Vytápění, chlazení a větrání díky sluneční energii v minulosti

Pro představu, ve Spojených státech představují systémy vytápění, větrání a klimatizace (HVAC) 30% (4,65 EJ/rok) energie používané v komerčních budovách a téměř 50% (10,1 EJ/rok) energie používané v obytných budovách. Ke kompenzaci části této energie lze použít technologie solárního vytápění, chlazení a větrání.

Tepelná hmota je jakýkoli materiál, který lze použít k ukládání tepla – teplo ze Slunce v případě sluneční energie. Mezi běžné termální materiály patří kámen, cement a voda. Historicky byly používány ve vyprahlých klimatech nebo teplých mírných oblastech k udržování budov v chladu absorbováním sluneční energie během dne a vyzařováním uloženého tepla do chladnější atmosféry v noci. Mohou však být použity také v chladných mírných oblastech k udržení tepla. Velikost a umístění tepelné hmoty závisí na několika faktorech, jako je klima, denní osvětlení a stínovací podmínky. Pokud je tepelná hmota řádně začleněna, udržuje prostorové teploty v příjemném rozsahu a snižuje potřebu přídavných topných a chladicích zařízení.

Solární komín (nebo v tomto kontextu tepelný komín) je pasivní solární ventilační systém složený ze svislé šachty spojující interiér a exteriér budovy. Jak se komín ohřívá, vzduch uvnitř se ohřívá, což způsobuje stoupavý proud, který táhne vzduch skrz budovu. Výkon lze zlepšit použitím zasklívacích a tepelně hmotných materiálů způsobem, který napodobuje skleníky.

Listnaté stromy a rostliny byly propagovány jako prostředek ovládání solárního ohřevu a chlazení. Při výsadbě na jižní straně budovy na severní polokouli nebo na severní straně na jižní polokouli poskytují jejich listy v létě stín, zatímco holé končetiny umožňují průchod světla v zimě. Jelikož holé, bezlisté stromy stíní 1/3 až 1/2 dopadajícího slunečního záření, existuje rovnováha mezi výhodami letního stínění a odpovídající ztrátou zimního vytápění. V podnebí se značným tepelným zatížením by listnaté stromy neměly být vysazovány na stranu budovy směřující k rovníku, protože by narušovaly zimní sluneční dostupnost. Mohou však být použity na východní a západní straně k zajištění určitého letního zastínění, aniž by to výrazně ovlivnilo zimní sluneční zisk.

Další informace o dotacích:  Solární panely šetří peníze ať už bydlíte kdekoli - příběhy zákazníků

TECHNOLOGIE VAŘENÍ, TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ, ÚPRAVA VODY A TECHNOLOGIE ROZTAVENÉ SOLI

Solární vařiče využívají sluneční světlo k vaření, sušení a pasterizaci. Mohou být seskupeny do tří širokých kategorií: box sporáky, panelové sporáky a reflektory. Nejjednodušším solárním sporákem je boxbox, který poprvé postavil Horace de Saussure v roce 1767. Základní boxový vařič se skládá z izolované nádoby s průhledným víkem. Lze jej efektivně použít s částečně zataženou oblohou a obvykle dosáhne teplot 90–150 ° C. Panelové sporáky používají reflexní panel k přímému slunečnímu záření na izolovanou nádobu a dosahují teplot srovnatelných s boxerskými sporáky. Reflektorové sporáky používají různé koncentrační geometrie (miska, žlab, Fresnelova zrcadla) k zaostření světla na varnou nádobu. Tyto sporáky dosahují teplot 315 ° C a vyšších, ale ke správné funkci vyžadují přímé světlo a je třeba je přemístit, aby sledovaly Slunce.

ZPRACOVÁVÁNÍ TEPLA

Technologie koncentrující sluneční záření, jako jsou parabolické paraboly, žlaby a Schefflerovy reflektory, mohou poskytovat procesní teplo pro komerční a průmyslové aplikace. Prvním komerčním systémem byl projekt Solar Total Energy Project (STEP) v Shenandoah v Georgii v USA, kde pole 114 parabolických talířů zajišťovalo 50% procesního vytápění, klimatizace a elektrických požadavků na oděvní továrnu. Tento kogenerační systém připojený k síti poskytoval 400 kW elektřiny plus tepelnou energii ve formě páry 401 kW a chlazené vody 468 kW a měl hodinový tepelný zásobník špičkového zatížení. Odpařovací rybníky jsou mělké tůně, které koncentrují rozpuštěné pevné látky odpařováním. Využívání odpařovacích jezírek k získávání soli z mořské vody je jednou z nejstarších aplikací sluneční energie.

Další informace o dotacích:  FAQ k fotovoltaice

Moderní použití zahrnují koncentrování roztoků solanky používaných při těžbě vyluhování a odstraňování rozpuštěných pevných látek z proudů odpadu. Šňůry na prádlo, koně na prádlo a věšáky na prádlo suší prádlo odpařováním větrem a slunečním zářením bez spotřeby elektřiny nebo plynu. V některých státech USA legislativa chrání „právo sušit“ oblečení. Neglazované transpirační kolektory (UTC) jsou perforované stěny obrácené proti slunci sloužící k předehřívání větracího vzduchu. UTC mohou zvýšit teplotu přiváděného vzduchu až na 22 ° C a dodávat výstupní teploty 45–60 ° C. Krátká doba návratnosti kolektorů (3 až 12 let) z nich činí nákladově efektivnější alternativu než prosklené sběrné systémy. V roce 2003 bylo na celém světě nainstalováno více než 80 systémů s kombinovanou plochou kolektoru 35 000 metrů čtverečních, včetně sběrače 860 m2 v Kostarice používaného k sušení kávových zrn a sběrače 1300 m2 v Coimbatore, Indie, slouží k sušení měsíčku.

ÚPRAVA VODY

Roztavenou sůl lze použít jako způsob skladování tepelné energie k uchování tepelné energie shromažďované solární věží nebo solárním žlabem koncentrované solární elektrárny, takže ji lze použít k výrobě elektřiny za špatného počasí nebo v noci. Bylo to prokázáno v projektu Solar Two v letech 1995 až 1999. Předpokládá se, že systém bude mít roční účinnost 99%, což je odkaz na energii zadrženou při skladování tepla před jeho přeměnou na elektřinu, ve srovnání s přeměnou tepla přímo na elektřinu. Směsi roztavené soli se liší. Nejrozšířenější směs obsahuje dusičnan sodný, dusičnan draselný a dusičnan vápenatý. Je nehořlavý a netoxický a již byl použit v chemickém a kovovém průmyslu jako teplonosná kapalina. Zkušenosti s takovými systémy tedy existují v neslunárních aplikacích.

Další informace o dotacích:  Použití solárních panelů k napájení chaty

Sůl taje při 131 ° C. Je udržována kapalná při 288 ° C v izolované „studené“ skladovací nádrži. Tekutá sůl je čerpána přes panely ve slunečním kolektoru, kde ji soustředěné záření ohřívá na 566 ° C. Poté je odeslán do horké akumulační nádrže. Je tak dobře izolován, že tepelnou energii lze užitečně skladovat až týden.

Když je potřeba elektřina, horká sůl se čerpá do konvenčního parního generátoru, aby se vyrobila přehřátá pára pro turbínu/generátor, jak se používá v jakékoli konvenční uhelné, ropné nebo jaderné elektrárně. 100 megawattová turbína by potřebovala nádrž asi 9,1 m (30 stop) vysokou a 24 metrů v průměru, aby ji poháněla čtyři hodiny podle tohoto návrhu.

Několik parabolických korytových elektráren existuje ve Španělsku a vývojář solárních elektráren SolarReserve využívá tento koncept skladování tepelné energie. Generační stanice Solana v USA má šest hodin skladování roztavené soli. Druhým příkladem je firma María Elena, což je 400 MW termosolární komplex v severoilské oblasti Antofagasta.

Příspěvek byl publikován v rubrice Solární panely na chatu. Můžete si uložit jeho odkaz mezi své oblíbené záložky.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.