CC BY
8СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
SOLAR ENERGY
Статья поступила в редакцию 23.12.13. Ред. рег. № 1908
The article has entered in publishing office 23.12.13. Ed. reg. No. 1908
УДК 621.472
АНАЛИЗ РЫНКА ЕМКОСТНЫХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ
В.А. Бутузов
ООО «Энерготехнологии» 350042, г. Краснодар, Садовая, 223, Россия tel. +7 (861) 2517767 , butuzov@newmail.ru
Заключение совета рецензентов 30.12.13 Заключение совета экспертов 10.01.14 Принято к публикации 16.01.14
В мире эксплуатируется 268,1 ГВт гелиоустановок (ГУ) с площадью солнечных коллекторов (СК) 383 млн. м2, преимущественно вакуумных СК (62,3%). В Европе преобладают плоские СК (87%). Одним из направлений совершенствования ГУ является применение емкостных СК, которые конструктивно объединяют остекление и абсорберы плоских СК с теплоизолированными баками термосифонных ГУ. В результате анализа емкостных СК шести ведущих производителей установлено, что форма их может быть в форме параллелепипеда, корытообразной, сферической. Прозрачная изоляция: стекло, поликарбонат. Материалы абсорбера и баков: нержавеющая сталь, медь, пластик. Площадь емкостных СК от 0,6 до 2, 65 м2, вместимость баков от 60 до 250 л. Отдельные емкостные СК могут объединяться в блоки, применятся для горячего водоснабжения и отопления.
Ключевые слова: гелиоустановки, солнечные коллекторы (СК), вакуумные СК, плоские СК, емкостные СК, прозрачная изоляция, абсорберы, баки, теплоизоляция, назначение емкостных СК, характеристики.
MARKET ANALYSIS OF INTEGRATED STORAGE COLLECTORS
V.A. Butuzov
Ltd" Energoteknologia " 223, Sadovaya St., Krasnodar, Russia, 350042, tel. +7 (861) 2517767 , butuzov@newmail .ru
Referred 30.12.13 Expertise 10.01.14 Accepted 16.01.14
268.1 GW of solar thermal plants (ST) operate in the world with a total area of the solar collectors (SC) 383 million m2, where vacuum collectors SC are dominant (62.3 %). Flat SC type of collectors is dominant in Europe (87 %). One of the areas of improvement ST is the use of the integrated storage collector, where glazing and flat absorbers of with thermally insulated tanks of thermosiphon ST are structurally combined. The analysis of the integrated storage collector of six leading manufacturers, found that their shape can be a parallelepiped-shaped trough-shaped and spherical. Transparent insulation is made from glass or polycarbonate. Absorber and tanks are made from stainless steel, copper, or plastic. Area of the integrated storage collector is in the rnage of 0.6 to 2 , 65 m 2, tanks capacity varies from 60 to 250 liters. Some integrated storage collectors can be assembled into blocks and used for hot water and heating.
Keywords: Solar thermal plants, solar collectors (SC), vacuum collectors, flat-plate collectors, integrated solar collectors, transparent insulation, absorbers, tanks, insulation, appointment of integrated solar collectors and they characteristics.
В настоящее время в мире работают тепловые гелиоустановки общей установленной мощностью 268,1 ГВт с площадью коллекторов 383 млн.м2. Годовая выработка этих установок составляет 225 ТВт-ч /1/. На рисунке 1 представлена диаграмма распределения типов толнечных коллекторов (СК) гелиоустановок мира. Преобладают вакуумные трубчатые солнечные коллекторы - 208,76 млн.м2 (62,3%). В Европе близкой России по климатическим условиям, в первую очередь по солнечной радиации (рисунок 2) наоборот применяются плоские
солнечные коллекторы - 87%. На рисунках 3, 4 представлены распределения гелиоустановок по назначению в мире и Европе. Преобладают гелиоустановки для горячего водоснабжения (в мире - 95%, в Европе 78%). По способу организации циркуляции теплоносителя в мире большинство составляют термосифонные гелиоустановки: в мире (рисунок 5) 76%, в Европе (рисунок 6) их меньше 40%.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (142) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
Рис.1 - Структура площадей различных типов СК в мире Fig. 1. Distribution of the varios type of solar collectors in the world
Рис.2 - Структура типов солнечных коллекторов гелиоустановок в Европе
Fig. 2. Distribution of the varios type of solar collectors in Europe
Рис.5 - Структура гелиоустановок мира с остекленными водяными СК по принципу действия
Fig. 5.World distribution of the glass-water solar collectors according to their operating principle
Рис.3 - Структура гелиоустановок мира с остекленными водяными коллекторами по назначению
Fig. 3. World distribution of the glass-water solar collectors according to their utilisation
Рис.6 - Структура гелиоустановок Европы с водяными СК по принципу действия
Fig. 6. European distribution of the glass-water solar collectors according to their operating principle
Одной из конструкций СК, совмещающей технические решения плоских СК и термосифонных баков - аккумуляторов, является емкостный солнечный коллектор. На рисунке 7 представлена схема такого коллектора.
ГОРЯЧАЯ ВОДА
Рис.4 - Структура гелиоустановок Европы с остекленными водяными СК по назначению
Fig. 4. European distribution of the glass-water solar collectors according to their utilisation
ХОЛОДНАЯ
Рис.7. Схема емкостного солнечного коллектора 1 - стекло, 2 - абсорбер с селективным покрытием, 3 - вода, 4 - теплоизоляция, 5 - опорная конструкция
Fig 7. Schematic depiction of capacitance solar collector 1 - glass, 2 - adsorber with a selective cover, 3 - water, 4 -
termoinsulation, 5 - structural support
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 2 (142) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Абсорберы емкостных СК выполняют, как правило, из металлов с селективным покрытием. Толщина металла определяется расчетным давлением воды в баке. Максимальная рабочая температура не превышает 100оС. В качестве прозрачных покрытий применяются
гелиотехническое стекло, поликарбонат,
концентраторы солнечного излучения. Вместимость емкостных коллекторов - от 60 до 100 литров в расчете на 1м2 абсорбера. Материалы бака - металлы и пластик. В качестве теплоизоляции применяют обычные материалы.
В настоящее время в России емкостные СК не производятся. В СССР они выпускались в г. Торжке. В таблице по материалам [2] представлены технические характеристики емкостных СК ведущих мировых производителей. Конструктивно некоторые из них выполнены на основе плоских СК с увеличенной вместимостью абсорбера (фирмы Orkli, Испания; Sun Earth, США). Другие имеют корытообразную форму (рисунок 8) - фирмы Jtho Daalderop, Нидерланды; Premier Solar Technologies, Объединенные Арабские Эмираты). Экзотическую, сферическую форму имеют емкостные СК итальянской фирмы Sferasol (рисунок 9) и греческо -германской фирмы Solar Energie Stefanakis. Площадь абсорберов от 0,6м2 у последнего производителя, до 2,65м2 у фирмы Premier Solar Technologies. Вместимость - от б0л. (Solar Energie Stefanakis) до 250л. (Premier Solar Technologies). Баки изготовляются из нержавеющей стали, меди, пластика.
Все емкостные СК могут соединяться в блоки. Назначение таких коллекторов, как горячее
водоснабжение, так и отопление (южные регионы Европы). Место установки: кровли, навесы, на земле, на речных судах и автомобильных прицепах (Solar Energie Stefanakis).
Рис.8 - Емкостной CK фирмы Jtho Daalderop Fig. S - Capacitance SC from Jtho Daalderop
Рис.9 - Емкостной CK фирмы Sferasol Fig. 9 - Capacitance SC from Sferasol
Таблица 1.Емкостные солнечные коллекторы ведущих мировых производителей Table 1. Capacitance solar collectors from leading manufacturers
№ п/ п Компания, страна Jtho Daalderop, Нидерланды www.inhodea lderop.com Orkli, Испания www.orkli.com Premier Solar Technologies, ОАЭ www.premiersolartechnolo gies.com Sferasol, Италия www.sferasol.c om Solar Energie Stefanakis, Германия www.Solarenergie -stefanakis.de Sun Earth, США www. sunearthinc. com
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Модель ID Solior FL 150 OKSOL-150 Integrated Storage Collector Stefasol Solar Panel HalbKugel Tankabsorber Copperheart Integral Collector Stepaqo System CP-20/CP-30/CP-40
2 Соответств ие нормам EN 12976 EN 12976 DIN Standard FSE-Stutgart Thermal Jnstitute 4557 Part 5(E) EN 12976 кол.из н/ж сталь и алюм. по «Driking Water Ordinance» SRCC OG-200
3 Стандарт качества Solar Keymark Solar Keymark Designed and Tested in Germany Нет Certified by SRCC under system standard OG-300 and by the Florida Solar Energy Center (FSEC)
4 Гарантия, лет 5 5 2-5 - 2 -
5 Площадь коллектора , м2 1.84 2 2,65 сферическая 0,6 1,2/1,9/2,31
б Габариты 1,97х1,44х1, 2,2х1,02х0,25 2,35x1,32x0,52 сферическая 0,84x0,84x0,45 1,28x0,9x0,175
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (142) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
коллектора , м LxWxH 2 (сфер. диам. 0,6) 1,9х0,9х0,175 2,5х0,9х0,175
7 Вместимос ть аккумулят орного бака, л. 150 150 250 150 60 75/7/120,3/151,4
8 Вес, кг. 60 85 100 - 20 69,9/95,3/119,8
9 Максималь ная температу ра, оС 90 95 90 100
10 Максималь ное рабочее давление, бар 8 6 5 14,5 8,27
11 Годовая тепловая производи тельность, кВт-ч/год 944 1012 195
12 Место производст ва Oteiza, Испания Wйrzburg, Германия
13 Теплоизол яция воздух пенополиуретан 55мм Фиброглас, пенополиуретан - пенополиуретан, стекловата пенопласт
14 Материал бака сталь н/ж полисульфид (PPSU) сталь н/ж с селект.покр. сталь н/ж сталь н/ж или алюминий медь
15 Абсорбер/ материал селективно го покрытия AnKM^Alano d Miro Therm Spectral selective, Miro Mirrors) сталь н/ж полированный алюминий сталь н/ж или алюминий медь с селект. покрытием
16 Материал нижнего покрытия полиэтилен Сэндвич из фиброгласа и пенополиуретана сталь н/ж или алюминий алюм.
17 Материал верхнего покрытия оргстекло Специальное стекло акриловое стекло стекло
18 Материал рамы гальванизир. рама и пластик корпус сталь н/ж
19 Эффектив ность коллектора 0,769 0,7 0,42-0,8
20 Коэффици ент теплопотер ь, Вт/м2-К 3,6
21 Втроенный нагревател ьный элемент нет нет нет электр. нагреватель
22 Мощность - - - - 2 -
23 Тип монтажа плоская кровля грунт, фасад, монтаж на кровле, интегрир. в кровлю грунт или кровля грунт, суда, автомобили кровля
24 ГВС и/или отопление ГВС ГВС, отопление ГВС, отопление ГВС ГВС, отопление ГВС
25 Отдельно стоящий или соедин. в блоки оба оба оба оба оба
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 2 (142) 2014
© Scientific Technical Centre «TATA», 2014
Список литературы
1.Бутузов В.А. Обзор мирового рынка солнечных систем теплоснабжения // СОК, 2013, № 12 (декабрь).
2.BanseS. Integrated storage collectors. All inclusive // Sun, Wind & Energy. 2012. № 2
References
1.ButuzovV.A. Obzor mirovogo rynka solnecnyh sistem teplosnabzenia // SOK, 2013, # 12 (dekabr).
2.BanseS. Integrated storage collectors. All inclusive // Sun, Wind & Energy. 2012. # 2
Транслитерация по ISO 9:1995
г?<г>
- ТДТА-
World Future Energy Summit 2014 - 7-я международная выставка и конференция инноваций в энергетике и экологии будущего
20.01.2014 - 22.01.2014 ОАЭ, Абу-Даби
Новости выставки
Международный энергетический форум-выставка World Future Energy Summit в Абу-Даби (ОАЭ) проходит ежегодно в конце января в международном выставочном центре Абу-Даби. World Future Energy Summit - это две интегрированные выставки по энергетике и экологии. Финансистам, предпринимателям, а также компаниям, занимающимся передовыми технологиями и системами в области возобновляемой энергии, предоставляется уникальную возможность встретиться, обсуждить и воплотить в жизнь свои решения. Наряду с выставкой в Абу-Даби проходит тематическая конференция по проблемам возобновляемых источников энергии World Future Energy Summit.
Выставки World Future Energy and Environment и саммит занимают около 40000 кв. м, так 4-й саммит World Future Energy Summit (WFES) 2011 за 4 дня собрал 26391 специалиста из 112 стран (на 6,5% больше, чем в 2010 году).
Выставка также собрала на площади 40000 кв. м 600 участников из 31 страны, включая 18 национальных павильонов: Канады, Дании, Германии, Гонконга, Индии, Италии, Японии, Люксембурга, Португалии, Китая, Франции, Норвегии, Сингапура, Испании, Швеции, Швейцарии, США и Великобритании.
Проект под названием Masdar City выполнен лондонским бюро Нормана Фостера и займет площадь в 600 гектаров. Здания города будут возводиться в традиционном арабском стиле.
Энергию для городской деятельности планируется полностью получать за счет естественных источников энергии - солнца и ветра. В пределах Masdar City запретят передвигаться на автомобилях -необходимо будет использовать велосипеды и другие экологически чистые транспортные средства. Предполагается, что к 2016 году здесь смогут поселиться 50000 человек.
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 2 (142) 2014 © Научно-технический центр «TATA», 2014
