由于散射作用, 8-23所示)。由于散射作用,投射到地面上的太阳能包括直接辐射 和天空散射两部分(天空散射有时可达10%的份额)。 和天空散射两部分(天空散射有时可达10%的份额)。 10 在比较理想的情况下,中纬度地区正午前后四小时到达地面的太阳 在比较理想的情况下, 辐射能约为1000w/m2 而在工业城市中,由于污染此值将减少10 1000w/m 10% 辐射能约为1000w/m2,而在工业城市中,由于污染此值将减少10% 20% 中午时刻太阳射线穿过大气层的行程最短,早晚则增大。 -20%。中午时刻太阳射线穿过大气层的行程最短,早晚则增大。 为了克服天顶角的影响,采用太阳跟踪的措施是提高太阳辐射 为了克服天顶角的影响, 的一种有效措施。 的一种有效措施。 3太阳能集热器效率分析 平板型太阳能集热器示意图10-3。 平板型太阳能集热器示意图1010 太阳能穿过透明覆盖投射到吸热面上,为了提高效率,在吸热面上 太阳能穿过透明覆盖投射到吸热面上,为了提高效率, 常涂有对太阳辐射具有很高单色吸收率的涂层。 常涂有对太阳辐射具有很高单色吸收率的涂层。太阳能集热器的效 率为( 10率为(式10-2) q g 式中:qg—太阳能集热器的有效收益热流密度 太阳能集热器的有效收益热流密度, 式中 : qg 太阳能集热器的有效收益热流密度, η = Gs—投入集热器的太阳辐射能 投入集热器的太阳辐射能。 Gs 投入集热器的太阳辐射能。 G s 由公式可知:提高太阳能集热器效率的途径为,在保持最大限 由公式可知:提高太阳能集热器效率的途径为, 度采集太阳辐射的同时,尽可能较少其对流与辐射损失。 度采集太阳辐射的同时,尽可能较少其对流与辐射损失。 ( 1 ) 透明覆盖的影响 采用透明的玻璃和塑料薄膜使吸收面 不直接暴露于外界环境,是减少热损失的有效措施之一。见图8 21。 不直接暴露于外界环境,是减少热损失的有效措施之一。见图8-21。 普通玻璃对短波长λ μm时 很大。 普通玻璃对短波长λ<3μm时,τ很大。 对长波长λ μm时 很小。 对长波长λ>3μm时,τ很小。 产生温室效应。 产生温室效应。 (2)吸收面辐射特性的影响 集热器单位面积的热平衡方程为: 集热器单位面积的热平衡方程为: G sτα s = q g + q r , p + q c , p 式中: 式中:τ—透明覆盖层对太阳辐射的穿透比 透明覆盖层对太阳辐射的穿透比 αs—吸收面对太阳辐射的吸收比 αs 吸收面对太阳辐射的吸收比 qr,p—吸收面对透明覆盖的辐射换热量 吸收面对透明覆盖的辐射换热量 吸收面的对流换散热( qh,p—吸收面的对流换散热(与表面的辐射特性无关)。 吸收面的对流换散热 与表面的辐射特性无关)。 可采用灰体平行平板的辐射换热公式计算: 而qr,p可采用灰体平行平板的辐射换热公式计算: qr , p Ttr 4 5 .67 [( ) ( ) ] 100 100 = 1 1 + 1 4 Tp εp ε tr Tp— Ttr— 式 中 : Tp— 吸 收 面 的 温 度 Ttr— 透 明 覆 盖 的 温 度 。 从而( 10从而(式10-4) Tp 4 Ttr 4 C0 [( ) ( ) ]