Năng lượng tái tạo - Nhiệt mặt trời

Công nghệ nhiệt mặt trời có thể được sử dụng cho đun nước nóng, sưởi ấm không gian, làm mát không gian và quá trình sinh nhiệt.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Năng lượng tái tạo - Nhiệt mặt trờiNĂNG LƯỢNG TÁI TẠO Nhiệt mặt trời Hình học bức xạ mặt trời1. Góc vĩ tuyến ϕ2. Góc nghiêng β3. Góc ngày δ4. Góc giờ ω5. Góc tới θ6. Góc Zenit θz7. Góc lệch Azimuth γ8. Góc Azimuth Mặt trời γs Hình học bức xạ mặt trờiGóc vĩ tuyến ϕ (vĩ độ) tạimột địa điểm nào đó là gócbán kính của Quả Đất điqua điểm đó và hình chiếucủa nó trên mặt phẳng xíchđạo của Quả Đất. -90o < ϕ < 90o Hình học bức xạ mặt trời Góc nghiêng β là góc tạo bởi bộ thu (tấm thu nhiệt hoặc panel pin mặt trời) với mặt phẳng nằm ngang.Thông thường β = ϕ +10 Hình học bức xạ mặt trời Góc ngày δ là góc giữa đường nối tâm Mặt Trời và Quả Đất với hình chiếu của nó trên mặt phẳng xích đạo-23,45o < δ < 23,45on là số ngày tính từ ngày 1/1.Hình học bức xạ mặt trờiHình học bức xạ mặt trời Vi d? 30 0 -30 21/9 21/12 21/3 21/6 21/9Hình học bức xạ mặt trời Hình học bức xạ mặt trờiGóc giờ ω là góc xác định vị trí Mặt Trời trên bầutrời tại thời điểm quan sát. ω có giá tri dương vàobuổi sáng, âm vào buổi chiều. Tại 12h trưa ω = 0,1giờ lệch tương đương 15o -90o < ω < 90o Hình học bức xạ mặt trờiGóc tới θ là góc tạo bởi tia tới (tia trực xạ) và pháptuyến của mặt phẳng nghiêng Hình học bức xạ mặt trờiGóc Zenit θz góc tạo bởi tia tới (tia trực xạ) và pháptuyến của mặt phẳng ngang Hình học bức xạ mặt trờiGóc lệch Azimuth γ là góc tạo bởi hình chiếu của pháp tuyến mặt phẳngnghiêng trên mặt phẳng ngang và hướng Nam. γ nhận giá trị âm nếu hìnhchiếu nằm bên trái hướng Nam, nhận giá trị dương nếu hình chiếu nằmbên phải hướng Nam -180o < γ < 180o Hình học bức xạ mặt trờiGóc Azimuth Mặt trời γs góc tạo bởi hình chiếu của tiatới (tia trực xạ) trên mặt phẳng ngang và hướng NamHình học bức xạ mặt trời Tính toán thông số hình học bức xạ mặt trờiCách tính góc tới bộ thu BXMT(1) cosθ = sinϕ(sinδcosβ + cosδcosγcosωsinβ) + cosϕ(cosδcosωcosβ - sinδcosγsinβ) + cosδsinγsinωsinβ(2) cosθ= cosθzcosβ + sinθzsinβcos(γs-γ)Tính toán thông số hình học bức xạ mặt trời cosθ = sinϕ(sinδcosβ + cosδcosγcosωsinβ) + cosϕ(cosδcosωcosβ - sinδcosγsinβ) + cosδsinγsinωsinβ Mặt phẳng thu thẳng đứng β = 90o, cosβ = 0, sinβ = 1 cosθ = sinϕcosδcosγcosω - cosϕsinδcosγ + cosδsinγsinω Mặt phẳng thu nằm ngang β = 0o, cosβ = 1, sinβ = 0 Pháp tuyến của mặt phẳng ngang trùng với pháp tuyến của mặt phẳng nghiêng θ=θz cosθ = cosθz = sinϕsinδ + cosϕcosδcosωTính toán thông số hình học bức xạ mặt trờicosθ = sinϕ(sinδcosβ + cosδcosγcosωsinβ) + cosϕ(cosδcosωcosβ - sinδcosγsinβ) + cosδsinγsinωsinβMặt phẳng quan sát hướng chính Nam, γ = 0o , cosγ = 1, sinγ = 0cosθ = sinϕ(sinδcosβ + cosδcosωsinβ) + cosϕ(cosδcosωcosβ - sinδsinβ) = sinδ sin(ϕ-β) + cosδcosωcos(ϕ-β)Mặt phẳng thu thẳng đứng β = 90o, hướng Namcosθ = sinϕcosδcosω - cosϕsinδHệ số chuyển đổi năng lượngtừ mặt phẳng ngang sang mặt phẳng nghiêngHệ số nghiêng đối với tia trực xạ cosθRb = cosθ zlà tỷ số giữa dòng năng lượng trực xạ tới trên mặt phẳng thu và dòngnăng lượng trực xạ tới trên mặt phẳng ngang.Bộ thu thường đặt thẳng góc hướng NamRb = [sinδ sin(ϕ-β) + cosδcosωcos(ϕ-β)] / [sinϕsinδ + cosϕcosδcosω] Hệ số chuyển đổi năng lượng từ mặt phẳng ngang sang mặt phẳng nghiêngHệ số nghiêng đối với tia nhiễu xạ 1Rd = (1 + cosβ) 2Hệ số nghiêng đối với tia phản xạ 1Rr = (1 - cosβ)ρ 2ρ là hệ số phản xạ, thông thường ρ = 0,2 Năng lượng mặt trời tới bộ thuNăng lượng tới trên mặt phẳng nghiêng Ig = Ib + IdMật độ dòng năng lượng của thành phần trực xạ Ib (kJ/m2h)Mật độ dòng năng lượng của thành phần nhiễu xạ Id (kJ/m2h)Năng lượng tới trên mặt phẳng nghiêng ITIT = IbRb + IdRd + (Ib+Id)Rr ...