محاسبات کلکتور تخت خورشیدی

 

مقدمه :

گردآورنده هاي تخت خورشيدي ساده ترين و متداولترين وسيله براي تبديل انرژي تابشي خورشيد به گرماي مفيد مي باشند . ( يك گرد آورنده خورشيدي را مي توان به عنوان يك نمونه ويژه از مبدل گرما در نظر گرفت كه انرژي تابشي خورشيد را به گرما تبديل ميكند) . البته گرد آورنده خورشيدي در مقايسه با سيستمهاي مبدل گرما داراي تفاوتهائي مي باشد . در مبدلهاي گرمائي انتقال گرما معمولا از طريق جابه جائي و رسانائي از سيالي به سيال ديگر اغلب با ميزان خيلي زياد به سيال ديگر انجام مي گيرد و عملا انتقال گرما از طريق تابش در آنها بسيار ناچيز است ، در حالي كه در يك گرد آورنده خورشيدي ، انتقال گرما از طريق تابش نقش اساسي دارد . ميزان انرژي تابشي خورشيد بدون متمركز كردن در بهترين شرايط عملي ، حدود 1100 وات بر متر مربع است و با شرايط جوي تغيير مي كند . دامنه طول موج تابش كه از نقطه نظر كاربرد انرژي خورشيدي اهميت دارد ، از 29.0 تا 5.2 ميكرومتر تغيير ميكند كه به هر حال، از طول موج تابش هاي صادره از بسياري از مواد جذب كننده انرژي كوتاهتر مي باشد . بنابر اين ، تجربه و تحليل گردآورنده هاي تخت خورشيدي ، برعكس مبدلهاي گرمائي ، بايد بر اساس ميزان كم و متغير انرژي كه در آن انرژي تابشي مهمترين روش انتقال گرماست ، صورت گيرد .                                                                                   

با طراحي درست گرد آورنده هاي تخت عادي مي توان دماي سيال خروجي از آنها را بنا بر نياز به حدود 100 درجه سانتيگراد بالاتر از دماي محيط رساند . گردآورنده هاي تخت هر دو جزء تابش خورشيد يعني تابش مستقيم و تابش پخش را جذب و به گرما تبديل مي كنند و ساخت انها در مقايسه با گردآورنده هاي متمركز كننده بسيار ساده تر مي باشد . متداولترين كاربرد گردآورنده هاي تخت

عبارت است از گرم كردن آب مصرفي و فضاي منازل و همچنين استفاده از آنها در تهويه مطبوع و بالاخره تهيه آب گرم يا هواي گرم مورد نياز در فرآيندهاي صنعتي . گرد آورنده هاي تخت را معمولا به

طور ثابت نصب مي كنند و به همين جهت داراي مشكلات مربوط به سيستم دنبال كننده خورشيدي كه در گرد آورنده هاي متمركز كننده به كار مي روند ، نمي باشند قسمت هاي مهم يك گرد آورنده تخت عبارتند از يك صفحه جذب كننده و تعدادي لوله يا كانال متصل به صفحه جذب كننده و يا شيارهائي كه در روي صفحه جذب كننده ايجاد مي گردد . مواد نارسانا براي جلوگيري از به هدر رفتن گرماي گردآوري شده از طريق رسانائي و حداقل يك پوشش جهت مهار كردن گرما كه از طريق جابه

جائي و تابش به كار مي رود . و بالاخره ، يك قاب براي جا دادن قطعات مختلف گرد آورنده در آن .                    

دربرخي از گردآورنده هاي تخت صفحه جذب كننده و لوله ها يكپارچه بوده و يا مستقيما از لوله ها به عنوان صفحه جذب كننده استفاده مي كنند تا هزينه ساخت گرد آورنده را حتي الامكان كاهش دهند . قاب كه در برگيرنده ساير قطعات گردآورنده مي باشد بايد طبيعتا از اجسامي انتخاب شود كه در نتيجه ماندن در هوا و باد و باران ، پوسيده و شكسته نشود . صفحه جذب كننده را به طرق مختلف به رنگ سياه مات در مي آورند و به آن لوله هائي به صورتهاي مختلف نصب مي كنند. د صفحه جذب كننده  را پس از آماده شدن در داخل قاب قرار مي دهند . براي جلوگيري از اتلاف گرماي گرداوري شده در داخل قاب ، زير صفحه جذب كننده و اطراف آن را با مواد عايق مناسب مي پوشانند . اما هنوز به علت بازبودن سطح بالاي قاب ، اتلاف گرما به صورت جابه جائي به هواي اطراف وجود دارد و بعلاوه ، تمام سيستم در مقابل باد و باران و برف مصون نيست . براي جلوگيري از اتلاف گرما به هواي اطراف از يك طرف و همچنين مهار كردن مقدار بيشتري گرما ، حداقل يك پوشش از يك صفحه شفاف مانند شيشه در بالاي قاب قرار مي دهند ، به جاي شيشه مي توان از مواد ديگري مانند انواع ورق هاي پلاستيكي استفاده نمود. ( در اينجا ذكر اين نكته لازم است كه از نقطه نظر كاربردهاي انرژي خورشيدي ، پوشش شفاف ورق است كه در مقابل تابش گرما شفاف است ، نه لزوما در مقابل تابش نور ) ميزان جذب يا عبور تابش گرما از اجسامي مانند شيشه يا ورق پلاستيكي بستگي به طور موج امواجي دارد كه به آن اجسام برخورد مي كند قسمت عمده تابش خورشيدي پس از گذشتن از جو و رسيدن به زمين ازشيشه عبور مي كند و قسمتي از آن توسط جذب كننده اي كه در پشت شيشه قرار دارد ، جذب مي شود و دماي آن افزايش مي يابد . قسمت ديگري از این امواج كه مقداري از انرژي خود را در اثر برخورد به جذب كننده از دست داده اند و طول موجشان افزايش يافته است ، بازتابيده مي شوند. از طرف ديگر جذب كننده كه خود گرم شده است ، و شروع به صدور امواج الكترومغناطيس مي كند كه طول موج آنها نيز به علت پائين بودن دماي جذب كننده بلند است . اين امواج با طول موج بلند به شيشه برخورد مي كنند ، ولي شيشه بنا برخاصيتي كه دارد اين امواج را جذب و از عبور آنها جلوگيري مي نمايد. در نتيجه ، مي توان گفت شيشه در مقابل اين امواج بازتاب به عنوان جسم سياه عمل مي كند و در نتيجه ، گرما در پشت شيشه محبوس گرديده و دماي شيشه نسبت به دماي محيط افزايش مي يابد ولي اين دما به مراتب از دماي صفحه جذب كننده كمتر است . در حقيقت ، گرماي خورشيد بدين وسيله به دام مي افتد . چون بشراين كيفيت را از ديرباز در گل خانه ها مي شناخته است ، آن را اثر گل خانه اي ناميده اند . در اين تحقیق از اين كيفيت به نام تله گرما نام برده خواهد شد . با توضيحاتيكه داده شد ، به اين نتيجه مي رسيم كه با قرار دادن يك شيشه در بالاي قاب گردآورنده خورشيدي چند عمل مفيد انجام مي گيرد : اول اينكه در نتيجه ايجاد تله گرما دماي زير شيشه افزايش مي يابد . دوم آنكه از اتلاف گرما به هواي اطراف از طريق جابه جائي جلوگيري مي گردد . البته هنوز مقداري اتلاف گرما به صورت جابه جائي از شيشه به هواي اطراف صورت مي گيرد ، ولي به هرحال چون اين عمل در دماي به مراتب پائين تري نسبت به دماي صفحه جذب كننده انجام مي گيرد ، طبق اصول انتقال گرما مقدار اين اتلاف خيلي كمتر از وقتي است كه خود صفحه جذب كننده در تماس با هواي اطراف باشد . هم چنين به علت فاصله كمي كه بين صفحه جذب كننده و شيشه وجود دارد ، سرعت انتقال گرما به علت به وجود نيامدن كامل سلولهاي جريان جابه جائي چندان زياد نيست. در برخي از گردآورنده ها به جاي يك پوشش از دو يا حتي سه پوشش استفاده مي شود . شيشه علاوه برتمام خواص فوق به عنوان يك پوشش محافظ ، براي گردآورنده در برابر باد و باران و برف ميباشد.

شیشه های ضد انعکاس:

در شیشه های متداول امروزی خورشیدی در هر دو طرف شیشه 4 % اشعه بازتاب داده و جمعا 91 % نور توسط شیشه جذب و به کلکتور خورشیدی وارد می شود. شرکت (S/A) Sunarc Technology که پوشش جاذب را میسازد ، در حال حاضر با همکاری شرکت Wagner&Co روشی را ابداع کرده است که در این روش بازتاب نور توسط شیشه بالایی آنقدر کم می شود که انتقال نور از 91 % به 96 % میرسد .آگر با روش هیدرواکسید بازتاب نور کم شود ف با این روش شیشه بالایی هموار میشود وضریب انکسار از 1.53 به 1.3 کاهش یافته و مقدار انعکاس نور به  مینیمم میرسد. از آنجاییکه با این روش راندمان جذب نور تقریبا از 0.8 به 0.86 می رسد ،این روند به  بهبود کار کلکتور می انجامد . اگر این روش مربوط به درجه حرارتی باشد که برای به کار انداختن کلکتور لازم است ، انتقال حرارت خالص از 7% به 10% میرسد.آزمایش ها نشان می دهد که شیشه ضد انعکاس دارای شفافیت و استحکام دراز مدت است . تنها پس از 7 سال آزمایش در فضای باز آلودگی های موجود در محیط توانست انتقال بهبود یافته نور را که به اندازه 5 % بود از 0.5 % به 4.5 % کاهش دهد.  با خودکار شدن روش هیدرو اکسید ،این روند در یک مدار بسته انجام  می گیرد که بدین ترتیب ماده زاید یا انتشار گرما رخ نمیدهد.آب محرک تصفیه می شود و دوباره به چرخه بر میگردد.البته بدون تردید مقادیر کمی از کلسیم و سیلیسیم نیز به وجود می آید.                                         

طراحی هاي گوناگون صفحه جاذب و مجاري انتقال سيال :                                          

در اين بخش طرح هاي گوناگون صفحات جذب كننده فقط از لحاظ ساختماني مورد بررسي روابط مختلف براي محاسبات ارائه خواهد شد . شكل (1) چندين طرح مختلف از صفحات جذب كننده را نشان مي دهد . سيال انتقال دهنده گرما در اين طرح ها مايع بوده ، در حالي كه در طرحهاي نشان داده شده در شكل (1 ) طرح (الف) مجموعه ساده اي از لوله ها است كه در يك سطح به طور مارپيچ به يكديگر متصل شده اند . در اين طرح لوله ها از يكيديگر فاصله دارند و در نتيجه ، تابش رسيده به سطح موجود در فواصل آنها به هدر مي رود . براي جلوگيري از اين اتلاف مي توان از طرح هاي (ب) و (ج) استفاده نمود در طرح (ب) با استفاده از پره هاي مناسب كه در فواصل نزديك به هم قرار گرفته اند ، مي توان قسمت عمده تابش رسيده را جذب نمود . همانطور كه در طرح (ب) نشان داده شده است . مدار حركت سيال مي تواند از نوع مارپيچ و يا از نوع موازي باشد . در نوع موازي ، سيال ورودي توسط يك لوله اصلي به نام لوله چند را ه تغذيه كننده به لوله هائي كه به طور موازي در طول گردآورنده قرار گرفته اند ، تقسيم گرديده و پس از گذشتن از آنها و گرم شدن مجددا دريك لوله اصلي ديگر به نام لوله چند راه جمع كننده ، جمع آوري گرديده و به خارج هدايت مي شود . در طرح (ج) لوله هاي نسبتا بزرگتري را به روش خاصي تا حدودي تخت نموده به طوري كه كاملا به يكديگر چسبيده و تمام انرژي تابشي رسيده را جذب كنند . در اين طرح ، مسير حركت سيال عملا نمي تواند از نوع مارپيچ سطحي باشد ، بلكه بايد نوع موازي باشد در اين طرح ، لوله هاي تغذيه كننده و جمع كننده با جوش دادن به لوله هاي موازي متصل مي گردند . اگر چه اين طرح نسبت به طرح (ب) به مواد اوليه كمتري احتياج دارد ، ولي تكنيك آن مشكل تر است و بعلاوه ، سرعت حركت سيال در ان عملا آهسته بوده كه در نتيجه از بازدهي گرمائي سيستم مي كاهد . در طرح (د) لوله ها داراي قطر كوچكتري بوده و عملا هنگامي مقرون به صرفه است كه بتوان كل لوله هاي موازي را به صورت قالبي تهيه نمود كه در نتيجه ، به طور يكپارچه به صورت يك صفحه جذب كننده مناسب در مي آيند . در اين طرح، لوله هاي گرد باعث ازدياد انتقال گرما گرديده و مسير موازي سيال باعث كاهش افت فشار مي گردد در طرح (ه ) مقدار مواد اوليه به كار برده شده با توجه به بازدهي سيستم كمتر از ساير طرح ها بوده و طرح نسبتا متداولي مي باشد . اين طرح خود شامل دونوع است : در نوع اول از ورقه هاي شياردار عادي مانند ورقه هاي موج دار شيرواني استفاده مي شود و لوله ها را در فواصل معين در داخل شيارهاي آن قرار داده و سپس آنها را به وسيله بست يا جوش به صفحه متصل مي كنند در نوع دوم خود صفحه جذب كننده از چندين صفحه باريك كه در مجاور يكديگر قرار مي گيرند تشكيل مي شود كه در روي هر يك از آنها يك شيار براي جادادن لوله انتقال سيال وجود دارد بدين ترتيب هر صفحه باريك با لوله جا داده شده در آن ، يك صفحه جذب كننده كوچك است كه با قرار دادن آنها در كنار يكديگر يك صفحه جذب كننده بزرگ به وجود مي آيد . از آنجائي كه هر چه تماس بين لوله و صفحه جذب كننده كاملتر باشد عمل انتقال گرما بهتر صورت مي گيرد ، مي توان در نوع دوم طرح (ه) لوله و صفحه باريك را به صورت يكپارچه توليد نمود . در طرحهاي (ه) مي توان به طور كلي از لوله هاي با مقاطع مربعي (قوطي ) و همچنين از مدار سيال مارپيچ مسطح و يا موازي استفاده نمود . نوع اول اين طرح بسيار ساده است ، ولي بايد دقت كافي به عمل آورد تا اتصال اين لوله ها و صفحه جذب كنده كامل باشد ، چه آنكه يك فاصله كوچك هوائي در اتصال بين لوله و صفحه مانند يك عايق عمل ميكند واز انتقال گرما جلوگيري مي نمايد . نوع دوم اين طرح كه با استفاده از قالب تهيه مي شود مي تواند در صنايع مورد استفاده زياد قرار گيرد . طرح (و) يكي از متداولترين طرح هاست كه در آن لوله ها مستقيما دررو يا درزير صفحه جذب كننده متصل مي شوند . اين طرح ، به ويژه هنگامي كه بتوان جوشكاري را به سهولت انجام داد ، از اهميت زيادي برخوردار است . در اين طرح لوله ها مي توانند داراي مقاطع گرد و يا مربعي باشند و مدار حركت سيال مي تواند از نوع مارپيچ و يا نوع موازي باشد . گاهي براي اتصال لوله به صفحه جذب كننده از بست استفاده مي شود كه به علت عدم چسبيدگي كامل بازدهي گرمائي آنها به مراتب كمتر از اتصال كامل به وسيله جوش مي باشد . در صنايع ، با استفاده از قالب مي توان لوله ها و صفحه جذب كننده را به طور يكپارچه تهيه نمود . در طرح (ز) دو صفحه فلزي را تحت فشار و دماي مناسب به يكديگر چسبانده و به صورت يكپارچه شدن دو صفحه فلزي ، از مدار حركت سيال كه قبلا مشخص شده است ، هواي فشرده عبور داده و باعث بازشدن مدار حركت سيال مي گردند . در اين طرح مي توان بنا بر نيازها مسيرهاي دلخواه براي حركت سيال ايجاد نمود ، طرح اين نوع صفحات جذب كننده از لحاظ ظاهري شبيه به تبخير كننده هاي ( اواپراتور ) يخچال هاي خانگي است . در مورد ساخت صفحات جذب كننده فولادي طرح (ز) بايد در ابتداء مسير حركت سيال را بر روي صفحه پرس نموده و سپس دو صفحه را در فشار و دماي متناسب يكپارچه نمود . طرح (ح) نيز تا حدودي شبيه به طرح (ز) است ، با اين تفاوت كه

 

در اين طرح به وسيله نقطه جوش ( حلقه جوش ) نقاط مختلف دو صفحه را به يكديگر متصل كرده و بدين ترتيب يك مسير حركتي براي سيال ايجاد مي كنند . براي جوش دادن لبه هاي صفحات از درز جوش استفاده مي شود . چنانچه از اين طرح براي هوا گرمكن ها استفاده شود ، بايد مجراي حركت سيال را كمي عريضتر گرفت ، طرح هاي (ط ، ي ، ك ) از ساده ترين طرح هاي ارائه شده مي باشد كه سادگي و سهولت ساخت آنها موجب گرديده كه در مقياسهاي كوچك غير صنعتي و تجاري ( بيشتر به صورت واحدهاي خانگي دست ساز ) متداول گردد به عنوان مثال در طرح (ي ) مقداري لوله مسي را به صورت مارپيچ مسطح ( مطابق شكل ) در آورده و سپس آن را به وسيله بست به يك صفحه متصل مي كنند . در اين طرح و كليه طرحهائي كه لوله يا كانال با صفحه جذب كننده يكپارچه نبوده و يا جوشكاري كامل نمي شود ، بايد توجه كافي مبذول داشت تا اتصال لوله و صفحه به طور كامل صورت گيرد تا هيچ گونه فاصله هوائي بين لوله و صفحه وجود نداشته باشد .                                                                                            

گرد آورنده هاي مسطح هوا گرمكن در عمل بسيار ساده تر از آب گرمكن  ها مي باشند در سيستمهاي هوا گرمكن در حقيقت بايد هوا را تا حدامكان در نزديكي سطح صفحه جذب كننده از روي صفحه عبورداد براي این منظور ، ميتوان از طرح هاي ارائه شده (الف) تا (ط) ، شكل (2)

استفاده نمود . يكي از ساده ترين طرح هاي صفحه جذب كننده در هوا گرمكن ها ، استفاده از توريهاي فلزي مي باشد . در اين طرح هوا به طور مناسب از بين توريها هدايت شده و بدين وسيله گرم مي شود .                                                                                                   

علاوه بر طرح هاي ارائه گرديده فوق ، طرح هاي بسيار ديگري نيز متداول مي باشند كه از جمله مي توان از طرح لوله هاي تخليه شده و طرح لوله هاي گرمائي نام برد . در ساختن جذب كننده هاي مسطح مي توان از فلزات زيادي استفاده نمود . فلزاتي كه تاكنون براي ساختن صفحه جذب كننده مورد استفاده قرار گرفته اند عبارتند از : مس ، آهن سفيد ، لوله گالوانيزه ، آلومينيوم و فولاد و برنج هم تا حدودي مورد استفاده قرار گرفت است . در هنگام استفاده از فلزات بايد عوامل زيادي را در نظر گرفت . از جمله اين عوامل مي توان از قيمت ، وزن سهولت كار كردن بر روي فلز ( مانند خمكاري و جوشكاري و غيره ) ، قابليت رسانائي گرمائي آنها و بالاخره مقاومت فلز در مقابل خوردگي به وسيله سيالات انتقال دهنده گرما نام برد . به عنوان مثال جوشكاري آلومينيم تا حدودي مشكل مي باشد فولاد و به ويژه آلومينيم خيلي سريع تحت اثر خورندگي سيالات آبي قرار مي گيرند . البته اين اثر خورندگي سيالات را با اضافه كردن باز دارنده هاي مناسب مي توان كاهش داد . فلز مس نسبت به ساير فلزات ذكرشده از قابليت رسانائي گرمائي بهتري برخوردار است و از خوردگي آن به راحتي مي توان جلوگيري نمود . براي ساختن جذب كننده هاي مسطح فلزاتي كه تا كنون خيلي مورد استفاده قرار گرفته اند عبارتنداز: ورقهاي آهن سفيد ، لوله هاي گالوانيزه و صفحات و لوله هاي مسي . از فولاد و بخصوص آلومينيم ، استفاده هاي كمتري به عمل آمده است . به طور كلي ، گرد آورنده هاي آلومينيمي از عمر كوتاهتري نسبت به ساير فلزات برخوردار مي باشند . يكي ديگر از فاكتورهائي كه در هنگام انتخاب فلز بايد در نظر گرفت مربوط به قابليت رنگ پذيري آن بخصوص به روشهاي شيميائي مي باشد .                                                                                  

استفاده از مواد مختلف پلاستيكي به عنوان صفحه جذب كننده درحال توسعه مي باشد اشكال اساسي اين گونه مواد مقاومت كم آنها در دماهاي بالا مي باشد . به عنوان مثال چنانچه آب گرم شده در گردآورنده هاي تخت در آفتاب نيمروز مورد استفاده قرار بگيرد ، دماي صفحه جذب كننده اغلب حتي با يك لايه شيشه به حدود C 150 درجه سانتی گراد مي رسد . اين دما عملا براي  مواد پلاستيكي متداول، زياد بوده و از حد نرم شدن ( حدود C 95 ) اغلب آنها خارج مي باشد . گزارشات علمي اغلب حاكي از آن است كه چنانچه از سيستم هاي كنترل كننده استفاده به عمل نيايد ، كاربرد صفحات جذب كننده پلاستيكي منجر به اشكالاتي خواهد شد اما بدون بكار بردن پوشش شفاف ، احتمال زياده از حد گرم شدن بر طرف گرديده و بنا براين اغلب اين مواد و بخصوص پلي اتيلين و پلي پروپيلين را مي توان براي مصارفي از قبيل گرم كردن استخر مورد استفاده قرار داد . بطوركلي تحت شرايط بدون پوشش دماي صفحه جذب كننده اين نوع استخرگرمكن ها بقدري به دماي محيط نزديك مي گردد كه مي توان اتلاف ناشي از جابه جائي را هم برابر صفر فرض نمود ، يكي از مواد پلاستيكي كه تحت پژوهش هاي وسيع مي باشد و براي آن به عنوان صفحه جذب كننده آينده درخشاني پيش بيني مي شود ، يك نوع ورق فايبرگلاس مي باشدكه از لحاظ جنس تا حدودي شبيه به فايبرگلاسهاي شفافي است كه به عنوان پوشش گرد آورنده مصرف مي شود ، ولي به علت مواد ديگري كه به آن اضافه مي كنند ، مقاومت آن تا حدود C 175 افزايش مي يابد . براي ايجاد رنگ سياه مات در اين نوع فايبر گلاسها و مقداري دوده در حالت مذاب به آن اضافه مي كنند .        

عوامل مهم در بازدهي گرد آورنده هاي تخت خورشيدي  :                                                 

بعد از آنكه انرژي تابشي خورشيد به وسيله صفحه جذب كننده ، گردآورنده تخت جذب گرديد ، گرماي كسب شده بايد اخذ و به مصرف برسد . اين عمل به وسيله جريان درآوردن يك سيال انتقال دهنده گرما از داخل لوله ها و يا مجاري و يا كانالهاي گرد آورنده صورت مي گيرد . اگر گرماي جذب شده توسط صفحه جذب كننده به وسيله سيال انتقال دهنده گرما انتقال داده شود، گرما در صفحه جذب كننده به تدريج افزايش يافته و تا حدي خواهد رسيد كه اتلاف گرما از آن به محيط اطراف برابر با گرما جذب شده مي گردد . انتقال نادرست گرماي گردآوري شده در صفحه جذب كننده توسط سيال انتقال دهنده گرما نيز مي تواند منجر به اشكالات فوق الذكر گردد مطلوبترين حالت اخذ گرماي گردآوري شده در گردآورنده خورشيدي هنگامي ميسر مي گردد كه دماي صفحه جذب كننده همواره در    پائين ترين مقدار ممكن عملي حفظ شود . عوامل متعددي در تحقق بخشيدن به اين حالت دخالت دارند كه ذيلا به توضيح تعدادي از آنها مي پردازيم .

الف ) ميزان جريان سيال :                                                                                  

دماي سيال انتقال دهنده گرما در نتيجه اخذگرما به تدريج افزايش مي يابد . اگر ميزان جريان سيال كم باشد دما افزايش قابل توجهي در هنگام اخذ مقدار معيني گرما خواهد يافت . در چنين حالتي دماي متوسط گردآورنده حتي اگر انتقال گرما به طور كامل صورت گيرد ، افزايش خواهد يافت . بنا براين ، ميزان جريان سيال اثر مهمي بر روي بازدهي گردآورنده داشته و بايد در هنگام طراحي در نظر گرفته شود . البته از لحاظ عملي ممكن است به محدوديتهائي برخورد نمود . به عنوان مثال ، هنگامي كه سيستمي جهت گرم كردن تنها آب مصرفي به كار مي رود و خود آب گرم شده در گردآورنده مستقيما مصرف شود ( مدارباز ) ، در اين صورت ، طبيعي است كه بايد ميزان جريان سيال را محدود نمود تا دماي آب در گردآورنده به حد مطلوبي رسيده و سپس مورد مصرف قرار گيرد . اما اگر قرار باشد از گرماي سيال انتقال دهنده گرما در سيستم مداربسته استفاده گردد ، ازآنجائي كه سيال گرم شده مستقيما مورد استفاده قرار نمي گيرد و ابتدا گرماي آن به مخزن ذخيره گرما منتقل مي گردد ، محدوديتي در مورد ميزان جريان سيال وجود نداشته و بايد ميزان جريان طوري طرح شود كه هميشه دماي رويه صفحه جذب كننده در پائين ترين مقدار ممكن كه كمي بيشتر از دماي توده اي سيال در تانك ذخيره مي باشد ، حفظ گردد .                   

 

 

 

ب ) انتقال گرما به سيال :                                                                                    

ميزان درست جريان سيال تنها عامل مهم در انتقال گرما نمي باشد . گرما مي بايست به طور كامل به سيال انتقال يابد كه اين موضوع در مواقعي كه سرعت حركت سيال زياد است به سهولت تحقق مي يابد اما در مواقعي كه سرعت حركت سيال كم باشد ، از آنجائي كه سيال نمي تواند به طور موثر گرماي رويه لوله و يا كانالها را اخذ نمايد ، انتقال گرما به طوركامل صورت نمي گيرد . به طوركلي ، انتقال گرما بستگي به عوامل متعددي دارد كه رژيم حركتي سيال يكي از آنها مي باشد. در رژيم جريان آرام ( جريان لايه اي ) لايه هاي سيال به طور آرام تمام طول لوله ها را طي كرده و خارج مي شوند . با افزايش سرعت سيال ، جريان از حالت آرام به حالت گذرا مي رسد . دراين حالت ، گرداب هاي كوچكي در سيال ايجاد گرديده كه تا حدودي باعث مخلوط شدن سيال شده و در نتيجه ، انتقال گرما افزايش مي يابد . با افزايش سرعت سيال ، رژيم جريان در هم حكمفرما  مي گردد كه باعث مخلوط شدن بسيار كامل سيال گرديده و در نتيجه ، انتقال گرما به طور قابل توجهي افزايش خواهد يافت . بنا براين رژيم جريان در هم بهترين رژيم ، از نقطه نظر انتقال گرما مي باشد . اما ايجاد جريان در هم هميشه مقرون به صرفه نيست ، زيرا چنين جرياني مستلزم استفاده از پمپ و يا هوا دهنده كاملا مناسب مي باشد . به طور كلي در هنگام استفاده از مايعات آبي مي توان جريان درهم را با صرف انرژي كمي ايجاد نمود  . اما در مورد هوا و مايعات غليظ غير آبي از آنجائي كه ايجاد جريان درهم مستلزم مصرف انرژي زيادي مي باشد ، طراح بايد هنگام طراحي سيستم رژيم حركتي سيال را با توجه به پارامترهاي اقتصادي به گونه اي انتخاب نمايد كه در منطقه گذرا و یا در نزديكي رژيم آرام قرار گيرد .

 

 

 

                            

ج ) انتقال گرما از طريق رسانائي :                                                                        

گرماي جذب شده توسط صفحه جذب كننده براي آنكه به سيال جاري در لوله ها و كانالها منتقل گردد ، نخست بايد از طريق رسانائي از جداره لوله ها و يا كانالها بگذرد . اين گرما مي تواند به دو حالت به سيال انتقال يابد . درحالت اول مطابق مدل (الف) ، شكل (3 ) كه در آن گرماي جذب شده به وسيله صفحه جذب كننده پس از عبور از ضخامت صفحه جذب كننده به سيالي كه در زير آن جريان دارد ، مستقيما منتقل مي گردد . در حالت دوم ، مطابق مدل (ب) ، شكل (3) گرماي جذب شده به وسيله صفحه جذب كننده در ابتداء در طول ( يا عرض ) صفحه جذب كننده انتقال يافته و سپس به لوله ها يا كانالهائي كه در فواصل معيني از يكديگر قرار گرفته اند ، منتقل مي گردد . درحالت اول ، گرما فقط بايد ضخامت كم و ناچيز صفحه جذب كننده را طي كرده تا به سيال برسد و بنا براين ، ضريب رسانائي گرمائي صفحه جذب كننده چندان مهم نخواهد بود . اما در حالت دوم صفحه جذب كننده نسبت به لوله ها و يا كانالها در حقيقت به صورت پره عمل كرده و گرماي صفحه جذب كننده بايد از سطح مقطع صفحه جذب كننده بگذرد تا به جداره لوله ها و يا كانالها و بالاخره به سيال برسد . در چنين حالتي ضريب رسانائي گرمائي و ضخامت صفحه جذب كننده اهميت زيادي پيدا مي كند كه بايد به وسيله طراح در هنگام انتخاب جنس صفحه در نظر گرفته شود . بسياري از گردآورنده هاي تخت تجارتي بدون در نظر گرفتن اين موضوع مهم ساخته می شوند که در نهایت باعث می شود گرداورنده با بازدهی کمتری کار کند.

 

 

 

 

بيلان انرژي براي يك گردآورنده تخت خورشيدي نمونه                                               

 براي ارائه مدل هاي رياضي پديده هاي فيزيكي در گردآورنده هاي تخت خورشيدي نخست بايد يك گرد آورنده نمونه را در نظر گرفت . شكل ( 4 ) برش عرضي يك گرد آورنده تخت را كه براي گرم كردن مايعات مناسب مي باشد نشان مي دهد . قسمت هاي مهم يك گرد آورنده ، همانطور كه قبلا نيز اشاره شد ، عبارتند از يك رويه سياه جذب كننده به سيال جاري در گرد

 

آورنده ، حداقل يك صفحه پوشش مناسب مانند يك شيشه كه در روي گرد آورنده قرار گرفته و از اتلافهاي گرمائي از طريق جابجایی جلوگيري مي كند گرچه گردآورنده تخت نمونه نشان داده شده درشكل ( 4 ) از نوع گرمكن مايعات مي باشد كه قسمت عمده اي از بحث را تشكيل مي دهد ، اما هوا گرمكن ها را نيز مي توان به طور اصولي مانند مايع گرمكن ها در نظر گرفت كه فقط در حالت كلي بايد جاي لوله هاي جريان مايع را با كانالهاي مناسب جريان هوا تعويض نمود . گرد آورنده هاي تخت در حالت كلي براي توليد آب گرم ، هواي گرم و يا بخار آب در فشار پائين به كار مي روند . گردآورنده هاي تخت را معمولا به طور ثابت با شيب و جهت مطلوبي كه بستگي به موقعيت جغرافيايي محل و نوع و زمان استفاده از گرد ‌‌‌‌‌آورنده دارد ، نصب مي كنند . تحت شرايط ماندگار، كارآئي يك گرد آورنده تخت خورشيدي را مي توان به وسيله بيلان انرژي كه در حالت كلي رابطه اي بين انرژي خورشيدي رسيده به گرد آورنده و تبديل آن به انرژي مفيد قابل استفاده و اتلافهاي گرمائي واپتيكي مي باشد ،. بيان نمود .  تابش جذب شده به وسيله يك   گرد آورنده ،S   برابر با تفاضل تابش خورشيدي رسيده به گردآورنده و اتلافهاي اپتيكي مي باشد چگونگی محاسبه S با رابطه(1) بيان گرديده است . انرژي گرمائي تلف شده از طريق رسانائي ، جابه جائي و تابش مادون قرمز از گرد آورنده را مي توان از حاصلضرب يك ضريب انتقال گرما  ، در تفاضل دماي متوسط صفحه جذب كننده  و دماي محيط اطراف  بدست آورد . بنا براين ، انرژي مفيد كسب شده از يك گرد آورنده در شرايط ماندگار از تفاضل تابش خورشيدي جذب شده و اتلافهاي گرمائي به دست مي آيد كه به صورت رابطه (2 ) نشان داده مي شود .

              

(1)                        

(2)                                                                                     

مشكل اساسي در استفاده از رابطه(2) آن است كه محاسبه و يا اندازه گيري دماي متوسط صفحه جذب كننده كه خود تابعي از چگونگي طرح گردآورنده ، تابش خورشيدي رسيده به آن و شرايط ورودي سيال مي باشد مشكل است . هدف اساسي اين است كه رابطه (2 ) به صورتي بيان شود كه بتوان انرژي مفيد كسب شده را برحسب دماي سيال ورودي و پارامتري به نام ضريب اخذ گرماي گردآورنده كه به طور تحليلي از اصول فيزيكي و يا از اندازه گيري قابل محاسبه مي باشد،عرضه نمود:

 رابطه (2) بيان كننده ميزان انرژي بوده و در سيستم آحاد بين الملليSI ) (چنانچه وات بر متر مربع و  بر حسب وات بر متر مربع بر درجه سانتيگراد بيان گردد ، در اين صورت ، انرژي مفيد كسب شده بر حسب وات ( ژول بر ثانيه ) به دست خواهد آمد . دربسياري از مواقع ، متداولترين و مناسبترين روش اندازه گيري انرژي تابشي خورشيد در فواصل زماني يكساعته است و فواصل زماني يك ثانيه اي چندان مورد نظر نيست . زيرا اغلب اندازه گيري هاي عوامل آب و هوائي را نيز در فواصل زماني يكساعته بر حسب ژول بر مترمربع عرضه كرده است . اين موضوع در محاسبه به وسيله رابطه (1) نيز رعايت گرديده ، زيرا I عبارت از ميزان ساعتي انرژي بر حسب ژول بر متر مربع مي باشد . S را مي توان به عنوان ميزان متوسط انرژي در عرض يك ساعت برحسب ژول بر متر مربع در نظر گرفت كه در اين صورت جزء اتلاف گرما يعني      را بايد در ساعت / 3600 ثانيه ضرب نمود تا مقادير عددي انرژي كسب شده مفيد برحسب ژول در ساعت به دست آيند . اگر چه در سيستم آحاد  بين المللي استفاده از فواصل ساعتي چندان صحيح نيست ولي اين نوع استفاده در بعضي از مواقع مناسبتر مي باشد. البته مي توان رابطه (2 ) را نيز در طول زمان يك ساعت انتگرال گيري نمود . اما با توجه به آنكه در اغلب موارد ارقام اندازه گيري شده در فواصل يكساعته مي باشند ، نه در فواصل كوتاهتر ، بنا براين بايد فرض نمود كه مقادير  در طول يك ساعت ثابت مانده اند كه در نتيجه شكل رابطه (2 ) بدون تغيير باقي مي ماند و فقط بايد طرفين آن را در ساعت /ثانيه 3600 ضرب نمود .البته براي اجتناب از به وجود آمدن يك ضريب جديد 3600 در رابطه (2 ) مي توان از علائم مختلف براي نشان دادن انرژي مفيد كسب شده در فواصل زماني يك ثانيه يا يك ساعت استفاده به عمل آورد. اما با توجه به تعاريفي كه در فصل اول اين كتاب از علائم G و I به عمل آمد ، مي توان به راحتي در هنگام محاسبه S برحسب آنكه از مقدارG و يا I استفاده شود ، به وضوح به معني واقعي آن پي برده و بنا بر اين ، متوجه شد كه انرژي مفيد كسب شده به طور ثانيه اي و يا در فواصل زماني يك ساعته محاسبه گرديده است ، در نتيجه استفاده از علائم مختلف براي نشان دادن انرژي مفيد كسب شده ضروري نمي باشد البته از نقطه نظر محاسباتي ضريب 3600 بايددر رابطه وجود داشته باشد ، زيرا S براي فواصل زماني يكساعته در دست است ، در حالي كه ضريب اتلاف گرما در سيستم آحاد بين المللي براساس ثانيه محاسبه مي شود .                      

يكي از محك هاي كارآئي گرد آورنده ها ، بازدهي گردآوري است و آن عبارت است از نسبت بين انرژي مفيد كسب شده در يك فاصله زماني معين به ميزان انرژي خورشيدي رسيده در همان فاصله زماني .                                                                                                   

طراحي يك سيستم خورشيدي هميشه در رابطه با به دست آوردن انرژي درحداقل قيمت مي باشد بنا براين ، شايد طرح يك گردآورنده با بازدهي كمتر از آنچه كه عملا امكان پذير است ، در صورتي كه هزينه ها را به طور محسوس كاهش دهد ، مطلوب و قابل قبول باشد .                 

توزيع دما در گردآورنده هاي تخت خورشيدی : تجزيه و تحليل تفصيلي يك گردآورنده خورشيدي مساله پيچيده اي است اما از طرف ديگر تجزيه و تحليلهاي نسبتا ساده تر نيز مي توانند منجر به نتايج سودمندي گردند . اين نتايج نشان مي دهند كه متغيرهاي مهم چگونه با يكديگر مربوط بوده و چگونه در كارآئي يك گردآورنده اثر مي گذارند.  جهت تشريح اصول طراحي ، يك گرد آورنده از نوع مايع گرمكن ، مورد تجزيه و تحليل قرار مي گيرد . اين روش تجزيه و تحليل يكي از متداولترين روش هاي مورد قبول مي باشد .                                                                             براي درك بهتر آنچه كه در قسمتهاي بعد ذكر خواهد شد ، دانستن توزيع دما در يك گردآورنده تخت ضروري به نظر مي رسد . همانطور كه می دانیم قسمتي از انرژي جذب شده توسط صفحه جذب كننده بايد از طريق آن صفحه به طرف لوله ها هدايت گردد . بنا براين ، دماي صفحه جذب كننده در فاصله مياني بين دو لوله بيشتر از دماي موجود در نزديكي لوله ها مي باشد . دما در بالاي لوله ها به علت وجود لوله و فلز جوش خورده به آن تقريبا يكنواخت مي باشد. انرژي منتقل شده به سيال باعث گرم شدن سيال و ايجاد يك گراديان دما در جهت جريان سيال مي گردد .        براي ارائه يك مدل رياضي مي توان تعدادي -  فرضهاي ساده كننده ، بدون آنكه لطمه اي به مفاهيم فيزيكي وارد گردد ،در نظر گرفت . اين فرض ها عبارتند از :                                                                                         

1-                كارآئي سيستم تحت شرايط ماندگار مي باشد .

2-                ساختمان گردآورنده مورد بحث به صورت صفحه و لوله هاي موازي در نظر گرفته مي شود .

3-                چند راه هاي تغذيه و جمع آوري ، سطح ناچيزي از گرد آورنده را اشغال كرده و مي توان از آنها صرفنظر نمود .

4-                چند راه هاي تغذيه و جمع آوري باعث ايجاد يك جريان يكنواخت در لوله ها مي گردند .

5-       پوشش ها فقط براي جلوگيري از اتلاف گرما از گردآورنده به كار مي روند و به هيچ وجه انرژي خورشيد را جذب نمي نمايند .

6-                جريان گرما از ميان پوشش ها به صورت يك بعدي انجام مي گيرد.

7-                افت دما از ميان يك پوشش قابل اغماض است .

8-                پوشش ها نسبت به تابش مادون قرمز كدر مي باشند

9-                جريان گرما از ميان عايق قسمت تحتاني گردآورنده به صورت يك بعدي انجام مي گيرد.

10-           آسمان را براي تابش طول موج بلند مي توان به منزله يك جسم سياه با دماي معادل با دماي آسمان در نظر گرفت .

11-           از گراديان دما در اطراف لوله ها مي توان صرفنظر كرد .

12-           گراديان دما در جهت جريان و بين لوله ها را مي توان مستقل از يكديگر در نظر گرفته و مورد بررسي قرار داد .

13-           مشخصات فيزيكي مستقل از دما مي باشند.

14-     دماي محيط اطراف در مجاورت قسمت فوقاني و تحتاني گرد آورنده يكسان بوده و بنا براين ، اتلاف گرما از قسمت هاي فوقاني و تحتاني گردآورنده به محيطي با دماي يكسان صورت مي گيرد .

15-           از وجود گرد و غبار بر روي گرد آورنده صرفنظر مي شود

16-           سايه ايجاد شده توسط ديواره گرد آورنده بر روي صفحه جذب كننده قابل اغماض است .

 

محا سبه مقدار سطح حرارتی مورد نیاز برای یک ساختمان فرضی:

برای محا سبه مقدار سطح حرارتی مورد نیازابتدا لازم است اصطلاحاتی را که در طی محاسبه پیش می آید تعریف کنیم .

محا سبه مقدار سطح حرارتی میتوان محاسبات را به دو قسمت تقسیم کرد.قسمت اول محاسبات مربوط به کلکتور و قسمت دوم مربوط به چگونگی انرژی دریافتی از خورشید می باشد.

برای محاسبات قسمت اول می بایست اجزاء تشکیل دهنده کلکتور به صورت کاملا دقیق از هم تجزیه شده و محاسبات مربوط به بازده کلکتور و.... انجام پذیرد.

تعریف:

 : یک ضریب است و برای یک ماده چنین تعریف میشود .مقدار (K)-  قابلیت هدایت حرارتی 

گرمایی که بر حسب وات از جسمی به ضخامت یک متر ومساحت یک متر مربع عبور کرده و اختلاف دمای دو سطح سرد وگرم یک درجه سلسیوس باشد.

 می باشد. واحد آن

: مانند قابلیت هدایت حرارتی است با این تفاوت که به ضخامت  (R)- ضریب مقاومت گرمایی

جسم توجه می شود نه یک متر از ضخامت جسم.

. می باشد  واحد آن

 : عکس ضریب مقاومت حرارتی می باشد .(U)- ضریب کلی انتقال حرارت

 می باشد. واحد آن

 : مقدار آن برابر است با ضریب هدایت لایه (h)- ضریب جابجایی یا ضریب هدایت سطحی 

باریک فیلم هوا که به سطح جدار چسبیده است و ساکن در نظر گرفته می شود و با آزمایش های دقیق تعیین میشود و برای هوای ساکن حدودا  9.36  می باشد.

می باشد. واحد آن

  می باشد .  : مقدار آن - ثابت تابش

 :  ضریب صدور برای اجسام کاملا سیاه یک فرض می شود ولی برای - ضریب صدور 

اجسام روشنتر کمتر از یک می باشد . در واقع بیشترین جذب انرژی خورشیدی توسط جسم سیاه صورت می گیرد و عددی بی بعد می باشد.

طرح اولیه کلکتور: برای محاسبات قسمت اول معلومات مربوطه را نوشته ومحاسبات را شروع می کنیم.

N = 1                                     - شیشه یک جداره 

- فاصله بین صفحه و شیشه (پوشش)  25 میلیمتر برابر با 0.025 متر

           - مقدار صدور صفحه                                  

- مقدار صدور شیشه                                   

- دمای متوسط صفحه                  

- دمای محیط                         

- ضریب جابجایی محیط                      

- ضریب انتقال گرمای داخل لوله     

- قابلیت هدایت حرارتی صفحه مسی       

- ضخامت صفحه                                    

- فاصله لوله ها                                       

         - قطر داخلی لوله                                          

- قطر خارجی لوله                                   

- طول وعرض کلکتور                                     

- مشخصات مواد نا رسانا ی تحتانی از جنس پلی اورتان                      

 

  - مشخصات مواد نا رسانا ی تحتانی از جنس پشم شیشه                        

 

- مشخصات مواد نا رسانا ی لبه جانبی از جنس پلی اورتان                    

 

- مشخصات لبه جانبی و تحتانی از جنس چوب سخت                            

محاسبه ضریب اتلاف کلی گردآورنده:

1. محاسبه ضریب انتقال گرمااز قسمت تحتانی:

                                                                                         

                                                       

                                                          

     

 

2. محاسبه ضریب انتقال گرمااز قسمت جانبی:

                                                                                              

 

                                                                  

 3. محاسبه ضریب انتقال گرمااز قسمت فوقانی:

رابطه زیر توسط جمعی از پژوهشگران محاسبه شده و مقدار ضریب انتقال حرارت را با تقریب 

  چنانچه دمای صفحه جذب کننده بین دمای محیط و 200 درجه سانتیگراد تغییر

کند می توان محاسبه نمود. این رابطه برای محاسبات عادی با ماشین حساب و همچنین برای تشابه سازی به وسیله کامپیوتر قابل استفاده می باشد . برای استفاده از این رابطه دانستن دمای متوسط صفحه الزامی است. بنابراین ابتدا دمای صفحه را به صورت حدسی درنظر گرفته و مقادیر مجهول حساب می شود.در یک مرحله مشخص از محاسبات دمای صفحه با استفاده از فرمول دقیقتر بدست آمده و مراحل محاسبه شده دوباره از اول محاسبه می شود .

 در رابطه فوق:

                            تعداد پوشش های شیشه ای                                               

 بکاررود       می باشد    واگر برای

 مقدار صدور شیشه                                                                  

دمای محیط                                                  
دمای متوسط صفحه                                    

      ضریب انتقال گرما         

                            مقدار صدور صفحه جذب کننده

 

محاسبه ضریب بازدهی گردآورنده:

 بازده پره              و                   

 ضریب بازدهی گردآورنده

 صفر فرض شده است.  قابلیت هدایت اتصال بوده وخیلی زیاد فرض شده و در واقع

قسمت دوم محاسبات :

برای ادامه محاسبات فرضیات مربوط به قسمت دوم ذیلا آمده است:

- محاسبات برای شهر تهران و در تاریخ 24 شهریور (15 سپتامبر) می باشد.

- زاویه شیب گردآورنده 35.68 درجه می باشد.

- دمای ورودی سیال به گردآورنده در طول روز ثابت وبرابر با 40 درجه سانتیگراد می باشد.

- میزان جریان جرمی سیال برابر 0.03 کیلو گرم در ثانیه می باشد.

- ضریب شکست متوسط برای شیشه برابر  با 1.526

- ضریب اتلاف کلی و ضریب بازدهی گردآورنده محاسبه شده است.

- ضریب اطفاء نوری شیشه                                                                      

- ضخامت شیشه برابر با 2.3 میلی متر                                                        

 

                                              ):δمحاسبه زاویه انحراف(

تعریف : زاویه انحراف خورشید موقعیت زاویه ای خورشید در ظهر خورشید نسبت به صفحه استوا می باشد . زاویه انحراف خورشید در طول سال از 23.45+ تا 23.45- تغییر می کند.

لازم به ذکر است که زاویه انحراف خورشید در طول سالهای متوالی به اندازه ناچیزی با یکدیگر تفاوت دارند و هر چهار سال یک بار به علت واقع شدن در سال کبیسه مجددا تکرار می شود . تاکنون روابط تجربی متعددی جهت محاسبه زاویه انحراف ارائه گردیده که رابطه زیر یکی از آنها می باشد:

 تعداد روزسپری شده از سال میلادی است .nدر فرمول

 

برای محاسبه تعداد روز سپری شده از سال لازم است تعداد روزهای هر ماه با هم جمع شود روز15 سپتامبر( 24 شهریور) ماه نهم از سال میلادی می باشد بنابراین:

Jan = 31 days                     Feb = 28 days                      Mar = 31 days

Apr = 30 days                    May = 31 days                      Jun = 30 days

Jul = 31 days                      Aug = 31 days                      Sep = 30 days

Oct = 31 days                     Nov = 30 days                     Dec = 31 days

تا 15 سپتامبر 8 ماه کامل ( از ژانویه تا آگوست)  و 15  روز سپری شده پس:

محاسبه زاویه برخورد تابش مستقیم به صفحات ثابت:

زاویه برخورد تابش مستقیم را برای هر صفحه تخت با هر زاویه شیب و زاویه سمت در هرنقطه ای از کره زمین در هر روز و زمانی را می توان محاسبه کرد . چون ایران  در نیمکره شمالی قرار گرفته بنابراین از فرمول زیر استفاده میکنیم:

با توجه به فرمول نتیجه می گیریم که برای محاسبه زاویه برخورد لازم است زوایای موجود تعریف شوند پس:

 زاویه برخورد تابش مستقیم خورشید به صفحه

 عرض جغرافیایی

 زاویه شیب صفحه مورد نظر ( کلکتور )

 زاویه ساعت خورشید که بر حسب ظهر خورشیدی سنجیده می شود و به طور قراردادی برای

قبل از ظهر خورشیدی منفی و برای بعد از ظهر خورشیدی مثبت است و از فرمول زیر تعریف می شود. عدد 15 مقدار زاویه چرخش زمین به دور محور خود در یک ساعت است.

          ساعت خورشیدی                                                               hr

 

مثلا برای ساعت 8 و 21 خورشیدی  زاویه ساعت خورشید را محاسبه می کنیم.

                        

 زاویه سمت صفحه که در نیمکره شمالی زمانیکه صفحه کاملا به سمت جنوب باشد برابرصفر

و هنگامی که صفحه به سمت شرق جنوب باشد منفی و هرگاه صفحه به سمت غرب جنوب باشد مثبت است . زاویه سمت صفحه در حالت کلی از 180- تا 180+ درجه تغییر می کند.

برای ساعت 10 تا 11

 

 


 

 

 محاسبه جذب تابش :

برابرمقدار عبور (با در نظر گرفتن اتلاف جذبی ) می باشد و برای محاسبه جذب تابش از فرمول

ضریب تناسب  K نهایی زیر استفاده می شود.دراین فرمول

است و به نام ضریب اطفاء نوری موسوم است و برای انواع شیشه ها متغیر. برای شیشه های بی  می باشد.32/m و برای شیشه های با کیفیت کم مقدار آن تقریبا برابر 4/m رنگ مقدار آن برابر

ولی برای محاسبه جذب تابش لازم است ابتدا زاویه مجهول در فرمول را مشخص کنیم.در واقع

 زاویه شکست شیشه است. حال از قانون اسنل محاسبات را ادامه می دهیم. زاویه

  زاویه برخورد می باشد.   ضریب شکست ناحیه دوم  و   ضریب شکست ناحیه ا


مطالب مشابه :


محاسبات کلکتور تخت خورشیدی

hvac - محاسبات کلکتور تخت خورشیدی - مهندسی مکانیک - زاویه شیب گردآورنده 35.68 درجه می باشد.




عوامل موثر بر پایداری شیب

فلوتاسیون بدون کلکتور. تصحیح خطای SLC-Off ماهواره (زاویه شیبی که شیب در آن زاویه پایدار است).




آبگرمکن های خورشیدی چگونه کار می کنند؟

در سیستمهای آبگرمکن خورشیدی، آب مصرفی یا بطور مستقیم با عبور از کلکتور زاویه شیب مناسب




بررسی زهکش و زهکشها

( به علت وجود شیب و بر کلکتور ها قرار می لذا با زاویه حد به کلکتور می ریزد




وزارت علوم تحقیقات و فناوری دانشگاه جامع علمی کاربردی مرکز آموزش جهادکشاورزی فارس گروه آبیاری ومناب

و شیب آنها از طریق انحراف نسبت به خطوط تراز تامین می شود لذا با زاویه حد به کلکتور می




گرم کن های خورشیدی

کلکتور های خورشیدی جهت گیری و شیب مناسب قرار گیرد.زاویه ی دقیق قرار




تنظیم شرایط محیطی بر اساس اقلیم شهر قم

زاویه تابش آفتاب سقف بام تخت با شیب باشد و معمولا در نوع کلکتور، سيستم ذخيره




مقدمه ای درباره زهکشی

درجهت شیب اصلی رسیدن به کلکتور تامین می لذا با زاویه حد به کلکتور می ریزد




برچسب :