ประสิทธิภาพการสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์

do solar water heaters work in winter

ประสิทธิภาพตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์หมายถึงความสามารถของตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ในการแปลงแสงแดดเป็นความร้อนที่ใช้งานได้ ประสิทธิภาพเป็นปัจจัยสำคัญในการพิจารณาประสิทธิภาพและความอยู่รอดทางเศรษฐกิจของระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์ ต่อไปนี้เป็นประเด็นสำคัญบางประการเกี่ยวกับประสิทธิภาพตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์:

ประเภทของตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์:

ตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์มีหลายประเภท แต่ละประเภทมีประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน:

เครื่องสะสมแผ่นเรียบ: สิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องธรรมดาที่สุดและมักจะมีประสิทธิภาพตั้งแต่ 30% ถึง 60%

นักสะสมท่ออพยพ: สิ่งเหล่านี้สามารถมีประสิทธิภาพที่สูงกว่า ซึ่งมักจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 40% ถึง 70% เนื่องจากความสามารถในการลดการสูญเสียความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด

นักสะสมที่มีสมาธิ: สิ่งเหล่านี้ใช้กระจกหรือเลนส์เพื่อรวมแสงอาทิตย์ไปยังพื้นที่ดูดซับที่มีขนาดเล็กและสามารถบรรลุประสิทธิภาพได้ตั้งแต่ 60% ขึ้นไป

ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพ:

มีหลายปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพของตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์:

การดูดซึม: ความสามารถของวัสดุดูดซับในการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ ค่าการดูดกลืนแสงสูง (ใกล้กับ 1.0) เป็นที่ต้องการ

การแผ่รังสี: ความสามารถของวัสดุดูดซับในการแผ่ความร้อน ค่าการแผ่รังสีที่ต่ำกว่าจะดีกว่าเพื่อลดการสูญเสียความร้อนให้เหลือน้อยที่สุด

การส่งผ่าน: ความสามารถของวัสดุกระจกในการส่งผ่านแสงแดด ค่าการส่งผ่านข้อมูลสูง (ใกล้กับ 1.0) เป็นที่ต้องการ

ฉนวนกันความร้อน: ประสิทธิภาพของฉนวนในการลดการสูญเสียความร้อนจากด้านหลังและด้านข้างของตัวสะสม

การสูญเสียความร้อน: อัตราการสูญเสียความร้อนจากตัวสะสมไปยังสิ่งแวดล้อม ซึ่งขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวสะสมและสิ่งแวดล้อม ตลอดจนความต้านทานความร้อนของตัวสะสม

อุณหภูมิในการทำงาน: อุณหภูมิที่ตัวสะสมทำงาน อุณหภูมิในการทำงานที่สูงขึ้นอาจลดประสิทธิภาพลงเนื่องจากการสูญเสียความร้อนที่เพิ่มขึ้น

มุมตกกระทบ: มุมที่แสงแดดส่องกระทบตัวสะสม มุมตกกระทบที่เหมาะสมที่สุดจะช่วยเพิ่มการดูดซับรังสีจากแสงอาทิตย์ได้สูงสุด

การวางแนวและการเอียง: การวางแนว (ราบ) และความเอียง (ระดับความสูง) ของตัวสะสมที่สัมพันธ์กับเส้นทางของดวงอาทิตย์

กำลังคำนวณประสิทธิภาพ:

ประสิทธิภาพของตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์มักแสดงเป็นอัตราส่วนของความร้อนที่รวบรวมโดยตัวสะสมต่อพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบบนพื้นผิวตัวสะสม สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้:

η=QcollectedI×Aη=I×AQcollected

ที่ไหน:

ηη คือประสิทธิภาพของตัวสะสม

QcollectedQcollected คือพลังงานความร้อนที่ตัวสะสมสะสม (มีหน่วยเป็นจูลหรือ BTU)

II คือรังสีดวงอาทิตย์ที่ตกกระทบบนพื้นผิวตัวสะสม (หน่วยเป็น W/m² หรือ Btu/ft²·hr)

AA คือพื้นที่ของตัวสะสม (เป็นตารางเมตรหรือตารางฟุต)

การทดสอบมาตรฐาน:

ประสิทธิภาพของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์มักจะถูกกำหนดภายใต้เงื่อนไขการทดสอบมาตรฐาน เช่น ที่กำหนดโดยองค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐาน (ISO) 9806 หรือ Solar Rating & Certification Corporation (SRCC) การทดสอบเหล่านี้เป็นวิธีการมาตรฐานในการเปรียบเทียบประสิทธิภาพของตัวสะสมต่างๆ

การปรับปรุงประสิทธิภาพ:

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวสะสมความร้อนจากแสงอาทิตย์ ผู้ผลิตและผู้สร้างแบบ DIY สามารถมุ่งเน้นไปที่:

ใช้วัสดุดูดซับคุณภาพสูงและมีการปล่อยรังสีต่ำ

ผสมผสานกระจกที่มีการส่งผ่านสูงและเหล็กต่ำ

เพิ่มฉนวนที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดการสูญเสียความร้อน

การออกแบบตัวสะสมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการไหลของของเหลวถ่ายเทความร้อน

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวสะสมอยู่ในทิศทางที่ถูกต้องและเอียงไปตามเส้นทางของดวงอาทิตย์

โปรดจำไว้ว่าแม้ว่าจะต้องการประสิทธิภาพสูง แต่ประสิทธิภาพโดยรวมและความคุ้มทุนของระบบความร้อนจากแสงอาทิตย์ยังขึ้นอยู่กับขนาดของตัวรวบรวม การออกแบบระบบ และการใช้งานเฉพาะที่ระบบนั้นใช้อยู่