Мұнараның айналасына сақина тәріздес шеңбер бойына айналар орналастырылады (гелиостаттар) ал центрінде мұнара оның төбесінде күн бу қазандығы төменгі аймағында бу шығыры (турбина) және электр өндіргіш (генератор) орналасқан. Күннен түскен сәуле гелиостатардан шағылып мұнара басындағы бу қазандығына шоғырланады соның салдарынан өндірілген бу өнімі, бу шығырна беріледі. Бу шығыры өндіргіш электр генераторын іске қосады одан өндіріген электр энергиясы электр желілері арқылы тұтынушыларға таратылады [23,25].
Күн электр стансасының энергетикалық көрсеткішің есебі
Берілген мұнаралы күн электр стансасының бу қазандығының ауданын FБҚ және одан жоғалатын жылу жоғалысын (конвективті және сәулелік) анықтау қажет.
Берілген мәліметтер:
– күн стансасының әрбір айналарының ауданы Fг м2;
– гелиостатардан бу қазандығының бетіне шоғырланған энергия Нтік, МВт/мг;
– гелиостаттың шағылдырғыш коэффиценті Rг;
– бу қазандығының жұту коэффиценті А;
– гелиостат бетіне түскен күн радиациясының тығыздығы Hг;
– жылу тасымалдағыш дененің (су буының) температурасы t,0C
Күн бу қазандығының гелиостат арқылы алған күн энергиясы(Вт)
Q = Rг·А·Fг Нг ·п, (12.23)
мұндағы:
п – гелиосттатың саны;
Rг =0,7÷0,8;
A – бу қазандығының жұту коэффиценті, А < 1.
12.11-сурет. Мұнаралы күн стансасының есептеу сұлбасы
Күн бу қазандығының беттік ауданы:
FБҚ=Q/Hтік (12.24)
Қазандықтың беттік температурасы tбқ=1160 К, болғанда өндірілген будың температурасы 700оС жетеді. Бұл кезде сәуле түрінде таралатын энергия шығыны Стефана-Больцман өрнегімен анықталады:
qсәу=εсәу·Co·(T/100)4,Вт/м2 (12.25)
мұндағы T – абсолюттік температура, К;
есәу – қазандық бетінің қаралық қөрсеткіші;
Co – абсолюттік қара дененің шағылдырғышкоэффициенті, Вт/ (м2·K4).
Толық жылу жоғалысы (конвективті және сәулелік):
Qтол=qтолFБҚ (12.26)
мұндағы:
qтол= qсәу +qкон= qсәу + qсәу /2. (12.27)
Есептеу үлгісі
Мұнаралы к үн электр стансасында п=263 гелиостат орналасқан, олардың әрқайсының ауданы Fг=58 м2. Гелиостаттан шағылған сәулелердің бу қазандығына түсетін максимал тығыздығы Нтік=2,5 МВт/мг. Гелиостаттың шағылдырғыш коэффиценті Rг =0,8. Бу қазандығының жұту қабілеттілігі А =0,95. Гелиостат бетіне түсетін күн сәулесінің энергиясы Hг=600 Вт/мг.
Есептеу қажет:
1. Бу қазандығының беттік ауданын Fпр;
2.Конвективті және сәулелік жылу жоғалысын, егер жылу тасымалдағыштың температурасы t=660 °С, қазандықтың қаралығы
епр =0,95 болғанда.
Конвективті жоғалыс сәулелік жоғалысынан екі есе төмен деп аламыз.
Берілген: n=263
Fг=58 м2
Н тік=2,5 МВт/мг
Rг =0,8
А =0,95
Hг=600 Вт/мг
t=660 °С
есәу =0,95
Табу қажет: FБҚ, Q тол -?
Шешімі:
Күн бу қазандығының гелиостат арқылы алған күн энергиясы (Вт):
Q = Rг·А·Fг Нг ·п = 0,8·0,95·58·600·263=6955824 Вт,
Күн бу қазандығының беттік ауданы:
FБҚ=Q/Hтік=6955824/2500000=2,782 м2 ,
Қазандықтың бетік температурасы tбқ=1160 К дейін көтеріледі, Бұл буды 700 оС дейін қыздырады.
Бу қазандығынан жоғалатын конвективті және сәулелік жылу жоғалысын Стефана-Больцман заңдылығымен анықтаймыз:
qсәу= εсәу·Co·(T/100)4=0,95·5,67· 
=4,08·10 4 Вт/м2 ,
мұндағы T – абсолюттік температура, К;
есәу – қазандық бетінің қаралық көрсеткіші;
Co – қара дененің сәулелік коэффиценті, Вт / (м2·K4).
,
Вт
Жауабы: Бу қазандығының беттік ауданы FБҚ=2,782 м2, Бу қазандығының конвективті және сәулелік жылу жоғалысы Qтол=17,02 104 Вт
Бақылау сұрақтары:
1. Күн электр стансасының қандай түрлері бар?
2. Мұнаралы күн стансасының қандай элементтері бар?
3. Мұнаралы күн стансасының жұмыс істеу тәртібі.
4. Гелиостаттардың міндеті және басқару жүйесі қалай жұмыс істейді?
5. Гелиостатардан шағылған энергия қалай анықталады?
6. Модульді күн стансасының негізгі элементтері қандай?
ДӘРІС
Тақырып:Жарықтың жұтылуы және фотоэлементтердің түрлері. Күн фотоэлементтерінің негізгі сипаттамалары
Жоспар:
Жарықтың жұтылуы
