Päikeseküttesüsteemide põhielemendid ja skemaatilised diagrammid. Eramu töökindel päikeseküte Torukujulised päikesekollektorid

4.1. Päikesesüsteemide klassifikatsioon ja põhielemendid

Päikeseküttesüsteemid on süsteemid, mis kasutavad soojusenergia allikana päikesekiirgust. Nende iseloomulik erinevus teistest madala temperatuuriga küttesüsteemidest on spetsiaalse elemendi - päikesevastuvõtja - kasutamine, mis on mõeldud päikesekiirguse püüdmiseks ja selle muundamiseks soojusenergia.

Päikesekiirguse kasutamise meetodi järgi jaotatakse päikese madala temperatuuriga küttesüsteemid passiivseteks ja aktiivseteks.

Päikeseküttesüsteeme nimetatakse passiivseteks, milles hoone ise või selle üksikud piirded (kollektorhoone, kollektorsein, kollektorkatus jne) toimivad elemendina, mis võtab vastu päikesekiirgust ja muudab selle soojuseks (joonis 4.1.1 )) .

Riis. 4.1.1 Passiivne madala temperatuuriga päikeseküttesüsteem "kollektorsein": 1 - päikesekiired; 2 – poolläbipaistev ekraan; 3 - õhusiiber; 4 - kuumutatud õhk; 5 - jahutatud õhk ruumist; 6 - seinamassiivi enda pikalaineline soojuskiirgus; 7 - seina musta kiirgust vastuvõttev pind; 8 - rulood.

Aktiivseks nimetatakse päikeseenergia madala temperatuuriga küttesüsteeme, milles päikesevastuvõtja on iseseisev eraldiseisev seade, mis ei ole hoonega seotud. Aktiivsed päikesesüsteemid võib jagada järgmisteks osadeks:

otstarbe järgi (sooja veevarustus, küttesüsteemid, soojus- ja külmavarustuse kombineeritud süsteemid);

kasutatud jahutusvedeliku tüübi järgi (vedelik - vesi, antifriis ja õhk);

töö kestuse järgi (aastaringselt, hooajaliselt);

vastavalt skeemide tehnilisele lahendusele (ühe-, kahe-, mitmeahelaline).

Õhk on laialdaselt kasutatav jahutusvedelik, mis ei külmu kogu tööparameetrite ulatuses. Soojuskandjana kasutamisel on võimalik kombineerida küttesüsteeme ventilatsioonisüsteemiga. Õhk on aga väikese soojusvõimsusega soojuskandja, mis toob kaasa metallikulu suurenemise õhkküttesüsteemide paigaldamisel võrreldes veesüsteemidega.

Vesi on soojusintensiivne ja laialdaselt kättesaadav jahutusvedelik. Kuid temperatuuril alla 0°C on vaja lisada antifriisi. Lisaks tuleb arvestada, et hapnikuga küllastunud vesi põhjustab torustike ja aparatuuri korrosiooni. Kuid metalli tarbimine vee-päikesesüsteemides on palju väiksem, mis aitab suurel määral kaasa nende laiemale kasutamisele.

Hooajalised sooja vee päikesesüsteemid on tavaliselt üheahelalised ja töötavad suvel ja üleminekukuudel, positiivse välistemperatuuriga perioodidel. Olenevalt hooldatava objekti eesmärgist ja töötingimustest võib neil olla täiendav soojusallikas või ilma selleta hakkama saada.

Päikesesüsteemid hoonete kütmiseks on tavaliselt kahe- või enamasti mitmeahelalised ning erinevate ahelate jaoks saab kasutada erinevaid soojuskandjaid (näiteks päikesekontuuris antifriisi vedelike vesilahused, vahekontuurides vesi ja õhk tarbijaahelas).

Hoonete soojuse ja külmaga varustamiseks mõeldud aastaringsed kombineeritud päikesesüsteemid on mitmeahelalised ja sisaldavad täiendavat soojusallikat traditsioonilise orgaanilisel kütusel töötava soojusgeneraatori või soojustrafo näol.

Päikeseküttesüsteemi skemaatiline diagramm on näidatud joonisel 4.1.2. See sisaldab kolme tsirkulatsiooniahelat:

esimene ahel, mis koosneb päikesekollektoritest 1, tsirkulatsioonipumbast 8 ja vedelsoojusvahetist 3;

teine ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8 ja soojusvahetist 3;

kolmas ahel, mis koosneb akumulatsioonipaagist 2, tsirkulatsioonipumbast 8, vesi-õhk soojusvahetist (küttekehast) 5.

Riis. 4.1.2. Päikeseküttesüsteemi skemaatiline diagramm: 1 - päikesekollektor; 2 - säilituspaak; 3 - soojusvaheti; 4 - hoone; 5 - kütteseade; 6 - küttesüsteemi alaõpe; 7 - sooja veevarustuse varusüsteem; 8 - tsirkulatsioonipump; 9 - ventilaator.

Päikeseküttesüsteem töötab järgmiselt. Päikesekollektorites 1 soojendatud soojusvastuvõtukontuuri jahutusvedelik (antifriis) siseneb soojusvahetisse 3, kus antifriisi soojus kandub toimel soojusvaheti 3 rõngakujulises ruumis ringlevale veele. sekundaarahela pumbast 8. Kuumutatud vesi siseneb akumulatsioonipaaki 2. Vesi võetakse akumulatsioonipaagist sooja vee etteandepumba 8 abil, viiakse vajadusel dublieris 7 vajaliku temperatuurini ja siseneb hoone soojaveevarustussüsteemi. Säilituspaaki toidetakse veevärgist.

Kütmiseks suunatakse vesi akumulatsioonipaagist 2 kolmanda ahela 8 pumba abil küttekehasse 5, mille kaudu õhk juhitakse ventilaatori 9 abil ja soojenemisel siseneb see hoonesse 4. päikesekiirguse või päikesekollektorite tekitatud soojusenergia nappuse korral lülitatakse töö sisse varu 6.

Päikese soojusvarustussüsteemi elementide valiku ja paigutuse määravad igal juhul kliimategurid, rajatise eesmärk, soojuse tarbimise režiim ja majandusnäitajad.

4.2. Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad

Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad on poleeritud metallist sfäärilised või paraboolsed peeglid (joonis 4.2.1), mille fookusesse on paigutatud soojust vastuvõttev element (päikesekatel), mille kaudu ringleb jahutusvedelik. Soojuskandjana kasutatakse vett või mittekülmuvaid vedelikke. Kasutades vett soojuskandjana öösel ja külmal perioodil, tuleb süsteem tühjendada, et vältida selle külmumist.

Päikesekiirguse püüdmise ja muundamise protsessi kõrge efektiivsuse tagamiseks peab kontsentreeriv päikesevastuvõtja olema pidevalt suunatud rangelt Päikesele. Selleks on päikesevastuvõtja varustatud jälgimissüsteemiga, sealhulgas päikese suunaanduriga, elektroonilise signaali muundamisseadmega, elektrimootoriga koos käigukastiga päikesevastuvõtja konstruktsiooni kahes tasapinnas pööramiseks.

Riis. 4.2.1. Kontsentreeruvad päikesevastuvõtjad: a - paraboolkontsentraator; b – paraboolse küna kontsentraator; 1 - päikesekiired; 2 - soojust vastuvõttev element (päikesekollektor); 3 - peegel; 4 – jälgimissüsteemi ajamimehhanism; 5 - jahutusvedelikku varustavad ja tühjendavad torustikud.

Kontsentreeruvate päikesevastuvõtjatega süsteemide eeliseks on võime tekitada suhteliselt kõrgel temperatuuril (kuni 100 °C) soojust ja ühtlast auru. Puuduste hulgas on ehituse kõrge hind; vajadus peegeldavate pindade pideva tolmust puhastamise järele; töötada ainult valgel ajal ja seetõttu on vaja suuri akusid; suur energiatarve Päikese kursi jälgimissüsteemi juhtimiseks, mis on proportsionaalne genereeritud energiaga. Need puudused takistavad aktiivsete madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemide laialdast kasutamist koos kontsentreeritud päikesevastuvõtjatega. Viimasel ajal kasutatakse madala temperatuuriga päikeseküttesüsteemides kõige sagedamini lamedaid päikesevastuvõtjaid.

4.3. tasane päikesekollektorid

Lameplaat päikesekollektor – lameda konfiguratsiooniga neelava paneeli ja lameda läbipaistva isolatsiooniga seade päikesekiirguse energia neelamiseks ja selle soojuseks muundamiseks.

Tasapinnalised päikesekollektorid (joonis 4.3.1) koosnevad klaasist või plastkate(ühekordne, kahekordne, kolmekordne), päikesepoolne külg mustaks värvitud soojustundlik paneel, tagaküljel ja korpusel isolatsioon (metall, plastik, klaas, puit).

Riis. 4.3.1. Lame päikesekollektor: 1 - päikesekiired; 2 - klaasimine; 3 - keha; 4 - soojust vastuvõttev pind; 5 - soojusisolatsioon; 6 - hermeetik; 7 - soojust vastuvõtva plaadi enda pikalainekiirgus.

Soojust vastuvõtva paneelina saate jahutusvedeliku jaoks kasutada mis tahes metall- või plastlehte, millel on kanalid. Soojust vastuvõtvad paneelid on valmistatud kahte tüüpi alumiiniumist või terasest: lehttoru ja stantsitud paneelid (toru lehes). Plastpaneele, mis on tingitud haprusest ja kiirest vananemisest päikesevalguse toimel, samuti madala soojusjuhtivuse tõttu, ei kasutata laialdaselt.

Päikesekiirguse toimel kuumutatakse soojust vastuvõtvad paneelid temperatuurini 70-80 °C, mis ületavad ümbritseva õhu temperatuuri, mis toob kaasa paneeli konvektiivse soojusülekande suurenemise keskkonda ja oma kiirguse suurenemisele. taevas. Et saavutada rohkem kõrged temperatuurid jahutusvedelik, plaadi pind on kaetud spektriliselt selektiivsete kihtidega, mis neelavad aktiivselt päikese lühilainekiirgust ja vähendavad spektri pikalainelises osas enda soojuskiirgust. Sellised "mustal niklil", "mustal kroomil", alumiiniumil vaskoksiidil, vasel vaskoksiidil ja teistel põhinevad struktuurid on kallid (nende maksumus on sageli proportsionaalne soojust vastuvõtva paneeli enda maksumusega). Teine võimalus lameplaatkollektorite jõudluse parandamiseks on soojuskadude vähendamiseks tekitada soojust neelava paneeli ja läbipaistva isolatsiooni vahele vaakum (neljanda põlvkonna päikesekollektorid).

Päikesekollektoritel põhinevate päikesepatareide käitamise kogemus on näidanud selliste süsteemide mitmeid olulisi puudusi. Esiteks on see kollektsionääride kõrge hind. Nende töö efektiivsuse suurendamine selektiivsete katete, klaaside läbipaistvuse suurendamise, evakueerimise ja jahutussüsteemi seadme tõttu osutuvad majanduslikult kahjumlikuks. Oluliseks puuduseks on vajadus klaasi sagedaseks puhastamiseks tolmust, mis praktiliselt välistab kollektori kasutamise tööstuspiirkondades. Päikesekollektorite pikaajalisel kasutamisel, eriti talvistes tingimustes, esineb nendes sageli rikkeid valgustatud ja tumedate klaasipiirkondade ebaühtlase laienemise tõttu, mis on tingitud klaaside terviklikkuse rikkumisest. Samuti esineb suur protsent kollektori rikkeid transportimisel ja paigaldamisel. Kollektoriga süsteemide oluliseks puuduseks on ka ebaühtlane koormus aasta ja päeva jooksul. Kollektorite töökogemus Euroopa ja Venemaa Euroopa osa tingimustes, kus hajuskiirgus on suur (kuni 50%), näitas, et aastaringse autonoomse kuuma veevarustuse ja küttesüsteemi loomine on võimatu. Kõik keskmistel laiuskraadidel päikesekollektoritega päikesesüsteemid nõuavad suurte akumulatsioonipaakide paigaldamist ja täiendava energiaallika kaasamist süsteemi, mis vähendab nende kasutamise majanduslikku mõju. Sellega seoses on kõige otstarbekam neid kasutada kõrge keskmise päikesekiirguse intensiivsusega (mitte alla 300 W/m2) piirkondades.

Potentsiaalsed võimalused päikeseenergia kasutamiseks Ukrainas

Ukraina territooriumil on päikesekiirguse energia ühe aasta keskmise valguspäeva kohta keskmiselt 4 kW ∙ tundi 1 m ruutmeetri kohta. See on umbes sama, mis Kesk-Euroopas, kus kasutatakse päikeseenergia on kõige laiem.

Lisaks soodsatele kliimatingimustele Ukrainas on päikeseenergia kasutamise valdkonnas kõrgelt kvalifitseeritud teadustöötajad. Pärast tagasitulekut prof. Boyko B.T. UNESCOst, kus ta juhtis UNESCO rahvusvahelist päikeseenergia kasutamise programmi (1973-1979), alustas intensiivset teaduslikku ja organisatsioonilist tegevust Harkovi Polütehnilises Instituudis (praegu Riiklik Tehnikaülikool). - KhPI) materjaliteaduse uue teadusliku ja haridusliku suuna väljatöötamise kohta päikeseenergia jaoks. Juba 1983. aastal alustati NSVL Kõrgharidusministeeriumi 13. juuli 1983. aasta korraldusega N 885 esmakordselt NSV Liidus kõrghariduse praktikas füüsikute koolitust koos profileerimisega materjaliteaduse alal. alustati Harkovi Polütehnilises Instituudis päikeseenergia eriala "Metallide füüsika" raames. See pani 1988. aastal aluse elektroonika ja päikeseenergia füüsikalise materjaliteaduse osakonna (FMEG) loomisele. FMEG osakond koostöös Instrument Engineering Technology uurimisinstituudiga (Harkov) Ukraina kosmoseprogrammi raames osales tõhusalt ränist päikesepatareide loomisel. 13 - 14% Ukraina kosmoselaevade puhul.

Alates 1994. aastast on FMEG osakond Stuttgarti Ülikooli ja Euroopa Ühenduse ning Zürichi Tehnikaülikooli ja Šveitsi riikliku teadusühingu toel aktiivselt kaasatud teaduslikesse uuringutesse kileliste päikesepatareide väljatöötamise alal.

Aktiivsete soojusvarustussüsteemide põhielement on päikesekollektor (SC).absorber, mille kaudu ringleb jahutusvedelik; konstruktsioon on tagant soojusisoleeritud ja eest klaasitud.

Kõrgtemperatuurilistes soojusvarustussüsteemides (üle 100 °C) kasutatakse kõrge temperatuuriga päikesekollektoreid. Praegu on neist efektiivseim kontsentreeriv päikesekollektor Luza, mis on paraboolne süvend, mille keskel on must toru, millele on koondunud päikesekiirgus. Sellised kollektorid on väga tõhusad juhtudel, kui on vaja luua temperatuuri tingimusedüle 100 °C tööstuses või aurutootmises elektrienergiatööstuses. Neid kasutatakse mõnes California päikesesoojuselektrijaamas; Põhja-Euroopa jaoks ei ole need piisavalt tõhusad, kuna nad ei saa kasutada hajutatud päikesekiirgust.

Maailma kogemus. Austraalias kulub alla 100°C vedelike peale panemiseks umbes 20% kogu tarbitavast energiast. On kindlaks tehtud, et 80% maapiirkondade elamute sooja veega varustamiseks inimese kohta on vaja 2 ... 3 m2 päikesekollektori pinda ja veepaaki mahuga 100 ... 150 liitrit. Väga nõutud on paigaldised pindalaga 25 m2 ja boileriga 1000...1500 liitrit, mis tagavad sooja veega 12 inimesele.

Ühendkuningriigi elanikel maal rahuldada päikesekiirguse kasutamise tõttu soojusenergia vajadusi 40 ... 50%.

Saksamaal Düsseldorfi lähedal asuvas uurimisjaamas katsetati aktiivset päikeseküttesüsteemi (kollektori pindala 65 m2), mis võimaldab saada aastas keskmiselt 60%. vajalik soojus, ja suvel 80 ... 90%. Saksamaal saab 4-liikmeline pere end täielikult soojaga varustada, kui on olemas energiakatus pindalaga 6...9 m2.

Kasvuhoonete kütmiseks ja neis kunstliku kliima loomiseks kasutatakse enim kasutatavat päikesesoojusenergiat; Šveitsis on katsetatud mitmeid võimalusi päikeseenergia kasutamiseks selles suunas.

Saksamaal (Hannoveris) Tehnoloogiainstituudis, Aiandus- ja Põllumajandus võimalus kasutada kasvuhoone kõrvale paigutatud või selle konstruktsiooni sisse ehitatud päikesekollektoreid, aga ka kasvuhooneid endid päikesekollektorina kasutades toonitud vedelikku, mis läbib kasvuhoone topeltkatte ja mida soojendatakse päikesekiirgusega päikeseenergia läbivalt aasta soojavajadust täielikult ei rahulda. Kaasaegsed päikesekollektorid Saksamaal suudavad vastata põllumajanduse vajadustele soe vesi suvel 90%, talvel 29...30% ja üleminekuperioodil - 55...60%.

Aktiivne päikeseenergia küttesüsteemid levinuim Iisraelis, Hispaanias, Taiwani saarel, Mehhikos ja Kanadas. Ainuüksi Austraalias on enam kui 400 000 kodus päikeseenergiaga veesoojendid. Iisraelis on enam kui 70% kõigist ühepereelamutest (umbes 900 000) varustatud päikeseveeboileritega koos päikesekollektoritega kogupinnaga 2,5 miljonit m2, mis annab võimaluse säästa kütust aastas umbes 0,5 miljonit toe. .

Lameda SC struktuuri paranemine toimub kahes suunas:

uute mittemetalliliste konstruktsioonimaterjalide otsimine;
kõige kriitilisema absorber-läbipaistva elemendi koostu optotermiliste omaduste parandamine.

2018-08-15

NSV Liidus tegutses mitu päikeseenergiaga varustamise teadus- ja insenerikoolkonda: Moskva (ENIN, IVTAN, MPEI jt), Kiiev (KievZNIIEPIO, Kiievi Inseneri- ja Ehitusinstituut, Tehnilise Soojusfüüsika Instituut jne), Taškent ( Usbekistani NSV Teaduste Akadeemia füüsikalis-tehniline instituut, Taškendi ZNIIEP, Ašgabat (TSSR Teaduste Akadeemia Päikeseenergia Instituut), Thbilisi (Spetsgelioteplomontazh). 1990. aastatel liitusid nende töödega spetsialistid Krasnodarist, kaitsekompleksist (Reutovi linn, Moskva oblast ja Kovrov), Meretehnoloogiate instituudist (Vladivostok), Rostovteploelektroproektist. Algse päikeseinstallatsioonide koolkonna lõi Ulan-Udes G.P. Kasatkin.

Päikeseküte on üks maailma arenenumaid tehnoloogiaid päikeseenergia muundamiseks kütteks, soojaks veeks ja jahutamiseks. 2016. aastal oli päikeseküttesüsteemide koguvõimsus maailmas 435,9 GW (622,7 miljonit m²). Venemaal pole päikeseküte veel laialt levinud praktiline kasutamine, mis on eelkõige tingitud suhteliselt madalatest tariifidest soojuse ja elektrienergia. Samal aastal töötas meie riigis ekspertide andmetel vaid umbes 25 tuhat m² päikeseenergiaseadmeid. Joonisel fig. 1 on foto Venemaa suurimast päikesejaamast Astrahani oblastis Narimanovi linnas pindalaga 4400 m².

Võttes arvesse taastuvenergia arengu ülemaailmseid suundumusi, eeldab päikeseenergiaga varustamise areng Venemaal kodumaiste kogemuste mõistmist. Huvitav on märkida, et päikeseenergia praktilise kasutamise küsimusi NSV Liidus riiklikul tasandil arutati 1949. aastal Moskvas toimunud I üleliidulisel päikesetehnoloogia konverentsil. Erilist tähelepanu anti hoonete aktiivsetele ja passiivsetele päikeseküttesüsteemidele.

Aktiivse süsteemi projekti töötas välja ja viis ellu 1920. aastal füüsik V. A. Mikhelson. 1930. aastatel töötas passiivsed päikeseküttesüsteemid välja üks päikesetehnoloogia algatajatest, insener-arhitekt Boriss Konstantinovitš Bodaško (Leningrad). Samadel aastatel viis tehnikateaduste doktor, professor Boris Petrovitš Weinberg (Leningrad) läbi uuringuid päikeseenergia ressursside kohta NSV Liidu territooriumil ja arendas teoreetilised alused päikesepaigaldised.

Aastatel 1930-1932 töötas K. G. Trofimov (Taškendi linn) välja ja katsetas päikeseküttekeha, mille küttetemperatuur on kuni 225 °C. Päikesekollektorite ja päikeseenergia soojaveevarustuse (DHW) arendamise üks eestvedajaid oli Ph.D. Boriss Valentinovitš Petuhhov. Tema poolt 1949. aastal välja antud raamatus "Tubular Solar Water Heaters" põhjendas ta lamedate päikesekollektorite (SC) väljatöötamise ja põhiliste disainilahenduste teostatavust. Tuginedes kümneaastasele kogemusele (1938-1949) sooja veevarustussüsteemide päikesepaigaldiste ehitamisel, töötas ta välja nende projekteerimise, ehitamise ja käitamise metoodika. Seega viidi meie riigis juba eelmise sajandi esimesel poolel läbi uuringud igat tüüpi päikeseküttesüsteemide kohta, sealhulgas päikesekiirguse potentsiaali ja arvutamise meetodite, vedeliku- ja õhupäikesekollektorite, soojaveesüsteemide päikesepaigaldiste kohta, aktiivsed ja passiivsed päikeseküttesüsteemid .

Enamikus valdkondades oli nõukogude päikesekütte alane teadus- ja arendustegevus maailmas juhtival kohal. Siiski praktiline lai rakendus see ei saanud NSV Liidus ja arenes omal algatusel. Niisiis, Ph.D. B. V. Petuhhov töötas välja ja ehitas NSV Liidu piiripostidele kümneid enda disainitud SC-ga päikesepatareiseadmeid.

1980. aastatel, nn "ülemaailmse energiakriisi" algatatud välismaiste arengute järel, hoogustus oluliselt kodumaised arengud päikeseenergia vallas. Uusarenduste algatajaks oli Energeetikainstituut. G. M. Kržižhanovski Moskvas (ENIN), kellel on sellel alal kogemusi kogunud alates 1949. aastast.

Riikliku teaduse ja tehnoloogia komitee esimees akadeemik V. A. Kirillin külastas mitmeid Euroopa teaduskeskusi, mis alustasid ulatuslikku taastuvenergia alast uurimis- ja arendustegevust ning 1975. aastal tema juhiste kohaselt Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Instituuti. NSV Liidu sellesuunalise tööga oli seotud teaduste instituut Moskvas (praegu Kõrgtemperatuuri Ühine Instituut JIHT RAS).

1980. aastatel hakkasid päikesesoojusvarustuse valdkonna uurimistööd tegema ka Moskva Energeetikainstituut (MPEI), Moskva Tehnika- ja Ehitusinstituut (MISI) ning Üleliiduline Kergsulamite Instituut (VILS, Moskva). RSFSR.

Suure võimsusega päikeseelektrijaamade katseprojektide väljatöötamise viis läbi Keskne Eksperimentaalse Projekteerimise Uurimis- ja Projekteerimisinstituut (TsNII EPIO, Moskva).

Päikesekütte arendamise tähtsuselt teine teadus- ja tehnikakeskus oli Kiiev (Ukraina). NSV Liidu eluaseme- ja kommunaalteenuste päikeseenergiaseadmete projekteerimise juhtorganisatsioon Nõukogude Liidus Gosgrazhdanstroy määras Kiievi tsooniuuringute ja projekteerimisinstituudi (KievZNIIEP). Sellesuunalisi uuringuid viisid läbi Kiievi Inseneri- ja Ehitusinstituut, Ukraina Teaduste Akadeemia Tehnilise Soojusfüüsika Instituut, Ukraina NSV Teaduste Akadeemia Materjaliteaduse Probleemide Instituut ja Kiievi Instituut elektrodünaamikast.

Kolmas keskus NSV Liidus oli Taškendi linn, kus teadustööga tegelesid Usbekistani NSV Teaduste Akadeemia füüsikalis-tehniline instituut ja Karshi Riiklik Pedagoogiline Instituut. Päikeseenergiaseadmete projektide väljatöötamise viis läbi Tashkent Zonal Research and Design Institute of TashZNIIEP. Nõukogude ajal tegeles Ashgabati linnas asuv Türkmenistani NSV Teaduste Akadeemia Päikeseenergia Instituut päikeseenergiaga varustamisega. Gruusias viisid päikesekollektorite ja päikesepaigaldiste uuringuid läbi ühing "Spetsgelioteplomontazh" (Tbilisi) ning Gruusia energeetika- ja energiauuringute instituut. hüdrokonstruktsioonid.

1990ndatel aastal Venemaa Föderatsioon Päikeseelektrijaamade uurimise ja projekteerimisega liitusid Krasnodari linna, kaitsekompleksi (JSC VPK NPO Mashinostroeniya, Kovrovi mehaanikatehas), Meretehnoloogiainstituudi (Vladivostok), Rostovteploelektroproekti ja Sotši balneoloogiainstituudi spetsialistid. Lühiülevaade töös on välja toodud teaduslikud kontseptsioonid ja insenertehnilised arengud.

NSV Liidus oli Energeetikainstituut (ENIN*, Moskva) juhtiv päikeseenergiaga varustamise teadusorganisatsioon. u. autor: ENIN-i tegevust päikeseenergia soojusvarustuse valdkonnas kirjeldab üksikasjalikult tehnikateaduste doktor, professor Boriss Vladimirovitš Tarniževski (1930-2008) artiklis “Päikesering” kogumikust “ENIN. Vanimate töötajate memuaarid "(2000).), mille korraldas 1930. aastal ja mida juhtis kuni 1950. aastateni Nõukogude energiatööstuse juht, V. I. Lenini isiklik sõber Gleb Maksimilianovitš Kržižanovski (1872-1959).

ENIN-is loodi G. M. Kržižanovski eestvõttel 1940. aastatel päikesetehnoloogia labor, mida juhtis esmalt tehnikateaduste doktor, professor F. F. Molero ja seejärel aastaid (kuni 1964. aastani) tehnikateaduste doktor. ., professor Valentin Aleksejevitš Baum (1904-1985), kes ühendas labori juhataja ülesanded ENIN-i asedirektori tööga.

V. A. Baum taipas hetkega asja olemust ja andis magistrantidele olulisi nõuandeid, kuidas tööd jätkata või lõpetada. Tema õpilased meenutasid tänutundega labori seminare. Need olid väga huvitavad ja väga heal tasemel. V. A. Baum oli väga laialdaselt erudeeritud teadlane, kõrge kultuuri, suure tundlikkuse ja taktitundega mees. Kõik need omadused säilitas ta küpse vanaduseni, nautides oma õpilaste armastust ja austust. Kõrge professionaalsus, teaduslik lähenemine ja korralikkus eristasid seda silmapaistvat inimest. Tema eestvedamisel valmis üle 100 kandidaadi- ja doktoriväitekirja.

Alates 1956. aastast on B. V. Tarniževski (1930-2008) V. A. Baumi aspirant ja tema ideede vääriline jätkaja. Kõrge professionaalsus, teaduslik lähenemine ja korralikkus eristasid seda silmapaistvat inimest. Kümnete tema õpilaste seas on ka selle artikli autor. B. V. Tarniževski töötas ENINis kuni viimased päevad eluiga 39 aastat. 1962. aastal asus ta tööle Moskvas asuvasse Ülevenemaalisesse Vooluallikate Uurimise Instituuti ja naasis seejärel 13 aastat hiljem uuesti ENINi.

1964. aastal, pärast V. A. Baumi valimist Türkmenistani NSV Teaduste Akadeemia täisliikmeks, lahkus ta Ašgabati, kus juhtis Füüsika ja Tehnoloogia Instituuti. Juri Nikolajevitš Malevski (1932-1980) sai tema järglaseks päikesetehnoloogia labori juhatajana. 1970. aastatel esitas ta idee luua Nõukogude Liitu eksperimentaalne torni tüüpi päikeseelektrijaam võimsusega 5 MW termodünaamilise konversioonitsükliga (SES-5, mis asub Krimmis) ja juhtis suurt -15 organisatsioonist koosnev meeskond selle arendamiseks ja ehitamiseks.

Yu. N. Malevsky teine idee oli luua Krimmi lõunarannikule päikesesoojuse ja külmaga varustamiseks integreeritud katsebaas, mis oleks samaaegselt üsna suur näidisobjekt ja selle piirkonna uurimiskeskus. Selle probleemi lahendamiseks pöördus BV Tarniževski 1976. aastal tagasi ENIN-i. Sel ajal töötas päikesetehnoloogia laboris 70 inimest. Aastal 1980, pärast Yu. B. V. Tarniževski surma, kes tegeles Krimmi soojus- ja külmavarustuse baasi loomisega. I. V. Baum juhtis enne ENINiga liitumist Türkmenistani NSV Teaduste Akadeemia MTÜ Solntse laboratooriumi (1973-1983) Ašgabatis.

ENINis juhtis I. V. Baum SESi laborit. Ajavahemikul 1983–1987 tegi ta palju ära NSV Liidu esimese termodünaamilise päikeseelektrijaama loomisel. 1980. aastatel jõudis instituudis suurima arenguni töö taastuvate energiaallikate ja ennekõike päikeseenergia kasutamisega. 1987. aastal lõpetati Alushta oblastis Krimmi katsebaasi ehitus. Selle toimimiseks kohapeal loodi spetsiaalne labor.

1980. aastatel osales päikeseenergia laboratoorium päikesekollektorite kasutuselevõtus tööstuslikus masstootmises, päikese- ja soojaveevarustusseadmete loomises, sealhulgas suurtes, mille SC pindala on üle 1000 m², ja muudes suurtes. mastaapsed projektid.

Nagu meenutas B. V. Tarniževski, oli 1980. aastatel päikeseenergiaga varustamise vallas hädavajalik Sergei Iosifovitš Smirnovi tegevus, kes osales riigi esimese päikeseenergia katlamaja loomisel ühe Simferopoli hotelli jaoks. muud päikeseenergiapaigaldised, päikesekütteseadmete projekteerimise arvestuslike metoodikate väljatöötamisel. S. I. Smirnov oli instituudis väga silmatorkav ja populaarne isik.

Võimas intellekt koos lahkuse ja iseloomu impulsiivsusega lõi selle inimese ainulaadse võlu. Tema rühmas töötasid Yu. L. Myshko, B. M. Levinsky ja teised kaastöötajad. Selektiivkatete väljatöötamise rühm, mida juhib Galina Aleksandrovna Gukhman, töötas välja tehnoloogia selektiivsete neelduvate kattekihtide keemiliseks sadestamiseks päikesekollektorite absorberitele, samuti tehnoloogia kuumakindla selektiivkatte sadestamiseks torukujulistele vastuvõtjatele. kontsentreeritud päikesekiirgus.

1990. aastate alguses juhtis Päikese soojusvarustuse labor teaduslikku ja organisatsioonilist juhtimist uue põlvkonna päikesekollektorite projektile, mis oli osa programmist "Keskkonnaohutu energia". Aastateks 1993-1994 õnnestus läbiviidud uurimis- ja arendustöö tulemusena luua päikesekollektorite kujundusi ja korraldada nende tootmist, mis ei jää soojus- ja tööomaduste poolest välismaistele kolleegidele alla.

B. V. Tarniževski juhtimisel viidi läbi projekt GOST 28310-89 “Päikesekollektorid. Üldised tehnilised tingimused". Lamepäikesekollektorite (PSC) konstruktsioonide optimeerimiseks pakkus Boriss Vladimirovitš välja üldistatud kriteeriumi: kollektori maksumuse jagatis hinnangulise kasutusea jooksul toodetud soojusenergia kogusega.

IN viimased aastad NSV Liit töötati tehnikateaduste doktori, professor B. V. Tarniževski juhendamisel välja kaheksa päikesekollektori konstruktsioonid ja tehnoloogiad: üks roostevabast terasest paneelneelduriga, kaks alumiiniumisulamist neelduriga, kolm neeldurite ja läbipaistva isolatsiooniga. valmistatud polümeermaterjalidest, kahe kujundusega õhukollektorid. Töötati välja tehnoloogiad lehttoru alumiiniumprofiili kasvatamiseks sulatisest, armeeritud klaasi valmistamise tehnoloogia ja selektiivkatte pealekandmine.

Päikesekollektori disaini, mille töötas välja ENIN, valmistas Bratski tehas masstootmises kütteseadmed. Absorber on stantskeevitatud teraspaneel musta kroomi selektiivse galvaanilise kattega. Kere on tembeldatud (küna) - teras, klaas - aknaklaas, klaastihend - spetsiaalne mastiks (gerlen). Aastas tootis tehas (1989. aasta andmetel) 42,3 tuhat m² kollektoreid.

B. V. Tarniževski töötas välja meetodid aktiivsete ja passiivsed süsteemid hoonete soojusvarustus. Aastatel 1990–2000 testiti ENINi stendis 26 erinevat päikesekollektorit, sealhulgas kõiki NSV Liidus ja Venemaal toodetud.

1975. aastal liitus taastuvenergia valdkonna tööga Teaduste Akadeemia Kõrgete Temperatuuride Instituut (IVTAN) Venemaa Teaduste Akadeemia korrespondentliikme, tehnikateaduste doktori, professor Evald Emilievitš Shpilraini (1926-) juhtimisel. 2009). IVTANA tööd taastuvenergia vallas kirjeldab üksikasjalikult Dr. O.S. Popel artiklis „JIHT RAS. Tulemused ja väljavaated“ instituudi 2010. aasta juubeliartiklikogust. Lühikese aja jooksul töötati koos pvälja ja põhjendati riigi lõunaosa "päikeseenergia" majade ideekavandeid, töötati välja meetodid päikeseenergia soojusvarustussüsteemide matemaatiliseks modelleerimiseks ja Venemaal esimese teadusliku katsepaiga projekteerimine. "Päike" Kaspia mere kaldal Mahhatškala linna lähedal käivitati.

IKT RASis loodi esmalt teadusrühm ja seejärel Oleg Sergejevitš Popeli eestvedamisel labor, milles koos IKT RASi erikonstrueerimisbüroo töötajatega tagati koordineerimine ning arvutuslik ja teoreetiline põhjendamine. väljatöötatud projektidest alustati uuringuid päikesekollektorite elektrokeemiliste optiliste selektiivkatete loomise vallas, nn "päikesetiikide", päikeseküttesüsteemide koos soojuspumpadega, päikesekuivatite väljatöötamist, töid tehti muus alad.

ICT RAS-i meeskonna üks esimesi praktilisi tulemusi oli a päikese kodu» Armeenias Echmiadzini oblastis Merdzavani külas. Sellest majast sai esimene eksperimentaalne energiasäästlik "päikesemaja" NSV Liidus, mis oli varustatud vajalike eksperimentaaldiagnostika seadmetega, millel projekti peadisainer M.S. 100% koduvalve. kuum vesi ja küttekoormuse katmine tasemel üle 50%.

Teiseks oluliseks praktiliseks tulemuseks oli M. D. Fridbergi (koos Moskva Õhtuse Metallurgia Instituudi spetsialistidega) ICT RAS-is välja töötatud kütteseadmete Bratski tehases kasutuselevõtt elektrokeemiliste selektiivkatete "must kroom" pealekandmise tehnoloogia lamedate päikesepaneelide teraspaneelidele. kollektsionäärid, mille tootmist selles tehases meisterdati.

1980. aastate keskel võeti Dagestanis kasutusele ICT RAS-i katseala "Sun". Umbes 12 hektari suurusel alal asuv prügila hõlmas koos laborihoonetega erinevat tüüpi päikesekollektorite ja soojuspumpadega varustatud päikesemajade rühma. Katseplatsil lasti käiku maailma üks suurimaid (tol ajal) päikesekiirguse simulaatoreid. Kiirgusallikaks oli võimas 70 kW võimsusega ksenoonlamp, mis oli varustatud spetsiaalsete optiliste filtritega, mis võimaldavad reguleerida kiirgusspektrit atmosfäärist (AM0) maapinnani (AM1,5). Simulaatori loomine võimaldas läbi viia erinevate materjalide ja värvide päikesekiirguse vastupidavuse kiirendatud katseid, samuti suuremõõtmeliste päikesekollektorite ja fotogalvaaniliste moodulite katseid.

Kahjuks tuli 1990. aastatel teadus- ja arendustegevuse eelarvelise rahastamise järsu vähenemise tõttu külmutada enamik Venemaa Föderatsioonis ICT RASi alustatud projekte. Taastuvenergia valdkonna töösuuna säilitamiseks suunati labori teadus- ja arendustegevus ümber teaduskoostööle juhtivate väliskeskustega. Projektid viidi läbi programmide INTAS ja TASIS, Euroopa raamprogrammi energiasäästu, soojuspumpade ja päikese-adsorptsioonkülmutuse valdkonna raames, mis seevastu võimaldas arendada teaduspädevusi seotud teaduse ja tehnoloogia valdkondades. , valdada ja kasutada elektrijaamade dünaamilise simulatsiooni kaasaegseid meetodeid (Ph.D. S. E. Frid).

O. S. Popeli initsiatiivil ja juhendamisel töötati koos Moskva Riikliku Ülikooliga (Ph.D. S. V. Kiseleva) välja Venemaa Föderatsiooni territooriumi päikeseenergiaressursside atlas, geoinfosüsteem "Venemaa taastuvad energiaallikad". loodi » (gisre.ru). Koos instituudiga "Rostovteploelektroproekt" (Ph.D. A.A. Chernyavsky) töötati välja, ehitati ja testiti Venemaa Teaduste Akadeemia Spetsiaalse Astrofüüsika Observatooriumi objektidel Kovrovi mehaanilise tehase päikesekollektoritega päikesejaamu kütte- ja soojaveesüsteemide jaoks. Karatšai-Tšerkessias. JIHT RAS on loonud Venemaal ainsa spetsialiseeritud termohüdraulilise stendi päikesekollektorite ja päikeseenergiapaigaldiste täismahuliseks termiliseks testimiseks vastavalt Venemaa ja välismaistele standarditele, on välja töötatud soovitused päikeseenergiapaigaldiste kasutamiseks Venemaa erinevates piirkondades. Föderatsioon. Lisateavet mõnede JIHT RAS-i uurimis- ja arendustulemuste kohta taastuvenergia valdkonnas leiate O. S. Popeli ja V. E. Fortovi raamatust "Taastuvenergia kaasaegses maailmas".

Moskva Energeetikainstituudis (MPEI) on Dr.Sc. V. I. Vissarionov, tehnikateaduste doktor B. I. Kazandzhan ja Ph.D. M. I. Valov.

V. I. Vissarionov (1939-2014) juhtis mittetraditsiooniliste taastuvate energiaallikate osakonda (aastatel 1988-2004). Tema juhtimisel tehti tööd päikeseenergia ressursside arvutamise, päikese soojusvarustuse arendamise kallal. Aastatel 1983-1987 avaldas M. I. Valov koos MPEI töötajatega mitmeid artikleid päikesepaigaldiste uurimisest. Üks informatiivsemaid raamatuid on M. I. Valovi ja B. I. Kazandžani töö “Päikeseküttesüsteemid”, mis uuris madala potentsiaaliga päikesepatareipaigaldiste küsimusi ( elektriskeemid, kliimaandmed, SC karakteristikud, lamedad SC konstruktsioonid), energiaomaduste arvutamine, päikeseküttesüsteemide kasutamise tasuvus. Tehnikateaduste doktor B. I. Kazandzhan töötas välja lamepäikesekollektori "Alten" disaini ja meisterdamise. Selle kollektori eripäraks on see, et absorber on valmistatud alumiiniumprofiilist, mille sees on pressitud vasktoru ja läbipaistva isolatsioonina kasutatakse kärgpolükarbonaati.

Moskva Inseneri- ja Ehitusinstituudi (MISI) töötaja Ph.D. S. G. Bulkin töötas välja termoneutraalsed päikesekollektorid (ilma läbipaistva isolatsioonita ja korpuse soojusisolatsioonita absorbendid). Töö eripäraks oli jahutusvedeliku tarnimine neile 3–5 ° C madalamal kui ümbritseva õhu temperatuur ning võimalus kasutada niiskuse kondenseerumise ja atmosfääriõhu härmatise (päikese neeldumispaneelid) varjatud soojust. Nendes paneelides soojendatav soojuskandja soojendati üles soojuspumbaga ("õhk-vesi"). MISI-s ehitati termoneutraalsete päikesekollektoritega katsestend ja mitmed päikeseenergiapaigaldised Moldovas.

Üleliiduline kergsulamite instituut (VILS) töötas välja ja tootis SC templiga keevitatud alumiiniumist neelduriga, tarretatud polüuretaanvahust korpuse soojusisolatsiooniga. Alates 1991. aastast on SC tootmine üle viidud Bakuu värviliste metallide sulamite töötlemise tehasesse. VILS-is töötati 1981. aastal välja Energiaaktiivsete hoonete projekteerimise juhend. Neis integreeriti neelduja esmakordselt NSV Liidus hoone konstruktsiooni, mis parandas päikeseenergia kasutamise ökonoomsust. Selle suuna juhid olid Ph.D. N. P. Selivanov ja Ph.D. V. N. SMIRNOV

Moskva Tehnikaseadmete Keskinstituut (TsNII EPIO) töötas välja projekti, mille kohaselt ehitati Ašhabati päikeseenergia katlamaja võimsusega 3,7 MW, projekt töötati välja päikesesoojuspumba paigalduse projekt Sõbralik rannahotell Gelendžiki linnas pindalaga SK 690 m². Soojuspumpadena kasutati kolme MKT 220-2-0 külmutusmasinat, mis töötasid merevee soojust kasutaval soojuspumba režiimil.

NSV Liidu juhtiv päikeseenergiapaigaldiste projekteerimise organisatsioon oli KievZNIIEP Instituut, mis töötas välja 20 standardset ja korduvkasutatavat projekti: eraldiseisev loodusliku tsirkulatsiooniga päikesesoojaveeseade individuaalsele elamule; Ühiskondlike hoonete päikesesooja veevarustuse ühtne paigaldus võimsusega 5, 7, 15, 25, 30, 70 m³/ööpäevas; massehituslike elamute ja ühiskondlike hoonete sõlmed, osad ja seadmed; hooajalise toimega päikeseenergia soojaveevarustuse paigaldised tootlikkusega 2,5; 10; kolmkümmend; 40; 50 m³ päevas; tehnilisi lahendusi Ja juhised küttekatelde muutmiseks päikeseenergiaseadmeteks.

See instituut on välja töötanud kümneid eksperimentaalseid projekte, sealhulgas päikeseenergia soojaveevarustussüsteemid basseinide jaoks, päikesesoojuspumba paigaldamine sooja veevarustuseks. KievZNIIEP projekti järgi ehitati Krimmis Kastropoli pansionaadis (Beregovoye külas, lõunarannikul) suurim päikeseelektrijaam pindalaga 1600 m². KievZNIIEP instituudi piloottehases toodeti päikesekollektoreid, mille neeldurid valmistati meie enda toodangu serpentiinribaga alumiiniumtorudest.

Päikesetehnoloogia teoreetikud Ukrainas olid tehnikateaduste doktor. Mihhail Davidovitš Rabinovitš (sünd. 1948), Ph.D. Aleksei Ruvimovitš Fert, Ph.D. Viktor Fedorovitš Gerškovitš (1934-2013). Nad olid päikeseenergia kuumavee projekteerimiskoodeksi ja disainijuhiste peamised väljatöötajad. M. D. Rabinovitš tegeles päikesekiirguse, SC hüdrauliliste omaduste, loodusliku tsirkulatsiooniga päikesejaamade, päikeseküttesüsteemide, päikesekütuse katelde, suure võimsusega päikesejaamade, päikesesüsteemide uurimisega. A. R. Fert töötas välja simulaatori disaini ja viis läbi SC katseid, uuris hüdrauliliste päikesepaigaldiste reguleerimist, suurendades päikesepaigaldiste efektiivsust. Kiievi Inseneri- ja Ehitusinstituudis Ph.D. Nikolai Vasiljevitš Kharchenko. Ta sõnastas süsteemne lähenemine päikesesoojuspumbaga soojusvarustussüsteemide väljatöötamisele, pakkus välja kriteeriumid nende energiatõhususe hindamiseks, uuris päikeseküttesüsteemi optimeerimise küsimusi, võrreldi erinevaid päikesesüsteemide arvutamise meetodeid. Üks tema kõige põhjalikumaid raamatuid väikeste (individuaalsete) päikeseenergia installatsioonide kohta on juurdepääsetav ja informatiivne. Kiievi Elektrodünaamika Instituudis Ph.D. A. N. Stronsky ja Ph.D. A. V. Suprun. Eespool matemaatiline modelleerimine päikeseenergia installatsioonid Kiievis töötas ka Ph.D. V. A. Nikiforov.

Usbekistani (Taškent) päikesetehnoloogia teadusliku insenerikooli juht on tehnikateaduste doktor, professor Rabbanakul Rakhmanovich Avezov (sünd. 1942). Aastatel 1966-1967 töötas ta Türkmenistani Ashgabati füüsikalis-tehnilises instituudis tehnikateaduste doktori, professor V. A. Baumi juhendamisel. R. R. Avezov arendab õpetaja ideid Usbekistani füüsikalis-tehnilises instituudis, millest on saanud rahvusvaheline uurimiskeskus.

R. R. Avezov sõnastas uurimistöö teaduslikud suunad oma doktoritöös (1990, ENIN, Moskva) ning selle tulemused on kokku võetud monograafias “ päikesesüsteemid küte ja sooja veevarustus. Ta töötab muuhulgas välja meetodid lamepäikesekollektorite eksergiaanalüüsiks, aktiivsete ja passiivsete päikeseküttesüsteemide loomiseks. Tehnikateaduste doktor R. R. Avezov andis suure prestiiži ja rahvusvahelise tunnustuse NSV Liidu ja SRÜ riikide ainsale erialaajakirjale Applied Solar Energy (“Heliotehnika”), mis ilmub inglise keel. Tema tütar Nilufar Rabbakumovna Avezova (sündinud 1972) on tehnikateaduste doktor, Usbekistani Teaduste Akadeemia MTÜ Physics-Sun peadirektor.

Ph.D. Jusuf Karimovitš Rashidov (sündinud 1954). Instituut "TashZNIIEP" töötas välja kümme elamute tüüpprojekti, heliosaduššid, päikeseenergia katlamaja projekti, sealhulgas päikesejaamad võimsusega 500 ja 100 l / päevas, heliosaduššid kahe ja nelja kajuti jaoks. Aastatel 1984–1986 viidi ellu 1200 tüüpilist päikesejaamade projekti.

Taškendi oblastis (Iljitševski külas) kahe korteriga päikeseline maja kütte ja sooja veevarustusega koos päikesepaigaldusega 56 m². Karshi Riiklikus Pedagoogilises Instituudis A.T. Teimurhanov, A.B. Vardiyashvili ja teised tegelesid lamedate päikesekollektorite uurimisega.

Turkmeeni päikeseenergia soojusvarustuse teaduskooli lõi tehnikateaduste doktor. V. A. Baum, valitud 1964. aastal vabariigi akadeemikuks. Ašhabati füüsika ja tehnoloogia instituudis organiseeris ta päikeseenergia osakonna ja juhtis kuni 1980. aastani kogu instituuti. 1979. aastal loodi päikeseenergia osakonna baasil Türkmenistani Päikeseenergia Instituut, mida juhtis tehnikateaduste doktori V. A. Baumi üliõpilane. Rejep Bayramovitš Bayramov (1933-2017). Ašgabati äärelinnas (Bikrova külas) ehitati instituudi teaduslik katsepolüg, mis koosnes laboritest, katsestendidest, projekteerimisbüroost, töökodadest 70 inimesega. V. A. Baum töötas kuni oma elu lõpuni (1985) selles instituudis. R. B. Bayramov koos tehnikateaduste doktoriga. Ushakova Alda Danilovna uuris lamedaid päikesekollektoreid, päikeseküttesüsteeme ja päikeseenergia magestamise tehaseid. Tähelepanuväärne on, et 2014. aastal taastati Ašgabatis Türkmenistani Päikeseenergia Instituut NPO GUN.

Projekteerimis- ja tootmisühingus "Spetsgelioteplomontazh" (Tbilisi) ja Gruusia energeetika- ja hüdrokonstruktsioonide uurimisinstituudis tehnikateaduste doktori juhtimisel. Nugzar Varlamovich Meladze (sünd. 1937) töötas välja päikesekollektorite, individuaalsete kuumavee-päikesejaamade, päikesepatareide ja päikesesoojuspumbasüsteemide projekteerimise ja seeriatootmise. Määrati Gruusia erinevates piirkondades päikesepaigaldiste ehitamise tasuvustingimused, katsetati looduslikes tingimustes katsestendil erinevaid päikesekollektorite konstruktsioone.

Spetsgelioteplomontazhi päikesekollektorid olid oma aja kohta optimaalse disainiga: stantsitud-keevitatud terasneelduriga värvimistööd, keha - alates alumiiniumprofiilid ja tsingitud teras, aknaklaas, soojusisolatsioon - vahtplastist ja fooliumist katusekattematerjal.

N. V. Meladze andmetel paigaldati Kaukaasia piirkonnas ainuüksi 1990. aastaks 46,9 tuhat m² päikesekollektoreid, sealhulgas 42,7% sanatooriumides ja hotellides, 39,2% tööstuslikes päikesekollektorites, põllumajandusrajatistes - 13,8%, spordirajatistes - 3,6%, individuaalsetes. paigaldused - 0,7%.

Autori sõnul paigaldati Krasnodari territooriumile aastatel 1988-1992 4620 m² Spetsgeliomontazhi päikesekollektoreid. SGTM-i töö viidi läbi koostöös Gruusia energeetika- ja hüdrokonstruktsioonide uurimisinstituudi (GRUNIEGS) teadlastega.

Instituut "TbilZNIIEP" töötas välja viis tüüpilist päikeseenergiapaigaldiste (SP) projekti, samuti projekti päikesesoojuspumba paigaldamiseks. SGTM hõlmas laboratooriumi, kus uuriti päikesekollektoreid ja soojuspumpasid. Töötati välja terasest, alumiiniumist, plastist vedelikuabsorberid, klaasiga ja ilma õhu SC-d, kontsentraatoritega SC-d ja individuaalsete termosifooni GU-de erinevad konstruktsioonid. Seisuga 1. jaanuar 1989 ehitas Spetsgeliomontazh 261 GU-d kogupinnaga 46 tuhat m² ja 85 individuaalset päikesepatarei soojaveesüsteemide jaoks pindalaga 339 m².

Joonisel fig. Joonisel 2 on kujutatud Krasnodaris Rashpilevskaja tänaval asuv päikesejaam, mis on Spetsgelioteplomontazh kollektoritega edukalt tegutsenud 15 aastat (320 ühikut kogupinnaga 260 m²).

Päikese soojusvarustuse arendamisega NSV Liidus ja Venemaal tegeles tehnikateaduste doktor. Pavel Pavlovitš Bezrukihh (sündinud 1936). Aastatel 1986–1992 juhtis ta NSV Liidu Ministrite Nõukogu büroo kütuse- ja energiakompleksi peaspetsialistina päikesekollektorite masstootmist Thbilisis asuvas Bakuus Spetsgelioteplomontazh assotsiatsioonis asuvas kütteseadmete tehases. tehas värviliste metallide sulamite töötlemiseks. Tema algatusel ja otsesel osalusel töötati välja esimene taastuvenergia arendamise programm NSV Liidus aastateks 1987-1990.

Alates 1990. aastast on P.P. Bezrukikh aktiivselt osalenud riikliku teadus- ja tehnikaprogrammi "Keskkonnaohutu energia" jaotise "Ebatraditsiooniline energia" väljatöötamises ja rakendamises. Ta märgib programmi teadusliku juhi dr. E. E. Shpilrain kaasata taastuvenergiasse NSV Liidu juhtivaid teadlasi ja spetsialiste. Aastatel 1992–2004 juhtis P. P. Bezrukikh, kes töötas Venemaa kütuse- ja energeetikaministeeriumis ning juhtis osakonda ning seejärel teaduse ja tehnoloogia arengu osakonda, päikesekollektorite tootmise korraldamist Kovrovi mehaanilises tehases, MTÜ Mashinostroyeniye. (Reutov, Moskva oblast) , päikeseenergiaga varustamise teaduslike ja tehniliste arengute kompleks, väikese ja ebatraditsioonilise energia arendamise ja kasutamise kontseptsiooni rakendamine Venemaal. Osaleti esimese Venemaa standardi GOST R 51595-2000 “Päikesekollektorid. Üldised tehnilised tingimused” ja GOST R projekti autori, tehnikateaduste doktori erimeelsuste lahendamine. B. V. Tarniževski ja kollektsionääride tootja (Kovrovi mehaanikatehas) peadisainer A. A. Lychagin.

Aastatel 2004–2013 jätkas P.P. Bezrukikh energeetikastrateegia instituudis (Moskva) ja seejärel ENIN-i energiasäästu ja taastuvate energiaallikate osakonna juhatajana arengut, sealhulgas päikeseenergiaga varustamist.

Krasnodari territooriumil alustas päikeseenergiapaigaldiste projekteerimise ja ehitamisega soojusenergeetika insener V. A. Butuzov (sünd. 1949), kes juhtis soojusvarustuse perspektiivset arendamist. tootmisühing Kubanteplokommunenergo. Aastatel 1980-1986 arendati projekte ja ehitati kuus päikeseenergia katlamaja üldpinnaga 1532 m². Aastate jooksul on loodud konstruktiivsed suhted SC tootjatega: Bratski tehas, Spetsgelioteplomontazh, KievZNIIEP. Kuna 1986. aastal nõukogude kliimateaduslikes teatmeteostes päikesekiirguse kohta andmed puudusid, saadi aastatel 1977–1986 Krasnodari ja Gelendžiki meteoroloogiajaamadest usaldusväärsed tulemused päikesepaigaldiste projekteerimiseks.

Pärast doktoritöö kaitsmist 1990. aastal jätkas tööd päikesetehnoloogia arendamisega V. A. Butuzovi (Moskva) organiseeritud Kommunaalmajanduse Akadeemia Krasnodari Energiasäästu ja Mittetraditsiooniliste Energiaallikate Laboratoorium. Töötati välja ja täiustati mitut lamedate SC-de kujundust ja nende täismahuliste testide alust. Päikesepaigaldiste projekteerimise ja ehitamise kogemuste kokkuvõtte tulemusena töötati välja “Üldnõuded kommunaalmajanduse päikesepaigaldiste ja keskküttejaamade projekteerimisele”.

2004. aastal Krasnodari 14 aasta ja Gelendžiki 15 aasta tingimuste kogu päikesekiirguse väärtuste töötlemise tulemuste analüüsi põhjal tehti ettepanek. uus viis Päikese kogukiirguse igakuiste väärtuste esitamine koos nende maksimum- ja miinimumväärtuste ning nende vaatlemise tõenäosuse määramisega. Määrati 54 linna ja halduskeskuse summaarse, otsese ja hajutatud päikesekiirguse igakuised ja aastased väärtused. Krasnodari territoorium. On kindlaks tehtud, et erinevate tootjate SC-de objektiivseks võrdlemiseks on lisaks nende kulude ja sertifitseeritud katsestenditel standardmeetodil saadud energiaomaduste võrdlemisele vaja arvestada ka nende valmistamise ja töötamise energiakulu. SC projekteerimise optimaalne maksumus määratakse üldiselt toodetud soojusenergia maksumuse ning tootmis- ja ekspluatatsioonikulude suhtega hinnangulise kasutusea jooksul. Koos Kovrovi mehaanilise tehasega töötati välja ja toodeti seeriaviisiliselt SC disain, millel oli Venemaa turu jaoks optimaalne kulude ja energiakulude suhe. Välja on töötatud projektid ja teostatud standardsete soojavee-päikesejaamade ehitamine ööpäevase võimsusega 200 l kuni 10 m³. Alates 1994. aastast on tööd päikeseenergiapaigaldiste kallal jätkatud JSC "South Russian Energy Company". Aastatel 1987–2003 viidi lõpule 42 päikesejaama arendus ja ehitamine ning 20 päikesejaama projekteerimine. Tulemused V.A. Butuzovid võeti kokku ENINis (Moskva) kaitstud doktoritöös.

Aastatel 2006–2010 OÜ "Teploproektstroy" arendas ja ehitas katlamajade päikesejaamu väike võimsus, millesse SC suvel paigaldamisel väheneb operatiivpersonali arv, mis vähendab päikeseenergiapaigaldiste tasuvusaega. Nende aastate jooksul arendati ja ehitati isetühjenevaid päikesejaamu, mille pumpade seiskamisel juhitakse SC-st vesi paakidesse, vältides jahutusvedeliku ülekuumenemist. 2011. aastal loodi disain, tehti lamedate SC-de prototüübid, töötati välja katsestend SC-de tootmise korraldamiseks Uljanovskis. Aastatel 2009–2013 töötas JSC Yuzhgeoteplo (Krasnodar) välja projekti ja ehitas Ust-Labinski linna Krasnodari territooriumi suurima päikesejaama pindalaga 600 m² (joonis 3). Samal ajal viidi läbi uuringud SC paigutuse optimeerimiseks, võttes arvesse varjutust, töö automatiseerimist ja vooluahela lahendusi. Krasnodari territooriumil Rozovy külas töötati välja ja ehitati geotermiline päikeseküttesüsteem pindalaga 144 m². 2014. aastal töötati välja metoodika päikesepaigaldiste majandusliku tasuvuse hindamiseks sõltuvalt päikesekiirguse intensiivsusest, päikesepaigaldise efektiivsusest ja asendatud soojusenergia ühikuhinnast.

V. A. Butuzovi pikaajaline loominguline koostöö tehnikateaduste doktori, Kubani Riikliku Põllumajandusülikooli professori Robert Aleksandrovitš Amerkhanoviga (sünd. 1948) viidi ellu suure võimsusega päikesepatareide loomise teoreetiliste aluste väljatöötamisel ja kombineeriti maasoojus-päikese soojusvarustussüsteemid. Tema käe all on koolitatud kümneid tehnikateaduste kandidaate, sealhulgas päikesekütte valdkonnas. R. A. Amerkhanovi arvukad monograafiad käsitlesid päikesejaamade projekteerimist põllumajanduslikuks otstarbeks.

Päikesepaigaldiste projekteerimise kogenuim spetsialist on Rostovteploelektroproekt Instituudi peaprojektide insener, Ph.D. Adolf Aleksandrovitš Tšernjavski (sündinud 1936). Ta on selles vallas tegutsenud üle 30 aasta. Ta on välja töötanud kümneid projekte, millest paljud on ellu viidud Venemaal ja teistes riikides. Päikesekütte ja sooja veevarustuse ainulaadseid süsteeme on kirjeldatud JIHT RAS Instituudi rubriigis. A. A. Tšernyavski projekte eristab kõigi osade väljatöötamine, sealhulgas üksikasjalik majanduslik põhjendus. Kovrovi mehaanilise tehase päikesekollektorite põhjal töötati välja "Soovitused päikesesoojusjaamade projekteerimiseks".

A. A. Chernyavsky juhtimisel loodi Kislovodski linnas ainulaadsed soojuskollektoritega fotogalvaaniliste jaamade projektid (6,2 MW elektri-, 7 MW soojusenergiaga), samuti jaam Kalmõkias installeeritud koguvõimsusega 150 MW. Valminud ainulaadsed termodünaamiliste päikeseelektrijaamade projektid installeeritud elektrivõimsusega 30 MW Usbekistanis, 5 MW aastal Rostovi piirkond; viidi ellu Musta mere rannikul asuvate pansionaatide päikesepaigaldiste projektid, mille pindala on 40-50 m² päikesekütte- ja kuumaveesüsteemide jaoks Karatšai-Tšerkessias asuva spetsiaalse astrofüüsikalise vaatluskeskuse objektide jaoks. Rostovteploelektroproekti instituuti iseloomustab arenduste ulatus - päikeseküttejaamad elamute ja linnade jaoks. Selle instituudi koostöös JIHT RAS-iga läbi viidud arenduste peamised tulemused on avaldatud raamatus " Autonoomsed süsteemid energiavarustus".

Päikeseenergiaseadmete arendamine Sotšis riigiülikool(Kuurortiettevõtluse ja turismi instituut) juhtis tehnikateaduste doktor, inseneriökoloogia osakonna juhataja professor Sadilov Pavel Vassiljevitš. Taastuvenergia algatajana töötas ta välja ja ehitas mitmeid päikeseenergiaseadmeid, sealhulgas 1997. aastal Lazarevsky külas (Sotšis) pindalaga 400 m², Balneoloogia Instituudi päikesepatarei, mitu soojuspumba paigaldust.

Venemaa Teaduste Akadeemia Kaug-Ida Filiaali Meretehnoloogiate Instituudis (Vladivostok) Ph.D. 2014. aastal traagiliselt hukkunud Aleksandr Vasilievitš Volkov arendas ja ehitas kümneid päikesejaamu kogupindalaga 2000 m², pingi päikesekollektorite täismahus võrdlevateks katseteks, lamedate päikesepatareide uusi konstruktsioone ja katsetas nende efektiivsust. Hiina tootjate vaakumpäikesepatareid.

Silmapaistev disainer ja mees Adolf Aleksandrovitš Lychagin (1933-2012) oli mitut tüüpi ainulaadsete õhutõrjerakettide, sealhulgas Strela-10M autor. 1980. aastatel töötas ta Kovrovi sõjalise mehaanilise tehase (KMZ) peakonstruktorina (omal initsiatiivil) välja päikesekollektorid, mida eristasid kõrge töökindlus, optimaalne hinna ja energiatõhususe suhe. Ta suutis veenda tehase juhtkonda omandama päikesekollektorite masstootmise ja looma tehase labori SC testimiseks. Aastatel 1991–2011 tootis KMZ umbes 3000 tükki. päikesekollektorid, mille iga kolme modifikatsiooni eristasid uued jõudlusnäitajad. Juhindudes kollektori "võimsuse hinnast", mille juures kulu erinevad kujundused SC-d võrreldakse sama päikesekiirgusega, A. A. Lychagin lõi neelduriga kollektori messingist torukujulisest terasest neelavate ribidega restist. Õhkpäikesekollektorid on projekteeritud ja valmistatud. Kõrgeim insenerikvalifikatsioon ja intuitsioon olid Adolf Aleksandrovitšis ühendatud patriotismi, keskkonnasõbralike tehnoloogiate arendamise soovi, põhimõtete järgimise ja kõrge kunstilise maitsega. Pärast kahte südamerabandust sai ta tulla spetsiaalselt tuhandeks kilomeetriks Madridi, et kahe päeva jooksul Prado muuseumis uhkeid maale uurida.

JSC VPK NPO Mashinostroeniya (Reutov, Moskva piirkond) on päikesekollektoreid tootnud alates 1993. aastast. Ettevõttes kollektorite ja päikesevee soojendamise paigaldiste projektide väljatöötamist teostab Masinaehituse Keskprojekteerimisbüroo projekteerimisosakond. Projektijuht – Ph.D. Nikolai Vladimirovitš Dudarev. Päikesekollektorite esimestes konstruktsioonides valmistati korpused ja tempelkeevitatud neeldurid roostevabast terasest. Ettevõte töötas välja ja valmistas 1,2 m² suuruse kollektori baasil päikesetermosifooniga veeküttesüsteeme mahutitega 80 ja 120 liitrit. 1994. aastal töötati välja ja võeti tootmisse tehnoloogia selektiivse neelduva katte saamiseks vaakumkaarsadestamise teel, 1999. aastal täiendati seda magnetron-vaakuumsadestamise meetodiga. Selle tehnoloogia alusel alustati Sokol tüüpi päikesekollektorite tootmist. Absorber ja kollektori korpus olid valmistatud alumiiniumprofiilidest. Nüüd toodab NPO päikesekollektoreid "Sokol-Effect" lehttoru vasest ja alumiiniumist neelduritega. Ainus Venemaa päikesekollektor on Euroopa standardite kohaselt sertifitseeritud Šveitsis asuva Rappersville'i SPF Instituudi poolt (Institut für Solartechnik Hochschule für Technik Rappelswill).

Teadus- ja tootmisettevõte "Konkuren" (alates 2000. aastast - "Rainbow-C", Žukovski linn, Moskva piirkond) toodab alates 1992. aastast päikesekollektoreid "Rainbow". Peadisainer - Vjatšeslav Aleksejevitš Šeršnev.

Tempelkeevitatud absorber valmistati roostevabast teraslehest. Absorber kate - selektiivne PVD või must matt kuumakindel värv. Aastane TEJ programm kuni 4000 tk. Kollektori energiaomadused saadi ENINis testimise käigus. Toodeti ka termosifoon-päikeseelektrijaam "Raduga-2M", mis koosnes kahest 1 m² suurusest SC-st ja 200-liitrisest paagist. Paagis oli lame küttepaneel, millesse tarniti SC jahutusvedelik, samuti varuelektriline kütteseade võimsusega 1,6 kW.

Novy Polyus LLC (Moskva) on teine Venemaa tootja, kes on välja töötanud oma disainilahendused ja toodab praegu lamedaid vedelikke, lameõhk-, lamedaid õhk-vedelikke, torukujulisi vaakumpäikesekollektoreid, projekteerib ja paigaldab päikesepatareiseadmeid. Peadirektor - Aleksei Viktorovitš Skorobatyuk.

Pakutakse nelja YaSolar tüüpi lameekraaniga vedelikukollektorite mudelit. Kõik selle tootja vedelikuabsorberid on valmistatud selektiivsest Tinox-kattega vaskplekist ja vasktorudest. Torude ühendus lehega on joodetud valtsimisega. OOO Novy Polyus pakub ka kolme tüüpi enda valmistatud vaakumtoru SC-sid, millel on U-kujuliste torudega vasest neeldurid.

Silmapaistev spetsialist, energiline ja väga intelligentne inimene Gennadi Pavlovitš Kasatkin (sünd. 1941), mäeinsener ja aastatepikkuse kogemusega disainer, alustas päikeseenergia inseneritööga 1999. aastal Ulan-Ude linnas (Burjaatia). Tema korraldatud keskuses energiatõhusad tehnoloogiad(CEFT) töötas välja mitmeid vedeliku- ja õhukollektorite konstruktsioone, ehitas umbes 100 erinevat tüüpi päikesejaama kogupinnaga 4200 m². Tema arvutuste põhjal valmistati prototüübid, mida pärast looduslikes tingimustes tehtud katseid korrati Burjaatia Vabariigi päikesejaamades.

Insener G.P. Kasatkin töötas välja mitmeid uusi tehnoloogiaid: plastikabsorberite keevitamine, kollektorkastide valmistamine.

Ainsana Venemaal projekteeris ja ehitas ta mitu enda disainitud kollektoritega päikeseõhujaama. Kronoloogiliselt sai selle päikesekollektorite väljatöötamine alguse 1990. aastal keevitatud lehttoru terasabsorberitega. Siis olid keevitatud ja pressitud neelduritega vask- ja plastkollektorite variandid ning lõpuks kaasaegsed kujundused Euroopa selektiivsete vasest lehtede ja torudega. GP Kasatkin ehitas energiaaktiivsete hoonete kontseptsiooni välja töötava päikesejaama, mille kollektorid on integreeritud hoone katusesse. Viimastel aastatel on insener CEFTi juhtimisfunktsioonid üle andnud oma pojale I. G. Kasatkinile, kes jätkab edukalt CEFT LLC traditsioone.

Joonisel fig. 4 on kujutatud 150 m² suuruse pindalaga Ulan-Ude linnas asuva Baikali hotelli päikesepatarei paigaldust.

järeldused

1. Päikesekiirguse arvutusandmed NSV Liidu päikesejaamade projekteerimiseks põhinesid erinevatel meetoditel meteoroloogiajaamade mõõtmiste massiivide töötlemiseks. Vene Föderatsioonis täiendavad neid meetodeid rahvusvaheliste satelliitarvutite andmebaaside materjalid.

2. Nõukogude Liidu juhtiv päikeseenergiapaigaldiste projekteerimise kool oli KievZNIIEP Instituut, mis töötas välja suunised ja kümneid projekte. hetkel ajakohane Vene normid ja soovitusi pole. Kaasaegsel tasemel päikeseelektrijaamade projekte viiakse läbi Venemaa Instituudis "Rostovteploelektroproekt" (Ph.D. A.A. Chernyavsky) ja ettevõttes LLC "EnergotekhnologiiService" (Ph.D. V.V. Butuzov, Krasnodar).

3. ENIN (Moskva), KievZNIIEP, TsNIIEPIO (Moskva) teostasid NSVL-i päikesepaigaldiste tehnilisi ja majanduslikke uuringuid. Praegu tehakse neid töid Rostovteploelektroproekti instituudis ja ettevõttes Energotekhnologii-Service LLC.

4. NSV Liidu juhtiv teaduslik organisatsioon päikesekollektorite uurimisel oli GM Kržižanovski (Moskva) nimeline energeetikainstituut. Oma aja parima kollektsionääri kujunduse valmistas Spetsgeliotepomontazh (Tbilisi). Venemaa tootjatest tootis Kovrovi mehaanikatehas päikesekollektoreid optimaalne suhe hinnad ja energiatõhusus. Kaasaegne Venemaa tootjad kollektorid on kokku pandud võõrkomponentidest.

5. NSV Liidus tegeles päikesekollektorite projekteerimise, valmistamise, paigaldamise ja kasutuselevõtuga firma Spetsgelioteplomontazh. Kuni 2010. aastani töötas CEFT LLC (Ulan-Ude) selle skeemi järgi.

6. Päikese soojusvarustuse kodumaiste ja välismaiste kogemuste analüüs näitas kahtlemata selle arengu väljavaateid Venemaal, aga ka vajadust riigi toetus. Prioriteetsete meetmete hulgas: päikesekiirguse arvutiandmebaasi venekeelse analoogi loomine; optimaalse hinna ja energiatõhususe suhtega päikesekollektorite uute konstruktsioonide väljatöötamine, uued energiasäästlikud disaini otsused kohanemisega Venemaa tingimustega.

Sessioonid, kongressid, konverentsid, esimene üleliiduline päikesetehnoloogia konverents. [Elektr. tekst]. Juurdepääsurežiim: fs.nashaucheba.ru. Taotluse kuupäev 15.05.2018.
Petuhhov V.V. Torukujulised päikeseveeboilerid. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1949. 78 lk.
Butuzov V.A. Taastuvate energiaallikate kasutamisel põhinevate soojusvarustussüsteemide efektiivsuse tõstmine: Diss. dok. tehnika. teadused eriteemadel 05.14.08. - Krasnodar: ENIN, 2004. 297 lk.
Tarniževski B.V. Päikese ring. Energeetikainstituut. G.M. Kržižanovski: Vanimate töötajate memuaarid / Aladiev I.T. jne // Venemaa RAO UES. - M.: ENIN im. G.M. Kržižanovski, 2000. 205 lk.
Tarnizhevsky B.V., Myshko Yu.L., Moiseenko V.V. Lamepäikesekollektorite konstruktsioonide optimeerimise üldistatud kriteerium // Geliotekhnika, 1992. Nr 4. lk 7–12.
Popel O.S. Mittetraditsioonilised taastuvad energiaallikad - uus kaasaegse energeetika sektor ja töö tulemused: JIHT RAS. Tulemused ja väljavaated. laup. artiklid, mis on pühendatud JIHT RASi 50. aastapäev. - M.: Izd-vo OIVT RAN, 2010. S. 416–443.
Popel O.S., Fortov V.E. Taastuvenergia kaasaegses maailmas. - M.: Kirjastus MEI, 2015. 450 lk.
Valov M.I., Kazandzhan B.I. Päikeseküttesüsteemid. - M.: Kirjastus MEI, 1991. 140 lk.
Päikese soojus- ja külmavarustussüsteemide projekteerimise ja käitamise praktika. - L.: Energoatomizdat, 1987. 243 lk.
VSN 52-86. Sooja vee päikeseenergia paigaldus. - M.: NSVL Gosgrazhdanstroy, 1987. 17 lk.
Soovitused elamute ja ühiskondlike hoonete päikeseenergia soojaveepaigaldiste projekteerimiseks. - Kiiev: KievZNIIEP, 1987. 118 lk.
Rabinovitš M.D. Teaduslikud ja tehnilised alused päikeseenergia kasutamiseks soojusvarustussüsteemides: Diss. dok. tehnika. teadused eriteemadel 05.14.01. - Kiiev, 2001. 287 lk.
Kharchenko N.V. Individuaalne päikesepaigaldised. - M.: Energoatomizdat, 1991. 208 lk.
Avezov R.R., Orlov A.Yu. Päikesekütte ja sooja vee süsteemid. - Taškent: FAN, 1988. 284 lk.
Bayramov R.B., Ushakova A.D. Päikeseküttesüsteemid riigi lõunapoolsete piirkondade energiabilansis. - Ašgabat: Ylym, 1987. 315 lk.
Päikese- ja külmavarustussüsteemid / Toim. E.V. Sarnatski ja S.A. Chistovina. - M.: Stroyizdat, 1990. 308 lk.
Butuzov V.A., Butuzov V.V. Päikeseenergia kasutamine soojusenergia tootmiseks. - M.: Teploenergetik, 2015. 304 lk.
Amerkhanov R.A., Butuzov V.A., Garkavy K.A. Päikeseenergiasüsteemide kasutamisel teooria ja uuenduslike lahenduste küsimused. - M.: Energoatomizdat, 2009. 502 lk.
Zaichenko V.M., Tšernjavski A.A. Autonoomsed toitesüsteemid. - M.: Nedra, 2015. 285 lk.
Sadilov P.V., Petrenko V.N., Loginov S.A., Iljin I.K. Taastuvate energiaallikate kasutamise kogemus Sotši piirkonnas // Industrial Energy, 2009. Nr 5. lk 50–53.
Kovaljov O.P., Volkov A.V., Loschenkov V.V. Päikeseenergia veeküttepaigaldised Primorsky territooriumil // Journal of S.O.K., 2006. Nr 10. lk 88–90.
Lychagin A.A. Päikese õhuküte Siberi ja Primorye piirkondades // Tööstusenergia, 2009. Nr 1. lk 17–19.

Milleks soojuslikke päikesekollektoreid kasutatakse? Kus neid saab kasutada - rakendused, rakendused, kollektsionääride plussid ja miinused, spetsifikatsioonid, tõhusus. Kas seda on võimalik ise teha ja kui õigustatud on. Kasutusskeemid ja väljavaated.

Eesmärk

Koguja ja päikesepatarei kaks erinevat seadet. Aku kasutab päikeseenergia muundamist elektrienergiaks, mis salvestatakse akudesse ja kasutatakse koduseks tarbeks. Päikesekollektorid on sarnaselt soojuspumbaga mõeldud koguma ja akumuleerima keskkonnasõbralikku päikeseenergiat, mille muundamisel soojendatakse vett või kütet. IN tööstuslikus mastaabis Laialdaselt hakati kasutama päikesesoojuselektrijaamu, mis muudavad soojuse elektriks.

Seade

Kollektsionäärid koosnevad kolmest põhiosast:

paneelid;
eeskamber;
mahuti.

Paneelid on esitatud torukujulise radiaatori kujul, mis on paigutatud kasti välissein klaasist. Need tuleb asetada igasse hästi valgustatud kohta. Vedelik siseneb paneeli radiaatorisse, mis seejärel soojeneb ja liigub esikambrisse, kus külm vesi asendub kuuma veega, mis tekitab süsteemis pideva dünaamilise rõhu. Sel juhul siseneb külm vedelik radiaatorisse ja kuum vedelik mahutisse.

Standardpaneele on lihtne kohandada mis tahes tingimustega. Spetsiaalsete kinnitusprofiilide abil saab neid paigaldada üksteisega paralleelselt järjest piiramatul arvul. Alumiiniumist kinnitusprofiilidesse puuritakse augud ja kinnitatakse paneelide külge altpoolt poltide või neetidega. Pärast töö lõpetamist moodustavad päikesepaneelid koos kinnitusprofiilidega ühtse jäiga konstruktsiooni.

Päikeseküttesüsteem jaguneb kahte rühma: õhkjahutusega ja vedelikjahutusega. Kollektorid püüavad ja neelavad kiirgust ning, muutes selle soojusenergiaks, edastavad selle salvestuselemendile, millest soojus jaotub kogu ruumis. Kõiki süsteeme saab täiendada abiseadmetega (tsirkulatsioonipump, rõhuandurid, kaitseklapid).

Toimimispõhimõte

IN päeval soojuskiirgus kantakse üle kollektori kaudu ringlevale jahutusvedelikule (vesi või antifriis). Kuumutatud jahutusvedelik kannab energiat selle kohal asuvasse boileri paaki, mis kogub vett kuuma veevarustuseks. Lihtsa versiooni korral ringleb vesi loomulikult tänu tiheduse erinevusele kuuma ja külm vesi vooluringis ja selleks, et ringlus ei seiskuks, kasutatakse spetsiaalset pumpa. Tsirkulatsioonipump Mõeldud vedeliku aktiivseks pumpamiseks mööda konstruktsiooni.

Keerulisemas versioonis sisaldub kollektor eraldi vooluringis, mis on täidetud vee või antifriisiga. Pump aitab neil ringlema hakata, kandes samal ajal salvestatud päikeseenergia soojusisolatsiooniga akumulatsioonipaaki, mis võimaldab soojust salvestada ja vajadusel kaasa võtta. Kui energiat napib, siis elektri- või gaasikütteseade, lülitub automaatselt sisse ja säilitab vajaliku temperatuuri.

Liigid

Need, kes soovivad oma koju päikeseküttesüsteemi, peaksid esmalt otsustama sobivaima kollektoritüübi üle.

lame tüüpi kollektor

See on karbi kujul, mis on suletud karastatud klaasiga ja millel on spetsiaalne kiht, mis neelab päikesesoojust. See kiht on ühendatud torudega, mille kaudu jahutusvedelik ringleb. Mida rohkem energiat see saab, seda suurem on selle efektiivsus. Soojuskadude vähendamine paneelis endas ja suurima soojuse neeldumise tagamine neeldumisplaatidel võimaldab maksimaalselt koguda energiat. Stagnatsiooni puudumisel on lamekollektorid võimelised soojendama vett kuni 200 °C. Need on mõeldud vee soojendamiseks basseinides, koduvajaduste ja kodu kütmiseks.

Vaakumtüüpi kollektor

See on klaaspatarei (õõnestorude seeria). Välimisel akul on läbipaistev pind, sisemine aku on kaetud spetsiaalse kihiga, mis püüab kinni kiirgust. Sise- ja välisakude vaheline vaakumkiht aitab säästa umbes 90% neelduvast energiast. Soojusjuhid on spetsiaalsed torud. Paneeli kuumutamisel muundatakse aku alumises osas olev vedelik auruks, mis tõuseb ülespoole ja kannab soojuse kollektorisse. Seda tüüpi süsteem on tõhusam kui lamekollektor, kuna seda saab kasutada madalad temperatuurid ja halbades valgustingimustes. Vaakumpäikesepatarei võimaldab soojendada jahutusvedeliku temperatuuri kuni 300 °C, kasutades mitmekihilist klaaskatet ja tekitades kollektoritesse vaakumi.

Soojus pump

Päikeseküttesüsteemid töötavad kõige tõhusamalt sellise seadmega nagu soojuspump. Mõeldud energia kogumiseks keskkond sõltumata ilmastikutingimused ja saab paigaldada majja. Energiaallikaks võib siin olla vesi, õhk või pinnas. Soojuspumpa saab kasutada ainult päikesekollektoritega, kui päikeseelektrit on piisavalt. Kombineeritud "soojuspumba ja päikesekollektori" süsteemi kasutamisel ei oma tähtsust kollektori tüüp, kuid kõige rohkem sobiv variant sinna tuleb päikese vaakum aku.

Mis on parem

Päikeseküttesüsteemi saab paigaldada igat tüüpi katusele. Lamekollektoreid peetakse vastupidavamaks ja töökindlamaks, erinevalt vaakumkollektoritest, mille disain on hapram. Kui aga lamekollektor on kahjustatud, tuleb välja vahetada kogu neeldumissüsteem, vaakumkollektori puhul aga ainult kahjustatud aku.

Vaakumkollektori efektiivsus on palju kõrgem kui lamekollektoril. Neid saab kasutada talvel ja toodavad pilvise ilmaga rohkem võimsust. Soojuspump on vaatamata oma kõrgele hinnale üsna laialt levinud. Vaakumkollektorite energia väljund sõltub torude suurusest. Tavaliselt peaksid torude mõõtmed olema 58 mm läbimõõduga ja pikkusega 1,2-2,1 meetrit. Kollektorit on oma kätega üsna raske paigaldada. Küll aga teatud teadmiste omamine, samuti järgimine üksikasjalikud juhised paigaldamisel ja süsteemi asukoha valimisel, mis on märgitud seadme ostmisel, lihtsustab ülesannet oluliselt ja aitab päikesekütet majja tuua.

Eramaja päikesekütte ehitamine oma kätega pole nii keeruline ülesanne, kui väheteadlikule võhikule tundub. Selleks on vaja keevitaja oskusi ja materjale, mis on saadaval igas riistvarapoes.

Oma kätega eramaja päikesekütte loomise asjakohasus

Täieliku autonoomia saavutamine on iga eraehitust alustava omaniku unistus. Kuid kas päikeseenergia on tõesti võimeline elamut kütma, eriti kui selle kogumise seade on kokku pandud garaažis?

Olenevalt piirkonnast võib päikesevoog anda alates 50 W/m² pilvisel päeval kuni 1400 W/m² selges suvetaevas. Selliste näitajate korral on isegi primitiivne kollektor madala efektiivsusega (45-50%) ja pindalaga 15 ruutmeetrit. suudab toota umbes 7000-10000 kWh aastas. Ja see säästis 3 tonni küttepuid tahkeküttekatla jaoks!

keskmiselt 900 vatti seadme ruutmeetri kohta;
vee temperatuuri tõstmiseks on vaja kulutada 1,16 W;
võttes arvesse ka kollektori soojuskadu, suudab 1 ruutmeetrit soojendada umbes 10 liitrit vett tunnis temperatuurini 70 kraadi;
anda 50 l kuum vesi, mis on vajalik ühele inimesele, peate kulutama 3,48 kW;
pärast hüdrometeoroloogiakeskuse andmete kontrollimist päikesekiirguse võimsuse (W / sq.m) kohta piirkonnas on vaja jagada 3480 W saadud päikesekiirguse võimsusega - see on vajalik pindala päikesekollektor 50 liitri vee soojendamiseks.

Nagu selgub, tõhus küttesüsteem selle rakendamine eranditult päikeseenergia kasutamisega on üsna problemaatiline. Lõppude lõpuks on süngel talvehooajal päikesekiirgust väga vähe ja paigutada kollektor pindalaga 120 ruutmeetrit. alati ei õnnestu.

Niisiis, kas päikesekollektorid ei tööta? Ärge hinnake neid enne tähtaega. Nii et sellise ajami abil saab suvel hakkama ilma boilerita – võimsust jätkub perele sooja veega varustamiseks. Talvel on võimalik energiakulusid vähendada, varustades päikesekollektorist juba soojendatud vett elektriboilerisse.
Lisaks on päikesekollektorist suurepärane abimees. soojus pump madala temperatuuriga küttega majas (soojad põrandad).

Seega kasutatakse soojendatud jahutusvedelikku talvel põrandaküttes ja suvel saab üleliigse soojuse suunata maakütte ahelasse. See vähendab soojuspumba võimsust.
Maasoojus ju ei uuene, nii et aja jooksul tekib pinnase paksusesse üha suurem “külmakott”. Näiteks tavapärases maasoojusringis on kütteperioodi alguses temperatuur +5 kraadi ja lõpus -2C. Kütmisel tõuseb algtemperatuur +15 C-ni ja kütteperioodi lõpuks ei lange alla +2C.

Omatehtud päikesekollektori seade

Enesekindlal meistril pole termokollektorit keeruline kokku panna. Võite alustada väikesest seadmest sooja vee pakkumiseks riigis ja eduka katse korral liikuda täieõigusliku päikesejaama loomisega.

Metalltorudest lame päikesekollektor

Lihtsaim kollektor on lame. Tema seadme jaoks vajate:

keevitusmasin;
roostevabast terasest või vasest torud;
terasleht;
karastatud klaas või polükarbonaat;
puitlauad raami jaoks;
mittesüttiv isolatsioon, mis talub 200 kraadini kuumutatud metalli;
must matt värv vastupidav kõrgetele temperatuuridele.

Päikesekollektori kokkupanek on üsna lihtne:

Torud on keevitatud terasleht- see toimib päikeseenergia adsorberina, seega peaks torude sobivus olema võimalikult tihe. Kõik on värvitud matt mustaks.

Torudega plekile asetatakse raam nii, et torud oleksid koos sees. Torude sisenemiseks ja väljumiseks puuritakse augud. Kütteseade on paigaldatud. Hügroskoopse materjali kasutamisel peate hoolitsema veekindluse eest - lõppude lõpuks ei kaitse märg isolatsioon enam torusid jahtumise eest.

Isolatsioon kinnitatakse OSB-lehega, kõik vuugid täidetakse hermeetikuga.
Adsorberi küljele asetatakse väikese õhuvahega läbipaistev klaas või polükarbonaat. Selle eesmärk on vältida teraslehe jahtumist.
Pärast hermeetiku paigaldamist saate klaasi kinnitada puidust aknaklaasihelmestega. See hoiab ära külma õhu sisenemise ja kaitseb klaasi kuumutamisel ja jahutamisel raami kokkusurumise eest.

Kollektori täielikuks toimimiseks vajate akumulatsioonipaaki. Seda saab valmistada plastikust tünn, väljast isoleeritud, millesse on spiraalina paigaldatud päikesekollektoriga ühendatud soojusvaheti. Kuuma vee sisselaskeava peaks olema ülaosas ja külma väljalaskeava all.

Oluline on paak ja kollektor õigesti paigutada. Vee loomuliku tsirkulatsiooni tagamiseks peab paak asuma kollektori kohal ja torud peavad olema püsiva kaldega.

Päikesekütteseade improviseeritud materjalidest

Kui keevitusmasinaga sõprust sõlmida ei õnnestunud, saab käepärast lihtsa päikeseküttekeha valmistada. Näiteks alates konservid. Selleks tehakse põhja augud, pangad ise kinnitatakse üksteise külge hermeetikuga ja istuvad sellel PVC-torude ristmikel. Need on mustaks värvitud ja sobivad klaasi alla raami sisse samamoodi nagu tavalised torud.

Päikeseenergia maja fassaad

Miks mitte kaunistada maja tavalise voodri asemel millegi kasulikuga? Näiteks tehes päikeseküttekeha kogu seina lõunaküljele.

Selline lahendus optimeerib küttekulusid korraga kahes suunas - vähendab energiakulusid ja vähendab oluliselt soojuskadusid täiendav isolatsioon fassaad.

Seadet on lihtne häbistada ja see ei vaja eritööriistu:

isolatsioonile asetatakse värvitud tsingitud leht;
peale asetatakse roostevaba gofreeritud toru, mis on samuti mustaks värvitud;
kõik on kaetud polükarbonaat lehtedega ja kinnitatud alumiiniumnurkadega.

Kui see meetod tundub keeruline, näitab video tina, polüpropüleenist torude ja kile varianti. Kui palju lihtsam!