Щоб зрозуміти все щодо розрахунку теплових характеристик колекторів PVT
Оновлено 9 липня 2020 р. | Сонячна техніка | 10
Часто важко порівняти теплові характеристики різних колекторів PV/T, оскільки існує багато припущень, які впливають на коефіцієнти a0 та a1. Ми намагаємось розбити всі деталі для вас нижче, щасливого читання !
Що означають коефіцієнти a0 та a1 (і a2)?
Коефіцієнт a0 (також відомий як η0_hem, коли швидкість вітру дорівнює нулю), відноситься до пікової енергії колектора: це кількість сонячної енергії, яка поглинається і перетворюється в корисну теплову енергію. Для традиційного теплового колектора a0 становить близько 80%, але для колектора PV/T, оскільки частина поглиненої енергії перетворюється в електроенергію (PV), a0 становить близько 30-50%.
Слід зазначити, що до 2014 року більшість виробників PV/T проводили свої сертифікаційні випробування без фотоелектричної частини, що виробляє електроенергію. Таким чином, їх теплові показники були штучно високими (але помилковими, оскільки, коли ФВ працює нормально у своїй максимальній робочій точці - відомій як MPP - значення a0 втрачає кілька%). Нагадаємо, панелі DualSun завжди були сертифіковані з урахуванням виробництва фотоелектричних батарей, і, крім того, панель DualSun Wave була першою панеллю у світі, яка отримала нову “гібридну” сертифікацію.
Коефіцієнти a1 і a2 - це коефіцієнти теплових втрат: із збільшенням температури ефективність датчика зменшується в рази на a1 і a2. Коефіцієнт a2 є коефіцієнтом 2-го порядку, він більшу частину часу фіксується на нулі для датчиків PV/T. Ось чому в решті статті ми більше не будемо говорити про цей a2.
Параметри для визначення a0 та a1
Для обчислення a0 та a1, наступні чотири параметри впливають на значення a0 та a1 (і часто є причиною невідповідності порівнянь).
1. Умови навколишнього середовища: стаціонарний стан проти квазідинамічного
Першою змінною, яка впливає на коефіцієнти a0 та a1, є метод, що застосовується для встановлення умов навколишнього середовища:
А. Постійний режим: в умовах стійкого стану стабільні та незмінні, тест, як правило, проводять у приміщенні. Коефіцієнти, що використовуються для стаціонарного аналізу, такі: η0, bu, b1, b2. Потім ці коефіцієнти використовуються для визначення a0 та a1.
B. Квазідинамічний: в квазідинамічній ситуації ми знаходимося в природному стані, де сонячне світло і зовнішня температура дозволяють дещо змінюватися; тест зазвичай проводиться зовні. Для квазідинамічного аналізу використовуються коефіцієнти: η0, Kb, Kd, b0, c1, c2, c3, c4, c5, c6. Потім ці коефіцієнти використовуються для визначення a0 та a1.
Стаціонарний метод широко застосовувався до недавнього часу, оскільки було легше проводити вимірювання в приміщенні, але квазідинамічний тест застосовується дедалі більше, оскільки для PV/T, програмного забезпечення для моніторингу. Презентація теплових характеристик ScenoCalc наразі доступна лише з квазідинамічними коефіцієнтами. Переглянута версія стандарту EN ISO 9806: 2017 призведе до оновлення інструменту ScenoCalc, і тоді не буде більше труднощів у використанні результатів двох методів.
2. Площа датчика: загальна площа проти площі відкриття
Коефіцієнти a0 і a1 також визначаються залежно від поверхні датчика, це ще один параметр, який може змінюватися:
А. Загальна площа („валова площа”): це загальна площа датчика
B. Площа відкриття ("зона діафрагми"): це поверхня теплообміну (зазвичай менша, ніж загальна поверхня датчика)
Сертифікація Solar Keymark базувалася на площі відкриття до 2016 року, але зараз базується на загальній площі. Чому? Оскільки визначення відкриваючої поверхні для PV/T було незрозумілим (поверхня теплообмінника? Поверхня без рами? ...), тоді як поняття загальної поверхні набагато менш неоднозначне.
3. Контрольне сонячне світло (G)
Третім параметром, що використовується для визначення a0 і a1, є сонячне світло G, виміряне у Вт/м2:
Глобальне опромінення = G = Gdirect + Gdiffus
Чисте опромінення = G "= G + c4 * (El-σ.TA 4), при цьому c4 приймається за 0,85, якщо відсутні результати вимірювань.
Посилання, як правило, G = 1000 Вт/м2 та El-σ.TA 4 = -100 Вт/м2, таким чином G ”= 915 Вт/м².
TA = температура навколишнього середовища (K)
Аналіз стаціонарного стану базується на G ”, а квазідинамічний аналіз базується на G. З новим стандартом EN9806: 2017 обидва методи - стаціонарний та квазідинамічний будуть використовувати одне і те ж еталонне сонячне світло.
4. Швидкість вітру
Нарешті, останньою змінною, яка має великий вплив на значення a0 та a1, є швидкість вітру. Швидкість вітру використовується для визначення a0 та a1.
Коефіцієнти стійкого стану:
Коли швидкість вітру приймається 0м/с, a0 = η0 і a1 = b1.
Квазідинамічні коефіцієнти (до березня 2018 року):
Коли швидкість вітру приймається 0м/с, a0 = η0 і a1 = b1.
Квазідинамічні коефіцієнти (з березня 2018 р.):
a0 = η0 - c6 * (швидкість вітру -3)
a1 = c1 + c3 * (швидкість вітру -3)
Коли швидкість вітру приймається 0 м/с, a0 = η0 + 3 * c6 і a1 = c1-3 * c3.
Для моделювання реальних умов часто віддають перевагу ненульовій швидкості вітру. Швидкість вітру може становити 1 м/с, 1,3 м/с, 1,5 м/с, 2 м/с або 3 м/с, знову ж немає стандартної швидкості вітру. Тому ми радимо вам підтвердити, яка швидкість вітру була використана для коефіцієнтів, перш ніж порівнювати різні датчики PV/T між собою.
Які умови використовував DualSun для визначення коефіцієнтів a0 та a1 своїх панелей ?
Для панелі DualSun Wave, випущеної в продаж у 2014 році, значення a0 = 51% і a1 = 11,4 Вт/К/м 2 були засновані на стаціонарних вимірах (на основі діафрагми та G ”), щоб синхронізуватись із Сонячною ключовою позначкою того часу. Вибрано швидкість вітру 1,5 м/с, оскільки саме вона найкраще відповідала прогнозам продуктивності нашої пілотної установки у Ліоні, Франція.
Для панелі DualSun Spring вийшов на ринок у 2017 році, значення a0 = 47,2% і a1 = 9,1 Вт/К/м 2 були засновані на квазідинамічних вимірах до березня 2018 року (на основі загальної площі та G), щоб відповідати новій сонячній клавіші. Швидкість вітру 1 м/с була обрана, щоб узгоджуватись із значеннями потужності датчика, наведеними на 1-й сторінці додатка Solar Keymark.
Для панелі DualSun Spring випущений у 2019 році, значення a0 = 58,2% і a1 = 10,8 Вт/К/м2 були засновані на квазідинамічних вимірах з березня 2018 року (на основі загальної площі та G), щоб відповідати новій сонячній ключовій позначці. Швидкість вітру 1 м/с була обрана, щоб узгоджуватись із значеннями потужності датчика, наведеними на 1-й сторінці додатка Solar Keymark.
Зверніть увагу, що на 2-й сторінці додатку Solar Keymark значення a0 та a1, які вказані, стосуються швидкості вітру 3 м/с (у розділі "інформація для маркування енергії"). Це значення вітру 3 м/с не згадується, побоюється, що воно інтерпретується як базується на інших швидкостях вітру. Цей пункт буде роз'яснено у зв'язку із здійсненням перегляду стандарту EN ISO 9807: 2017.
Висновок
На закінчення, порівнюючи характеристики колекторів PV/T, необхідно знати, що потенційно можуть використовуватися різні умови та параметри.: умови навколишнього середовища, поверхня датчика, еталонне сонячне світло, швидкість вітру. Досі не існує остаточного консенсусу серед експертів галузі щодо найкращих критеріїв для використання. Але не хвилюйтеся! Квазідинамічні результати можна легко перевести в стійкий стан і, якщо потрібно, навпаки.
Наприкінці 2015 року CEA-INES (Національний інститут сонячної енергії) зробив порівняння теплових характеристик панелі DualSun Wave з трьома конкурентами серед гібридних панелей, щоб мати (нарешті!) Пряме порівняння панелей.
Вимірювання проводились за таких умов: стійкий стан, G = 1000 Вт/м 2, температура навколишнього середовища 25 ° C, відкриваюча поверхня та вітер 1,5 м/с (умови Сонячної ключової позначки на той час).
У 2018 році CEA-INES знову провела ті самі тести для панелі DualSun Spring та одного з конкурентів. Ось результати:
Зазначається, що потужності панелей DualSun є найвищими за будь-яких температур !Ми знаємо, що тема дуже складна ...
Будь ласка, не соромтеся звертатися до нас, якщо ви хочете дізнатись більше про цю тему. Ми будемо в курсі змін у стандартах у цій захоплюючій галузі.