддържа температурата в f7+8 m/sec, а вътрешната повърхност на FSC има ниско триене. Следващата фигура (6) показва вариация на годишната ефективност на SAEP на облъчване на FSCJar 1700KWh/mвътрешното набиране, изчислено като продукт на По този начин се взема предвид, че годишната ефективност е пропорционална на
Слънчева EnGHa AХорзонтална радиация 1700 KW0
8Фиг. 5 Годишната ефективност на SAEP като функция на неговата FSC мощност от SAEps също е пропорционална на височината на Floaar комина H, е както следва: y Константата c зависи главно от вътрешния диаметър на FSC d06505545FSC, височината на FSC H -500AEP с вътрешен fsc диаметър
Технология за плаващи слънчеви комини. Теоретичен анализ на технологията за плаващи слънчеви комини. Ефектът на термично съхранение на земята и профилът на ежедневното генериране на електричество са отстранени от няколко автора (Bernades et al 2003, Pretorius Kroger 2006, Pretoauthor е използвал еквивалентен подход за дневната мощност профилно проучване на SAEPs на комин с помощта на термодинамичния модел вижте (анализ на сериите на Backstrom Gann на Фурие за променящите се във времето температури и променящата се слънчева светлина, привличащи 24 часа или анализ на параметрите, е направено, което води до полезни резултати за първоначалното инженерно оразмеряване и проектиране на SAEPs. If тези проучвания са, че слънчева коминна електроцентрала годишната мощност външното остъкляване и производството на електроенергия могат да бъдат повлияни от грапавостта на земята и соли менноадинамичния цикъл на земята, предложен в реф. (Gannon Backstrom 2000) е отличен rmodinamical цикъл на слънчевата коминна електроцентрала, използвайки изследването на реф. (Backstrom Gannon 2000) е показано на следващата фигура TurbinedHcp Кинетична загубатермодинамична диаграма на SAEPartures(маркирани с )са показани на индикативната диаграма на предишната фигураОсновният термодинамичен цикъл temperat дефиниран в следващата таблица
Слънчева енергияIсендропична температура на околния въздух във височина HКомин Околна температура в земята около слънчевия колектор До Входяща температура във въздушните турбиниTose Температура на изходния въздух от турбогенератора при слънчевия колекторT4 Изходна температура на въздуха, смесен с околния въздух при горната част на изходните слоеве Таблица 1 Температурите на термодинамичния цикълTog до Toal са приблизително изобарни. Това се има предвид, че топлината и разширението на движещия се въздух отнемат Процесите Ta към To, Taste към T03tel и To към Tol определено са изобарни по природа. Чрез анализа на връзките между температури следните отношения могат да заложат+C
T2T - +8Hand T-T工При което параметрите, участващи в отношенията, са дефинирани както следва Ach"nd2/ 4, е слънчевият комин internf обичайна стойност от 1, 05 8, изчислена в (White 1999k-коефициент на загуба при триене вътре в слънчевия chimneykin+ 4 Cd H/d, където за операцията поддържа число nimney, коефициентът на съпротивление при триене Cd е приблизително White 1999) и за няма налични данни комплектът се оценява на 0 15T-турбо генератори обща ефективност, ако не е налична, битово налягане на нивото на земята на мястото на инсталиране на SAEP, ако няма налични данни, се приема, че е равен на 101300 Paa атмосферно налягане при горния изход на височина H, изчислено по формулата Pa-Pg гравитация