Солнечная энергетика в России Гелиоэнергетика. Использование солнечной энергии Геотермальная энергия Геотермальное теплоснабжение Мини-теплоэлектростанция на отходах

Заполнение теплоприемного контура производится из теплосети.

Для детских дошкольных учреждений рекомендуется применять установку с двумя отборами проб воды разных температур (рис. 1.14): для кухни +50...+55 °С с дублированием нагрева в проточном электроводоподогревателе, для умывальников и душевых – +40 °С с возможностью автоматического переключения подачи воды из верхней или средней секции бака–аккумулятора и зависимости от их температуры.

Рис. 1.14. Установка солнечного горячего водоснабжения

с постоянной работой дублера

На рисунке обозначено: 1 – солнечный коллектор; 2 – расширительный бак; 3 – циркуляционный насос теплоприемного контура; 4 – скоростной водоподогреватель; 5 – бак–аккумулятор; 6 – сетевой насос; 7 – электроводонагреватель

Обозначения

О – нормы расхода горячей воды при температуре +65 °С, л;

тt – нормы расхода горячей воды при температуре горячей воды, отличающейся от +65 °С, л;

tг1 – нормированное значение температуры горячей воды, °С;

tг – температура воды, подаваемая потребителю, °С;

F – площадь поглощающей поверхности гелиоустановки, м2;

Мг – расход горячей воды в системе горячего водоснабжения или отопления, кг/сутки;

q1 – интенсивность солнечной радиации, падающей на поверхность, коллектора, Вт/м2;

Iв – интенсивность прямой солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, Вт/м2;

Id – интенсивность рассеянной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, Вт/м2;

Рз, Рd – коэффициенты положения солнечного коллектора соответственно для прямой и рассеянной радиации;

b – угол наклона солнечного коллектора к горизонту, град;

η – КПД установки;

 – среднедневная температура наружного воздуха, °С;

t1 , t2 – температура теплоносителя соответственно на входе и выходе солнечного коллектора, °С;

tг – температура горячей воды, поступающей потребителю, °С;

tx – температура водопроводной воды (tx = +15 °С);

U – приведенный коэффициент теплопотерь солнечного коллектора, Вт/(м2∙К);

V – объем бака-аккумулятора, м3;

Fm,а – площадь нагрева теплообменного аппарата, м2;

Ф – тепловая мощность систем горячего водоснабжения и отопления, Вт;

к m а – коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата, Вт/(м2∙К);

Δtm а – разность температур в теплообменнике, °С;

Δtmах, Δtmin – максимальный и минимальный перепад температур в теплообменнике, °С;

φn т – количество теплоты, которая вырабатывается гелиоустановкой в единицу времени, ГДж;

η1 – годовой (сезонный) КПД установки;

A,V – характеристики солнечных коллекторов, м2/(ГДж·сутки) и м3/(ГДж·сутки), соответственно;

Q – количество теплоты, вырабатываемой гелиоустановкой за год, ГДж;

B – количество сэкономленного условного топлива за год, т;

Q – суммарное количество теплоты, выработанное установкой за год (сезон), ГДж;

ηзам – КПД заменяемого источника теплоты.

Проекты использования нетрадиционных источников энергии в системе теплоснабжения г. Ростова-на-Дону. В 1996-1997 гг. институт Ростовтепло-электропроект совместно с рядом Ростовских организаций выполнил разработку первоочередных мероприятии по реконструкции системы теплоснабжения г. Ростова-на-Дону. Значительное место в нем уделено использованию нетрадиционных источников энергии. Наиболее целесообразным определено применение солнечной и ветровой энергии. Для ростовского региона характерны пиковая интенсивность прямой солнечной радиации порядка 0,9, а суммарной – примерно 1 кВт∙ч/м2, годовая интенсивность солнечной радиации – 1350 кВт∙ч/м2, среднее число солнечных часов в году – 2149. Эти условия благоприятны для использования солнечной энергии и получения с помощью простых плоских солнечных коллекторов горячей воды с температурой до 70 °С. Имеется возможность создавать достаточно эффективные гелиоустановки как коллективного, так и индивидуального пользования с применением тепловых аккумуляторов относительно малой мощности.

Так, автоматизированная гелиоустановка горячего водоснабжения производительностью 1000 т воды в сутки (около 50 Гкал/сут) может обеспечить горячей водой в весенне-летне-осенний период микрорайон с населением 10-15 тыс. человек. Для сооружения такой установки требуется площадка размерами всего 100х200 м. При грамотном решении вопросов подготовки теплоносителя с исключением коррозии, накипеобразования и бактериальных отложений на внутренних поверхностях преобразователей солнечного излучения можно гарантировать срок службы установки не менее 25-30 лет.

Размещение гелиоустановок возможно на пустырях городских окраин, на специальных конструкциях над руслами малых рек, на солнцезащитных тентах над спортивными площадками, пляжами, местами отдыха, на крышах и фасадах жилых и производственных зданий и т.п.

В Ростове-на-Дону и Ростовской области в настоящее время действует несколько крупных гелиоустановок с площадями солнечных коллекторов от 100 до 450 м2. Эксплуатация подтвердила их эффективность.

Для использования солнечной энергии с целью повышения экономичности и улучшения экологических параметров Ростовских городских систем теплоснабжения в период 2000-2002 гг. планируются к внедрению новые гелиоустановки.

Для солнечного догрева воды в обратной магистрали теплосети Ростовской ТЭЦ-2 намечено сооружение гелиоустановки в районе подкачивающей насосной станции у реки Темерник. Здесь имеется площадка с бросовыми землями, и возможно сооружение тентовых конструкций над рекой. Общая площадь для размещения гелиоустановки составляет примерно 8 га. На этой площади можно создать крупную солнечную станцию с преобразователями солнечного излучения в тепловую энергию, имеющими общую площадь 20 000 м2. Пиковая тепловая мощность такой солнечной станции составит 12 МВт (10,3 Гкал/ч), что позволит подогревать весь объем воды в обратной магистрали на 12-15 0С летом (при расходе 800-900 т/ч) и на 2-3 0С зимой (при расходе 2 500-2 600 т/ч). При этом общее расчетное количество тепловой энергии, отдаваемой за год в теплосеть ТЭЦ-2 при выводе солнечной станции на полную проектную мощность, составляет не менее 12 000 Гкал.


Использование водной энергии земли