Энергетические показатели системы гелиотеплоснабжения

Для определения оптимальных параметров гелиоустановки вводим понятие об используемости солнечной и преобразованной энергии, которые влияют на эффективность установки.

Критерием используемости солнечной энергии является коэффициент использования потенциальной энергии, показывающий долю максимально поступающей энергии, утилизируемой для преобразования ее в полезную:

(3.19)

где Н_уi – утилизируемая суммарная солнечная энергия в i-м месяце под определенным углом наклона гелиоустановки; Н_потi - суммарная солнечная энергия в эти же месяцы, под углом наклона установки, обеспечивающим ее максимальное поступление.

По величине коэффициента R (3.4) можно определить угол наклона, при котором ожидается максимальный приход суммарной солнечной радиации.

Коэффициент использования энергии, выработанной гелиоустановкой, показывает долю выработанной тепловой энергии, используемой в дальнейшем полезно для технологических процессов:

(3.20)

где Q_{пол i} – полезная используемая энергия в i-м месяце, которая принимается из условий:

Коэффициент = 1 при Q_п Q_в, так как вся вырабатываемая энергия используется потребителем. При определенной площади гелиоустановки и ее угла наклона возможны излишки вырабатываемой энергии (Q_п Q_в), которые не используются потребителем и снижают эффективность установки.

Коэффициент использования за сезон или год оценивается по выражению

(3.21)

При этом нельзя рассматривать отношение суммарной полезной энергии за сезон или год к суммарной выработке за этот же период, т.к. не предусматривается компенсация недостатков энергии в отдельные месяцы за счет излишков в другие месяцы.

Коэффициент обеспеченности потребителя выражает отношение полезно используемой энергии в i-м месяце к потребной энергии в эти же сроки:

.

(3.22)

Обеспеченность потребителя теплотой от солнечной энергии за сезон или год оценивается по выражению

(3.23)

В действительности обеспеченность потребителя полезной энергией за месяц, сезон и год будет намного меньше из-за непостоянного количества поступающей энергии. Эти изменения необходимо учитывать для объективной оценки количества замещаемого органического топлива.

Коэффициент замещения показывает долю замещаемой потребной энергии с учетом режима вариации поступающей энергии. Для рассматриваемого срока

,

(3.24)

где p_i(S) – обеспеченность продолжительности солнечного сияния в i-м месяце.

Коэффициент замещения за сезон или год:

.

(3.25)

Тогда количество полезно используемой энергии за сезон или год определяется по выражению

или

(3.26)

Обеспеченность продолжительности солнечного сияния за сезон или год:

.

Энергетические показатели гелиоустановки являются одним из основных факторов при оптимизации ее параметров, однако для окончательного принятия технического решения необходимо определить экономические показатели солнечной установки.