<< 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

where we get a research paper on Nano chemistry....?
Maira Reply
what are the products of Nano chemistry?
Maira Reply
There are lots of products of nano chemistry... Like nano coatings.....carbon fiber.. And lots of others..
learn
Even nanotechnology is pretty much all about chemistry... Its the chemistry on quantum or atomic level
learn
Google
da
no nanotechnology is also a part of physics and maths it requires angle formulas and some pressure regarding concepts
Bhagvanji
Preparation and Applications of Nanomaterial for Drug Delivery
Hafiz Reply
revolt
da
Application of nanotechnology in medicine
what is variations in raman spectra for nanomaterials
Jyoti Reply
I only see partial conversation and what's the question here!
Crow Reply
what about nanotechnology for water purification
RAW Reply
please someone correct me if I'm wrong but I think one can use nanoparticles, specially silver nanoparticles for water treatment.
Damian
yes that's correct
Professor
I think
Professor
Nasa has use it in the 60's, copper as water purification in the moon travel.
Alexandre
nanocopper obvius
Alexandre
what is the stm
Brian Reply
is there industrial application of fullrenes. What is the method to prepare fullrene on large scale.?
Rafiq
industrial application...? mmm I think on the medical side as drug carrier, but you should go deeper on your research, I may be wrong
Damian
How we are making nano material?
LITNING Reply
what is a peer
LITNING Reply
What is meant by 'nano scale'?
LITNING Reply
What is STMs full form?
LITNING
scanning tunneling microscope
Sahil
how nano science is used for hydrophobicity
Santosh
Do u think that Graphene and Fullrene fiber can be used to make Air Plane body structure the lightest and strongest. Rafiq
Rafiq
what is differents between GO and RGO?
Mahi
what is simplest way to understand the applications of nano robots used to detect the cancer affected cell of human body.? How this robot is carried to required site of body cell.? what will be the carrier material and how can be detected that correct delivery of drug is done Rafiq
Rafiq
if virus is killing to make ARTIFICIAL DNA OF GRAPHENE FOR KILLED THE VIRUS .THIS IS OUR ASSUMPTION
Anam
analytical skills graphene is prepared to kill any type viruses .
Anam
Any one who tell me about Preparation and application of Nanomaterial for drug Delivery
Hafiz
what is Nano technology ?
Bob Reply
write examples of Nano molecule?
Bob
The nanotechnology is as new science, to scale nanometric
brayan
nanotechnology is the study, desing, synthesis, manipulation and application of materials and functional systems through control of matter at nanoscale
Damian
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
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