Giáo trình hướng dẫn cơ bản cách sử dụng các thiết bị lấy nguồn năng lượng mặt trời để sử dụng phần 2 pdf

54 ngy, láúy bàòng trë trung bçnh trong nàm tải vé âäü âang xẹt. Lục màût tråìi mc τ = 0, nhiãût âäü âáưu ca panel v cháút lng bàòng nhiãût âäü t o ca khäng khê ngoi tråìi. Cáưn tçm hm phán bäú nhiãût âäü cháút lng trong panel theo thåìi gian τ v táút c cạc thäng säú â cho: t = t (τ, abδδ t , m o .Co, m.C p , ε D F 1 , G, δ c , δ k , δ K , λ c , λ k , λ K , α, t o , ω, E n ). Cạc gi thiãút khi nghiãn cỉïu: - Panel âỉåüc âàût cäú âënh trong mäùi ngy, sao cho màût thu F 1 vng gọc våïi màût phàóng qu âảo trại âáút. - Tải mäùi thåìi âiãøm τ, coi nhiãût âäü cháút lng v häüp thu âäưng nháút, bàòng t(τ). Láûp phỉång trçnh vi phán cán bàòng nhiãût cho häüp thu: Khi panel âàût cäú âënh (ténh) . Xẹt cán bàòng nhiãût cho hãû gäưm cháút lng v häüp kim loải, trong khong thåìi gian dτ kãø tỉì thåìi âiãøm τ. Màût F 1 háúp thủ tỉì màût tråìi 1 lỉåüng nhiãût bàòng: δQ 1 = ε 1 DE n sinωτ. F 1 .sinωτ.dτ, [J]. Lỉåüng nhiãût δQ 1 âỉåüc phán ra cạc thnh pháưn âãø: - Lm tàng näüi nàng v häüp dU = m o .C o dt, - Lm tàng entanpy lỉåüng nỉåïc ténh dI m = m.C p dt , - Lm tàng entanpy dng nỉåïc dI G = Gdτ C p (t - t o ) , - Truưn nhiãût ra khäng khê ngoi tråìi qua âạy F 3 = ab v cạc màût bãn F 2 = 2δ(a+b) våïi hãû säú truưn nhiãût k 3 = k 2 = 1 1 − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + αλ δ c c , qua màût thu F 1 = ab våïi k 1 = 1 3,1 1 − ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ++ αλ δ λ δ K K k k ϕ o ϕ(τ) GC P t o o t o t α α 1,3α D ε F = ab 1 1 E(τ) t D, δΚ , λΚ δκ , λκ δ , m , Cp m o , Co δc , λc τn ω Hçnh 1: Mä t bi toạn panel läưìng kênh , abδ H çnh 4.8. Mä hçnh tênh toạn bäü thu phàón g 55 Vỏỷy coù tọứng lổồỹng nhióỷt bũng Q 2 = (k 1 F 1 + k 2 F 2 + k 3 F 3 ) (t - t o ) d ; Do õoù, phổồng trỗnh cỏn bũng nhióỷt: Q 1 = dU + dI m + dI G + Q 2 seợ coù daỷng: 1 DE t F t sin 2 () d = dt miCi + (GC p + k i F i ) (t - t o ) d. Sau pheùp õọứi bióỳn T() = t() - t o vaỡ õỷt a = C P Cm FDE ii n = 1 , [K/s], b = C W Cm FkGC ii iip = + , [s -1 ] thỗ phổồng trỗnh cỏn bũng nhióỷt cho panel tộnh laỡ: T() + bT() = a sin 2 () (4.1) vồùi õióửu kióỷn õỏửu T(0) = 0 (4.2) Khi panel õọỹng õổồỹc quay õóứ dióỷn tờch hổùng nừng luọn bũng F 1 , thỗ mỷt F 1 hỏỳp thuỷ õổồỹc: Q 1 = 1 DE n sin. F 1 .d, [J]. Do õoù, tổồng tổỷ nhổ trón, phổồng trỗnh cỏn bũng nhióỷt cho panel õọỹng coù daỷng: T() + bT() = a sin() (4.3) vồùi õióửu kióỷn õỏửu T(0) = 0 (4.4) Xaùc õởnh haỡm phỏn bọỳ nhióỷt õọỹ: Haỡm nhióỷt õọỹ trong panel tộnh seợ õổồỹc tỗm ồớ daỷng T() = A() e -b . Theo phổồng trỗnh (3.1) ta coù: A () = a e b sin 2 .d = 2 a e b (1- cos2)d = b a 2 ( e b - I ) vồùi: I = cos2 .de b = I b b b e b 2 2 )2cos2sin2( + tổùc laỡ: I = 22 4 b be b + [2sin2 + bcos 2] + C 1 Hũng sọỳ C 1 õổồỹc xaùc õởnh theo õióửu kióỷn õỏửu T(0) = 0 hay A(0) = 0, tổùc laỡ C 1 = 2 )2/(1 1 b+ . Do õoù, haỡm phỏn bọỳ nhióỷt õọỹ chỏỳt loớng trong panel tộnh coù daỷng: T() = b a 2 [1- 22 4 b b + (2sin2 + bcos2) - 2 )2/(1 b e b + ] (4.5) Nóỳu duỡng pheùp bióỳn õọứi (Asinx + Bcosx) = 22 BA + sin (x + artg A B ) thỗ haỡm (3.5) seợ coù daỷng: T() = b a 2 [1- 22 4 +b b sin(2 + artg 2 b ) - 2 )2/(1 b e b + ] (3.6) Sọỳ haỷng cuọỳi cuớa tọứng coù giaù trở nhoớ hồn 1 vaỡ giaớm rỏỳt nhanh, nón khi >1h coù thóứ boớ qua. Haỡm nhióỷt õọỹ trong panel õọỹng laỡ nghióỷm cuớa hóỷ phổồng trỗnh (4.3), (4.4), õổồỹc tỗm nhổ caùch trón, seợ coù daỷng: 56 T â (τ) = 2 )/(1 bb a ω + [sin(ωτ + artg b ω ) - 2 )/(1 ω τ b e b + − ] (4.7) Säú hảng sau ca täøng ln nh hån 1 v gim khạ nhanh, nãn khi τ >2h cọ thãø b qua. Cạc hm phán bäú (4.6) v (4.7) s âỉåüc mä t åí hçnh 4.9 v hçnh 4.10. Láûp cäng thỉïc tênh toạn cho panel ténh v âäüng: Sỉí dủng cạc hm phán bäú (4.6) v (4.7) dãù dng láûp âỉåüc cạc cäng thỉïc tênh cạc thäng säú k thût âàûc trỉng cho panel ténh v âäüng. Panel ténh âảt nhiãût âäü cỉûc âải T m = b a 2 (1+ 22 4 ω +b b ) lục τ m = τ n ( ωπ 24 1 8 3 b artg− ). Panel âäüng âảt nhiãût âäü cỉûc âải T âm = 2 )/(1 bb a ω + > T m lục τ âm = τ n ( b artg ω π 2 1 4 1 + ). Sau khi tênh nhiãût âäü trung bçnh trong 1 ngy nàõng cho mäùi panel theo cäng thỉïc: T n = ∫ 2/ 0 )( 2 n dT n τ ττ τ , V dãù dng tçm âỉåüc cäng sút nhiãût hỉỵu êch trung bçnh Q n = GC p T n , [W], lỉåüng nhiãût thu âỉåüc mäùi ngy Q = nn Q τ 2 1 , [J], .v.v. Hiãûu sút nhiãût panel η = 1 FE Q n våïi E = n n n n EdE n ∫ = 2/ 0 2 2sin 2 τ π τ τ τ π τ . Cạc cäng thỉïc củ thãø cho cạc loải panel âỉåüc giåïi thiãûu åí bng 4.2. Cạc säú liãûu tênh toạn cho panel 1 m 2 ténh v âäüng: Trong bng 4.1 giåïi thiãûu cạc säú liãûu tênh toạn cho máùu panel 1m 2 våïi häüp thu kêch thỉåïc abδ = 1 x 1 x 0,01 m 3 , âỉåüc lm bàòng thẹp táúm dy δ t = 0,001m, C o = 460 J/kgK , màût thu F 1 = 1m 2 , âäü âen ε = 0,95, låïp khäng khê dy δ k = 0,01m, táúm kênh dy δ K = 0,005 m , λ K = 0,8 W/mK , âäü trong D = 0,95, låïp cạch nhiãût bäng thy tinh dy δ C = 0,02 m, λ C = 0,055W/mK, dng nỉåïc qua panel cọ G = 0,002 kg/s våïi nhiãût âäü t o = 30 o C. Cỉåìng âäü bỉïc xả cỉûc âải E n , láúy trung bçnh trong nàm tải  nàơng, åí vé âäü 16 o bàõc, l E n = ∑ ni E 365 1 = 940 W/m 2 . 57 Hỗnh 4.9. Haỡm nhióỷt õọỹ khi tộnh t() vaỡ khi õọỹng t õ () cuớa panel 1m 2 coù W > W S Baớng 4.1. Caùc sọỳ lióỷu tờnh toaùn cho panel 1m 2 Thọng sọỳ tờnh toaùn Cọng thổùc tờnh Giaù trở ồn vở Hóỷ sọỳ toớa nhióỷt ra khọng khờ = i k C(G r P r ) n 8,5 W/m 2 K Hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt lón trón k 1 = 1 3,1 1 ++ K K k k 2,2 W/m 2 K Hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt qua lồùp caùch nhióỷt k 2 = 1 1 + C C 2,1 W/m 2 K Khọỳi lổồỹng voớ họỹp thu m 0 = t t (2F 1 + 4 ) 16 kg Khọỳi lổồỹng nổồùc tộnh m = F 1 ( - 2 t ) 8 kg Nhióỷt dung họỹp nổồùc C = m 0 C o + mC p 40752 J/K Doỡng nhióỷt dung qua họỹp W = GC P + k i F i 12,7 W/K Cọng suỏỳt hỏỳp thuỷ max P = D E n F 1 853,8 W Tọỳc õọỹ gia nhióỷt max a = C P 0,021 K/s t m 681012 12,9 14 16 18h 0 20 40 60 80 100 C o 30 õ() t () t 95,4 C o 94 C o 72 C o 45 C o 64 C o 36 C o 58 Tỏửn sọỳ dao õọỹng rióng cuớa panel b = C W 3,13.10 -4 s -1 Tọỳc õọỹ goùc tia nừng = n 2 7,27.10 -5 rad.s -1 Baớng 4.2. Cọng thổùc chung tờnh caùc thọng sọỳ kyợ thuỏỷt õỷc trổng vaỡ caùc sọỳ lióỷu cho panel nổồùc noùng 1m 2 coù W > W S . Panel tộnh Panel õọỹng Thọng sọỳ õỷc trổng Cọng thổùc tờnh Sọỳ lióỷu Cọng thổùc tờnh Sọỳ lióỷu ọỹ gia nhióỷt max T m = ) 4 1( 2 22 + + b a b a 64 o C T õm = 2 )/(1 bb a + 65,4 o C Nhióỷt õọỹ max t m =t o + 22 4 1( 2 + + b b b a ) 94 o C T õm = t o + 2 )/(1 bb a + 95,4 o C Thồỡi õióứm õaỷt T m m = n 24 1 8 3 b artg 6,8h õm = n + b artg 2 1 4 1 6,9h Nhióỷt õọỹ cuọỳi ngaỡy t c = t o + )4( 2 22 2 bb a + 36 o C t õc = t o + 22 b a + 45 o C ọỹ gia nhióỷt TB T n = b a 2 34 o C T õn = ( ) () 22 22 2 bb ba + + 42 o C Cọng suỏỳt hổợu ờch TB Q n = b a 2 GC p 280 W Q õn = GC p ( ) () 22 22 2 bb ba + + 349 W Saớn lổồỹng nhióỷt 1 ngaỡy Q = b a n 4 GC p 12MJ Q õ =GC p 2 n ( ) () 22 22 2 bb ba + + 15MJ Saớn lổồỹng nổồùc noùng M = G n 2 , t n = t o + T n 86kg ồớ 64 o C M = G n 2 , t õn = t o + T õn 86kg ồớ 72 o C Hióỷu suỏỳt nhióỷt panel = 1 4bEnF aGC p 46% = ( ) () 22 1 22 2 2 bbEnF baGC p + + 58% ióửu kióỷn õóứ chỏỳt loớng sọi trong panel: óứ thu õổồỹc nổồùc sọi coù nhióỷt õọỹ t s cỏửn coù õióửu kióỷn t m t s hay T m t s - t o = T s . ióửu kióỷn sọi trong panel õọỹng laỡ: T õm = 22 +bC P T s hay b = C W 2 2 s CT P . e b sin 2 .d = 2 a e b (1- cos2)d = b a 2 ( e b - I ) vồùi: I = cos2 .de b = I b b b e b 2 2 )2cos2sin2( + tổùc laỡ: I = 22 4 b be b + [2sin2 + bcos 2] + C 1 . ọỹ gia nhióỷt TB T n = b a 2 34 o C T õn = ( ) () 22 22 2 bb ba + + 42 o C Cọng suỏỳt hổợu ờch TB Q n = b a 2 GC p 28 0 W Q õn = GC p ( ) () 22 22 2 bb ba + + 349 W Saớn lổồỹng. A(0) = 0, tổùc laỡ C 1 = 2 )2/ (1 1 b+ . Do õoù, haỡm phỏn bọỳ nhióỷt õọỹ chỏỳt loớng trong panel tộnh coù daỷng: T() = b a 2 [1- 22 4 b b + (2sin2 + bcos2) - 2 )2/ (1 b e b + ] (4.5) Nóỳu