Inżynieria Rolnicza
Strona główna
Miejsca pracy
Autorzy
Szukaj
Rozprawa habilitacyjna
Tytuł : Modelowanie transferu energii elektrycznej i ciepła w małych, autonomicznych układach solarnych
Słowa kluczowe : płaski kolektor słoneczny, moduł PV, autonomiczna instalacja solarna, sterowanie obiegiem czynnika roboczego, modelowanie wymiany energii
Streszczenie :

W pracy przedstawiono nowe rozwiązanie konstrukcji solarnej instalacji do wspomagania przygotowania ciepłej wody użytkowej, które jest przeznaczone do pracy w autonomii źródła ciepła. Konstrukcja takiej instalacji solarnej będącej połączeniem modułu fotowoltaicznego i płaskiego kolektora słonecznego pozwala na wykorzystanie efektu spójności pracy tych urządzeń w jednym układzie, który zapewnia wspomaganie przygotowania cwu bez potrzeby zasilania energią elektryczną układu wymuszenia wymiany ciepła i sterowania. Rozwiązanie to wpisuje się w potrzeby gospodarstw położonych na obszarach wiejskich, gdzie ciągle jesz-cze występują przerwy w zasilaniu energią elektryczną, co dla aktywnych instalacji solarnych jest dużym zagrożeniem prowadzącym do ich uszkodzenia.

Na potrzeby implementacji autonomicznych instalacji solarnych w praktyce, została opracowana metodyka dająca podstawy do projektowania i badania tego typu układów solarnych. Opracowana metodyka opiera się na modelach analitycznych, które są uzupełniane zależnościami wyznaczonymi empirycznie. Do opisania mocy generowanej przez moduł PV opracowano zależność analityczną, którą sprowadzono do następujących zmiennych niezależnych, tj. gęstości strumienia promieniowania słonecznego, temperatury pracy, powierzchni modułu i stałej będącej sprawnością eksploatacyjną tego modułu. Sprawność modułu zasilającego pompę obiegową napięcia stałego sprowadzono do zależności wiążącej stałe wyznaczone dla modułu PV w warunkach STC i napięcia stabilizacji zadanego na pompie obiegowej. Moc generowana przez moduł posłużyła do wyjaśnienia natężenia przepływu czynnika roboczego w instalacji solarnej zależnością logarytmiczną, wyznaczoną empirycznie.

W opracowaniu do połączenia strumienia energii elektrycznej generowanej przez moduł ze strumieniem ciepła indukowanego w płaskim kolektorze słonecznym wykorzystano bezwymiarowy współczynnik odprowadzenia ciepła z kolektora. W oparciu o tak wyznaczony współczynnik opracowano zestaw modeli opisujących stan energetyczny autonomicznej instalacji solarnej, które rozwiązano w programie Matlab Symuling. Należy podkreślić, że opracowane modele bardzo dobrze opisu-ją procesy zachodzące w autonomicznym układzie solarnym, co zostało zweryfikowane na próbach o różnej zmienności gęstości promieniowania słonecznego.

Ponadto na potrzeby weryfikacji modeli przeprowadzono analizę gęstości promieniowania słonecznego, docierającego do powierzchni pochylonej pod kątem 30º i ekspozycji południowej.

Praca wykonana : w Katedrze Energetyki i Automatyzacji Procesów Rolniczych, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Proszę używać poniższego wzoru do cytowania tego artykułu : Knaga, J. (2013). Modelowanie transferu energii elektrycznej i ciepła w małych, autonomicznych układach solarnych. Inżynieria Rolnicza, 2(144),
Pobierz :
Miejsce pracy
W razie zauważenia błędów prosimy o kontakt: Redakcja PTIR