انرژی حرارتی خورشیدی یک تکنولوژی است که گرما را از خورشید برای تولید انرژی مفید برای کاربردهای مختلف جذب می کند.این به طور گسترده ای در بخش های مسکونی، تجاری و صنعتی استفاده می شود.این مقاله برنامه های دنیای واقعی را از طریق مطالعات موردی بررسی می کند و محاسبات اساسی مربوط به سیستم های حرارتی خورشیدی را فراهم می کند.

سیستم های حرارتی خورشیدی مسکونی

بسیاری از خانه ها از کلکسیونرهای حرارتی خورشیدی برای ارائه آب گرم استفاده می کنند، این سیستم ها معمولا شامل جمع آوری های خورشیدی، مخزن ذخیره سازی و سیستم گردش خون می شوند.

به عنوان مثال، یک سیستم مسکونی معمولی می تواند حدود 50 تا 80 درصد از نیازهای آب گرم خانوار را تولید کند.این کارایی به عواملی مانند نوع جمع آوری کننده، مکان و اندازه سیستم بستگی دارد.

گرمایش فرآیند صنعتی

صنایع از انرژی حرارتی خورشیدی برای گرمایش فرآیند استفاده می کنند، مانند پردازش مواد غذایی، تولید شیمیایی و تولید منسوجات.این برنامه ها نیازمند سیستم های بزرگ مقیاسی هستند که قادر به ارائه دمای بالا هستند.

مطالعات موردی نشان می دهد که سیستم های حرارتی خورشیدی صنعتی می توانند مصرف سوخت های فسیلی را به طور قابل توجهی کاهش دهند و منجر به صرفه جویی در هزینه ها و مزایای زیست محیطی می شوند.

محاسبه برای سیستم های حرارتی خورشیدی

محاسبات پایه به تعیین اندازه و کارایی یک سیستم حرارتی خورشیدی کمک می کند.منطقه جمع آوری انرژی خورشیدی (A) می تواند با استفاده از فرمول تخمین زده شود:

[[ویرایش] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]]

کجا:

  • [[۱] [۱۰] [۱] = انرژی گرمایی مورد نیاز (در جوول)
  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] = تابش خورشید (W/m2)
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱] [۱] = بهره وری سیستم [۲]

به عنوان مثال، برای تولید ۱۰۰۰۰ کیلووات گرما با بهره وری ۵۰ درصد و تابش خورشید از ۸۰۰ W/m۲، منطقه جمع آوری کننده مورد نیاز است:

A = 10,000 / (800 × 0.5) = 25 m2