Библиографическое описание:

Вардияшвили А. А., Захидов Р. А., Файзиев Т. А., Эшмуродов Д. Ж. Расчет входящей радиации через прозрачное покрытие цилиндрических поверхностей гелиотеплиц // Молодой ученый. — 2014. — №17. — С. 46-49.

Как известно, в последнее время солнечная энергия рассматривается во многих странах мира в качестве дополнительного источника энергии, который может дать в ближайшей перспективе ощутимую экономию топливно-энергетических ресурсов и обеспечить частичную замену традиционных источников энергии для получения тепла.

Сегодня самой актуальной проблемой во всем мире и Узбекистане является энергосбережение и охрана окружающей среды. Это связана с переходом от традиционных источников энергии-нефти, природного газа, угля и урана, которые являются загрязнителями окружающей среды к нетрадиционным возобновляемым источникам энергии-энергии солнца, ветра, морей и океанов, геотермальной энергии и энергии от переработки биомассы, способствующие к уменьшению вредных выбросов в атмосферу и улучшению социально-бытовых условий населения.

Узбекистан располагает практически всеми видами выше перечисленных нетрадиционных источников энергии благодаря своему уникальному географическому расположению. В связи с этим одной из приоритетных задач поставленной перед правительством Республики считается постепенный переход к возобновляемым источникам энергии с целью экономии традиционных -энергетических ресурсов для будущего поколения. Говоря о техническом потенциале альтернативных источников энергии в Узбекистане которая составляет 180 млн. т.н. э. в год и в три раза превышает ее ежегодную потребность в энергоресурсах еще раз свидетельствует и показывает на какой путь мы должны становится чтобы обеспечить себя и окружающих неисчерпаемыми ресурсами от природы.

С этой целью Президентом Республики Узбекистан И. А. Каримов 1 марта 2013 года был подписан Указ «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии», который является историческим документом по пути дальнейшего существенного расширения масштабов практического применения альтернативных источников энергии в различных отраслях народного хозяйства [1].

Климатические и погодные условия юга Средней Азии позволяют использовать для обогрева теплиц солнечную энергию. Частично или полностью становится ненужным технический обогрев, что дает значительную экономию топлива, следовательно, себестоимость продукции уменьшается. По сравнению с другими районами средней полосы страны на юге нашего региона освещенность и солнечная радиация больше в 5–6 раз, число ясных и солнечных дней в 4–5 раз, а отопительный сезон в 3 раза меньше. Все это открывает широкие возможности для использования гелиотеплиц в нашем регионе. Многолетняя эксплуатация гелиотеплиц с аккумуляторами тепла в условиях Кашкадарьинский области показала, что годовая экономия составляет 300…400 т усл. топлива на 1 га полезной площади.

Системы гелиоустановок в первую очередь могут использоваться в условиях южных районов страны, которые характеризуются благоприятными для этой цели климатическими условиями, обилием солнечных дней и высокой интенсивностью солнечной радиации.

Методика расчета входящей радиации для солнечных установок, имеющих плоские поверхности, общеизвестна (1, 2, 3, 4) и достаточно точно выражает фактический радиационный режим установки.

При вычислении прошедшей солнечной радиации в теплицу принимают во внимание три вида элементов радиационного баланса:

.                                                                                                   (1)

 составляет малую величину за исключением отражения от снежного покрова, поэтому практически достаточно учитывать величины  и . Первая слагаемая из формулы (1) определяется выражением:

,                                                                                                            (2)

где

,

,

;                                                      (3)

, для поверхностей южной ориентации . Коэффициент в определяется произведением:

,                                                                                                                (4)

где -коэффициент пропускания солнечной радиации стеклом (пленкой);  -коэффициент пропускания солнечной радиации рамой; -коэффициент прохождения солнечной радиации сквозь загрязнения и пыль на стекле (пленке).

Коэффициент  зависит от оптических свойств прозрачной защиты и угла . На рис. 1 представлен график зависимости коэффициента  от угла  для стекла [2], на рис. 2 –для пленки (6, 7). Коэффициент  зависит от формы, размеров, переплета рам и определяется по следующей формуле:

Рис. 1. График зависимости коэффициента  от угла  для стекла: 1--пропускания; 2-поглощения; 3-отражения.

Рис. 2. График зависимости коэффициента  от угла  для пленки.

,                                                                                                                 (5)

где -площадь рамы; -площадь непрозрачной части рамы. Для расчетов принимаем .

Коэффициент  зависит от степени загрязнения стекла (пленки), которая меняется в зависимости от времени года и условий эксплуатации. Его можно определить из следующего соотношения:

;                                                                                                                     (6)

где -коэффициент пропускания солнечной радиации запыленным стеклом (пленкой);

- коэффициент солнечной радиации чистым стеклом (пленкой).

Изменяется в пределах 0,9+0,96.

Для расчетов принимаем .

Рассеянная (диффузная) радиация изотропна и практически не зависит от угла падения .

Наиболее просто и достаточно точно рассеянная радиация определяется по следующей формуле:

, ;                                                                                          (7)

где -коэффициент пропускания радиации стеклом (пленкой).

Для стекла принимается ; для пленки —  (однослойное покрытие);  (двухслойное покрытие).

-коэффициент пропускания рассеянной радиации рамой. Его принимаем равным .

-коэффициент пропускания рассеянной радиации сквозь загрязнение на стекле (пленке). Принимается в пределах 0,8+0,92. для расчетов принимаем .

Для цилиндрических поверхностей

Методика расчета входящей радиации через цилиндрические поверхности в настоящее время достаточно хорошо разработана (6, 8). Приведем методику расчета, представленную в работе (6). Прямая радиация, падающая на элементарную полосу поверхности цилиндра, параллельную его оси, равна (рис. 3):

Рис. 3. Схема к расчету входящей радиации в гелиотеплицу с цилиндрической поверхностью.

.                                                                                                    (8)

Прямая солнечная радиация, входящая через элементарную полосу, равна:

                                                                                             (9)

где

 принимается в пределах 12°+17°.

Общая прямая солнечная радиация, поступающая за время солнечного сияния:

.                                                                                                                (10)

Сумма рассеянной радиации, поступающей в теплицу:

,                                                                                                    (11)

Общая солнечная энергия, поступающая в теплицу, равна

.                                                                                                            (12)

Принятые обозначения:

-суммарная, прямая, рассеянная, отраженная прошедшие радиации;

-прямая на поверхность, перпендикулярную лучам, и рассеянная падающие радиации;

-угол падения солнечных лучей на поверхность;

-широта местности;

-склонение и высота Солнца;

-угол наклона прозрачной поверхности к горизонту;

-время, часовой угол Солнца;

-азимуты Солнца и поверхности;

-длина и радиус цилиндрической поверхности;

-угол наклона нормали цилиндрической поверхности к горизонту;

-элементарный угол цилиндрической поверхности.

Литература:

1.         И. А. Каримов Указ «О мерах по дальнейшему развитию альтернативных источников энергии», газета “Народное слово” № 43(5717), 2013г 2–марта.

2.         Якубов Ю. Н. и др. Расчет солнечной радиации, падающей на цилиндрическую поверхность // Гелиотехника. -1972 г. -№ 3.

3.         Аллокулов П. Э., Хайриддинов Б. Э., Ким В. Д. Нетрадиционная теплоэнергетика. Ташкент 2009 г., 187 стр.

4.         Даффи Дж. А., Бекман У. А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. — М. Мир, 1977.-420с.

5.         Вардияшвили А. Б., Абдурахмонов А. А., Вардияшвили А. А. Ноанъанавий ва қайта тикланадиган энергия манбаларидан фойдаланишда энергия тежамкорлик. Ўқув қўлланма. Қарши “Насаф” нашриёти, — 2012 йил. 9,6 бос.т. (184 бет).



[1] Грант РУз ИТД-4–15.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle