CC BY
29СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА
SOLAR ENERGY
Статья поступила в редакцию 01.09.09. Ред. рег. № 592 The article has entered in publishing office 01.09.09. Ed. reg. No. 592
УДК 620.9:621.472
СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ. ТЕНДЕНЦИИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКЦИЙ
1 2 3 3 3
В.А. Бутузов , В.Х. Шетов , Е.В. Брянцева , В. В. Бутузов , И. С. Гнатюк
1ОАО «Южгеотепло» г. Краснодар, ул. Рашпилевская, 315/1 Тел. (861) 2254183; e-mail: [email protected] 2Департамент ТЭК администрации Краснодарского края 350014, г. Краснодар, ул. Красная, 35 3ООО «Теплопроектстрой» г. Краснодар, ул. Садовая, 223, e-mail: [email protected]
Заключение совета рецензентов: 20.10.09 Заключение совета экспертов: 25.09.09 Принято к публикации: 30.09.09
На основании анализа 184 конструкций солнечных коллекторов (СК) крупнейших мировых производителей из 41 страны представлены основные характеристики СК и их стоимости, на основе которых выполнено распределение СК по материалам поглощающих панелей (ПП), их конструкциям, технологиям соединения листов и труб, селективным покрытиям ПП, конструкциям корпусов СК, соединениям элементов рамы, тыльной стороны, теплоизоляционным материалам корпуса. Установлены перспективные технические решения ПП, прозрачной изоляции, корпуса и теплоизоляции СК.
Ключевые слова: солнечные коллекторы, мировое производство, конструктивные характеристики, поглощающие панели, прозрачная изоляция, корпус, теплоизоляция.
SOLAR COLLECTORS. TRENDS IMPROVING THE DESIGN V.A. Butuzov1, V.Kh. Shetov2, E.V. Bryantseva3, V.V. Butuzov3, I.S. Gnatyuk3
'"Yuzhgeoteplo", 315/1 Rashpilevskaya str., Krasnodar, Russia Tel. (861) 2254183; e-mail: [email protected] 2Department of Fuel and Energy Complex of Krasnodar Region Administration 35 Krasnaya str., Krasnodar, 350014, Russia. Tel.: (861) 262-57-16 3"Teploproektstroy", 223 Sadovaya str., Krasnodar, Russia, e-mail: [email protected]
Referred: 20.10.09 Expertise: 25.09.09 Accepted: 30.09.09
Based on analysis of 184 designs of solar collectors (SC), the world's largest manufacturers from 41 countries presented the main characteristics of the SC and their value, based on which holds the SC distribution of material absorbing panels (AP), their structures, technologies connect sheets and tubes, selective coating AP, constructs of cases SC, combining the elements of the frame, the back side, case heat-insulating material. Long-term technical solutions of AP, transparent insulation, thermal insulation of the SC case are established.
В статье [1] выполнен анализ перспектив производства солнечных коллекторов (СК) в России. Освоение широкомасштабного выпуска СК в нашей стране должно базироваться на лучших образцах ведущих мировых производителей. Наиболее полный и объективный анализ 184 конструкций плоских СК из 41 страны представлен в статьях [2, 3] журна-
ла «Sun, Wind Energy». На рис. 1 и 2 приведены данные о выпуске СК и поглощающих панелей (абсорберов) крупнейшими мировыми производителями в 2006 и в 2007 годах. В таблице представлены основные конструктивные характеристики СК и их примерная стоимость.
Л
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (78) 2009 © Научно-технический центр «TATA», 2009
41
Wolf, Германия Solare ар. Дания Лтсог. Израиль Sun Master. Австрия Nobel. Греция Nimrod. Израиль Tbermosolar. Германия [nnosolar. Китай Sunda. Китай Den a. Турция Wagner. Германия Eraslan. Турция Fivestar. Китай Chromaten. Израиль Soletrol, Бразилия Bosch, Германия Schuco, Германия Rheem, Австралия Ezinc. Турция Viessmann. Германия Greenoniee. Авсфия
данные 2006 г., м2
данные 2007 г., м2
Рис. 1. Годовые программы производства солнечных коллекторов ведущих мировых фирм Fig. 1. World's leading firms annual production program of solar collectors
Sun Master. Австрия Nimrod, Израиль Tbermosolar. Германия Dünas, Греция Sunda. Китай limoso I а г. Китай Solvis, Германия Wagner, Германия Bosch. Германия Der; а. Турция S un strip. Швеция Chromaten. Израиль Fivestar. Китай KKIÏ. Германия Soletrol, Бразилия Sehuco. Германия Rheem. Австралия Viessmann. Германия Eíinc. Турция Greenoniee. Австрия
«ода
данные 2006 г., м2
данные 2007 г., м2
Рис. 2. Годовые программы производства абсорберов ведущих мировых фирм Fig. 2. World's leading firms annual production program of absorbers
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (78) 2009
© Scientific Technical Centre «TATA», 2009
Основные характеристики СК и их стоимость The main characteristics of the SC and their value
№ п/п 1 2 3 4 5 6 7
Производитель AET, США Aristón Thermo, Италия Ariston Thermo, Италия Avant Solar, Испания Batec Solar, Дания Baymak, Турция Bubbling Springs Solar, США
Модель AE-32 SYS 2.5 CF 2.0 AS-20VC ВА 22 С 811 Main-Stream-32
Площадь, м2 2,97 2,52 2,01 2,00 2,19 1,90 2,97
Вес, кг 51,26 49,20 35,60 39,40 39,00 35,00 44,90
Материал абсорбера медь медь алюминий медь медь медь алюм.
Толщина абсорбера, мм 0,20 0,20 0,30 0,20 0,20 0,20 0,50
Покрытие абсорбера кристалл. прозрачное Almeco-Tinox Bluetex черный хром черный хром Sunselect сел. краска
Тип абсорбера плавник полная поверхность полная поверхность плавник плавник полн. пов-ть плавник
Соединение труб абсорбера сплошные сварные ультразвуковая сварка (у/з) у/з у/з роликов. свар. соедин. у/з рол. свар. соед.
Гидравлическая схема регистр змеевик регистр регистр сдвоен. регистр регистр регистр
Рама/ лоток/ материал ал. рама ал. рама ал. тыл. стор ал. рама ал. тыл. стор. ал.рама ал. рама ал.рама + стал. тыл.стор. ал. рама
Метод соединен. рамы заклепки механ. обжим запрессов. заклепки сварка шурупы шурупы
Пенополи- вспененный
Теплоизоляция коллектора, мм уретан (ППУ); 28,6 минвата минвата минвата минвата стекловата плексиглас; 25,4
Боковая изоляция есть нет нет да да да да
Толщина стекла, мм 3,1 4,0 4,0 4,0 3,2 4,0 3,175
Пропускная способность стекла, % 90 91 _ 91,6 91,2 90 91
Соответствие стандарту DIN 4757-4 EN 12975-2 EN 12975-2 EN 12975-2 EN 12975-2 EN 12975-2 ASHRAE-93-2003
Эффективность коллектора 0,771 0,729 0,738 0,786 0,767 0,751 0,702
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,68 4,2 4 3,811 3,327 4,51 4,32
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,0191 0,009 0,012 0,019 0,01 0,0095 0,0138
Гарантия, лет 10 5 5 11 10 10 15
Примерная стоимость, евро 425,41 930 770 393 511,40 647
№ п/п 8 9 10 11 12 13 14
Производитель Са1рак, Греция Са1рак, Греция CD Solar, Италия Chiryu Heater, Япония Chiryu Heater, Япония Сhromagen, Израиль Сhromagen, Израиль
Модель 2000А 2000 SCT 1024 CSC2C #400 СЯ100 РА-Е
Площадь, м2 2,21 2,21 2,24 1,96 1,96 1,85 2,56
Вес, кг 35,00 50,50 47,00 35,0 41,00 31,00 44,00
Материал абсорбера алюминий стал. типа сэндвич медь алюминий н/ж медь алюминий
Толщина абсорбера, мм 0,50 0,80 0,20 0,40 0,30 0,20 0,40
Покрытие абсорбера В1ие1ее чер.краск. Bluetec голубое селективная черный хром / сел. краска М^оШегт
Тип абсорбера пол. поверхность пол. поверхность плавник плавник полн. поверх. плавник полн. поверх.
Соединение труб абсорбера лазерная сварка (лазер) сварка у/з у/з сварка у/з лазер.
Гидравлическая схема _ штампо-сварные регистр _ _ регистр регистр
Рама/ лоток/ материал ал.рама + ал. и синт. тыл. стор. ал.рама + ал. и синт. тыл. стор. ал. рама н/ж рама н/ж рама сталь рама с гал. покр. + РР лист сталь рама с гал. покр. + РР лист
S g
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (78) 2009 © Научно-технический центр «TATA», 2009
43
Метод соединен. рамы заклепки заклепки пластик. соедин заклепки заклепки пресс. шедин. заклепки
Теплоизоляция коллектора, мм ППУ, 30-35 ППУ, 30-35 40 фиброглас; 40 фиброглас; 40 ППУ, 25 +стекл.во-лок, 20 ППУ, 25 + стекловата, 20
Боковая изоляция да да да да да да да
Толщина стекла, мм 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2 3,2
Пропускная способность стекла, % 91 91 91 92 86 91 91
Соответствие стандарту EN 12975 EN 12975 _ JISA1426. A4112 JISA4111 EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,76 0,76 0,748 0,726 0,72 0,76
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 4,23 6,77 4,4 5,4 -3,7 3,7
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,011 0,022 0,024 0,016 -0,013 -0,01
Гарантия, лет 5 5 10 10 5-10 5-10
Примерная стоимость, евро 500 400 450 400
№ п/п 15 16 17 18 19 20 21
Производитель Citrin Solar, Германия Сот^уати, Италия Отав, Греция Е1сота, Кипр Ener Works, Канада Ernst Schweizer, Швейцария ESE, Бельгия
Модель CS 100F CS 2.5 SOL+2000S А _ COL-4x8-NL SG1-SH10 WTC-F1 K 3.4K Ecosol 2.32
Площадь, м2 2,08 2,50 2,00 2,00^2,50 2,87 2,55 2,32
Вес, кг 38,00 43,0 37,00 35,00 50,00 52,00 48,00
Материал абсорбера медь медь алюминий алюминий алюминий алюминий медь
Толщина абсорбера, мм 0,20 0,20 0,50 0,50 0,50 0,20 0,20
Покрытие абсорбера Almeco-Tinox голубое голубое голубое Mirotherm Mirotherm Arceo
Тип абсорбера пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть. пол. пов-ть
Соединение труб абсорбера у/з у/з лазер. лазер. лазер у/з у/з
Гидравлическая схема двойной регистр регистр регистр _ змеевик регистр регистр
Рама/ лоток/ материал ал. рама + стал. тыл. стор. ал. корыто ал. рама ал. корыто сталь рама с гал. покр ал. рама стал.рама с гал. покр.
Метод соединен. рамы заклепки заклепки пресс. соед. заклепки вставка в пазы заклепки _
Теплоизоляция коллектора, мм минвата минвата минвата; 40 ПС, 20+ минвата; 40 минвата минвата _
Боковая изоляция да да да да да нет да
Толщина стекла, мм 3,2 4,0 4,0 3,2/4,0 3,2 3,2 4,0
Пропускная способность стекла, % 91,5 89 90 92 91 92 94
Соответствие стандарту EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975 CSA-F379, SRCC OG-100 EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,798 0,798 0,786 0,65 0,7314 0,827 0,807
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,34 4,1 3,536 3,841 4,09 3,766
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,0075 0,011 0,016 0,0016 0,0129 0,0055 0,0059
Гарантия, лет 10 5 8 5 10 10 10
Примерная стоимость, евро 733 807
№ п/п 22 23 24 25 26 27 28
Производитель Ezinc, Турция Gasokol, Австрия G.M.P engineering, Италия Grand Solar, Корея Grand Solar, Корея InterSolar, Греция Inho-Images, Нидерланды
Модель Superline L USB TopSol UP TX250-20 GSOl-p20 GSOl-D20 A25S C25-Portrait
44
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (78) 2009
© Scientific Technical Centre «TATA», 2009
BÜJM
m
Площадь, м2 2,28 2,38 0,45 2,30 2,30 2,50 2,50
Вес, кг 41,00 50,00 10,50 38,60 36,00 47,00 41,00
Материал абсорбера медь медь алюминий медь медь алюминий алюминий
Толщина абсорбера, мм 0,12 0,20 0,50 0,20 0,12 0,50 0,50
Покрытие абсорбера Bluetec голубое Sunselect В1иеГее чер.хром голубое М1гоШегт
Тип абсорбера плавник пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть
Соединение труб абсорбера у/з пайка лазер. у/з пайка лазер лазер
Гидравлическая схема регистр регистр U-обр. трубки регистр регистр регистр регистр
Рама/ лоток/ материал ал. рама + ал и синт. тыл.покр деревянная рама ал. рама + ал. и синт. тыл. стор ал. корыто ал. рама ал. рама + ал. и синт. тыл. стор ал. корыто
Метод соединен. рамы сварка шурупы обжим обжим заклепки шурупы
Теплоизоляция коллектора, мм ППУ и мин- вата минвата; 50 минвата, 40 полиэстер, стекловата, 50 полиэстер, стекловата, 30 минвата, 30 стекловата, 50
Боковая изоляция да нет да да (15 мм) да (10 мм) да нет
Толщина стекла, мм 4,0 3,2 4,0 3,2 3,2 4,0 4,0
Пропускная способность стекла, % 91,4 92 _ 91,7 91,7 88 91
Соответствие стандарту EN 12975 ЕМ 12975 EN 12975 ЕМ 12975 К8В8403 ЕМ 12975 ЕМ 12975
Эффективность коллектора 0,724 0,816 0,765 0,784 0,760 0,78 0,74
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,622 4,122 4,9 3,897 4,47 4,58 3,629
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,013 0,011 0,010 0,014 0,016 0,025 0,014
Гарантия, лет 5 10 5 15^20 10^15 5 5
Примерная стоимость, евро 230 250^255 220-230 500 325
№ п/п 29 30 31 32 33 34 35
Производитель lay Industries, Индия ^Ып, Корея ^Ып, Корея КВВ, Германия Kioto, Австрия Kotak Urja, Индия Kotak Urja, Индия
Модель Flat Plate Ш-С Ш-С К420-БН FP1.20.0LEs c KOTAKSUN KOTAKSUN
Площадь, м2 2,00 2,00 2,00 2,15/2,51 2,03 2,00 2,00
Вес, кг 45,00 35,0 40,0 34,00 27,00 40,00 38,00
Материал абсорбера медь медь алюминий алюминий алюминий медь алюминий
Толщина абсорбера, мм 0,12-0,15 0,20 0,40 0,50 0,30 0,17 0,30
Покрытие абсорбера чер. хром В1иеГее В1иеГее В1иеГее Bluetec чер. хром Bluetec
Тип абсорбера плавник пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол.пов-ть плавник плавник
Соединение труб абсорбера у/з пайка у/з лазер лазер у/з обжим
Гидравлическая схема _ змеевик змеевик сдвоенный регистр регистр сдвоенный регистр сдвоенный регистр
Рама/ лоток/ материал ал. рама + ал. и синт. обр. стор. ал. корыто ал. рама + ал. тыл. лист ал. рама ал.рама ал.рама ал.рама
Метод соединен. рамы шурупы заклепки винты + сварка заклепки сварка, обжим винтовые соединен винтовые соединен.
Теплоизоляция коллектора, мм минвата минвата; 35 синт. резина, 34 минвата, 50 ППУ минвата стекловата
Боковая изоляция да да да да нет да да
Толщина стекла, мм 4,0 3,2 3,2 3,2 3,2 4,0 4,0
Пропускная способность стекла, % >82 90 90 91,0 89 >91 >91
Соответствие стандарту IS 12933:2003 К8-В-8200: 2006 _ ЕМ 12975 _ EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,671 0,79 0,801 0,723 0,82 0,79
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 4,68 5,18 3,65 3,749
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,0169 0,016
S §
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (78) 2009 © Научно-технический центр «TATA», 2009
45
Гарантия, лет 5 2 10 10 1 1
Примерная стоимость, евро 140 257 190 175
№ п/п 36 37 38 39 40 41 42
Производитель Modulo Solar, Мексика Modulo Solar, Мексика Ши, Германия Nimrod Jndustries Израиль Nobel, Греция NRG, Индия Papaemma nouel, Греция
Модель HITCI CADOL S1im1inepb1ue- Energy NIM 25 APOLLON AL NI BSF8680RS-2,37 м
Площадь, м2 2,00 1,90 2,54 2,50 1,50;2,00;2,60 2,00 2,40
Вес, кг 32,00 18,00 38,00 42,00 28,0, 40,0, 50,0 43,00 38,00
Материал абсорбера медь алюминий медь медь алюминий медь медь
Толщина абсорбера, мм 0,20 0,40 0,20 0,20 0,40 0,15 0,12
Покрытие абсорбера голубое черная краска Sunse1ect чер.хром Sunselect черный хром голубое
Тип абсорбера пол. пов-ть плавник пол. пов-ть плавник пол. пов-ть плавник плавник
Соединение труб абсорбера у/з обжим пайка у/з лазер. у/з у/з
Гидравлическая схема регистр регистр сдвоенный регистр регистр сдвоенный регистр _ регистр
Рама/ лоток/ материал ал.рама стал.рама с гал. покр. ал. рама ал.рама ал. корыто ал. рама + ал. тыл. стор. ал.рама+ал. оцинк. тыл.стор.
Метод соединен. рамы винтовое винтовое прессован. обжим _ винты, сил. клей заклепки
Теплоизоляция коллектора, мм ППУ ППУ минвата, 30 ППУ, 23 минвата, 60 минвата минвата, 35
Боковая изоляция да да да да да да да
Толщина стекла, мм 4,0 6,0 3,2 3 3,2 4,0 3,5
Пропускная способность стекла, % 91 87 91,5 91 91 87 88
Соответствие стандарту EN 12975 NMXES001 EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,79 0,70 0,805 0,783 0,76 0,65 0,8
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,59 5 4,54 4,75 4,82
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,0143 0,007 0,012 0,003
Гарантия, лет 10 10 10 5 5 15 10
Примерная стоимость, евро 290 190 788 - 145 240
№ п/п 43 44 45 46 47 48 49
Производитель Rand Solar Energy Systems, Израиль Rotex, Германия Roth, Германия Sammler Solar, Греция Sigma, Греция Siko Solar, Австрия Solardome, Южная Африка
Модель RAL 45 V26P Heliostar 218 Aris 2004 S2 SUN 2200 SPX3S
Площадь, м2 2,70 2,60 2,18 2,09 2,06 2,10 3,00
Вес, кг 53,00 42,00 35,00 46,00 40,00 48,50 49,20
Материал абсорбера медь алюм. медь/ алюминий алюминий медь медь медь
Толщина абсорбера, мм 0,20 0,50 0,50 0,50 0,12 0,20 0,20
Покрытие абсорбера черный хром Mirotherm Sunselect Sunselect голубое Almeco-Tinox, Bluetec, Sunselect черный хром
Тип абсорбера плавник пол.пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть плавник пол. пов-ть плавник
Соединение труб абсорбера у/з лазер лазер. лазер у/з у/з у/з
Гидравлическая схема регистр регистр сдвоенный регистр регистр - регистр регистр
Рама/ лоток/ материал ал.рама ал. рама пластик. корыто ал.рама+ал. тыл.стор. стал.рама с гальв. покр ал. корыто ал.рама, ал. тыл. стор.
46
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (78) 2009
© Scientific Technical Centre «TATA», 2009
. -, Ш
Метод соединен. рамы обжим пазовое - обжим винт заклепки + обжим заклепки
Теплоизоляция коллектора, мм ППУ, 35 минвата минвата, 60 минвата, 40 минвата, 40 минвата, 50 трехслойная
Боковая изоляция да нет - да да да да
Толщина стекла, мм 4,0 3,2 3,2 4,0 4,0 3,2/4,0 3,2
Пропускная способность стекла, % 91,2 92 91,6 >87 95 91 89
Соответствие стандарту EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,818 0,794 0,792 0,786 0,71 0,758
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 4,208 3,64 3,67 3,62 4,47 3,771
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,014 0,0079 0,0157 0,021 0,016 0,012
Гарантия, лет 5 5 10 10 6 10 5
Примерная стоимость, евро 649 - - - 598 487
№ п/п 50 51 52 53 54 55 56
Производитель 8о1аЬаг1, Австралия 8о1аЬаг1, Австралия Solarnor, Норвегия Solarfocus, Австрия Solarfocus, Австрия Solar Jsi, Турция Solar Jsi, Турция
Модель КБ Вг Solarnor CPC S1 Sunny 28 40-100 40-400S
Площадь, м2 2,00 2,00 1,2^3,6 2,80 2,80 1,82 2,42
Вес, кг 42,00 31,00 10,0 55,00 50,00 32,00 40,00
Материал абсорбера сталь медь полимер медь медь алюм медь
Толщина абсорбера, мм 10,00 0,20 0,20 1,00 0,12
Покрытие абсорбера черный хром Тшох Tinox Tinox - Sunselect
Тип абсорбера пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть СРС плавник пол. пов-ть плавник плавник
Соединение труб абсорбера штампо-сварная сварка экструзия у/з у/з пресс. у/з
Гидравлическая схема регистр регистр штампо-сварной сдвоенный регистр сдвоенный регистр регистр регистр
Рама/ лоток/ материал ал. корыто ал. корыто ал. корыто ал. корыто ал.рама ал. рама
Метод соединен. рамы заклепки заклепки
Теплоизоляция коллектора, мм стекловата стекловата _ _ стекловата, 50 стекловата, 50 стекловата, 50
Боковая изоляция да да да да да
Толщина стекла, мм 3,2 3,2 10 4,0 4,0 4,0 4,0
Пропускная способность стекла, % _ _ 85 91 91 86 91
Соответствие стандарту ЕМ 12975 ЕМ 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,799 0,801 0,77 0,741 0,768 0,724
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,8 3,858 3,311 3,426 3,6
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,018 0,01 0,012 0,0117 0,014
Гарантия, лет 5 5 10 10 10 5 5
Примерная стоимость, евро 300 1140 700
№ п/п 57 58 59 60 61 62 63
Производитель Solar-Roofs, США Sole, Греция Sole, Греция Solimpeks, Турция Sun Ray, Франция Sunsiaray, США Sun way, Мексика
Модель Skyline 10-01 Skyline 20-01 CLIMASOL 270 NS200 Wunder 2108 XL NC-32 SM-37V
Площадь, м2 0,9/1,8 2,70 2,00 2,10 2,00 2,67 1,90
Вес, кг 8,62/17,24 55,10 39,80 40,00 28,00 54,00 35,00
Материал абсорбера алюминий, медь медь алюминий медь алюминий медь медь
Толщина абсорбера, мм 0,20 0,40 0,12/0,20 0,2 0,22
шшзт
и g
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (78) 2009 © Научно-технический центр «TATA», 2009
47
Покрытие абсорбера кристалл. напыл. Sunselect черная краска Tinox BlackMaster Almeco-Tino-x полуселективная краска
Тип абсорбера плавник пол. пов-ть пол. пов-ть плав./ н14-пол. пов. пол. пов-ть пол. пов-ть плавник
Соединение труб абсорбера конт. сварка лазер лазер у/з обжим сварка
Гидравлическая схема - регистр регистр сдвоенный регистр регистр _ регистр
Рама/ лоток/ материал ал. корыто ал.рама, ал. тыл. стор. ал.рама, ал. тыл. стор. ал. рама ал. корыто ал. рама ал. рама, ал. тыл. стор.
Метод соединен. рамы закл+винты обжим обжим заклепки _ винтовое, ППУ винтовое
Теплоизоляция коллектора, мм ППУ минвата, 40 минвата, 40 минвата полистир., 40 стекловата, ППУ минвата
Боковая изоляция да да (20мм) да (20мм) да да да нет
Толщина стекла, мм 6,0 4,0 4,0 4,0 3,2 3,2/4,0
Пропускная способность стекла, % 81 88,5 88,5 94 _ 90,7 -
Соответствие стандарту SRCC, OG-100, 0G-300 EN 12975 EN 12975 EN 12975 CSTB Srcc 100-81 Ashrae 93-77 -
Эффективность коллектора 0,723 0,726 0,751 0,70 0,85
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,4 6,2 4,999 4,256 -
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,0016 0,020 0,000 0,0456 -
Гарантия, лет 10 5 5 10 10 10 10
Примерная стоимость, евро 219/410 135 183
№ п/п 64 65 66 67 68 69 70
Производитель Sun Win, Австрия Termico1, Испания Tisun, Австрия Тта, Бразилия Тта, Бразилия TWI, Чехия Vaillant, Германия
Модель AF24VE2 Т 25S Tisun module Collector FM СМТ-5-^Х СМТ-2-^/ИР T3 auroTHERM plus VFK 150V
Площадь, м2 2,38 2,40 2,37 2,00 2,00 2,26 2,51
Вес, кг 38,00 39,00 46,00 38,00 25,00 44,50 38,00
Материал абсорбера алюминий медь алюминий алюминий медь медь алюминий
Толщина абсорбера, мм 0,50 0,20 0,50 0,70 0,20 0,20 0,50
Покрытие абсорбера голубое голубое Mirotherm черная краска черная краска Bluetec голубое
Тип абсорбера пол. пов-ть плавник пол. пов-ть плавник плавник пол. пов-ть пол. пов-ть
Соединение труб абсорбера лазер у/з лазер обжим сварка у/з лазер
Гидравлическая схема сдвоенный регистр регистр змеевик регистр регистр регистр змеевик
Рама/ лоток/ материал ал.рама, ал. тыл. стор. ал.рама ал. рама ал. корыто ал. корыто ал. рама ал.рама, ал. тыл. стор.
Метод соединен. рамы сварка защелки лазер. сварка заклепки заклепки заклепки прессов.
Теплоизоляция коллектора, мм минвата, 50 минвата, 40 минвата; 40 стекловата, 50 стекловата, 50 минвата, 50 минвата
Боковая изоляция нет нет да нет нет да, 20 мм нет
Толщина стекла, мм 3,2 3,2 4,0 3,2 3,0 4,0 3,2
Пропускная способность стекла, % 91,5 >91 _ _ _ >91 96
Соответствие стандарту EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,77 0,77 0,79 0,737 0,725 0,774 0,842
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,58 3,66 3,75 6,444 6,327 3,614 2,31
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,012 0,016 0,0135 0,028 0,008 0,049
Гарантия, лет 10 8 10 5 5 5 5
Примерная стоимость, евро 300 180
48
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (78) 2009
© Scientific Technical Centre «TATA», 2009
. -, Ш
№ п/п 71 72 73 74
Производитель У1е§8тапп, Германия Watt, Польша Wolf, Германия ZEN, Нидерланды
Модель У^о1 100-Б WATT4000 S F3-1 ZEN STC S 2800
Площадь, м2 2,51 2,07 2,30 2,75
Вес, кг 48,00 39,00 40,00 55,00
Материал абсорбера медь медь алюминий медь
Толщина абсорбера, мм 0,20 0,20 0,20
Покрытие абсорбера голубое Bluetec Mirotherm черный хром
Тип абсорбера пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть пол. пов-ть
Соединение труб абсорбера лазер сварка лазер сварка
Гидравлическая схема змеевик регистр змеевик змеевик
Рама/ лоток/ материал ал. рама ал. корыто ал. корыто ал.рама
Метод соединен. рамы крепление в пазы крепление в пазы _ заклепки
Теплоизоляция коллектора, мм минвата минвата, 50 минвата, 50 стекловата, 55
Боковая изоляция нет да да да
Толщина стекла, мм 3,2 3,0 3,2 3,2
Пропускная способность стекла, % 91 _ _ 92
Соответствие стандарту ЕМ 12975 EN 12975 EN 12975 EN 12975
Эффективность коллектора 0,793 0,845 0,804 0,7847
Коэф. теплопотерь, аь Вт/м2К 3,95 4,06 3,235 3,47
Коэф. теплопотерь, а2, Вт/м2К 0,0122 0,0172 0,0117 0,01572
Гарантия, лет 5 5 5 10
Примерная стоимость, евро 1017 884
дающее большинство производимых в мире 1111 -листотрубные металлические; штампосварные металлические и пластиковые ПП выпускаются отдельными фирмами. Конструктивно ПП выполняются с отдельными плавниками, приваренными к трубкам (50%) и цельными листами с трубками. На рис. 4 представлено распределение конструкций ПП. Только плавниковые изготавливают 44 фирмы, только из цельного листа - 20 фирм, плавниковые и с цельным листом - 45.
Рис. 3. Распределение СК по применяемым материалам абсорбера
Fig. 3. Distribution of the SC's used absorber materials
Основным элементом СК являются поглощающие панели (ПП), состоящие из листового металла и трубок. В 2007 году ПП большинства производителей (84 шт.) выполнялись из меди, 56 компаний применяли медь (трубки) и алюминий (листы), 12 фирм производили ПП из алюминия. На рис. 3 представлено распределение СК по применяемым материалам. В 2008 году доля компаний, выпускающих ПП из алюминия, возросла до 26% (в 2007 г. только 8%). Толщина медного листа составляет в основном 0,2 мм, алюминиевого листа - 0,4-0,5 мм. Данная тенденция объясняется подорожанием меди. Преобла-
Рис. 4. Распределение конструкций ПП Fig. 4. Distribution of AP structures
Конфигурация каналов ПП - регистр (арфа) и змеевик (меандр). Для соединения трубок и листов ПП применяют различные технологии. Преобладает
m
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (78) 2009 © Научно-технический центр «TATA», 2009
49
ультразвуковая сварка - 55%, лазерная сварка - 27% и пайка - 23% (рис. 5). Существенное значение имеет селективное покрытие 1111. Большинство производителей отдают предпочтение голубому покрытию -66%. Гальваническое покрытие «черный хром» применяют 34% фирм и 29% - черное лакокрасочное покрытие (рис. 6).
Рис. 5. Технологии соединения трубок и листов ПП Fig. 5. Technology of connecting tubes and sheets of AP
Рис. 6. Технологии селективного покрытия ПП Fig. 6. Technology of selective coating AP
Рис. 7. Конструкции корпусов СК ведущих мировых производителей Fig. 7. Case construction of the world's leading SC manufacturers
венно 0,85 и 0,94-0,96. Стекла с антибликовым покрытием используют фирмы Watt sp. 200 (Польша); ESFS. A (Бельгия); Vaillant (Германия). Взамен стекла отдельные производители применяют поликарбонат толщиной 6 мм (Модуло Solar S.A. DECV, Мексика).
Корпуса СК выполняются на основе рамы (обечайки) из анодированного алюминия - 62% производителей или штампованные (корыто) - 24% фирм. На рис. 7 представлено распределение конструкций корпусов ведущих мировых производителей. При изготовлении рам СК в основном применяют заклепочные - 38% и винтовые соединения -16% (рис. 8).
Тыльная сторона СК большинством производителей соединяется с рамой клеем - 38% и заклепками -31% (рис. 9).
Рис. 8. Соединение элементов рамы Fig. 8. Assembly of the frame elements
заклепочное, 31%
клеевое, 38%
Iс ва p н ü ^^^^^^^^ ^^^^A^H^^ia клепочное* клеевое, 6%
прочие, 5% сМОв^ппение в п«°
"toe,
1 Ппу
%
П,
'еа
'ое
4%
2%
\
Рис. 9. Соединение элементов тыльной стороны СК Fig. 9. Assembly of the back elements of the SC
Около 90% компаний мира при изготовлении СК в качестве прозрачной изоляции применяют обычное стекло толщиной 3,2-4 мм с антибликовым покрытием с пропускающей способностью соответст-
Теплотехнические характеристики СК определяются также теплоизоляцией корпуса. Больше половины фирм (52%) применяют минвату. Стекловату используют 19% производителей (рис. 10). Толщина теплоизоляции в основном 40-50 мм.
SG
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 10 (78) 2009
© Scientific Technical Centre «TATA», 2009
Рис. 10. Теплоизоляционные материалы корпуса Fig. 10. Case insulation materials
Соединение и герметизацию корпусов и прозрачной изоляции СК большинство производителей выполняют с использованием материала EPDH (резина) - 48%, или силиконового клея - 44% (рис. 11). При этом только последний материал позволяет применять роботы на сборке СК.
КПД СК различных производителей существенно различаются. СК с обычным стеклом и голубым покрытием имеют КПД 0,72-0,82, с антибликовым покрытием стекла и голубым покрытием - 0,85. СК с обычным стеклом и покрытием ПП «черный хром» имеют КПД всего 0,72.
Таким образом, в результате анализа 184 конструкций СК ведущих производителей мира установлены следующие основные технические решения:
- Поглощающая панель. Конструкция листот-рубная плавниковая медная толщиной листа 0,2 мм с регистровой конфигурацией трубчатых каналов. Выявлена тенденция роста доли алюминиевых ПП. Метод соединения листов и трубок ПП - ультразвуковая сварка. Селективное покрытие листов ПП - голубое.
- Прозрачная изоляция - стекло с антибликовым покрытием толщиной 3,2; 4 мм. Герметизация стекла в корпусе - силиконовым клеем.
- Корпус на основе рамной конструкции с применением анодированного алюминия, заклепочных соединений, с клеевым соединением тыльного листа корпуса.
- Теплоизоляция - минеральная вата толщиной 40-50 мм.
Список литературы
1. Бутузов В.А. Перспективы производства солнечных коллекторов в России // Альтернативная энергетика и экология - ISJAEE. 2008. № 11. С. 63-66.
2. Meyer Jens-Peter. Current state of technology // Sun, Wind Energy. 2009. № 6.
3. Bärbel Epp. Flat plate collectors: trends and technology // Sun, Wind Energy. 2008. № 6.
Рис. 11. Соединение и герметизация корпусов СК Fig. 11. Connection and sealing enclosures SC cases
— TATA — LXJ
Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 10 (78) 2009 © Научно-технический центр «TATA», 2009
