Кривые плоского и трубчатого коллекторов (за эталон взята площадь апертуры)

Для того чтобы совершенствовать самые современные коллекторы высокой производительности, проектировать и давать оценку работе систем солнечных коллекторов и, не в последнюю очередь, иметь возможность их сравнивать необходимо количественно определить работоспособность коллектора. Как представлено на рисунке „Потери тепла и потери из-за отражения лучей в коллекторе", на общее количество отведенного полезного тепла существенно влияет ряд внешних (климатических) и внутренних (специфических для изделия и его конструктивных материалов) факторов. Уже на этом этапе легко распознать, что не имеет смысла говорить о мощности коллектора или степени эффективности его использования, не определив ряд краевых условий.

Для того чтобы определить работоспособность коллектора, необходимо подвергнуть его целому ряду испытаний, в ходе которых можно было бы изменять различные условия воздействия на него, и фиксировать его поведение. В результате такой работы накапливается какое- то количество характеристик, которые на практике для простоты и лучшей наглядности часто сводятся математическим методом к одной кривой. Полученная таким образом специфическая для коллектора характеристика степени его эффективности свидетельствует о том, какая доля полученной солнечной энергии может быть преобразована в полезную тепловую энергию в зависимости от температуры абсорбера и температуры окружающей среды. Степень эффективности коллектора изменяется, таким образом, в зависимости от интенсивности солнечного облучения и разницы между температурой абсорбера и температурой окружающей среды. Поэтому ее нельзя указывать как единственно возможную не меняющуюся величину, ее можно выразить только кривой! Не следует также забывать, что степень эффективности зависит и от площади, в зависимости от того, какие площади приемника излучения закладываются в основу. Так степень эффективности в расчете на площадь нетто всегда на несколько процентов больше степени эффективности u1074 в расчете на площадь брутто (определение площадей см. ниже). Для упрощенного и быстрого сравнения двух коллекторов друг с другом предлагается выбрать на кривой линии определенную точку (см. рис. выше). Она должна по возможности находиться на месте, которое ближе других расположено к области назначения соответствующего коллектора. 

При описании систем солнечных коллекторов необходимо руководствоваться следующими терминами:

• Степень эффективности коллектора

Количественная или %- ая степень эффективности коллектора η (эта) характеризует отношение тепловой мощности, отведенной от коллектора, к излучаемой энергии. Она существенно зависит от разницы между температурой коллектора и температурой окружающей среды, от мощности излучения в данный момент и конструкции коллектора.

Для математического описания используются коэффициенты ^ и k2. Указывать ее имеет смысл только при одновременном указании соответствующих краевых условий (мощности излучения и разницы между температурами) и определении площади коллектора, заложенной основу!

• Оптическая степень эффективности

Оптическая степень эффективности η0 коллектора соответствует точке пересечения кривой с вертикальной осью. Она является максимально возможной степенью эффективности и определяется как произведение оптических свойств покрытия коллектора (стекла) и поглощающей способностью абсорбера. Тепловые потери, оказывающие решающее влияние на работоспособность коллектора, на практике не имеют никакого влияния на определение оптической степени эффективности, ее попросту никак нельзя определить какой – либо величиной!

Степень эффективности описывается коэффициентами ^ и k2 . Указание оптической или максимальной степени эффективности, таким образом, не дает достаточно материала для суждения о работоспособности коллектора!