Energiemanagement Zonnecollectoren

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Energiemanagement Zonnecollectoren"

Jelle van de Velde
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

en2) Zonnepanelen(les 3) Zonnecollectoren(les 4)

overeenkomsten(les 6) Afsluitend; inloop/ vragen(les

Berekenen van het vermogen en energie-opbrengst

randvoorwaarden voor goede werking Hoofdstuk 4.1-4.

1 Waar zitten we? Energiemanagement Zonnecollectoren Windenergie(les 1 en2) Zonnepanelen(les 3) Zonnecollectoren(les 4) Energie-opslag(les 5) Verschillen en overeenkomsten(les 6) Afsluitend; inloop/ vragen(les 7) Lesdoelen Begrijpen en beschrijven van de werking Berekenen van het vermogen en energie-opbrengst Bepalen van rendementen en COP s Bekend zijn met randvoorwaarden voor goede werking Hoofdstuk ; zonnecollectoren Deze les Zonne-energie invangen Doelenfunctie Rendement en vermogen Concentrerende collectoren 1

Benodigheden als consument Inkomende straling en verliezen Electriciteit Warmte/koude Alleenergieop aardewordtdoor de zonopgewekt http://www.youtube.com/watch?

opwarmen Functie: Draagt warmte over van de zonnaar een vloeibaar of gasvorming medium (lucht, antifreeze of water) Zwart lichaam: soort ideaal = 1 (absorptie) =

2 Benodigheden als consument Inkomende straling en verliezen Electriciteit Warmte/koude Alleenergieop aardewordtdoor de zonopgewekt Vlakkeplaat zonnecollector Functie en doel Doelvan eenzonnecollector (vlakkeplaaten laagconcentrerende collector): Een vloeibaar of gasvormig medium opwarmen Functie: Draagt warmte over van de zonnaar een vloeibaar of gasvorming medium (lucht, antifreeze of water) Zwart lichaam: soort ideaal = 1 (absorptie) = 0 (reflectie) Dus alle straling wordt geabsorbeerd sneeuw: = 0,985 roet: = 0,95 Sneeuw zwarter dan roet Oppervlak sneeuw heeft vele poriën Water is energiedrager!! 2

3 Absorptie en emissie van enkele stoffen Verliezen en deze reduceren α (75 C) ε (20 C) water 0,95 glas 0,94 witte verf glans 0,26 0,9 aluminium, geoxideerd 0,2 zink 0,23-0,30 zwarte verf glans 0,9 zwarte verf mat 0,98 0,97 zwart chroom 0,87-0,93 0,1 zwart zink 0,9 0,1 koperoxide op aluminium 0,93 0,11 cobaltoxide op koper 0,93 0,06 koperzwart op koper 0,87 0,09 Titanium Nitride Oxide op koper 0,95 0,05 Materiaal van de absorber kiezen met een zo grootα mogelijke en een zo klein mogelijke ε Anders gezegd: zo groot mogelijke Geleidingsverliezen Stralingsverliezen Convectieverliezen Manieren om deze te reduceren Absorber met grote Dubbel glas Betere isolatie Vacuum trekken van de collector Rendement van warmteoverdacht Rendement officieel gedefinieerd als: η = nuttigewarmteoverdracht (welke ook wordtopgenomen in het water) A*G T inkomende stralingsenergie Theoretischmaximum: = α*τ*a*g T (alle stralingsenergie wordt doorgelaten en opgenomen) Rendement afhankelijk van zonnestraling, buitenluchten absorbertemperatuur Theoretisch maximum van 70% rendement Rendement afhankelijk van het verschil tussen temperatuur van het medium en de omgevingstemperatuur Vermogen Vermogen: hoeveel warmte kun je per seconde opslaan wat vervolgens wordt afgegeven aan het medium Hoe snelkun je eenbepaaldehoeveelheidwater opwarmen? Voormeer water per seconde(grotere ), meer tijdnodigof een groterestralingsenergie per seconde(grotere ) Vooreen hogereeindtemperatuur van het water dat uitde collector stroomt, heb je een groterestralingsenergie per seconde(grotere ) nodigof een langereverblijftijd van het water in de collector (lagere ) C is een constante (materiaaleigenschap), voor water: 4180 J/(kg*K) Maximaliseren van vermogen Vergroten van oppervlak Langere verblijftijd van het water in de collector Toepassen van trackers = Hoe groot moet het oppervlak van de collector zijn om genoeg water op te kunnen warmen om te douchen? 3

4 Laagconcentrerende collectoren(cpc) Reflectie bij laagconcentrerende collectoren Wordt momenteelin Nederland nog niet toegepast Type hoogconcentrerende zonnecollectoren bl 107 Kenmerk:spiegels altijd buiten de collector Vier varianten: 1. Parabolische trog 2. Fresnel reflector 3. Schotel reflector 4. Zonnetoren Voorbeelden van hoogconcentrerende collectoren PS10 in ZuidSpanje(10MWe), PS20 in aanbouw Zonnetoren, Californië354 MW (grootste bekende solar thermal power plant ter wereld) Parabolische schotel Direct en indirect schakeling / natuurlijk circulatie of met pomp Principeschema 4

5 Heliostaatvelden a/2014/03/economist-three-minutes-0 Zonthermische Krachtcentrale(CSP) Kosten (douchekop 6-10 l/min) Terugverdientijd tussen de 7-9 jaar En alsje het zelfdoet? (commercieelverkijgbaar): Betrouwbaarheid en beschikbaarheid Watkanerkapotgaan? Lekkage? Hooguit degradatie van efficientie en prestatie Betrouwbaarheid99,9%, Beschikbaarheid: geen officiele gegevens bekend Voorbeeldvragen Uit welke componenten bestaat een zonnecollectorsysteem? Welke energieomzetting vindt plaats bij een zonnecollectorsysteem? Hoe kun je het vermogen van een zonnecollector maximaliseren? Hoe kun je het rendement van een collector maximaliseren? Leg uithoe een zonnecollector in staat is om een huishouden van warm water te voorzien Hoeveel nuttige warmte kan worden afgegeven aan water als het oppervlak van de collector 2 m 2 bedraagt, met een een rendement van 45% alsde intensiteit van de zon1000 W/m 2? Uit welke subsystemen en componenten bestaat een zonnecollector? 5

Vergelijkbare documenten

Energiemanagement Zonnepanelen

Energiemanagement Zonnepanelen Lesdoelen Begrijpen en beschrijven van de werking Berekenen van het vermogen en energie-opbrengst Bepalen van rendementen en COP s Bekend zijn met randvoorwaarden voor goede