Система нагрівання води з використанням концентрованого сонячного випромінювання

У статті представлено результати прикладного дослідження, спрямованого на створення достатньо простої і недорогої та водночас ефективної побутової сонячної водонагрівальної установки (СВНУ) з концентрацією сонячної енергії. Особливістю такої СВНУ є її порівняно невеликі габарити та можливість встановлення в доступних умовах: на стінах, дахах чи балконах як індивідуальних будинків, так і багатоквартирних будівель. Завдання роботи було розроблення основних елементів конструкції СВНУ, їх виготовлення та проведення експериментальних досліджень щодо ефективності роботи всієї системи в натурних умовах. Важливим вузлом в такій установці є концентратор сонячної енергії (КСЕ), який завдяки використанню дзеркала або лінзи збирає сонячне випромінювання з порівняно великої площі і фокусує його на невеликій поверхні, де розміщено тепловий колектор спеціальної конструкції. Завдяки постійному слідкуванню КСЕ за сонцем та багатократно більшій інтенсивності сонячної радіації в колекторі досягаються досить високі температури протягом цілого сонячного дня, що дає змогу підвищити ефективність використання сонячної енергії.
Створена побутова СВНУ з КСЕ на основі параболічної тарілки супутникової антени з двоосьовою системою електропривода наведення на сонце, гідравлічною системою переносу теплоти від теплового колектора до бака-акумулятора та малопо- тужною системою автономного електричного живлення на основі фотоелектричної сонячної панелі, яка відзначається компактністю, можливістю закріплення на стіні будинку, низькою вартістю застосованих компонентів.
Попередні експериментальні дослідження стосовно ефективності роботи установки запропонованої конструкції показали досить невисоку її енергетичну ефективність, зумовлену, в першу чергу, низкою недоліків у конструкції теплового колектора, які заплановано врахувати під час проектування другого його варіанту. Метою подальших досліджень є отримання значно вищої енергетичної ефективності.
Розроблено теоретичну базу для створення системи програмного керування двома лінійними електроприводами з метою забезпечення оптимального керування положен- ням КСЕ протягом кожного дня року.