Lý thuyết và ứng dụng Năng lượng mặt trời: Phần 2

Phần 2 của Tài liệu Năng lượng mặt trời - Lý thuyết và ứng dụng trình bày các nội dung liên quan đến thiết bị nhiệt mặt trời như: Cơ sở lý thuyết tính thiết bị nhiệt mặt trời, bếp nấu dùng năng lượng mặt trời, hệ thống cung cấp nước nóng dùng năng lượng mặt trời, hệ thống sấy dùng năng lượng mặt trời,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lý thuyết và ứng dụng Năng lượng mặt trời: Phần 2 CHÆÅNG 4 THIÃÚT BË NHIÃÛT MÀÛT TRÅÌI Khaïc våïi pin màût tråìi, thiãút bë nhiãût màût tråìi nháûn bæïc xaû nhiãût màût tråìi vaì têch træî nàng læåüng dæåïi daûng nhiãût nàng. Thiãút bë nhiãût màût tråìi coï ráút nhiãöu loaûi khaïc nhau tuyì thuäüc vaìo muûc âêch sæí duûng cuía chuïng. 55 4.1. CÅ SÅÍ LYÏ THUYÃÚT TÊNH TOÏAN THIÃÚT BË 4.1.1. Caïc âënh luáût cå baín vãö bæïc xaû 4.1.1.1. Âënh luáût Planck Âënh luáût Planck thiãút láûp mäúi quan hãû giæîa nàng suáút bæïc xaû âån 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 −1 trong 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 caïc nhiãût âäü khaïc nhau. Caïc âäö thë naìy coï âàûc âiãøm chung laì haìm E0λ âaût cæûc âaûi åí mäüt giaï trë λmax naìo âoï. Giaï trë λmax coï thãø xaïc âënh khi láúy âaûo haìm biãøu thæïc tênh E0λ theo λ. ∂E 0λ − C2 C2 =e λ max .T + −1= 0 (4.2) ∂λ 5.λ max .T Giaíi 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=1200K =900K TT=1200K =600K 10 λ 0 2 λm 4 6 8 10 µm Hçnh 4.1. Haìm phán bäú Eoλ theo λ vaì T 4.1.1.2. Âënh luáût dëch chuyãøn Wien Khi váût nhiãût âäü T coï cæåìng âäü bæïc xaû låïn nháút thç soïng λmax seî quan hãû våïi nhiãût âäü theo biãøu thæïc: λmax.T = 2,898.10-3 m.K Váûy 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. 57 4.1.1.3. Âënh luáût Stephan-Boltzmann Âënh luáût Stephan-Boltzmann thiãút láûp mäúi quan hãû giæîa nàng suáút bæïc xaû cuía váût âen tuyãût âäúi våïi nhiãût âäü. Nàng suáút bæïc xaû cuía váût 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 C Tæì 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 xaû riãng 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 hãû säú háúp thuû cuía báút kyì váût thãø naìo cuîng nàng suáút bæïc xaû cuía váût âen tuyãût 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 hãû säú háúp thuû láön læåüt laì A1, A2, . . .,An. Caïc váût naìy coï nhiãût âäü nhæ nhau, theo âënh luáût Kirchoff ta coï: E1 E ...