≡× MENU

• داخلی
• ویندوز
• دیوارها
• پروژه ها
• ساختمان ها

گرمایش خورشیدی یک خانه خصوصی را خودتان انجام دهید. گرمایش خورشیدی یک خانه خصوصی: گزینه ها و نمودارهای طراحی سیستم های گرمایش خورشیدی

کلکتورهای خورشیدی حرارتی برای چه مواردی استفاده می شود؟ کجا می توان از آنها استفاده کرد - زمینه های کاربرد، گزینه های کاربردی، جوانب مثبت و منفی کلکتورها، مشخصات فنی، کارایی. آیا می توان این کار را خودتان انجام داد و چقدر موجه است؟ طرح های کاربردی و چشم اندازها.

هدف

کلکتور و باتری خورشیدی دو دستگاه متفاوت هستند. این باتری از تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی استفاده می کند که در باتری ها ذخیره می شود و برای نیازهای خانگی استفاده می شود. کلکتورهای خورشیدی، مانند یک پمپ حرارتی، برای جمع آوری و انباشت انرژی سازگار با محیط زیست از خورشید طراحی شده اند، که تبدیل آن برای گرم کردن آب یا گرمایش استفاده می شود. نیروگاه های حرارتی خورشیدی که گرما را به الکتریسیته تبدیل می کنند، به طور گسترده در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گرفته اند.

دستگاه

کلکتورها از سه بخش اصلی تشکیل شده اند:

• پانل ها؛
• دوربین جلو؛
• مخزن ذخیره سازی

پانل ها به شکل یک رادیاتور لوله ای قرار داده شده در جعبه ای با دیواره بیرونی شیشه ای ارائه می شوند. آنها باید در هر مکان با نور مناسب قرار گیرند. مایع وارد رادیاتور پنلی می شود که سپس گرم می شود و به محفظه جلویی منتقل می شود، جایی که آب سرد با آب گرم جایگزین می شود که فشار دینامیکی ثابتی در سیستم ایجاد می کند. در این حالت مایع سرد وارد رادیاتور می شود و مایع داغ وارد مخزن ذخیره می شود.

پانل های استاندارد به راحتی با هر شرایطی سازگار می شوند. با استفاده از پروفیل های مخصوص نصب، می توان آنها را به موازات یکدیگر در یک ردیف به تعداد نامحدود نصب کرد. سوراخ ها در پروفیل های نصب آلومینیومی حفر می شوند و از زیر با پیچ و مهره یا پرچ روی پانل ها محکم می شوند. پس از تکمیل، پانل های جاذب خورشیدی، همراه با پروفیل های نصب، یک ساختار سفت و سخت را تشکیل می دهند.

سیستم گرمایش خورشیدی به دو گروه هوا خنک و مایع خنک تقسیم می شود. کلکتورها تشعشعات را جذب و جذب می کنند و آن را به انرژی حرارتی، منتقل شده است عنصر ذخیره سازی، که از آن گرما در سراسر اتاق پخش می شود. هر یک از سیستم ها را می توان تکمیل کرد تجهیزات کمکی(پمپ سیرکولاسیون، سنسورهای فشار، شیرهای ایمنی).

اصل عملیات

در طول روز، تابش حرارتی به خنک کننده (آب یا ضد یخ) که از طریق کلکتور در گردش است، منتقل می شود. خنک کننده گرم شده انرژی را به مخزن آبگرمکن که در بالای آن قرار دارد و آب را برای تامین آب گرم جمع آوری می کند، منتقل می کند. در نسخه ساده، آب به دلیل تفاوت چگالی بین گرم و آب سرددر مدار، و برای اطمینان از عدم توقف گردش، از یک پمپ مخصوص استفاده می شود. پمپ گردش خونطراحی شده برای پمپاژ فعال مایع از طریق ساختار.


در یک نسخه پیچیده تر، کلکتور در یک مدار جداگانه پر از آب یا ضد یخ قرار می گیرد. پمپ به آنها کمک می کند تا شروع به گردش کنند و انرژی خورشیدی ذخیره شده را به یک مخزن ذخیره حرارتی عایق منتقل می کند که به شما امکان می دهد گرما را ذخیره کنید و در صورت نیاز آن را پس بگیرید. اگر انرژی کافی وجود ندارد، برق یا بخاری گازی، به طور خودکار روشن می شود و دمای مورد نیاز را حفظ می کند.

گونه ها

کسانی که می خواهند در خانه خود سیستم گرمایش خورشیدی داشته باشند ابتدا باید در مورد مناسب ترین نوع کلکتور تصمیم بگیرند.

کلکتور نوع تخت

ارائه شده به صورت جعبه بسته شده با شیشه سکوریت شده و دارای لایه مخصوص جذب می باشد گرمای خورشیدی. این لایه به لوله هایی متصل است که مایع خنک کننده از طریق آنها گردش می کند. هرچه انرژی بیشتری دریافت کند، بازده آن نیز بالاتر است. کاهش تلفات حرارتی در خود پانل و حصول اطمینان از بیشترین جذب حرارت در صفحات جاذب امکان جمع آوری حداکثر انرژی را فراهم می کند. در غیاب رکود، کلکتورهای مسطح می توانند آب را تا 200 درجه سانتیگراد گرم کنند. آنها برای گرم کردن آب در استخرهای شنا، نیازهای خانگی و گرم کردن خانه طراحی شده اند.

منیفولد نوع خلاء

از باتری های شیشه ای (یک سری لوله های توخالی) تشکیل شده است. باتری بیرونی یک سطح شفاف دارد و باتری داخلی با لایه خاصی پوشانده شده است که تشعشعات را به دام می اندازد. لایه خلاء بین باتری های داخلی و خارجی به صرفه جویی در حدود 90 درصد از انرژی جذب شده کمک می کند. هادی های حرارتی لوله های خاصی هستند. هنگامی که پانل گرم می شود، مایعی که در پایین باتری قرار دارد به بخار تبدیل می شود که بالا آمده و گرما را به کلکتور منتقل می کند. این نوع سیستم در مقایسه با کلکتورهای نوع مسطح کارایی بیشتری دارد، زیرا زمانی می توان از آن استفاده کرد دمای پایینو در شرایط نور کم باتری خورشیدی خلاء به شما اجازه می دهد تا دمای مایع خنک کننده را تا 300 درجه سانتی گراد گرم کنید، با استفاده از یک پوشش شیشه ای چند لایه و ایجاد خلاء در کلکتورها.

پمپ حرارتی

سیستم های گرمایش خورشیدی با دستگاهی مانند پمپ حرارتی کارآمدترین کار را انجام می دهند. طراحی شده برای جمع آوری انرژی از محیط زیستبدون توجه به شرایط آب و هوایی و قابل نصب در داخل خانه. منبع انرژی در اینجا می تواند آب، هوا یا خاک باشد. اگر انرژی خورشیدی کافی وجود داشته باشد، یک پمپ حرارتی می تواند فقط با استفاده از کلکتورهای خورشیدی کار کند. هنگام استفاده از پمپ حرارتی ترکیبی و سیستم کلکتور خورشیدی، نوع کلکتور مهم نیست، اما مناسب ترین گزینه باتری خلاء خورشیدی خواهد بود.

کدام بهتر است

سیستم گرمایش خورشیدی را می توان بر روی هر نوع سقفی نصب کرد. در مقایسه با کلکتورهای خلاء که طراحی آنها شکننده تر است، کلکتورهای صفحه تخت بادوام تر و قابل اعتمادتر در نظر گرفته می شوند. با این حال، اگر یک کلکتور تخت آسیب دیده باشد، کل سیستم جذب باید تعویض شود، در حالی که برای کلکتور خلاء فقط باتری آسیب دیده باید تعویض شود.


راندمان منیفولد خلاء بسیار بیشتر از منیفولد مسطح است. آنها را می توان در زمستان استفاده کرد و در هوای ابری انرژی بیشتری تولید کرد. پمپ حرارتی علیرغم قیمت بالای آن بسیار گسترده شده است. میزان تولید انرژی کلکتورهای خلاء به اندازه لوله ها بستگی دارد. به طور معمول، ابعاد لوله ها باید 58 میلی متر قطر با طول 1.2-2.1 متر باشد. نصب کلکتور به تنهایی بسیار دشوار است. با این حال، داشتن دانش خاص، و همچنین دنبال کردن دستورالعمل های دقیقنصب و انتخاب مکان سیستم مشخص شده هنگام خرید تجهیزات به طور قابل توجهی کار را ساده می کند و به ورود گرمایش خورشیدی به خانه کمک می کند.

گرمایش خورشیدی روشی برای گرم کردن ساختمان های مسکونی است که هر روز در بسیاری از کشورهای عمدتاً توسعه یافته جهان رواج بیشتری پیدا می کند. بزرگترین موفقیت ها در زمینه انرژی حرارتی خورشیدی امروزه می تواند در غرب و اروپای مرکزی. در اتحادیه اروپا، طی دهه گذشته، رشد سالانه صنعت انرژی های تجدیدپذیر بین 10 تا 12 درصد بوده است. این سطح از توسعه یک شاخص بسیار مهم است.

کلکتور خورشیدی

یکی از بارزترین زمینه های کاربرد انرژی خورشیدی، استفاده از آن برای گرم کردن آب و هوا (به عنوان خنک کننده) است. در مناطق آب و هوایی که هوای سرد حاکم است، برای اقامت راحتافراد ملزم به محاسبه و سازماندهی سیستم های گرمایشی هر ساختمان مسکونی هستند. برای نیازهای مختلف باید آب گرم داشته باشند و خانه ها نیز باید گرم شوند. قطعا، بهترین گزینهدر اینجا یک برنامه کاربردی از مداری است که در آن کار می کنند سیستم های خودکارتامین حرارت

حجم بالای دریافتی روزانه آب گرمدر فرآیند تولید مورد نیاز شرکت های صنعتی است. به عنوان مثال استرالیا است که تقریباً 20 درصد از کل انرژی مصرف شده صرف گرم کردن مایع خنک کننده تا دمایی بیش از 100 درجه سانتیگراد می شود. به همین دلیل در برخی از کشورهای پیشرفته غربی و تا حد زیادی در اسرائیل، آمریکای شمالی، ژاپن و البته استرالیا، تولید سیستم های گرمایش خورشیدی بسیار سریع در حال گسترش است.

در آینده نزدیک، توسعه انرژی بدون شک به سمت استفاده از تابش خورشیدی سوق داده خواهد شد. تراکم تابش خورشیدیدر سطح زمین به طور متوسط ​​250 وات بر متر مربع است. و این با وجود این واقعیت است که برای اطمینان نیازهای اقتصادیبرای فردی که در کمترین میزان صنعتی قرار دارد، دو وات در هر متر مربع کافی است.

تفاوت سودمند بین انرژی خورشیدی و سایر بخش‌های انرژی که از فرآیندهای احتراق سوخت فسیلی استفاده می‌کنند، سازگاری با محیط زیست انرژی تولید شده است. شغل تجهیزات خورشیدیمستلزم انتشار گازهای گلخانه ای مضر در جو نیست.

انتخاب طرح کاربردی تجهیزات، سیستم های غیرفعال و فعال

دو طرح برای استفاده از تابش خورشیدی به عنوان سیستم گرمایش خانه وجود دارد. اینها سیستم های فعال و غیرفعال هستند. سیستم‌های گرمایش خورشیدی غیرفعال سیستم‌هایی هستند که در آن ساختار خود خانه یا بخش‌های جداگانه آن به عنوان عنصری عمل می‌کند که مستقیماً تابش خورشید را جذب کرده و از آن گرما تولید می‌کند. این عناصر می توانند یک حصار، یک سقف یا بخش های جداگانه یک ساختمان باشند که بر اساس یک طرح خاص ساخته شده اند. سیستم های غیرفعال از قطعات متحرک مکانیکی استفاده نمی کنند.

سیستم های فعال بر اساس یک طرح گرمایش مخالف برای خانه کار می کنند دستگاه های مکانیکی(پمپ ها، موتورها، هنگام استفاده از آنها، توان مورد نیاز نیز محاسبه می شود).

ساده ترین در طراحی و کم هزینه ترین از نظر مالیهنگام نصب مدارها از سیستم های غیرفعال استفاده می شود. چنین طرح های گرمایشی نیازی به نصب دستگاه های اضافی برای جذب و توزیع بعدی تابش خورشیدی در سیستم گرمایش خانه ندارند. عملکرد چنین سیستم هایی بر اساس اصل است گرمایش مستقیمفضای زندگی مستقیماً از طریق دیوارهای انتقال نور واقع در ضلع جنوبی. عملکرد اضافیگرمایش توسط سطوح خارجی عناصر حصار خانه انجام می شود که مجهز به لایه ای از صفحه نمایش شفاف است.

برای شروع فرآیند تبدیل تابش خورشیدی به انرژی حرارتی، از یک سیستم طراحی مبتنی بر استفاده از گیرنده های خورشیدی با سطح شفاف استفاده می شود که در آن "اثر گلخانه ای" عملکرد اصلی را ایفا می کند ، در نتیجه دمای داخل اتاق افزایش می یابد.

شایان ذکر است که استفاده از تنها یک نوع سیستم ممکن است کاملاً موجه نباشد. اغلب، محاسبات دقیق نشان می دهد که کاهش قابل توجهی در اتلاف حرارت و انرژی مورد نیاز ساختمان با استفاده از سیستم های یکپارچه قابل دستیابی است. کار عمومیهر دو سیستم فعال و غیرفعال با ترکیب ویژگی های مثبت حداکثر تأثیر را خواهند داشت.

یک محاسبه معمولی بازده نشان می دهد که تابش خورشیدی غیرفعال تقریباً 14 تا 16 درصد از نیازهای گرمایشی خانه شما را تامین می کند. چنین سیستمی جزء مهمی از فرآیند تولید گرما خواهد بود.

با این حال، با وجود برخی از ویژگی های مثبتسیستم‌های غیرفعال، قابلیت‌های اصلی برای برآورده کردن کامل نیازهای حرارتی ساختمان همچنان نیازمند استفاده از تجهیزات گرمایش فعال است. سیستم هایی که وظیفه آنها جذب، انباشت و توزیع مستقیم تابش خورشید است.

برنامه ریزی و محاسبه

محاسبه امکان نصب سیستم های گرمایش فعال با استفاده از انرژی خورشیدی (سلول های خورشیدی کریستالی، کلکتورهای خورشیدی) ترجیحاً در مرحله طراحی ساختمان. اما هنوز هم این نکته اجباری نیست، نصب چنین سیستمی در یک پروژه موجود، صرف نظر از سال ساخت آن، امکان پذیر است (مبنای موفقیت، محاسبه صحیح کل طرح است).

تجهیزات در ضلع جنوبی خانه نصب شده است. این آرایش شرایطی را برای حداکثر جذب تابش خورشیدی ورودی در زمستان ایجاد می کند. فتوسل‌هایی که انرژی خورشیدی را تبدیل می‌کنند و روی یک سازه ثابت نصب می‌شوند، زمانی مؤثرتر هستند که نسبت به سطح زمین در زاویه‌ای برابر با موقعیت جغرافیایی ساختمان گرم‌شده نصب شوند. زاویه سقف، درجه چرخش خانه به سمت جنوب - اینها نکات قابل توجهی هستند که باید هنگام محاسبه کل طرح گرمایش در نظر گرفته شوند.

فتوسل های خورشیدی و کلکتورهای خورشیدی باید تا حد امکان نزدیک به محل مصرف انرژی نصب شوند. به یاد داشته باشید که هر چه حمام و آشپزخانه را نزدیک‌تر کنید، تلفات حرارتی کمتری خواهید داشت (در این گزینه می‌توانید با یک کلکتور خورشیدی که هر دو اتاق را گرم می‌کند، از پس آن برآیید). معیار اصلی ارزیابی هنگام انتخاب تجهیزات مورد نیاز، کارایی آن است.

سیستم های گرمایش خورشیدی فعال با توجه به معیارهای زیر به گروه های زیر تقسیم می شوند:

1. استفاده از مدار پشتیبان.
2. فصلی بودن کار (در طول سال یا در یک فصل خاص)؛
3. اهداف عملکردی - گرمایش، تامین آب گرم و سیستم های ترکیبی؛
4. خنک کننده مورد استفاده مایع یا هوا است.
5. راه حل فنی کاربردی برای تعداد مدار (1، 2 یا بیشتر).

داده های اقتصادی عمومی به عنوان عامل اصلی در انتخاب یکی از انواع تجهیزات خواهد بود. محاسبه حرارتی مناسب کل سیستم به شما در تصمیم گیری صحیح کمک می کند. محاسبه باید با در نظر گرفتن شاخص های هر اتاق خاص که در آن سازمان گرمایش خورشیدی و (یا) تامین آب گرم برنامه ریزی شده است، انجام شود. ارزش در نظر گرفتن موقعیت ساختمان، شرایط طبیعی آب و هوایی و مقدار هزینه منبع انرژی جابجا شده را دارد. محاسبه صحیح و انتخاب موفقیت آمیز طرح سازمان تامین گرما کلید است امکان سنجی اقتصادیاستفاده از تجهیزات انرژی خورشیدی

سیستم گرمایش خورشیدی

رایج ترین طرح گرمایش مورد استفاده نصب است کلکتورهای خورشیدی، که عملکرد ذخیره انرژی جذب شده را در یک ظرف مخصوص - باتری فراهم می کند.

امروزه، گسترده ترین مدارهای دو مدارگرمایش محل های مسکونی که در آن سیستم اجباریگردش مایع خنک کننده در کلکتور اصل عملکرد آن به شرح زیر است. آب گرم از نقطه بالا تامین می شود مخزن ذخیره سازی، این فرآیند طبق قوانین فیزیک به طور خودکار انجام می شود. سرد آب جاریفشار به قسمت پایین مخزن وارد می شود، این آب آب گرم شده را که در قسمت بالایی مخزن جمع می شود جابجا می کند و سپس برای رفع نیازهای خانگی و گرمایشی آن وارد سیستم آب گرم خانه می شود.

برای یک خانه یک خانواده معمولا یک مخزن ذخیره با ظرفیت 400 تا 800 لیتر نصب می شود. برای گرم کردن سیال حرارتی چنین حجم هایی، بسته به شرایط طبیعیلازم است که مساحت سطح کلکتور خورشیدی به درستی محاسبه شود. همچنین توجیه اقتصادی استفاده از تجهیزات ضروری است.

مجموعه استاندارد تجهیزات برای نصب سیستم گرمایش خورشیدی به شرح زیر است:

• مستقیماً خود کلکتور خورشیدی؛
• سیستم چفت و بست (تکیه کننده ها، تیرها، نگهدارنده ها)؛
• مخزن ذخیره سازی؛
• مخزن جبران انبساط بیش از حد مایع خنک کننده؛
• دستگاه کنترل عملکرد پمپ؛
• پمپ (مجموعه دریچه ها)؛
• سنسورهای دما؛
• دستگاه های تبادل گرما (مورد استفاده در مدارهای با حجم زیاد)؛
• لوله های عایق حرارتی؛
• شیرهای ایمنی و کنترل؛
• مناسب.

سیستم مبتنی بر پانل های جاذب گرما. چنین پانل ها معمولا در مرحله ساخت و ساز جدید استفاده می شود. برای نصب آنها لازم است سازه خاصی به نام سقف داغ ساخته شود. این بدان معنی است که پانل ها باید مستقیماً در ساختار سقف نصب شوند و از عناصر سقف به عنوان اجزای بدنه تجهیزات استفاده شود. چنین نصبی هزینه های شما را برای ایجاد یک سیستم گرمایشی کاهش می دهد، اما به کار با کیفیت بالا برای ضد آب کردن مفاصل دستگاه ها و سقف نیاز دارد. این روش نصب تجهیزات مستلزم طراحی و برنامه ریزی دقیق تمام مراحل کار است. حل بسیاری از مشکلات مربوط به مسیریابی لوله، قرار دادن مخزن ذخیره، نصب پمپ و تنظیم شیب ها ضروری است. اگر ساختمان به بهترین شکل به سمت جنوب چرخیده نشود، مشکلات زیادی در حین نصب باید حل شود.

به طور کلی، یک پروژه سیستم گرمایش خورشیدی به درجات مختلف با سایرین متفاوت خواهد بود. فقط اصول اساسیسیستم ها بنابراین، یک لیست دقیق ارائه دهید جزئیات لازمبرای نصب کاملنصب کل سیستم غیرممکن است، زیرا در طول فرآیند نصب ممکن است نیاز به استفاده از عناصر و مواد اضافی باشد.

سیستم های گرمایش مایع

در سیستم هایی که بر اساس یک خنک کننده مایع کار می کنند، از آب معمولی به عنوان یک محیط ذخیره استفاده می شود. جذب انرژی در کلکتورهای خورشیدی اتفاق می افتد طراحی مسطح. انرژی در مخزن ذخیره می شود و در صورت نیاز مصرف می شود.

برای انتقال انرژی از دستگاه ذخیره سازی به ساختمان از مبدل حرارتی آب به آب یا آب به هوا استفاده می شود. سیستم تامین آب گرم مجهز به یک مخزن اضافی است که به آن مخزن پیش گرمایش می گویند. آب در آن در اثر تابش خورشید گرم می شود و سپس وارد آبگرمکن معمولی می شود.

سیستم گرمایش هوا

این سیستم از هوا به عنوان حامل گرما استفاده می کند. مایع خنک کننده در یک کلکتور خورشیدی تخت گرم می شود و سپس هوای گرم شده وارد اتاق گرم شده یا به یک دستگاه ذخیره سازی ویژه می شود، جایی که انرژی جذب شده در یک نازل مخصوص جمع می شود که توسط هوای گرم ورودی گرم می شود. به لطف این ویژگی، این سیستم حتی در شب که تابش خورشیدی در دسترس نیست به تامین گرمای خانه ادامه می دهد.

سیستم هایی با گردش اجباری و طبیعی

اساس عملکرد سیستم ها با گردش طبیعیشامل حرکت مستقل مایع خنک کننده است. تحت تاثیر افزایش دما، چگالی خود را از دست می دهد و در نتیجه به قسمت بالایی دستگاه تمایل پیدا می کند. تفاوت فشار ناشی از آن چیزی است که باعث عملکرد تجهیزات می شود.

استفاده از انرژی "سبز" تامین شده توسط عناصر طبیعی می تواند به طور قابل توجهی هزینه های آب و برق را کاهش دهد. به عنوان مثال، با ترتیب دادن گرمایش خورشیدی برای یک خانه خصوصی، رادیاتورهای با دمای پایین و سیستم های گرمایش از کف را با خنک کننده عملاً رایگان تامین می کنید. موافقم، این در حال حاضر صرفه جویی در پول است.

شما همه چیز را در مورد "فناوری های سبز" از مقاله پیشنهادی ما خواهید آموخت. با کمک ما به راحتی می توانید انواع تاسیسات خورشیدی، روش های ساخت آنها و ویژگی های عملکرد را درک کنید. احتمالاً به یکی از گزینه های محبوبی که به طور فعال در جهان مشغول به کار هستند، علاقه مند خواهید شد، اما هنوز در اینجا تقاضای زیادی ندارند.

در بررسی ارائه شده به توجه شما، ما تجزیه و تحلیل کرده ایم ویژگی های طراحیسیستم ها، نمودارهای اتصال با جزئیات شرح داده شده است. مثالی از محاسبه مدار گرمایش خورشیدی برای ارزیابی واقعیت های ساخت آن ارائه شده است. برای کمک به صنعتگران مستقل، مجموعه های عکس و فیلم گنجانده شده است.

به طور متوسط ​​1 متر مربع از سطح زمین 161 وات انرژی خورشیدی در ساعت دریافت می کند. البته در خط استوا این رقم چندین برابر قطب شمال خواهد بود. علاوه بر این، چگالی تابش خورشید به زمان سال بستگی دارد.

در منطقه مسکو، شدت تابش خورشیدی در دسامبر-ژانویه بیش از پنج برابر از ماه می-ژوئیه متفاوت است. با این حال، سیستم های مدرن آنقدر کارآمد هستند که می توانند تقریباً در هر نقطه از زمین کار کنند.

بر اساس استفاده از نیروگاه های خورشیدی، مشکلات گرمایش، سرمایش و تامین آب گرم ساختمان های مسکونی، اداری، تاسیسات صنعتی و کشاورزی قابل حل است. تاسیسات خورشیدی دارای طبقه بندی زیر هستند:

• بر اساس هدف: سیستم های تامین آب گرم؛ سیستم های گرمایشی؛ تاسیسات ترکیبی برای تامین گرما و سرما؛
• بر اساس نوع خنک کننده مورد استفاده: مایع؛ هوا؛
• بر اساس مدت زمان کار: در تمام طول سال؛ فصلی؛
• با توجه به راه حل فنی مدار: تک مدار. دو مدار؛ چند مداری

متداول ترین خنک کننده های مورد استفاده در سیستم های گرمایش خورشیدی مایعات (آب، محلول اتیلن گلیکول، مواد آلی) و هوا هستند. هر کدام از آنها مزایا و معایب خاصی دارند. هوا یخ نمی زند و مشکلات عمده ای در ارتباط با نشت و خوردگی تجهیزات ایجاد نمی کند. با این حال، به دلیل چگالی کم و ظرفیت گرمایی هوا، اندازه تاسیسات هوا و مصرف برق برای پمپاژ خنک کننده بیشتر از سیستم های مایع است. بنابراین، مایعات در اکثر سیستم های حرارتی خورشیدی در حال کار ترجیح داده می شوند. برای نیازهای مسکن و جمعی، خنک کننده اصلی آب است.

هنگام کار با کلکتورهای خورشیدی در دوره هایی با دمای بیرونی منفی، لازم است یا از ضد یخ به عنوان خنک کننده استفاده شود یا به نحوی از یخ زدگی مایع خنک کننده جلوگیری شود (مثلاً با تخلیه به موقع آب، گرم کردن آن، عایق کاری کلکتور خورشیدی).

خانه های روستایی، ساختمان های چند طبقه و آپارتمانی، آسایشگاه ها، بیمارستان ها و سایر امکانات را می توان به واحدهای تامین آب گرم خورشیدی در تمام طول سال با منبع گرمای پشتیبان مجهز کرد. تأسیسات فصلی، مانند تأسیسات دوش برای کمپ های پیشگام، پانسیون ها، تأسیسات سیار برای زمین شناسان، سازندگان، چوپان ها، معمولاً در تابستان و ماه های انتقالی سال، در دوره هایی با دمای بیرونی مثبت کار می کنند. آنها می توانند منبع گرمای پشتیبان داشته باشند یا بدون آن کار کنند، بسته به نوع شی و شرایط عملیاتی.

هزینه واحدهای تامین آب گرم خورشیدی می تواند از 5 تا 15 درصد هزینه تاسیسات متغیر باشد و بستگی به شرایط آب و هوایی، هزینه تجهیزات و درجه توسعه آن.

در تاسیسات خورشیدی که برای سیستم های گرمایشی در نظر گرفته شده اند، از مایعات و هوا به عنوان خنک کننده استفاده می شود. در سیستم های خورشیدی چند مداره، خنک کننده های مختلفی را می توان در مدارهای مختلف استفاده کرد (مثلاً آب در مدار خورشیدی، هوا در مدار توزیع). در کشور ما، تاسیسات آب خورشیدی برای تامین گرما رایج است.

سطح کلکتورهای خورشیدی مورد نیاز برای سیستم های گرمایشی معمولاً 5-3 برابر سطح کلکتورهای سیستم های آب گرم است، بنابراین میزان استفاده از این سیستم ها به ویژه در تابستان کمتر است. هزینه نصب سیستم گرمایشی می تواند 15 تا 35 درصد هزینه ملک باشد.

سیستم های ترکیبی ممکن است شامل تاسیسات در تمام طول سال برای تامین گرمایش و تامین آب گرم و همچنین تاسیساتی باشد که در حالت پمپ حرارتی و لوله حرارتی برای اهداف گرمایش و سرمایش کار می کنند. این سیستم ها هنوز به طور گسترده در صنعت استفاده نمی شوند.

چگالی شار تابش خورشیدی که به سطح کلکتور می رسد تا حد زیادی مهندسی حرارتی و شاخص های فنی و اقتصادی سیستم های گرمایش خورشیدی را تعیین می کند.

چگالی شار تابش خورشیدی در طول روز و در طول سال متفاوت است. این یکی از ویژگی های مشخصهسیستم هایی که از انرژی خورشیدی استفاده می کنند و هنگام انجام محاسبات مهندسی خاص تاسیسات خورشیدی، مسئله انتخاب مقدار محاسبه شده E تعیین کننده است.

به عنوان یک نمودار طراحی برای یک سیستم گرمایش خورشیدی، نمودار ارائه شده در شکل 3.3 را در نظر بگیرید که امکان در نظر گرفتن ویژگی های عملیاتی سیستم های مختلف را فراهم می کند. کلکتور خورشیدی 1 انرژی تابش خورشید را به گرما تبدیل می کند که از طریق مبدل حرارتی 3 به مخزن ذخیره 2 منتقل می شود. امکان قرار دادن مبدل حرارتی در خود مخزن وجود دارد. گردش مایع خنک کننده توسط یک پمپ تامین می شود. خنک کننده گرم شده وارد سیستم های تامین آب گرم و گرمایش می شود. در صورت کمبود یا عدم وجود تابش خورشیدی، منبع گرمای پشتیبان برای تامین آب گرم یا گرمایش روشن می شود.

شکل 3.3. نمودار سیستم گرمایش خورشیدی: 1 - کلکتورهای خورشیدی. 2 - مخزن ذخیره آب گرم; 3 - مبدل حرارتی; 4 - ساختمان با گرمایش از کف; 5 - پشتیبان (منبع انرژی اضافی)؛ 6 - منظومه شمسی غیرفعال; 7 - باتری سنگریزه; 8 - دمپرها; 9 - فن 10 - جریان هوای گرمبه داخل ساختمان؛ 11- تامین هوای بازچرخانی از ساختمان

سیستم گرمایش خورشیدی از نسل جدید کلکتورهای خورشیدی "رادوگا" از NPP "Konkurent" با ویژگی های حرارتی بهبود یافته به دلیل استفاده از یک پوشش انتخابی بر روی پانل فولادی ضد زنگ جاذب حرارت و یک پوشش شفاف ساخته شده از شیشه مخصوصا بادوام با ویژگی های نوری بالا استفاده می کند. .

این سیستم از موارد زیر به عنوان خنک کننده استفاده می کند: آب در دمای مثبت یا ضد یخ در طول دوره گرمایش (مدار خورشیدی)، آب (مدار دوم گرمایش از کف) و هوا (مدار سوم گرمایش خورشیدی هوا).

یک دیگ بخار الکتریکی به عنوان منبع پشتیبان استفاده شد.

افزایش کارایی سیستم های تامین انرژی خورشیدی را می توان از طریق استفاده از روش های مختلفانباشت انرژی حرارتی، ترکیب منطقی سیستم‌های خورشیدی با دیگ‌خانه‌های حرارتی و واحدهای پمپ حرارتی، ترکیب سیستم‌های فعال و غیرفعال، توسعه ابزارها و روش‌های مؤثر کنترل خودکار.

2018-08-15

در اتحاد جماهیر شوروی چندین مدرسه علمی و مهندسی گرمایش خورشیدی وجود داشت: مسکو (ENIN، IVTAN، MPEI، و غیره)، کیف (KievZNIIEPIO، موسسه مهندسی عمران کیف، موسسه ترموفیزیک فنی و غیره)، تاشکند (فیزیکو فنی). موسسه آکادمی علوم UzSSR، TashZNIIEP)، عشق آباد (موسسه انرژی خورشیدی آکادمی علوم TSSR)، تفلیس ("Spetsgelioteplomontazh"). در دهه 1990 متخصصانی از کراسنودار، مجتمع دفاعی (شهر رئوتوف، منطقه مسکو و کووروف)، موسسه فناوری های دریایی (ولادیووستوک) و Rostovteploelektroproekt به این کار پیوستند. مدرسه اصلی نیروگاه های خورشیدی در Ulan-Ud توسط G.P. کاساتکین.

حرارت خورشیدی یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های تبدیل انرژی خورشیدی در جهان برای گرمایش، آب گرم و سرمایش است. در سال 2016، کل ظرفیت سیستم های گرمایش خورشیدی در جهان 435.9 گیگاوات (622.7 میلیون متر مربع) بود. در روسیه، گرمایش خورشیدی هنوز فراگیر نشده است استفاده عملی، که در درجه اول به دلیل تعرفه نسبتا پایین برای گرما و برق است. در همان سال بر اساس داده های کارشناسی، تنها حدود 25 هزار متر مربع نیروگاه خورشیدی در کشورمان راه اندازی شد. در شکل 1 عکسی از بزرگترین نیروگاه خورشیدی روسیه در شهر نریمانوف، منطقه آستاراخان، با مساحت 4400 متر مربع را نشان می دهد.

با در نظر گرفتن روندهای جهانی در توسعه انرژی های تجدیدپذیر، توسعه گرمایش خورشیدی در روسیه نیاز به درک تجربه داخلی دارد. جالب است بدانید که مسائل مربوط به استفاده عملی از انرژی خورشیدی در اتحاد جماهیر شوروی در سطح ایالتی در سال 1949 در اولین نشست سراسری در زمینه مهندسی خورشیدی در مسکو مورد بحث قرار گرفت. توجه ویژه ای به سیستم های گرمایش خورشیدی فعال و غیرفعال برای ساختمان ها شد.

پروژه سیستم فعال در سال 1920 توسط فیزیکدان V. A. Mikhelson توسعه و اجرا شد. در دهه 1930، سیستم های گرمایش خورشیدی غیرفعال توسط یکی از مبتکران فناوری خورشیدی - مهندس معمار بوریس کنستانتینوویچ بوداشکو (شهر لنینگراد) توسعه یافت. در همین سالها، دکترای علوم فنی، پروفسور بوریس پتروویچ واینبرگ (لنینگراد) تحقیقاتی را در مورد منابع انرژی خورشیدی در اتحاد جماهیر شوروی انجام داد و توسعه داد. مبانی نظریساخت نیروگاه های خورشیدی

در سالهای 1930-1932، K. G. Trofimov (شهر تاشکند) یک بخاری هوای خورشیدی با دمای گرمایش تا 225 درجه سانتیگراد را توسعه داد و آزمایش کرد. یکی از رهبران در توسعه کلکتورهای خورشیدی و تاسیسات تامین آب گرم خورشیدی (DHW) Ph.D. بوریس والنتینوویچ پتوخوف. در کتاب خود که در سال 1949 منتشر شد، آبگرمکن خورشیدینوع لوله ای" او امکان سنجی توسعه و اصلی را اثبات کرد راه حل های سازندهکلکتورهای خورشیدی تخت (SC). وی بر اساس ده سال تجربه (1938-1949) در ساخت تاسیسات خورشیدی برای سیستم های تامین آب گرم، روشی را برای طراحی، ساخت و بهره برداری از آنها ایجاد کرد. بنابراین در نیمه اول قرن گذشته تحقیقاتی در کشور ما بر روی انواع سیستم های گرمایش خورشیدی از جمله پتانسیل و روش های محاسبه تابش خورشیدی، کلکتورهای خورشیدی مایع و هوا، نیروگاه های خورشیدی انجام شد. سیستم های DHW، سیستم های گرمایش خورشیدی فعال و غیرفعال.

در بیشتر مناطق، تحقیق و توسعه شوروی در زمینه گرمایش خورشیدی جایگاه پیشرو در جهان را به خود اختصاص داد. در همان زمان، استفاده عملی گسترده ای در اتحاد جماهیر شوروی دریافت نکرد و بر اساس ابتکار عمل توسعه یافت. بنابراین، Ph.D. B.V. Petukhov ده ها تاسیسات خورشیدی با سلول های خورشیدی طراحی خود را در پست های مرزی اتحاد جماهیر شوروی توسعه داد و ساخت.

در دهه 1980، به دنبال تحولات خارجی که توسط به اصطلاح "بحران انرژی جهانی" آغاز شد، تحولات داخلی در زمینه انرژی خورشیدی به طور قابل توجهی تشدید شد. آغازگر تحولات جدید مؤسسه انرژی به نام بود. G. M. Krzhizhanovsky در مسکو (ENIN) که از سال 1949 در این زمینه تجربه اندوخته است.

رئیس کمیته دولتی علوم و فناوری، آکادمیسین V. A. Kirillin از تعدادی از مراکز علمی اروپایی که تحقیقات و توسعه گسترده ای را در زمینه انرژی های تجدید پذیر آغاز کردند، بازدید کرد و در سال 1975 مطابق با دستورالعمل وی، موسسه دماهای بالا آکادمی علوم درگیر کار در این راستا اتحاد جماهیر شوروی در مسکو بود (هم اکنون موسسه مشترک دماهای بالا، JIHT RAS).

تحقیقات در زمینه تامین گرمای خورشیدی در دهه 1980 در RSFSR نیز توسط موسسه انرژی مسکو (MPEI)، موسسه مهندسی عمران مسکو (MISI) و موسسه اتحادیه آلیاژهای سبک (VILS، مسکو) آغاز شد. ).

توسعه پروژه های آزمایشی برای تاسیسات خورشیدی پرقدرت توسط موسسه تحقیقاتی و طراحی مرکزی طراحی تجربی (TsNII EPIO، مسکو) انجام شد.

دومین مرکز مهم علمی و مهندسی برای توسعه گرمایش خورشیدی کیف (اوکراین) بود. سازمان پیشرو در اتحاد جماهیر شوروی برای طراحی نیروگاه های خورشیدی برای مسکن و خدمات عمومی توسط کمیته دولتی مهندسی عمران اتحاد جماهیر شوروی به عنوان موسسه تحقیقات و طراحی منطقه کیف (KievZNIIEP) تعیین شد. تحقیقات در این راستا توسط موسسه مهندسی و ساخت کیف، موسسه ترموفیزیک فنی آکادمی علوم اوکراین، موسسه مسائل علم مواد آکادمی علوم SSR اوکراین و موسسه الکترودینامیک کیف انجام شد.

سومین مرکز در اتحاد جماهیر شوروی شهر تاشکند بود که در آن تحقیقات توسط موسسه فیزیک و فنی آکادمی علوم ازبکستان SSR و موسسه آموزشی دولتی کارشی انجام شد. توسعه پروژه های تاسیسات خورشیدی توسط موسسه تحقیقاتی و طراحی منطقه ای تاشکند TashZNIIEP انجام شد. در زمان شوروی، تامین گرمای خورشیدی توسط موسسه انرژی خورشیدی آکادمی علوم ترکمنستان SSR در شهر عشق آباد انجام می شد. در گرجستان، تحقیقات روی کلکتورهای خورشیدی و تاسیسات خورشیدی توسط انجمن Spetsgelioteplomontazh (تفلیس) و موسسه تحقیقات انرژی و سازه‌های هیدرولیک گرجستان انجام شد.

در دهه 1990 فدراسیون روسیهمتخصصانی از شهر کراسنودار، مجتمع دفاعی (JSC VPK NPO Mashinostroeniya، کارخانه مکانیکی Kovrov)، موسسه فناوری های دریایی (ولادیووستوک)، Rostovteploelektroproekt و همچنین موسسه بالنولوژی سوچی در تحقیق و طراحی تاسیسات خورشیدی شرکت کردند. مروری کوتاه بر مفاهیم علمی و تحولات مهندسی در این مقاله ارائه شده است.

در اتحاد جماهیر شوروی سر سازمان علمیبرای تامین حرارت خورشیدی موسسه انرژی (ENIN*، مسکو) بود ( تقریبا توسط: فعالیت های ENIN در زمینه تامین گرمای خورشیدی توسط دکتر علوم فنی، پروفسور بوریس ولادیمیرویچ تارنیزفسکی (1930-2008) در مقاله "دایره خورشیدی" از مجموعه "ENIN" به طور کامل شرح داده شده است. خاطرات قدیمی ترین کارمندان» (2000).) که در سال 1930 سازماندهی شد و تا دهه 1950 توسط رهبر بخش انرژی اتحاد جماهیر شوروی، دوست شخصی V.I.

در ENIN، به ابتکار G. M. Krzhizhanovsky در دهه 1940، یک آزمایشگاه مهندسی خورشیدی ایجاد شد که ابتدا توسط دکتر علوم فنی، پروفسور F. F. Molero، و سپس برای سالها (تا سال 1964) توسط دکتر علوم فنی رهبری شد. پروفسور والنتین آلکسیویچ باوم (1904-1985)، که وظایف رئیس آزمایشگاه را با کار معاون مدیر ENIN ترکیب کرد.

V. A. Baum بلافاصله به اصل موضوع پی برد و توصیه های مهمی برای دانشجویان فارغ التحصیل در مورد چگونگی ادامه یا تکمیل کار کرد. شاگردانش سمینارهای آزمایشگاه را با سپاس به یاد آوردند. آنها بسیار جالب و در سطح بسیار خوبی بودند. V. A. Baum یک دانشمند بسیار فرهیخته، مردی با فرهنگ بالا، حساس و درایت بود. همه این صفات را تا سنین پیری حفظ کرد و از محبت و احترام شاگردانش برخوردار بود. حرفه ای بودن، رویکرد علمی و نجابت این فرد خارق العاده را متمایز می کرد. بیش از 100 پایان نامه کارشناسی ارشد و دکتری به رهبری وی تهیه شد.

از سال 1956، B.V. Tarnizhevsky (1930-2008) دانشجوی کارشناسی ارشد V.A. و جانشین شایسته ایده های او بود. حرفه ای بودن، رویکرد علمی و نجابت این فرد خارق العاده را متمایز می کرد. نویسنده این مقاله در میان ده ها شاگرد وی است. B.V. Tarnizhevsky در ENIN کار می کرد تا اینکه روزهای گذشتهزندگی 39 سال در سال 1962، او برای کار در موسسه تحقیقاتی همه روسی منابع فعلی، واقع در مسکو رفت و پس از 13 سال به ENIN بازگشت.

در سال 1964، پس از انتخاب V. A. Baum به عنوان عضو اصلی آکادمی علوم ترکمن SSR، او به عشق آباد رفت و در آنجا ریاست موسسه فیزیک و فنی را بر عهده گرفت. جانشین او به عنوان رئیس آزمایشگاه مهندسی خورشیدی یوری نیکولاویچ مالوسکی (1932-1980) بود. در دهه 1970، او ایده ایجاد یک نیروگاه خورشیدی آزمایشی با ظرفیت 5 مگاوات از نوع برج با چرخه تبدیل ترمودینامیکی (SES-5، واقع در کریمه) را در اتحاد جماهیر شوروی مطرح کرد و رهبری کرد. یک تیم بزرگ متشکل از 15 سازمان برای توسعه و ساخت آن.

یکی دیگر از ایده های Yu N. Malevsky ایجاد یک پایگاه آزمایشی جامع برای گرمایش و سرمایش خورشیدی در سواحل جنوبی کریمه بود که در عین حال یک مرکز نمایشی نسبتاً بزرگ و یک مرکز تحقیقاتی در این منطقه باشد. برای حل این مشکل، B.V. Tarnizhevsky در سال 1976 به ENIN بازگشت. در این زمان آزمایشگاه مهندسی خورشیدی 70 نفر داشت. در سال 1980، پس از مرگ یو. و یک آزمایشگاه تامین حرارت خورشیدی تحت رهبری B.V. Tarnizhevsky که در ایجاد پایگاه تامین گرمایش و سرمایش کریمه نقش داشت. قبل از پیوستن به ENIN، I.V. Baum سرپرستی آزمایشگاهی در NPO "Sun" آکادمی علوم ترکمنستان SSR (1973-1983) در عشق آباد بود.

در ENIN I.V Baum مسئول آزمایشگاه SES بود. در دوره 1983 تا 1987، او کارهای زیادی برای ایجاد اولین نیروگاه خورشیدی ترمودینامیکی در اتحاد جماهیر شوروی انجام داد. در دهه 1980، کار بر روی استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر و اول از همه، انرژی خورشیدی به بزرگترین پیشرفت خود در این موسسه رسید. در سال 1987 ساخت پایگاه آزمایشی کریمه در منطقه آلوشتا به پایان رسید. یک آزمایشگاه ویژه در محل برای عملکرد آن ایجاد شد.

در دهه 1980، آزمایشگاه تامین حرارت خورشیدی در کار بر روی معرفی کلکتورهای خورشیدی به تولیدات صنعتی انبوه، ایجاد تاسیسات تامین آب گرم خورشیدی و آب گرم، از جمله تاسیسات بزرگ با مساحت خورشیدی بیش از 1000 متر مربع، و موارد دیگر شرکت کرد. پروژه های بزرگ

همانطور که B.V. Tarnizhevsky به یاد می آورد، در زمینه تامین حرارت خورشیدی در دهه 1980، کار سرگئی ایوسیفوویچ اسمیرنوف ضروری بود، که در ایجاد اولین دیگ بخار سوخت خورشیدی کشور برای یکی از هتل های سیمفروپل، تعدادی از هتل ها شرکت کرد. سایر تاسیسات خورشیدی، و در توسعه روش های محاسبه شده برای طراحی تاسیسات گرمایش خورشیدی. S.I. Smirnov یک شخصیت بسیار قابل توجه و محبوب در موسسه بود.

عقل قدرتمند، همراه با مهربانی و برخی تکانشگری شخصیت، جذابیت منحصر به فرد این مرد را ایجاد کرد. یو. ال. میشکو، بی. ام. لوینسکی و سایر کارمندان در گروه او با او کار کردند. تیم توسعه پوشش های انتخابی، که توسط گالینا الکساندرونا گوخمان رهبری می شد، یک فناوری برای اعمال شیمیایی پوشش های جذب کننده انتخابی به جاذب های کلکتورهای خورشیدی و همچنین یک فناوری برای اعمال پوشش های انتخابی مقاوم در برابر حرارت برای گیرنده های لوله ای تابش خورشیدی متمرکز ایجاد کرد.

در اوایل دهه 1990، آزمایشگاه تامین گرمای خورشیدی رهبری علمی و سازمانی را برای پروژه نسل جدید کلکتورهای خورشیدی، که بخشی از برنامه "انرژی ایمن برای محیط زیست" بود، ارائه کرد. تا سال 1993-1994، در نتیجه کار تحقیق و توسعه، امکان ایجاد طرح‌ها و سازماندهی تولید کلکتورهای خورشیدی وجود داشت که از نظر ویژگی‌های حرارتی و عملیاتی از آنالوگ‌های خارجی پایین‌تر نبودند.

تحت رهبری B.V. Tarnizhevsky ، پروژه GOST 28310-89 "کلکتورهای خورشیدی" توسعه یافت. ژنرال مشخصات فنی" برای بهینه‌سازی طرح‌های کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت (PSC)، بوریس ولادیمیرویچ یک معیار تعمیم‌یافته را پیشنهاد کرد: ضریب تقسیم هزینه کلکتور بر مقدار انرژی حرارتی تولید شده توسط آن در طول عمر تخمینی.

در سال های اخیراتحاد جماهیر شوروی، تحت رهبری دکترای علوم فنی، پروفسور B.V. Tarnizhevsky، طرح ها و فناوری های هشت کلکتور خورشیدی توسعه یافت: یکی با یک جاذب پانل ساخته شده از فولاد ضد زنگ، دو با جاذب های ساخته شده از آلیاژ آلومینیوم، سه با جاذب و عایق شفاف. ساخته شده از مواد پلیمری، دو طرح منیفولد هوا. فن‌آوری‌هایی برای رشد پروفیل آلومینیومی ورق لوله از مذاب، فناوری تولید شیشه‌های تقویت‌شده و اعمال یک پوشش انتخابی توسعه داده شد.

طراحی کلکتور خورشیدی که توسط ENIN توسعه یافته است، توسط کارخانه تجهیزات گرمایشی براتسک به تولید انبوه رسید. جاذب یک پانل فولادی جوش داده شده با انتخابی است آبکاری شده"کروم سیاه". بدنه مهر شده (تغار) فولادی، شیشه پنجره، مهر و موم شیشه ای ماستیک مخصوص (گرلن) است. هر سال (طبق سال 1989) این کارخانه 42.3 هزار متر مربع کلکتور تولید می کرد.

B.V. Tarnizhevsky روش هایی را برای محاسبه سیستم های تامین گرمای فعال و غیرفعال برای ساختمان ها توسعه داد. از سال 1990 تا 2000، 26 کلکتور خورشیدی مختلف در غرفه ENIN آزمایش شدند، از جمله تمام آنهایی که در اتحاد جماهیر شوروی و روسیه تولید می شدند.

در سال 1975، مؤسسه دماهای بالا آکادمی علوم (IHTAN) به کار در زمینه انرژی های تجدیدپذیر تحت رهبری عضو مسئول آکادمی علوم روسیه، دکترای علوم فنی، پروفسور Evald Emilievich Shpilrain (1926-1926) پیوست. 2009). کار IVTANA در مورد انرژی های تجدید پذیر به تفصیل توسط دکتر توضیح داده شده است. O.S. پوپل در مقاله "JIHT RAS. نتایج و چشم اندازها» از مجموعه مقالات سالگرد مؤسسه در سال 1389. در مدت کوتاهی همراه با سازمان های طراحیطرح‌های مفهومی خانه‌های «خورشیدی» برای جنوب کشور توسعه و توجیه شد، روش‌هایی برای مدل‌سازی ریاضی سیستم‌های گرمایش خورشیدی توسعه یافت و طراحی اولین زمین آزمایش علمی روسیه «سان» در سواحل دریای خزر در نزدیکی آغاز شد. شهر ماخاچکالا

در IVT RAS ابتدا یک گروه علمی و سپس آزمایشگاهی به رهبری اولگ سرگیویچ پوپل ایجاد شد که در آن به همراه کارمندان دفتر طراحی ویژه IVT RAS همراه با اطمینان از هماهنگی و توجیه نظری نظری برای پروژه های در حال توسعه، تحقیقات در زمینه ایجاد پوشش های انتخابی نوری الکتروشیمیایی برای کلکتورهای خورشیدی، توسعه به اصطلاح "حوضچه های خورشیدی"، سیستم های گرمایش خورشیدی در ترکیب با پمپ های حرارتی، خورشیدی آغاز شد. خشک کردن گیاهان، کار در جهات دیگر انجام شد.

یکی از اولین نتایج عملی تیم IVT RAS ساخت «خانه خورشیدی» در روستای Merdzavan در منطقه Echmiadzin ارمنستان بود. این خانه اولین "خانه خورشیدی" آزمایشی با انرژی کارآمد در اتحاد جماهیر شوروی شد، مجهز به تجهیزات تشخیصی آزمایشی لازم، که بر روی آن طراح ارشد پروژه، M. S. Kalashyan از موسسه Armgiproselkhoz، با مشارکت کارکنان موسسه علوم کامپیوتر آکادمی علوم روسیه، یک چرخه شش ساله از مطالعات تجربی در طول سال را انجام داد که امکان تأمین 100٪ خانه با آب گرم و پوشش بار گرمایش را در سطح بیش از 50 نشان داد. ٪.

یکی دیگر از نتایج عملی مهم، معرفی فناوری توسعه یافته در IVT RAS توسط M.D. Friedberg (همراه با متخصصان موسسه متالورژی عصر مسکو) در کارخانه تجهیزات گرمایش براتسک برای اعمال پوشش های انتخابی الکتروشیمیایی "کروم سیاه" بر روی صفحات فولادی خورشیدی تخت بود. کلکسیونرهایی که تولید آنها در این کارخانه تسلط یافت.

در اواسط دهه 1980، سایت آزمایش Solntse IVT RAS در داغستان به بهره برداری رسید. محل آزمایش در زمینی به مساحت حدود 12 هکتار، همراه با ساختمان های آزمایشگاهی، شامل گروهی از "خانه های خورشیدی" در انواع مختلف، مجهز به کلکتورهای خورشیدی و پمپ های حرارتی بود. در محل آزمایش، یکی از بزرگترین شبیه سازهای تابش خورشیدی در جهان (در آن زمان) راه اندازی شد. منبع تابش یک لامپ زنون قدرتمند با قدرت 70 کیلووات بود که مجهز به فیلترهای نوری ویژه بود که امکان تنظیم طیف تابش از خارج از جو (AM0) تا زمینی (AM1.5) را فراهم می کرد. ایجاد این شبیه ساز امکان انجام آزمایشات تسریع شده مقاومت مواد و رنگ های مختلف در برابر تابش خورشیدی و همچنین آزمایش کلکتورهای خورشیدی با اندازه بزرگ و ماژول های فتوولتائیک را فراهم کرد.

متأسفانه، در دهه 1990، به دلیل کاهش شدید بودجه برای تحقیق و توسعه، بسیاری از پروژه های آغاز شده توسط IVT RAS در فدراسیون روسیه مجبور به مسدود شدن شدند. برای حفظ جهت کار در زمینه انرژی های تجدیدپذیر، تحقیق و توسعه آزمایشگاه به همکاری علمی با مراکز برجسته خارجی تغییر جهت داد. پروژه‌هایی تحت برنامه‌های INTAS و TASIS، برنامه چارچوب اروپا در زمینه صرفه‌جویی در انرژی، پمپ‌های حرارتی و واحدهای تبرید جذب خورشیدی انجام شد که از سوی دیگر امکان توسعه صلاحیت‌های علمی در زمینه‌های مرتبط علمی و علمی را فراهم کرد. فن آوری، تسلط و استفاده از روش های مدرن مدل سازی دینامیکی نیروگاه ها (Ph.D. S. E. Fried).

به ابتکار و تحت رهبری O. S. Popel، همراه با دانشگاه دولتی مسکو (Ph.D. S. V. Kiseleva)، "اطلس منابع انرژی خورشیدی در قلمرو فدراسیون روسیه" و سیستم اطلاعات جغرافیایی "منابع انرژی تجدید پذیر" توسعه یافت. روسیه" ایجاد شد "(gisre.ru). به همراه موسسه Rostovteploelektroproekt (نامزد علوم فنی A. A. Chernyavsky)، تاسیسات خورشیدی با کلکتورهای خورشیدی کارخانه مکانیکی Kovrov برای سیستم های گرمایش و آب گرم تاسیسات رصدخانه ویژه اخترفیزیک آکادمی علوم روسیه توسعه، ساخته و آزمایش شد. در کاراچای-چرکسی. JIHT RAS تنها پایه تخصصی ترموهیدرولیک را در روسیه برای آزمایش حرارتی کامل کلکتورهای خورشیدی و نیروگاه های خورشیدی مطابق با استانداردهای روسی و خارجی ایجاد کرده است و توصیه هایی برای استفاده از نیروگاه های خورشیدی در مناطق مختلف RF جزئیات بیشتر در مورد برخی از نتایج تحقیق و توسعه مؤسسه مشترک دماهای بالا آکادمی علوم روسیه در زمینه منابع انرژی تجدید پذیر را می توان در کتاب O. S. Popel و V. E. Fortov "انرژی های تجدید پذیر در دنیای مدرن» .

در موسسه انرژی مسکو (MPEI)، مسائل مربوط به تامین گرمای خورشیدی توسط دکتر علوم فنی بررسی شد. V. I. Vissarionov، دکترای علوم فنی کازانجان و دکتری. M. I. Valov.

V. I. Vissarionov (1939-2014) ریاست بخش "منابع انرژی تجدید پذیر غیر سنتی" (در 1988-2004) را بر عهده داشت. تحت رهبری او، کار برای محاسبه منابع انرژی خورشیدی و توسعه تامین گرمای خورشیدی انجام شد. M.I. Valov، همراه با کارکنان MPEI، تعدادی مقاله در مورد مطالعه نیروگاه های خورشیدی در سال 1983-1987 منتشر کرد. یکی از آموزنده ترین کتاب ها، اثر M. I. Valov و B. I. Kazandzhan "Solar Heat Supply Systems" است که به بررسی مسائل تاسیسات خورشیدی کم پتانسیل (نمودار مدار، داده های آب و هوایی، ویژگی های SC، طراحی صفحات خورشیدی تخت)، محاسبه می پردازد. ویژگی های انرژی، بهره وری اقتصادی استفاده از سیستم های گرمایش خورشیدی. دکترای علوم فنی B.I. Kazanjan طراحی را توسعه داد و در تولید کلکتور خورشیدی تخت Alten تسلط یافت. از ویژگی های خاص این کلکتور این است که جاذب از پروفیل آلومینیومی باله ای ساخته شده است که داخل آن یک لوله مسی فشرده شده و از پلی کربنات سلولی به عنوان عایق شفاف استفاده می شود.

کارمند موسسه مهندسی و ساخت و ساز مسکو (MISI)، دکتری. S. G. Bulkin کلکتورهای خورشیدی حرارتی (جاذب بدون عایق شفاف و عایق حرارتی محفظه) را توسعه داد. از ویژگی های خاص کار تامین مایع خنک کننده به آنها 5-3 درجه سانتی گراد زیر دمای محیط و امکان استفاده از گرمای نهان تراکم رطوبت و تشکیل یخبندان هوای جوی (پانل های جذب خورشیدی) بود. خنک کننده گرم شده در این پانل ها توسط یک پمپ حرارتی ("هوا-آب") گرم می شود. یک ایستگاه آزمایشی با کلکتورهای خورشیدی حرارتی و چندین نیروگاه خورشیدی در مولداوی در MISS ساخته شد.

موسسه All-Union آلیاژهای سبک (VILS) یک SC با یک جاذب آلومینیومی جوش داده شده و عایق حرارتی بدنه فوم پلی اورتان ریخته شده را توسعه و تولید کرد. از سال 1991، تولید SC برای پردازش آلیاژهای فلزات غیرآهنی به کارخانه باکو منتقل شد. در سال 1981، VILS دستورالعمل‌هایی را برای طراحی ساختمان‌های انرژی‌زا تهیه کرد. برای اولین بار در اتحاد جماهیر شوروی، جاذب در ساختار ساختمان ادغام شد که باعث بهبود اقتصادی استفاده از انرژی خورشیدی شد. رهبران این جهت دکترا بودند. N. P. Selivanov و Ph.D. V. N. Smirnov.

پژوهشکده مرکزی تجهیزات مهندسی(CNII EPIO) در مسکو، پروژه ای توسعه یافت که براساس آن یک دیگ بخار با سوخت خورشیدی با ظرفیت 3.7 مگاوات در عشق آباد ساخته شد و پروژه ای برای نصب پمپ حرارتی خورشیدی هتل Privetlivy Bereg در شهر گلندژیک با مساحت دیگ بخار 690 متر مربع توسعه یافت. سه دستگاه تبرید MKT 220-2-0 به عنوان پمپ حرارتی استفاده شد که در حالت پمپ حرارتی با استفاده از گرمای آب دریا کار می کرد.

سازمان پیشرو در اتحاد جماهیر شوروی برای طراحی تاسیسات خورشیدی موسسه KievZNIIEP بود که 20 پروژه استاندارد و قابل استفاده مجدد را توسعه داد: به طور جداگانه ارزش نصب دارهتامین آب گرم خورشیدی با گردش طبیعی برای یک ساختمان مسکونی فردی؛ نصب یکپارچه تامین آب گرم خورشیدی برای ساختمان های عمومی با ظرفیت 5، 7، 15، 25، 30، 70 متر مکعب در روز. واحدها، قطعات و تجهیزات ساختمان های مسکونی و عمومی انبوه سازی؛ تاسیسات آب گرم خورشیدی فصلی با ظرفیت 2.5; 10; 30; 40; 50 متر مکعب در روز؛ راه حل های فنیو توصیه های روش شناختیبرای تبدیل دیگ بخار خانه ها به واحدهای سوخت خورشیدی.

این موسسه ده ها پروژه آزمایشی از جمله سیستم های تامین آب گرم خورشیدی برای استخرهای شنا، تاسیسات تامین آب گرم پمپ حرارتی خورشیدی را توسعه داده است. طبق پروژه KievZNIIEP، بزرگترین نیروگاه خورشیدی در اتحاد جماهیر شوروی در پانسیون "Kastropol" (روستای Beregovoye، ساحل جنوبی) در کریمه با مساحت 1600 متر مربع ساخته شد. در کارخانه آزمایشی موسسه KievZNIIEP ، کلکتورهای خورشیدی تولید شد که جاذب های آنها از لوله های آلومینیومی باله ای سیم پیچ خود ساخته ساخته شده بودند.

نظریه پردازان فناوری خورشیدی در اوکراین دکترای علوم فنی بودند. میخائیل داوودوویچ رابینوویچ (متولد 1948)، Ph.D. الکسی روویموویچ فرت، Ph.D. ویکتور فدوروویچ گرشکویچ (1934-2013). آنها توسعه دهندگان اصلی استانداردهای طراحی برای تاسیسات آب گرم خورشیدی و توصیه هایی برای طراحی خود بودند. M.D. Rabinovich در مطالعه تابش خورشیدی، ویژگی های هیدرولیک سیستم های انرژی خورشیدی، تاسیسات خورشیدی با گردش طبیعی، سیستم های گرمایش خورشیدی، خانه های دیگ بخار خورشیدی، تاسیسات خورشیدی با قدرت بالا، سیستم های مهندسی خورشیدی شرکت داشت. A. R. Firth طراحی یک پایه شبیه ساز را توسعه داد و SC را آزمایش کرد، تنظیم نیروگاه های خورشیدی هیدرولیک و افزایش راندمان نیروگاه های خورشیدی را مطالعه کرد. در مؤسسه مهندسی عمران کیف، دکترا مشغول تحقیقات چند جانبه در مورد تاسیسات خورشیدی بود. نیکولای واسیلیویچ خرچنکو. فرموله کرد رویکرد سیستماتیکبرای توسعه سیستم های تامین حرارت پمپ حرارتی خورشیدی، معیارهای پیشنهادی برای ارزیابی کارایی انرژی آنها، بررسی بهینه سازی سیستم تامین حرارت سوخت خورشیدی و مقایسه روش های مختلف برای محاسبه سیستم های خورشیدی. یکی از جامع ترین کتاب های او در مورد تاسیسات خورشیدی کوچک (انفرادی) در دسترس و آموزنده است. در موسسه الکترودینامیک کیف، Ph.D. A. N. Stronsky و Ph.D. A. V. Suprun. دکتری همچنین بر روی مدل سازی ریاضی نیروگاه های خورشیدی در کیف کار کرد. V. A. Nikiforov.

رهبر دانشکده مهندسی علمی مهندسی خورشیدی در ازبکستان (تاشکند) دکترای علوم فنی، پروفسور Rabbanakul Rahmanovich Avezov (متولد 1942) است. در سالهای 1966-1967 در مؤسسه فیزیک و فنی عشق آباد ترکمنستان زیر نظر دکترای علوم فنی پروفسور V. A. Baum مشغول به کار شد. R. R. Avezov ایده های معلم را در موسسه فیزیک و فنی ازبکستان توسعه می دهد که به یک مرکز تحقیقاتی بین المللی تبدیل شده است.

R. R. Avezov جهت های علمی تحقیق را در پایان نامه دکتری خود (1990، ENIN، مسکو) فرموله کرد و نتایج آن در تک نگاری خلاصه شده است. سیستم های خورشیدیتامین گرمایش و آب گرم". او همچنین روش هایی را برای تجزیه و تحلیل اگزرژی کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت و ایجاد سیستم های گرمایش خورشیدی فعال و غیرفعال توسعه می دهد. دکترای علوم فنی R. R. Avezov به تنها مجله تخصصی در اتحاد جماهیر شوروی و کشورهای مستقل مشترک المنافع ، انرژی خورشیدی کاربردی ("مهندسی خورشیدی") که به زبان انگلیسی منتشر می شود ، اعتبار و اعتبار بین المللی زیادی ارائه داد. دختر او نیلوفر رباکومونا آوزووا (متولد 1972) دکترای علوم فنی، مدیر کل NPO "Fizika-Solntsa" آکادمی علوم ازبکستان است.

توسعه پروژه‌های تاسیسات خورشیدی در موسسه تحقیقات منطقه‌ای تاشکند برای طراحی تجربی ساختمان‌های مسکونی و عمومی (TashZNIIEP) توسط Ph.D. یوسف کریموویچ رشیدوف (متولد 1954). موسسه TashZNIIEP ده مورد را توسعه داده است پروژه های استانداردساختمان های مسکونی، دوش خورشیدی، پروژه دیگ بخار خورشیدی، شامل تاسیسات خورشیدی با ظرفیت 500 و 100 لیتر در روز، دوش خورشیدی دو و چهار کابین. از سال 1984 تا 1986، 1200 پروژه نصب استاندارد خورشیدی اجرا شد.

در منطقه تاشکند (روستای ایلیچفسک) یک خانه خورشیدی دو آپارتمانی با سیستم گرمایش و آب گرم با تاسیسات خورشیدی به مساحت 56 متر مربع ساخته شد. در موسسه آموزشی دولتی کارشی A.T. تیمورخانف، A.B. واردیاشویلی و دیگران به تحقیق در مورد کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت مشغول بودند.

مدرسه علمی ترکمنستان گرمایش خورشیدی توسط دکترای علوم فنی ایجاد شد. V. A. Baum، آکادمیک جمهوری انتخاب شد در سال 1964. او در مؤسسه فیزیک و فناوری عشق آباد، بخش انرژی خورشیدی را سازماندهی کرد و تا سال 1980 ریاست کل مؤسسه را بر عهده داشت. در سال 1979، بر اساس بخش انرژی خورشیدی، موسسه انرژی خورشیدی ترکمنستان ایجاد شد که توسط دانشجوی V. A. Baum، دکترای علوم فنی، اداره می شد. رژپ بایرامویچ بایراموف (1933-2017). در حومه عشق آباد (روستای بیکروا) محل آزمایش علمی مؤسسه متشکل از آزمایشگاه ها، میزهای آزمایش، دفتر طراحی و کارگاه هایی با پرسنل 70 نفری ساخته شد. V. A. Baum تا پایان عمر خود (1985) در این موسسه کار کرد. R. B. Bayramov به همراه دکترای علوم فنی Ushakova Alda Danilovna کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت، سیستم‌های گرمایش خورشیدی و کارخانه‌های نمک‌زدایی خورشیدی را بررسی کرد. قابل ذکر است که در سال 2014، موسسه انرژی خورشیدی ترکمنستان - NPO "GUN" - در عشق آباد بازسازی شد.

در انجمن طراحی و تولید "Spetsgelioteplomontazh" (تفلیس) و موسسه تحقیقات انرژی و سازه های هیدرولیک گرجستان به رهبری دکترای علوم فنی. Nugzar Varlamovich Meladze (متولد 1937) طراحی و تسلط بر تولید سریال کلکتورهای خورشیدی، تاسیسات آب گرم خورشیدی جداگانه، تاسیسات خورشیدی و سیستم های پمپ حرارتی خورشیدی را توسعه داد. شرایط بازپرداخت برای ساخت تاسیسات خورشیدی در مناطق مختلف گرجستان تعیین شد و طرح های مختلف کلکتورهای خورشیدی بر روی یک میز آزمایش در شرایط طبیعی آزمایش شدند.

کلکتورهای خورشیدی Spetsgelioteplomontazh یک طراحی بهینه برای زمان خود داشتند: یک جاذب فولادی جوش داده شده با پوشش رنگ، بدن از پروفیل های آلومینیومیو فولاد گالوانیزه، شیشه پنجره، عایق حرارتی - از فوم پلاستیکی و مواد سقف فویل.

به گفته N.V. Meladze، تنها در منطقه قفقاز تا سال 1990، 46.9 هزار متر مربع کلکتورهای خورشیدی، از جمله در آسایشگاه ها و هتل ها - 42.7٪، در تاسیسات خورشیدی صنعتی - 39.2٪، تاسیسات کشاورزی - 13.8٪، امکانات ورزشی - 3.6٪ نصب شده است. ، تاسیسات فردی - 0.7٪.

به گفته نویسنده، در منطقه کراسنوداردر سال 1988-1992، 4620 متر مربع کلکتورهای خورشیدی توسط Spetsgeliomontazh نصب شد. کار SGTM با همکاری دانشمندان موسسه تحقیقات انرژی و سازه های هیدرولیک گرجستان (GruNIIEGS) انجام شد.

موسسه TbilZNIIEP پنج طرح استاندارد برای نیروگاه های خورشیدی (SI) و همچنین پروژه ای برای واحد پمپ حرارتی خورشیدی ایجاد کرده است. SGTM شامل آزمایشگاهی بود که در آن کلکتورهای خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفتند. پمپ های حرارتی. جاذب های مایعات فولادی، آلومینیومی و پلاستیکی، جاذب های هوا با و بدون شیشه، جاذب هایی با متمرکز کننده ها و طرح های مختلفی از دستگاه های GI جداگانه ترموسیفون توسعه یافتند. از 1 ژانویه 1989، Spetsgeliomontazh 261 واحد دولتی را با مساحت 46 هزار متر مربع و 85 تاسیسات خورشیدی جداگانه برای سیستم های آب گرم با مساحت 339 متر مربع ساخت.

در شکل شکل 2 یک تاسیسات خورشیدی را در خیابان Rashpilevskaya در کراسنودار نشان می دهد که به مدت 15 سال با کلکتورهای Spetsgelioteplomontazh (320 واحد با مساحت کل 260 متر مربع) با موفقیت کار کرده است.

دکترای علوم فنی در توسعه گرمایش خورشیدی در اتحاد جماهیر شوروی و روسیه از سوی مقامات درگیر بود. پاول پاولوویچ بزروکیخ (متولد 1936). در سالهای 1986-1992، به عنوان متخصص ارشد دفتر شورای وزیران اتحاد جماهیر شوروی برای مجتمع سوخت و انرژی، بر تولید سریال کلکتورهای خورشیدی در کارخانه تجهیزات گرمایش براتسک، در تفلیس، در انجمن Spetsgelioteplomontazh در کارخانه فرآوری آلیاژهای غیر آهنی باکو به ابتکار او و با مشارکت مستقیماولین برنامه توسعه انرژی های تجدیدپذیر در اتحاد جماهیر شوروی برای سال های 1987-1990 توسعه یافت.

از سال 1990، P. P. Bezrukikh مشارکت فعالی در توسعه و اجرای بخش "انرژی غیر سنتی" برنامه علمی و فنی دولتی "انرژی ایمن از نظر محیط زیست" داشته است. او به نقش اصلی مدیر علمی برنامه، دکتر اس سی اشاره می کند. E.E. Spielrain در مورد جذب دانشمندان و متخصصان برجسته اتحاد جماهیر شوروی در زمینه منابع انرژی تجدید پذیر برای کار. از سال 1992 تا 2004، P. P. Bezrukikh، که در وزارت سوخت و انرژی روسیه کار می کرد و ریاست بخش، و سپس بخش پیشرفت علمی و فناوری را بر عهده داشت، سازمان تولید کلکتورهای خورشیدی را در کارخانه مکانیکی Kovrov، NPO Mashinostroenie رهبری کرد. (شهر رئوتوف، منطقه مسکو)، مجموعه ای از پیشرفت های علمی و فنی در تامین گرمای خورشیدی، اجرای مفهوم توسعه و استفاده از فرصت های انرژی در مقیاس کوچک و غیر سنتی در روسیه. شرکت در توسعه اولین استاندارد روسی GOST R 51595-2000 "کلکتورهای خورشیدی. شرایط فنی عمومی" و حل اختلافات بین نویسنده پروژه GOST R، دکترای علوم فنی. B.V. Tarnizhevsky و طراح اصلی سازنده منیفولد (Kovrov Mechanical Plant) A.A.

در سال 2004-2013، در مؤسسه استراتژی انرژی (مسکو)، و سپس به عنوان رئیس بخش صرفه جویی در انرژی و منابع تجدید پذیر ENIN، P. P. Bezrukikh به پیشرفت ها از جمله تامین گرمای خورشیدی ادامه داد.

در قلمرو کراسنودار، کار بر روی طراحی و ساخت نیروگاه های خورشیدی توسط مهندس برق حرارتی V. A. Butuzov (متولد 1949) آغاز شد. توسعه امیدوار کنندهتامین گرما انجمن تولید "Kubanteplokommunenergo". از سال 1980 تا 1986، پروژه هایی توسعه یافت و شش دیگ بخار با سوخت خورشیدی به مساحت 1532 متر مربع ساخته شد. در طول سال ها، روابط سازنده ای با تولید کنندگان SC برقرار شده است: Bratsk Plant، Spetsgelioteplomontazh، KievZNIIEP. با توجه به عدم وجود اطلاعات در مورد تابش خورشیدی در کتاب های مرجع آب و هواشناسی شوروی در سال 1986، از سال 1977 تا 1986، نتایج قابل اعتمادی برای طراحی نیروگاه های خورشیدی از ایستگاه های هواشناسی در کراسنودار و گلندژیک به دست آمد.

پس از دفاع از پایان نامه دکترای خود در سال 1990، کار بر روی توسعه فناوری خورشیدی توسط آزمایشگاه کراسنودار صرفه جویی در انرژی و منابع انرژی غیر سنتی آکادمی خدمات عمومی (مسکو) که توسط V. A. Butuzov سازماندهی شد، ادامه یافت. چندین طرح از SCهای مسطح و پایه ای برای آزمایش در مقیاس کامل آنها توسعه یافته و بهبود یافته است. در نتیجه تعمیم تجربه در طراحی و ساخت تاسیسات خورشیدی، "الزامات کلی برای طراحی تاسیسات خورشیدی و ایستگاه های حرارت مرکزی در خدمات شهری" تدوین شد.

بر اساس تجزیه و تحلیل نتایج حاصل از پردازش مقادیر کل تابش خورشیدی برای شرایط کراسنودار به مدت 14 سال و گلندژیک به مدت 15 سال، در سال 2004، روش جدیدی برای ارائه مقادیر ماهانه تابش کل خورشید ارائه شد. با تعیین مقادیر حداکثر و حداقل آنها و احتمال مشاهده آنها. مقادیر محاسبه شده ماهانه و سالانه تابش کل، مستقیم و پراکنده خورشید برای 54 شهر و مرکز اداری منطقه کراسنودار تعیین شد. مشخص شده است که برای مقایسه عینی SC از سازندگان مختلف، علاوه بر مقایسه هزینه‌ها و ویژگی‌های انرژی آنها با استفاده از روش‌های استاندارد بر روی میزهای آزمایش گواهی شده، لازم است هزینه‌های انرژی برای ساخت و بهره‌برداری آنها نیز در نظر گرفته شود. هزینه بهینه طراحی SC در حالت کلی با نسبت هزینه انرژی حرارتی تولید شده و هزینه های ساخت و بهره برداری در طول عمر خدمات تخمینی تعیین می شود. همراه با کارخانه مکانیکی Kovrov، یک طرح SC توسعه یافت و به تولید انبوه رسید که نسبت بهینه هزینه و هزینه انرژی برای بازار روسیه داشت. پروژه هایی توسعه یافته و احداث تاسیسات آب گرم خورشیدی استاندارد با ظرفیت روزانه 200 لیتر تا 10 مترمکعب انجام شده است. از سال 1994، کار بر روی تاسیسات خورشیدی در شرکت انرژی روسیه جنوبی JSC ادامه یافته است. از سال 1987 تا 2003، توسعه و ساخت 42 نیروگاه خورشیدی به پایان رسید و طراحی 20 نیروگاه خورشیدی به پایان رسید. نتایج کار V.A. بوتوزوف در پایان نامه دکترای خود که در ENIN (مسکو) دفاع شد، خلاصه شد.

از سال 2006 تا 2010، Teploproektstroy LLC تاسیسات دیگ بخار خورشیدی را توسعه و ساخت قدرت کم، هنگام نصب پنل های خورشیدی در تابستان، پرسنل عملیاتی کاهش می یابد که باعث کاهش دوره بازگشت تاسیسات خورشیدی می شود. در طی این سال ها، تاسیسات خورشیدی خود زهکشی توسعه و ساخته شد که در آن، با توقف پمپ ها، آب از سیستم خورشیدی به مخازن تخلیه می شود و از گرم شدن بیش از حد مایع خنک کننده جلوگیری می کند. در سال 2011، طرحی ایجاد شد، نمونه های اولیه SC های مسطح ساخته شد و یک ایستگاه آزمایشی برای سازماندهی تولید SC در اولیانوفسک توسعه یافت. از سال 2009 تا 2013، JSC Yuzhgeoteplo (کراسنودار) پروژه ای را توسعه داد و بزرگترین نیروگاه خورشیدی را در منطقه کراسنودار با مساحت 600 متر مربع در شهر Ust-Labinsk ساخت (شکل 3). در همان زمان، تحقیقاتی برای بهینه‌سازی چیدمان SC با در نظر گرفتن سایه‌زنی، اتوماسیون کار و راه‌حل‌های مدار انجام شد. یک سیستم گرمایش خورشیدی زمین گرمایی با مساحت 144 متر مربع در روستای Rozovoy، منطقه کراسنودار توسعه و ساخته شد. در سال 2014، روشی برای ارزیابی بازده اقتصادی تاسیسات خورشیدی بسته به شدت تابش خورشیدی، کارایی تاسیسات خورشیدی و هزینه ویژه انرژی حرارتی جایگزین شده توسعه یافت.

همکاری طولانی مدت خلاق V. A. Butuzov با دکترای علوم فنی، استاد دانشگاه کشاورزی دولتی کوبان رابرت الکساندرویچ آمرخانوف (متولد 1948) در توسعه مبانی نظری برای ایجاد تاسیسات خورشیدی با قدرت بالا و زمین گرمایی ترکیبی اجرا شد. -سیستم های تامین حرارت خورشیدی تحت رهبری او ده ها نامزد علوم فنی از جمله در زمینه گرمایش خورشیدی آموزش دیدند. تک نگاری های متعددی توسط R. A. Amerkhanov در مورد طراحی نیروگاه های خورشیدی برای اهداف کشاورزی بحث می کند.

با تجربه ترین متخصص در طراحی تاسیسات خورشیدی، مهندس ارشد پروژه موسسه Rostovteploelektroproekt، Ph.D. آدولف الکساندرویچ چرنیاوسکی (متولد 1936). او بیش از 30 سال است که فعالانه در این زمینه مشارکت داشته است. او ده ها پروژه را توسعه داده است که بسیاری از آنها در روسیه و سایر کشورها اجرا شده است. سیستم های منحصر به فردگرمایش خورشیدی و تامین آب گرم در بخش موسسه دماهای بالا آکادمی علوم روسیه توضیح داده شده است. پروژه های A. A. Chernyavsky با شرح و بسط همه بخش ها از جمله توجیه اقتصادی دقیق متمایز می شوند. بر اساس کلکتورهای خورشیدی کارخانه مکانیکی Kovrov، "توصیه هایی برای طراحی ایستگاه های گرمایش خورشیدی" ایجاد شده است.

تحت رهبری A. A. Chernyavsky، پروژه های منحصر به فرد ایستگاه های فتوولتائیک با کلکتورهای حرارتی در شهر کیسلوودسک (6.2 مگاوات برق، 7 مگاوات حرارتی)، و همچنین یک ایستگاه در کالمیکیا با ظرفیت کل نصب شده 150 مگاوات ایجاد شد. پروژه های منحصر به فرد نیروگاه های خورشیدی ترمودینامیکی نصب شده است توان الکتریکی 30 مگاوات در ازبکستان، 5 مگاوات در منطقه روستوف. پروژه های سیستم های گرمایش خورشیدی برای خانه های شبانه روزی در سواحل دریای سیاه با مساحت 40-50 متر مربع برای سیستم های گرمایش خورشیدی و تامین آب گرم برای تاسیسات یک رصدخانه اخترفیزیکی ویژه در کاراچای-چرکسی اجرا شد. موسسه Rostovteploelektroproekt با مقیاس پیشرفت های خود - ایستگاه های تامین گرمای خورشیدی برای روستاها و شهرها مسکونی مشخص می شود. نتایج اصلی پیشرفت های این مؤسسه که به طور مشترک با مؤسسه مشترک دماهای بالا آکادمی علوم روسیه انجام شده است در کتاب «سیستم های منبع تغذیه خودکار» منتشر شده است.

توسعه نیروگاه های خورشیدی در دانشگاه دولتی سوچی (موسسه کسب و کار و گردشگری توچال) توسط دکتر علوم فنی، پروفسور پاول واسیلیویچ سادیلوف، رئیس گروه مهندسی محیط زیست رهبری شد. او که مبتکر انرژی های تجدیدپذیر بود، چندین تاسیسات خورشیدی را توسعه داد و ساخت، از جمله در سال 1997 در روستای لازارفسکویه (سوچی) با مساحت 400 متر مربع، یک تاسیسات خورشیدی در موسسه بالنولوژی و چندین تاسیسات پمپ حرارتی.

در انستیتوی فن‌آوری‌های دریایی شعبه خاور دور آکادمی علوم روسیه (ولادیووستوک)، رئیس آزمایشگاه انرژی غیرسنتی دکترا است. الکساندر واسیلیویچ ولکوف که در سال 2014 به طرز غم انگیزی درگذشت، ده ها تاسیسات خورشیدی را با مساحت 2000 متر مربع توسعه داد و ساخت، پایه ای برای آزمایش های مقایسه ای کلکتورهای خورشیدی، طرح های جدید کلکتورهای خورشیدی تخت، و آزمایش اثربخشی. کلکتورهای خورشیدی خلاء از تولید کنندگان چینی.

طراح و شخص برجسته آدولف الکساندروویچ لیچاگین (1933-2012) نویسنده چندین نوع موشک هدایت شونده ضد هوایی منحصر به فرد از جمله Strela-10M بود. در دهه 1980، به عنوان طراح ارشد (به ابتکار خود) در کارخانه مکانیکی نظامی Kovrov (KMZ)، کلکتورهای خورشیدی را توسعه داد که با قابلیت اطمینان بالا و نسبت بهینه قیمت و کارایی انرژی متمایز بودند. او توانست مدیریت کارخانه را متقاعد کند که بر تولید انبوه کلکتورهای خورشیدی مسلط شود و یک آزمایشگاه کارخانه ای برای آزمایش کلکتورهای خورشیدی ایجاد کند. از سال 1991 تا 2011، KMZ حدود 3000 دستگاه تولید کرد. کلکتورهای خورشیدی، که هر یک از سه تغییر آنها با کیفیت عملکرد جدید متمایز شد. هدایت شده توسط "قیمت قدرت" از مجموعه، که در آن هزینه طرح های مختلف SCها تحت همان تابش خورشیدی مقایسه می شوند، A. A. Lychagin یک کلکتور با یک جاذب ساخته شده از یک شبکه لوله ای برنجی با دنده های جذب کننده فولاد ایجاد کرد. کلکتورهای خورشیدی هوابرد توسعه و تولید شدند. بالاترین مدارک مهندسی و شهود در آدولف الکساندرویچ با میهن پرستی، تمایل به توسعه فناوری های سازگار با محیط زیست، صداقت و ذوق هنری بالا ترکیب شد. او که دو بار دچار حمله قلبی شده بود، توانست به طور ویژه هزار کیلومتر به مادرید بیاید تا به مدت دو روز نقاشی های باشکوه موزه پرادو را مطالعه کند.

JSC "VPK "NPO Mashinostroeniya" (شهر رئوتوف، منطقه مسکو) از سال 1993 مجموعه های خورشیدی تولید می کند. طراحی کلکتورها و تاسیسات گرمایش آب خورشیدی در شرکت توسط بخش طراحی دفتر طراحی مرکزی مهندسی مکانیک انجام می شود. مدیر پروژه - Ph.D. نیکولای ولادیمیرویچ دودارف. در اولین طرح های کلکتورهای خورشیدی، محفظه ها و جاذب های جوش داده شده از فولاد ضد زنگ ساخته می شدند. این شرکت بر اساس یک کلکتور 1.2 متر مربعی، سیستم های گرمایش آب خورشیدی ترموسیفون با مخازن با ظرفیت 80 و 120 لیتر را توسعه و تولید کرد. در سال 1994، فناوری تولید پوشش‌های جاذب انتخابی با استفاده از روش رسوب‌گذاری قوس الکتریکی خلاء توسعه یافت و وارد تولید شد که در سال 1999 با روش رسوب‌گذاری خلاء مگنترون تکمیل شد. بر اساس این فناوری، تولید کلکتورهای خورشیدی از نوع "فالکون" آغاز شد. محفظه جاذب و کلکتور از پروفیل های آلومینیومی ساخته شده بود. در حال حاضر NPO کلکتورهای خورشیدی Sokol-Effect را با جاذب های مسی و آلومینیومی ورق لوله تولید می کند. تنها کلکتور خورشیدی روسی مطابق با استانداردهای اروپایی توسط موسسه SPF از Rapperswill در سوئیس (Institut für Solartechnik Hochschule für Technik Rappelswill) تایید شده است.

شرکت تحقیقاتی و تولیدی "رقیب" (از سال 2000 - "رادوگا-سی"، شهر ژوکوفسکی، منطقه مسکو) از سال 1992 مجموعه های خورشیدی "رادوگا" را تولید می کند. طراح اصلی - ویاچسلاو آلکسیویچ شرشنف.

جاذب جوش داده شده با مهر از ورق فولاد ضد زنگ ساخته شده است. جاذب با رنگ PVD انتخابی یا رنگ مات مشکی مقاوم در برابر حرارت پوشانده شده است. برنامه تحقیق و توسعه سالانه تا 4000 عدد. ویژگی های انرژی کلکتور در طول آزمایش در ENIN به دست آمد. تاسیسات خورشیدی ترموسیفون "Raduga-2M" نیز تولید شد که شامل دو SC 1 متر مربعی و یک مخزن با ظرفیت 200 لیتر بود. مخزن حاوی یک پانل گرمایش تخت بود که مایع خنک کننده را از SC دریافت می کرد، و همچنین یک بخاری برقی پشتیبان با قدرت 1.6 کیلو وات.

New Polyus LLC (مسکو) دومین تولید کننده روسی است که طرح های خود را توسعه داده است و در حال حاضر مجموعه های خورشیدی صاف، هوای صاف، هوا-مایع تخت، کلکتورهای خورشیدی خلاء لوله ای، پروژه ها و نصب تاسیسات خورشیدی را تولید می کند. مدیر کل - الکسی ویکتوروویچ اسکوروباتیوک.

چهار مدل کلکتور مایع تخت از نوع YaSolar ارائه می شود. تمامی جاذب های مایع این سازنده از ورق مس با پوشش انتخابی تینوکس و لوله های مسی. اتصال بین لوله ها و ورق لحیم کاری و رول می شود. New Polyus LLC همچنین سه نوع SCهای لوله‌ای خلاء ساخت خود را با جاذب‌های مسی با لوله‌های U شکل ارائه می‌دهد.

یک متخصص برجسته، فردی پرانرژی و بسیار باهوش، گنادی پاولوویچ کاساتکین (متولد 1941)، مهندس معدن و طراح با سالها تجربه، در سال 1999 در شهر اولان اوده (بوریاتیا) کار خود را در زمینه مهندسی خورشیدی آغاز کرد. در مرکز فناوری های کارآمد انرژی (CEFT) که او سازماندهی کرد، چندین طرح از کلکتورهای مایع و هوا توسعه یافت و حدود 100 تاسیسات خورشیدی از انواع مختلف با مساحت کل 4200 متر مربع ساخته شد. بر اساس محاسباتی که وی انجام داد، نمونه های اولیه ساخته شد که پس از آزمایش در شرایط طبیعی، در تاسیسات خورشیدی جمهوری بوریاتیا تکرار شد.

مهندس G.P. Kasatkin چندین فناوری جدید ایجاد کرد: جوشکاری جاذب های پلاستیکی، ساخت محفظه های کلکتور.

او تنها نیروگاه خورشیدی در روسیه بود که چندین نیروگاه خورشیدی هوابرد را با کلکسیونرهایی با طراحی خودش توسعه داد و ساخت. از نظر زمانی، توسعه کلکتورهای خورشیدی او در سال 1990 با جاذب های فولادی لوله جوش داده شده آغاز شد. سپس انواع مس و منیفولدهای پلاستیکیبا جاذب های جوشی و متصل به چین و در نهایت طرح های مدرن با ورق ها و لوله های انتخابی مس اروپایی. G.P. Kasatkin، با توسعه مفهوم ساختمان های فعال انرژی، یک نیروگاه خورشیدی ساخت که کلکتورهای آن در سقف ساختمان ادغام شده اند. در سال های اخیر، این مهندس وظایف رهبری در CEFT را به پسرش I. G. Kasatkin منتقل کرد که با موفقیت سنت های CEFT LLC را ادامه می دهد.

در شکل 4 نصب خورشیدی هتل بایکال در شهر اولان اوده را با مساحت 150 متر مربع نشان می دهد.

نتیجه گیری

1. داده های محاسبه شده تابش خورشیدی برای طراحی نیروگاه های خورشیدی در اتحاد جماهیر شوروی بر اساس روش های مختلفی برای پردازش آرایه های اندازه گیری از ایستگاه های هواشناسی بود. در فدراسیون روسیه، این روش ها با موادی از پایگاه های داده بین المللی رایانه های ماهواره ای تکمیل می شوند.

2. مدرسه پیشرو برای طراحی نیروگاه های خورشیدی در اتحاد جماهیر شوروی موسسه KievZNIIEP بود که دستورالعمل ها و ده ها پروژه را توسعه داد. در حال حاضر، استانداردها و توصیه های فعلی روسیه وجود ندارد. پروژه های تاسیسات خورشیدی در سطح مدرن در موسسه روسی "Rostovteploelektroproekt" (PhD A.A. Chernyavsky) و در شرکت EnergotekhnologiiServis LLC (PhD V.V. Butuzov، Krasnodar) انجام می شود.

3. مطالعات فنی و اقتصادی تاسیسات خورشیدی در اتحاد جماهیر شوروی توسط ENIN (مسکو)، KievZNIIEP، TsNIIEPIO (مسکو) انجام شد. در حال حاضر، این کار در موسسه Rostovteploelektroproekt و در شرکت Energotekhnologii-Service LLC در حال انجام است.

4. سازمان علمی پیشرو اتحاد جماهیر شوروی در مطالعه کلکتورهای خورشیدی موسسه انرژی به نام G. M. Krzhizhanovsky (مسکو) بود. بهترین طرح کلکسیونر برای زمان خود توسط Spetsgeliotepomontazh (تفلیس) تولید شد. در میان تولید کنندگان روسی، کارخانه مکانیکی Kovrov کلکتورهای خورشیدی را با نسبت بهینهقیمت و بهره وری انرژی تولید کنندگان مدرن روسی منیفولدها را از اجزای خارجی مونتاژ می کنند.

5. در اتحاد جماهیر شوروی، طراحی، ساخت کلکتورهای خورشیدی، نصب و راه اندازی توسط شرکت Spetsgelioteplomontazh انجام شد. تا سال 2010، CEFT LLC (Ulan-Ude) تحت این طرح فعالیت می کرد.

6. تجزیه و تحلیل داخلی و تجربه خارجیگرمایش خورشیدی چشم اندازهای بدون شک برای توسعه آن در روسیه و همچنین نیاز را نشان داده است حمایت دولتی. از جمله اقدامات اولویت دار: ایجاد یک آنالوگ روسی از پایگاه داده کامپیوتری تابش خورشیدی. توسعه طرح‌های جدید کلکتورهای خورشیدی با نسبت بهینه قیمت به بازده انرژی، کارآمد انرژی جدید راه حل های طراحیبا انطباق با شرایط روسیه.

1. جلسات، کنگره ها، کنفرانس ها، اولین نشست اتحادیه سراسری در مورد فناوری خورشیدی. [برق متن]. حالت دسترسی: fs.nashaucheba.ru. تاریخ درخواست 2018/05/15.
2. پتوخوف V.V. آبگرمکن خورشیدی لوله ای. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1949. 78 p.
3. بوتوزوف V.A. افزایش کارایی سیستم های تامین حرارت بر اساس استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر: دیس. سند فن آوری علوم به صورت خاص 05.14.08. - کراسنودار: ENIN، 2004. 297 ص.
4. تارنیژفسکی بی.وی. دایره خورشیدی. موسسه انرژی به نام. G.M. کرژیژانوفسکی: خاطرات قدیمی ترین کارمندان / آلادیف I.T. و دیگران // RAO "UES روسیه". - M.: ENIN im. G.M. کرژیژانوفسکی، 2000. 205 ص.
5. Tarnizhevsky B.V.، Myshko Yu.L.، Moiseenko V.V. معیار تعمیم یافته برای بهینه سازی طرح های کلکتورهای خورشیدی تخت // Heliotechnika، 1992. شماره 4. صص 7-12.
6. Popel O.S. منابع انرژی تجدید پذیر غیر سنتی - بخش جدیدی از انرژی مدرن و نتایج کار: JIHT RAS. نتایج و چشم اندازها. نشست مقالات اختصاص داده شده به پنجاهمین سالگرد JIHT RAS. - M.: Publishing House JIVT RAS, 2010. P. 416–443.
7. Popel O.S., Fortov V.E. انرژی های تجدیدپذیر در دنیای مدرن - م.: انتشارات MPEI، 2015. 450 ص.
8. Valov M.I.، کازانجان B.I. سیستم های گرمایش خورشیدی. - م.: انتشارات MPEI، 1991. 140 ص.
9. تمرین طراحی و بهره برداری از سیستم های گرمایش و سرمایش خورشیدی. - L.: Energoatomizdat, 1987. 243 p.
10. VSN 52-86. تاسیسات آب گرم خورشیدی. - M.: Gosgrazhdanstroy اتحاد جماهیر شوروی، 1987. 17 ص.
11. توصیه هایی برای طراحی تاسیسات آب گرم خورشیدی برای ساختمان های مسکونی و عمومی. - کیف: KievZNIIEP، 1987. 118 ص.
12. رابینوویچ M.D. مبانی علمی و فنی استفاده از انرژی خورشیدی در سیستم های تامین حرارت: دیس. سند فن آوری علوم به صورت خاص 05.14.01. - کیف، 2001. 287 ص.
13. خارچنکو N.V. تاسیسات خورشیدی انفرادی. - M.: Energoatomizdat, 1991. 208 p.
14. Avezov R.R., Orlov A.Yu. سیستم های گرمایش خورشیدی و تامین آب گرم. - تاشکند: FAN, 1988. 284 ص.
15. بایراموف R.B., Ushakova A.D. سیستم های گرمایش خورشیدی در تعادل انرژی مناطق جنوبیکشورها - عشق آباد: یلیم، 1366. 315 ص.
16. سیستم های تامین خورشیدی و سرمایشی / ویرایش. E.V. سارناتسکی و اس.ا. تمیز. - م.: استروییزدات، 1990. 308 ص.
17. Butuzov V.A., Butuzov V.V. استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید انرژی حرارتی - M.: Teploenergetik، 2015. 304 ص.
18. امرخانوف R.A.، Butuzov V.A.، Garkavyi K.A. سوالات تئوری و راه حل های نوآورانه هنگام استفاده از سیستم های انرژی خورشیدی. - م.: Energoatomizdat، 2009. 502 ص.
19. Zaichenko V.M., Chernyavsky A.A. سیستم های منبع تغذیه مستقل. - م.: ندرا، 2015. 285 ص.
20. Sadilov P.V.، Petrenko V.N.، Loginov S.A.، Ilyin I.K. تجربه استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر در منطقه سوچی // انرژی صنعتی، 2009. شماره 5. صص 50-53.
21. Kovalev O.P.، Volkov A.V.، Loschenkov V.V. تاسیسات گرمایش آب خورشیدی در منطقه پریمورسکی // مجله S.O.K، 2006. شماره 10. صص 88-90.
22. لیچاگین A.A. تامین گرمای هوای خورشیدی در مناطق سیبری و پریموریه // انرژی صنعتی، 2009. شماره 1. صص 17-19.