Chương 4: Thiết bị nhiệt mặt trời

Khác với pin mặt trời, thiết bị mặt trời nhận bức xạ nhiệt mặt trời và tích trữ năng lượng dưới dạng nhiệt năng. Thiết bị nhiệt mặt trời có rất nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử dụng của chúng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 4: Thiết bị nhiệt mặt trời CHÆÅNG 4 THIÃÚT BË NHIÃÛT MÀÛT TRÅÌI Khaïc våïi pin màût tråìi, thiãút bë nhiãût màût tråìi nháûn bæïc xaû nhiãûtmàût tråìi vaì têch træî nàng læåüng dæåïi daûng nhiãût nàng. Thiãút bë nhiãûtmàût tråìi coï ráút nhiãöu loaûi khaïc nhau tuyì thuäüc vaìo muûc âêch sæí duûngcuía chuïng. 554.1. CÅ SÅÍ LYÏ THUYÃÚT TÊNH TOÏAN THIÃÚT BË4.1.1. Caïc âënh luáût cå baín vãö bæïc xaû4.1.1.1. Âënh luáût Planck Âënh luáût Planck thiãút láûp mäúi quan hãû giæîa nàng suáút bæïc xaûâån sàõc cuía váût âen tuyãût âäúi våïi bæåïc soïng vaì våïi nhiãût âäü cuía váût. C1 E oλ = C2 (4.1) λ .e 5 λT −1trong âoï C1, C2 [m.K] - caïc hàòng säú Planck: C1 = 0,374.10-15 W.m2; C2 = 1,439.10-2 m.K λ, [m] - chiãöu daìi bæåïc soïng, T, [K] - nhiãût âäü tuyãût âäúi, Tæì biãøu thæïc trãn ta coï thãø thiãút láûp âäö thë quan hãû E0λ = f(λ) åí caïcnhiãût âäü khaïc nhau. Caïc âäö thë naìy coï âàûc âiãøm chung laì haìm E0λ âaûtcæûc âaûi åí mäüt giaï trë λmax naìo âoï. Giaï trë λmax coï thãø xaïc âënh khi láúyâaûo haìm biãøu thæïc tênh E0λ theo λ. ∂E 0λ − C2 C2 =e λ max .T + −1= 0 (4.2) ∂λ 5.λ max .TGiaíi ra ta coï: λmax.T = 2,898.10-3 m.K (4.3) 56 -6 E 0λ .10 W /m 3 30 T =1200K 20 TT =900K =1200K TT =600K =1200K 10 λ 0 2 λm 4 6 8 10 µm Hçnh 4.1. Haìm phán bäú Eoλ theo λ vaì T4.1.1.2. Âënh luáût dëch chuyãøn Wien Khi váût nhiãût âäü T coï cæåìng âäü bæïc xaû låïn nháút thç soïng λmax seîquan hãû våïi nhiãût âäü theo biãøu thæïc: λmax.T = 2,898.10-3 m.KVáûy khi nhiãût âäü T caìng låïn thç λmax caìng nhoí. Eoλ T1 T2 Eoλmax T3 λ λmax Hçnh 4.2. Âënh luáût dëch chuyãøn Wien. 574.1.1.3. Âënh luáût Stephan-Boltzmann Âënh luáût Stephan-Boltzmann thiãút láûp mäúi quan hãû giæîa nàngsuáút bæïc xaû cuía váût âen tuyãût âäúi våïi nhiãût âäü. Nàng suáút bæïc xaû cuíaváût âen tuyãût âäúi tyí lãû våïi nhiãût âäü tuyãût âäúi muî 4. ∞ Eo = ∫E λ =0 oλ .dλ (4.4) hay : Eo = σ0. T4 , [W/m2 ] (4.5) 4 ⎛ T ⎞ hay : E o = C o .⎜ ⎟ , [W/m ] 2 (4.6) ⎝ 100 ⎠trong âoï :σ0= 5,67.10-8 W/m2.K4 - hàòng säú bæïc xaû cuía váût âen tuyãût âäúi,C0 = 108. σ0 = 5,67, W/m2.K4 - hãû säú bæïc xaû cuía váût âen tuyãût âäúi,Âënh luáût Stephan-Bolzman coï thãø sæí duûng cho váût xaïm (A≠1). 4 ⎛ T ⎞ E = C.⎜ ⎟ , [W/m ] 2 (4.7) ⎝ 100 ⎠våïi C, [W/m2.K4]- hãû säú bæïc xaû cuía váût xaïm E CTæì caïcbiãøu thæïc trãn vaì nãúu âàût = = ε goüi laì âäü âen cuía váût Eo CO 4 ⎛ T ⎞khi âoï : E = ε .C o .⎜ ⎟ (4.8) ⎝ 100 ⎠4.1.1.4. Âënh luáût Kirchoff Âënh luáût Kirchoff thiãút láûp mäúi quan hãû giæîa nàng suáút bæïc xaûriãng cuía mäüt váût våïi nàng suáút bæïc xaû cuía váût âen tuyãût âäúi Ao = 1.ÅÍ traûng thaïi cán bàòng vãö nhiãût, thç tyí säú giæîa nàng suáút bæïc xaû vaì hãûsäú háúp thuû cuía báút kyì váût thãø naìo cuîng nàng suáút bæïc xaû cuía váût âentuyãût âäúi åí cuìng nhiãût âäü vaì cuîng chè phuû thuäüc vaìo nhiãût âäü. 58 Giaí sæí coï n váût coï nàng suáút bæïc xaû laì E1, E2, . . ., En vaì caïc hãûsäú háúp thuû láön læåüt laì A1, A2, . . .,An. Caïc váût naìy coï nhiãût âäü nhæ nhau,theo âënh luáût Kirchoff ta coï: E1 E 2 E ...