TÍNH TOÁN THIẾT KẾ BỘ THU NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜ
3.1.1. Collector phẳng
Collector phẳng có mặt hấp thụ ánh sáng dạng tấm phẳng. Hình 3.1 trình bày sơ ựồ cấu tạo chung của collector phẳng.
Hình 3.1. Sơ ựồ cấu tạo của collector phẳng
Tấm che ựược làm bằng thuỷ tinh hay bằng vật liệu trong suốt khác. Nhiệm vụ cơ bản của các tấm che là tạo ra hiệu ứng lồng kắnh ựể làm giảm bớt tổn thất năng lượng bức xạ từ bề mặt làm việc của colletor ra ngoài môi trường, ựồng thời góp phần hạn chế tổn thất nhiệt do hiện tượng ựối lưu. Các tấm che này phải có ựộ trong suốt cao ựể cho các tia bức xạ xuyên qua ở mức tối ựa. Tuỳ theo mức nhiệt ựộ làm việc của collector mà người ta chọn số lượng các tấm phủ N thắch hợp. Khi nhiệt ựộ làm việc càng cao thì N càng lớn, giá tri phổ biến của N là từ 1 ựến 2. Trong một vài trường hợp có thể người ta không cần dùng ựến tấm che.
Bề mặt hấp thụ là bề mặt nhận năng lượng mặt trời ựể truyền lại cho môi chất làm việc (không khắ hoặc chất lỏng). Thông thường bề mặt này ựược sơn mầu ựen. để gia tăng khả năng hấp thụ các tia bức xạ mặt trời và giảm bớt sự phát xạ ngược lại từ bề mặt hấp thụ người ta có thể dùng các loại sơn chuyên dụng ựể tạo nên bề mặt hấp thụ chọn lọc (selective surface).
Lớp cách nhiệt ựặt ở mặt dưới của collector ựể giảm tổn thất nhiệt theo hướng ựáy của collector, ngoài ra có thể bố trắ thêm các lớp cách nhiệt phụ ở các cạnh bên của collector.
So với các loại collector khác thì collector dạng tấm phẳng có một số ưu ựiểm như: có thể hấp thụ tất cả các loại tia bức xạ, không cần quay theo mặt trời, dễ gia công, không cần bảo trì thường xuyên và giá thành khá rẻ.
Collector phẳng ựược chia thành nhiều loại, sau ựây là một số loại collector phẳng sử dụng phổ biến:
a. Collector tấm trần:
Hình 3.2. Collector tấm trần
Loại collector tấm trần không cần tấm che, tấm hấp thụ nằm phắa trên, dòng khắ chuyển ựộng phắa dưới của tấm hấp thụ, tổn thất bức xạ và ựối lưu lớn ở trên bề mặt, thắch hợp cho việc tăng nhiệt ựộ khoảng 3 ọ 5oC.
b. Collector dòng trên:
Collector dòng trên có dòng khắ chuyển ựộng giữa tấm hấp thụ và tấm che (hình 3.3). Năng lượng hữu ắch có giảm chút ắt do phản xạ và tắnh hấp thụ của tấm che. Giảm ựược mất mát nhiệt ựối lưu và bức xạ. Nhiệt ựộ có thể tăng lên 10 ọ 30oC.
Hình 3.3. Collector dòng trên
c. Collector dòng dưới:
Collector này giảm mất mát nhiệt do tấm hấp thụ ựược che bằng vật liệu trong suốt (hình 3.4). Dòng khắ chuyển ựộng bên dưới tấm hấp thụ. Nhiệt ựộ dòng khắ tăng lên ựược 30oC,giảm bám bụi vào bề mặt hấp thụ và tấm che.
Hình 3.4. Collector dòng dưới
d. Collector dòng song song
đặc ựiểm của collector dòng song song là dòng khắ chuyển ựộng cả bên trên và bên dưới của tấm hấp thụ (hình 3.5). điều ựó làm tăng cường bề mặt trao ựổi nhiệt, nhiệt ựộ tấm hấp thụ thấp, giảm ựược tổn thất nhiệt do bức xạ. Tuy nhiên bề mặt hấp thụ bị lắng bụi.
Hình 3.5. Collector dòng song song 3.1.2. Collector dạng zic zắc
Cấu tạo của collector dạng này gần giống như collector phẳng chỉ khác bề mặt hấp thụ có dạng zic zắc (hình 3.6). Mục ựắch làm mặt hấp thụ có dạng
zic zắc là ựể tăng diên tắch bề mặt hấp thu nhiệt, ựồng thời tăng hiệu suất hấp thụ nhiệt do các tia bức xạ tới ựược phản xạ và hấp thụ nhiều lần.
Hình 1.38. Collector zắc zắc
Hình Collecor dạng zic zăc
Hình 3.6. Collector dạng zic zắc
để ựạt ựược hiệu suất cao nhất khi sử dụng thiết bị dạng này thì góc nghiêng và kắch thước của tấm hấp thụ là yếu tố ựược quan tâm nhất khi tắnh toán thiết kế.