<< Chapter < Page Chapter >> Page >
Tính toán thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời

Tính toán thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời

Bếp năng lượng mặt trời

Cấu tạo bếp nlmt

Hình 4.1. Cấu tạo bếp nấu NLMT

1- Hộp ngoài 2 - Mặt phản xạ

3- Nồi 4- Nắp kính trong

5- Gương phẳng phản xạ

6- Bông thủy tinh 7- Đế đặt nồi

Bếp NLMT được thiết kế như hình vẽ, hộp ngoài của bếp được làm bằng khung gỗ hình khối hộp chữ nhật bên ngoài đóng 1 lớp ván ép, phía trong là mặt nhôm được đánh bóng để phản xạ, biên dạng của mặt phản xạ được thiết kế là mặt kết hợp của các parabol tròn xoay (hình 4.1) sao cho nồi nấu có thể nhận được chùm tia trực xạ của ánh sáng mặt trời và chùm phản xạ từ gương phẳng khi đặt cố định, gương phản xạ có thể gấp lại khi không dùng, giữa mặt phản xạ và hộp ngoài là lớp bông thủy tinh cách nhiệt, phía trên bếp có một nắp kính nhằm cách nhiệt và tạo hiệu ứng lồng kính.

Tính toán thiết kế bếp

Hình 4.2. Kích thước của bếp

Bếp gồm mặt kính nhận nhiệt có đường kính d2, hệ số truyền qua D, gương phản xạ có hệ số phản xạ Rg, mặt phản xạ parabol có hệ số phản xạ Rp, nồi nấu làm bằng Inox sơn đen có hệ số hấp thụ , đường kính d1, chiều dày o, khối lượng riêng o, nhiệt dung riêng C, chiều cao h, chứa đầy nước có nhiệt dung riêng Cp , khối lượng riêng n . Do mặt phẳng qũy đạo của mặt trời tại Đà Nẵng và Quảng Nam nghiêng một góc khoảng 20o so với mặt thắng đứng nên tính toán cho góc tới  = 70o. Cường độ bức xạ mặt trời lấy trung bình lúc nấu (11h-12h) ở tỉnh Quảng Nam là E = 940W/m2.

Trong khoảng thời gian  bếp sẽ thu từ mặt trời 1 lượng nhiệt bằng Q1:

Q1 = .E.sin .F. , [J].

trong đó F = [D.F1 + Rg.D.F1 + Rp.D.F2 + Rp.Rg.D.F2]

F1  πd 1 2 4 size 12{ { {πd rSub { size 8{1} rSup { size 8{2} } } } over {4} } } {} , F2 = πd 2 2 4 size 12{ { {πd rSub { size 8{2} rSup { size 8{2} } } } over {4} } } {} - F1 ,

Lượng nhiệt nhận được của bộ thu Q1 dùng để:

- Làm tăng nội năng của nồi U = mo.C.(ts - to)

- Làm tăng entanpy nước Im = mn.CP(ts - to)

- Tổn thất ra môi trường xung quanh Q2

trong đó m = d1.h.o.o + 2.o.o. πd 1 2 4 size 12{ { {πd rSub { size 8{1} rSup { size 8{2} } } } over {4} } } {} [kg], m = πd 1 2 4 size 12{ { {πd rSub { size 8{1} rSup { size 8{2} } } } over {4} } } {} .h.n [kg],

Do nồi được đặt trên đế có diện tích tiếp xúc nhỏ và có vỏ bọc cách nhiệt bên ngoài nên có thể xem Q2  0.

Vậy ta có phương trình cân bằng nhiệt cho bếp:

Q1 = mo.C.(ts - to) + mn.CP(ts - to)

Hay: .E.sin. F. =(d1.h.o.o + 2.o.o. πd 1 2 4 size 12{ { {πd rSub { size 8{1} rSup { size 8{2} } } } over {4} } } {} ) C.(ts - to) + πd 1 2 4 size 12{ { {πd rSub { size 8{1} rSup { size 8{2} } } } over {4} } } {} .h.n CP(ts - to)

Thay các giá trị : E = 940 W/m2 ,  = 0,9 , =70o , D = 0,9, Rg =0,9 , Rp = 0,9,

o =0,001m, o =7850kg/m3, ts = 100oC, to = 25oC, C = 460 J/kgđộ,

n = 1000kg/m3 , Cp = 4200J/kgđộ , d1 = 0,25m, h= 0,2m , tính được

m =1,75kg mn=9,8kg

=>F.  = 3884 hay (1,22d22 +0,08) . = 3884

Quan hệ giữa đường kính mặt nhận nhiệt d2 và thời gian : d2() được biểu diễn trên hình 3.3.

Hình 4.3. Đồ thị quan hệ d2()Từ quan hệ này có thể tính được đường kính mặt thu theo thời gian yêu cầu.

Ví dụ:

nếu  = 1h =3600s thì ta có d2 = 0,8m, tức là nếu d2 = 0,8m thì ta có thể đun sôi 9,8 kg nước trong thời gian 1h. Trong thực tế đã chế tạo bếp nấu có kích thước như trên và đã đun sôi 9 lít nước sau 55 phút. Phương pháp tính toán trên đã được áp dụng để thiết kế, chế tạo các loại bếp với nồi nấu có dung tích từ 2 đến 10 lít để triển khai ứng dụng vào thực tế.

Bộ thu năng lượng mặt trời để cấp nước nóng

Bộ thu phẳng

Cấu tạo và phân loại bộ thu phẳng

Hình 4.4. Cấu tạo Collectorhấp thụ nhiệt1- Lớp cách nhiệt,
  1. Lớp đệm tấm phủ trong suốt,
3- Tấm phủ trong suốt, 4 - Đường nước nóng ra, 5 - Bề mặt hấp thụ nhiệt,
  1. Lớp tôn bọc,
  2. Đường nước lạnh vào,
8- Khung đở Collector

Questions & Answers

Is there any normative that regulates the use of silver nanoparticles?
Damian Reply
what king of growth are you checking .?
Renato
What fields keep nano created devices from performing or assimulating ? Magnetic fields ? Are do they assimilate ?
Stoney Reply
why we need to study biomolecules, molecular biology in nanotechnology?
Adin Reply
?
Kyle
yes I'm doing my masters in nanotechnology, we are being studying all these domains as well..
Adin
why?
Adin
what school?
Kyle
biomolecules are e building blocks of every organics and inorganic materials.
Joe
anyone know any internet site where one can find nanotechnology papers?
Damian Reply
research.net
kanaga
sciencedirect big data base
Ernesto
Introduction about quantum dots in nanotechnology
Praveena Reply
what does nano mean?
Anassong Reply
nano basically means 10^(-9). nanometer is a unit to measure length.
Bharti
do you think it's worthwhile in the long term to study the effects and possibilities of nanotechnology on viral treatment?
Damian Reply
absolutely yes
Daniel
how to know photocatalytic properties of tio2 nanoparticles...what to do now
Akash Reply
it is a goid question and i want to know the answer as well
Maciej
characteristics of micro business
Abigail
for teaching engĺish at school how nano technology help us
Anassong
Do somebody tell me a best nano engineering book for beginners?
s. Reply
there is no specific books for beginners but there is book called principle of nanotechnology
NANO
what is fullerene does it is used to make bukky balls
Devang Reply
are you nano engineer ?
s.
fullerene is a bucky ball aka Carbon 60 molecule. It was name by the architect Fuller. He design the geodesic dome. it resembles a soccer ball.
Tarell
what is the actual application of fullerenes nowadays?
Damian
That is a great question Damian. best way to answer that question is to Google it. there are hundreds of applications for buck minister fullerenes, from medical to aerospace. you can also find plenty of research papers that will give you great detail on the potential applications of fullerenes.
Tarell
what is the Synthesis, properties,and applications of carbon nano chemistry
Abhijith Reply
Mostly, they use nano carbon for electronics and for materials to be strengthened.
Virgil
is Bucky paper clear?
CYNTHIA
carbon nanotubes has various application in fuel cells membrane, current research on cancer drug,and in electronics MEMS and NEMS etc
NANO
so some one know about replacing silicon atom with phosphorous in semiconductors device?
s. Reply
Yeah, it is a pain to say the least. You basically have to heat the substarte up to around 1000 degrees celcius then pass phosphene gas over top of it, which is explosive and toxic by the way, under very low pressure.
Harper
Do you know which machine is used to that process?
s.
how to fabricate graphene ink ?
SUYASH Reply
for screen printed electrodes ?
SUYASH
What is lattice structure?
s. Reply
of graphene you mean?
Ebrahim
or in general
Ebrahim
in general
s.
Graphene has a hexagonal structure
tahir
On having this app for quite a bit time, Haven't realised there's a chat room in it.
Cied
what is biological synthesis of nanoparticles
Sanket Reply
how did you get the value of 2000N.What calculations are needed to arrive at it
Smarajit Reply
Privacy Information Security Software Version 1.1a
Good
Got questions? Join the online conversation and get instant answers!
Jobilize.com Reply

Get the best Algebra and trigonometry course in your pocket!





Source:  OpenStax, Năng lượng mặt trời- lý thuyết và ứng dụng. OpenStax CNX. Aug 07, 2009 Download for free at http://cnx.org/content/col10898/1.1
Google Play and the Google Play logo are trademarks of Google Inc.

Notification Switch

Would you like to follow the 'Năng lượng mặt trời- lý thuyết và ứng dụng' conversation and receive update notifications?

Ask