Реферат: Солнечное теплоснабжение: состояние дел и перспективы развития

- средние по качеству стоимостью до 150 долл. США/м² ;

- стандартного качества стоимостью до 100 долл. США/м² .

Наиболее качественные коллекторы имеют теплопоглощающую панель из медных труб и медного листа, способ соединения панели и труб – сварка. Покрытие – селективное. Стекло градостойкое, содержание железа 0,03%, толщина 3,2 мм. Корпус из оцинкованной стали с покрытием порошковым полиэстером или из анодированного алюминия. Теплоизоляция – пенополиуретан, стекловата.

Средние по качеству коллекторы имеют теплопоглощающую панель из медных труб и стального листа. Способ соединения – обжимом. Покрытие – селективное. Стекло градостойкое с низким содержанием железа толщиной 3,2 мм. Корпус из оцинкованной стали. Теплоизоляция – пенополиуретан.

Стандартные по качеству коллекторы имеют теплопоглощающую панель из оцинкованных стальных труб и листа. Способ соединения – обжимом. Покрытие – селективная эмаль. Стекло оконное 3 мм. Корпус из оцинкованной стали. Теплоизоляция – пенополиуретан.

Каковы перспективы развития солнечного теплоснабжения в России? Как известно, во всех развитых странах использование возобновляемых источников энергии стимулируется государственным дотированием, льготным кредитованием и прочее. Очевидно, в ближайшие годы такой государственной поддержки ожидать не приходится. Определяющим фактором будет только экономическая целесообразность. В самом общем случае срок окупаемости гелиоустановки определяется по формуле

(1)

где S_c – удельная стоимость гелиоустановки, руб./м² ;

Q – годовое количество теплоты, выработанное гелиоустановкой, Гкал/м² ;

C_m – стоимость теплоты от традиционного энеproисточника, руб./Гкал.

Расчет срока окупаемости по формуле (1) не является объективным, так как он не учитывает энергетическую сопоставимость сравниваемых вариантов. Последнее имеет место, когда количество тепловой энергии, вырабатываемое гелиоустановкой за расчетный срок службы сопоставимо с затратами энергии на производство материалов солнечных коллекторов, оборудования и конструкций гелиоустановок.

Тогда срок энергетической окупаемости гелиоустановки можно определить по формуле

(2)

где S(m_г • Э_г ), S(m_у • Э_у ) – суммы произведений масс и энергоемкости материалов соответственно солнечных коллекторов, вспомогательных конструкций и оборудования гелиоустановок;

Q_s – количество тепловой энергии, выработанное гелиоустановкой за год;

n – расчетный срок эксплуатации гелиоустановки.

Коэффициент 1,2 учитывает затраты энергии при монтаже гелиоустановок.

Расчеты по формуле (2) показывают, что для теплопоглощающей панели из латунной трубки замена стальных ребер на алюминиевые увеличивает срок энергетической окупаемости в 1,5 раза.

Таким образом, совершенствование конструкции коллектора имеет ограничения по критерию энергетической окупаемости. Аналогичный подход целесообразен и для гелиоустановок в целом.

Вышеуказанные факторы свидетельствуют, что для современного рынка России необходим коллектор, имеющий предельно низкую стоимость при приемлемых теплотехнических характеристиках. Если для западных конструкций характерно стремление повысить КПД коллектора применением цветных металлов, дорогостоящих технологий и теплоизоляции, то для России на данном этапе целесообразно следующее:

- теплопоглощающая панель должна быть коррозионно-устойчивой для работы в одноконтурных схемах;

- селективное покрытие лакокрасочное;

- корпус стальной с надежным покрытием;

- стекло оконное толщиной 4 мм;

- теплоизоляция обычная или с применением воздушных полостей;

- стоимость 40–70 долл. США/м² .

К первоочередным мероприятиям следует отнести также выработку новых норм проектирования гелиоустановок, которые, учитывая отечественный и зарубежный опыт, дадут ориентиры создания новых перспективных установок.

Государственный стандарт России на технические требования к солнечным коллекторам, ожидаемый к утверждению в текущем году, следует дополнить методиками испытания как на стендах, так и в натурных условиях.

Из организационных мер наиболее значимым является обобщение опыта сооружения и эксплуатации гелиоустановок. Единственной организацией, способной это сделать, является Госэнергонадзор, в задачи которого входит развитие энергосбережения, в том числе с использованием возобновляемых источников энергии.

С учетом изложенного можно сделать следующие выводы:

1. Отечественный и зарубежный опыт разработки и создания гелиоустановок свидетельствует о перспективности развития данного направления. В СССР была создана научная, нормативная база, освоен выпуск оборудования гелиоустановок.