Ämne: Analys av solfångare

[Ewald]

@ Sfinx

Ja, solfångare med samma geometri borde ha samma vinkelfaktor.

Suncarry HP-16 och Suncarry U-16 har ungefär samma vinkelfaktor. Vid 50 ° har de exakt samma vinkelfaktor ... även vid 0 , 90 och 70 grader.

Sen har man olika ytor. Den totala arean, aperturarean (belysta arean) och absorbator arean. Där skiljer man mellan den fysiska och den projecerande absorbator ytan. Har man en reflektor räknas ytan rund omkring röret (fysiska arean) som absorbator arean.

Här är det så att eta0 är relaterad till den bylysta arean. Skulle man relatera det till den totala arean skulle det bli mindre.

Men:

Jag vet nu inte hur du tänker eller menar.

Eta0 är konversionsfaktorn och beskriver den optiska verkningsgraden. Den är relaterad till apertur arean vid både U-16 och UPSC.

Som jag har skrivit tidigare beräknas eta0 som produkten av glasets transmission * absorbatorns absorptionsgrad * absorbatorns verkningsgrad.

Suncarry U-16 och DSuncarry HP-16 har exakt samma apertur arean (beslysta arean) och ungefär samma vinkelberoende (som jag skrev), men eta0 skiljer sig väldigt mycket mellan dessa två solfångare. Det beror väl på absorbatorns verkningsgrad ?

Har man samma glasrör och samma rör (selektiv skikt) så borde väl transmittansen för solljus och absorption för solljus vara densamma.

Men en heat-pipe konstruktion fungerar ju helt annat som en U-pipe konstruktion. Därför får man väl ett helt annat värde för eta0 ?

[Ewald]

@ Sfinx

Menar du att det finns ett samband mellan eta0 och vinkelfaktorerna ?

Att solfångare med extremt hög eta0 har låga vinkelfaktorer ? Har inte funderat på det.

Men i alla fall måste inte ett högt värde för eta0 tyda på låga vinkelfaktorer.

Eta = transmittans * absorptans * absorbatorns verkningsgrad

- släpper glaset igenom mer solljus blir eta0 högre
- absorberas mer solljus blir eta0 högre
- absorbatorns verkningsgrad som beror på bland annat materialet och konstruktion (heat-pipe, U-pipe)

En definition på F´(absorbatorns verkningsgrad) är:

An einer beliebigen Position des Absorbers ist F’ das Verhältnis des momentan
nutzbaren Energiegewinnes zu dem nutzbaren Energiegewinn, der auftreten
würde, wenn die Absorberplattentemperatur identisch der lokalen Fluidtemperatur
wäre.

http://www.spf.ch/fileadmin/daten/publ/fstrich.pdf

[Ewald]

Alltså

Eta = transmittans * absorptans * absorbatorns verkningsgrad

- släpper glaset igenom mer solljus blir eta0 högre
- absorberas mer solljus blir eta0 högre
- absorbatorns verkningsgrad som beror pÃ¥ bland annat materialet och konstruktion (heat-pipe, U-pipe), blir alltsÃ¥ absorbatorns verkningsgrad större blir ocksÃ¥ eta0 större.  


Ju bättre värmeöverföringen mellan absobatorn till värmebäraren fungerar desto större blir eta0 skulle jag säga. Eller ?

[Sfinx]

En plan solfångare har en absorbatoryta nästan lika stor som belyst yta. dvs ett förhållande på 1/1=1
En ideal svart kropp har eta(0)=1
Max verkningsgrad för solfångarens eta(0) blir då 1
Vinkelfaktorn för direktstrålningen för en plan solfångare är en sinusfunktion på infallsvinkeln.
För diffusstrålning är vinkeln ointressant per definition.

Jämför nu med ett vakuumrör. Belyst yta är innderdiametern på yttre röret. 58 mm - 2 x 1.6 mm = 54,8 mm
Absorbatorytan för direkt instrålning är diametern på innre glasrörer= 47 mm
FörhÃ¥llandet verklig absorbatoryta/beräknad belyst yta = 47/54.8 = 84,77%  Ca eta(0) =0,85
Det blir ocksÃ¥  MAX verkningsgrad för en solfÃ¥ngaren med ideal svartkroppabsorbator.
Om man använder den defintion av belyst yta som är standard.

Men hur stor absorbatoryta yta har det vakuumrör som absorberar diffus strålning. MAx ungefär halva omkretsen....
Dvs PI x diameter /2 = 3,14 x 47 /2
Jag har mätt och räknat på det och det blir inte fullt ett halvt varv utan ca 150 grader
Förhållandet verklig absorbatoryta/std belyst yta = 150x PI x 47/(2 x 54.8 x 180) = ca 1,05
Vinkelfaktor? finns ej enligt definition. Diffust ljus.

För en plan solfångare har du en eta(0) på som bäst ungefär 0,85. Förluster finns alltid.
Antager  nu att ett vakuumrör med samma ytmaterial har samma ytverkningsgrad + solstrÃ¥lningen skall fortfarande igenom ett glas.
Ansätter därför en verkningsgrad på 0,85 för absorbatorn.
Verklig max verkningsgrad för direktstrålning borde då bli ==> 0,85 x geometrin ==> 0,85 x 0,85 = 0,725
Med en IAM som följer teorin dvs sticker iväg väldigt högt.

Högre än så blir svårt att nå. Utan att kostnaden rusar åstad.

MEN är andelen diffusinstrålning stor blir den reella absorbatorytan större och en vakuumsolfångare skulle då teoretiskt kunna uppnå 0,85 x 1,05 = 0,9
Men då uppför sig solfångaren som en plan solfångare i vinkelfaktorhänseende.
Och när jag går igenom solfångartester ser jag mönstret att de solfångare med höga eta(0)får låga vinkelfaktorer. Det tyder på i min värld att mätningen har gjorts med stor andel diffust ljus.
Solfångare med bra årliga utbytesvärden är de som har små 1:a och 2: gradsförluster och bra vinkelfaktor. Givetvis med rätt absorbatormaterial i vakuumröret.

Givetvis skiljer mätningar åt mellan samma solfångare om de mäts under olika förutsättningar.

[Ewald]

@ Sfinx


En ideal svart kropp har eta(0)=1
Max verkningsgrad för solfångarens eta(0) blir då 1

Det med ytorna etc. stämmer.

Men det verkar lite konstigt hur du definierar eta0.

En ideal svart kropp absorberar allt strålning. Absorptansen skulle då vara 1 ... men inte eta0 ?

Vi pratar ju om glasade solfångare. Redan när en solstråle träffar på glaset (utan att nå fram till absorbatorn) kan den absorberas, transmitteras eller reflekteras. Inom det synliga området (ljus) absorberar glas nästan ingen solstrålning och transmitterar ca. 85 %. Resten reflekteras. I soltekniken vill vi dock ha en större transmittans (järnfritt glas) vilket leder till att transmittansen kan bli t.ex. 94 %.

Även om nu en ideal svart kropp skulle fungera som absorbator skulle vi redan tappa 6 % av den inkommande strålning vid glaset.

Sen skulle det bero på vilken absorberverkningsgrad F' man har. Antar vi absorbatorns verkningsgrad är 0,95.

DÃ¥ skulle eta0 bli:

0,94 (glas) * 1 (ideal svart kropp) * 0,95 = 0,893

Ja, förluster har man alltid. Högstvärden på 0,96 (96 %) finns det redan. 96 % transmittans eller 96 % absorptans.

Tar vi 96 % för allt (bara som exempel) blir eta0:

0,96*0,96*0,96 = 0,885

Man mÃ¥ste självklart allt veta till vilken area eta0 är relaterad till.  Det största eta0 vid en solfÃ¥ngare utan reflektor fÃ¥r man vanligtvis relaterad till den absorberande ytan vilken är den minsta hos rörsolfÃ¥ngare utan reflektor.
 

Du menar nu att en solfångare med rund absorbator kan absorbera kring en större del av röret ? Ja, det stämmer... att den kan absorbera mer diffust ljus i så fall kring röret. Ja.

Nu tror jag att jag vet vad du vill säga, ja. Görs mätningen under förhållanden med mycket diffus ljus är det en fördel ?

[Ewald]

@ Sfinx

Jag har nu "analyserat" en solfångare till och som du ser blir värdet för eta0 annorlunda om man relatera det till en annan yta.

Kopierade en del ur rapporten:

5.3 Efficiency parameters
Boundary conditions:
As the collector is constructed without a reflector or another defined
reflecting backside, the effincy messurements were performed by using a
tarpaulin with a defined absorption coefficient of 83 %. This corresponds to
typical absorption coefficients of common rooftile.
Test method: outdoor, steady state
Latitude: 48.0
Longitude: 7.8
Collector tilt: tracked between 35and 55
Collector azimuth: tracked
Mean irradiation : 936 W/m2
Mean wind speed: 3 m/s
Mean flow rate: 66 kg/h
Kind of fluid: water
date of the Measurement February 2007
Results:
The calculated parameters are based on following areas of the collector
TZ58-1800-10R . These values are also valid for the complete series.1:
aperture area of 0.936 m2: absorber area of 0.808 m2:
0a = 0.734 0A = 0.850
a1a = 1.529 W/m2K a1A = 1.771 W/m2K
a2a = 0.0166 W/m2K2 a2A = 0.0192 W/m2K2
The determination for the standard deviation (k=2) was performed
according ENV 13025 (GUM). Based on this calculation the uncertainty is
less than 2%-points of the efficiency values over the complete measured
temperature range ( 0a = 0.734 +/- 0.02). Based on our experience with
the test facilities the uncertainty is much smaller and in a range of +/-
1%-point. The standard deviation of the heat loss parameters resulting
from the regression fit curve through the measurement points is:
a1a = 1.529 +/- 0.0686 and a2a = 0.0166 +/- 0.0008 .
For more detailed data and the calculated efficiency curve please see
annex B.

[Ewald]

Eta0 hos den solfångaren blir alltså 0,85 relaterad till den absorberande arean och 0,734 relaterad till aypertur arean.

Även denna solfÃ¥ngare (som inte har reflektor heller) har ett högre eta0 än UPSC-58-1800 - 12 ? 

Den testades dock av Frauenhofer Institut (och inte ITW Stuttart).

Det är en Heat-pipe solfångare förresten (och de har oftas lite lägre eta0 än U-pipe solfångare).

Det är en solfångare som har 672 kWh/m² per år relaterad till den belysta arean (aperturarean) i SP´s lista.

http://www.sp.se/sv/units/energy/Documents/ETk/Forteckning_P-markta_och_ovriga_solfangare.pdf

[Ewald]

Skillnaderna är dock mycket låga. I praktiken skulle det knappast ge ngn skillnad. Oftas varierar redan resultatet mellan t.ex. olika testinstitut mer än 5 % ....

[Sfinx]

En perfekt ideal solfångare kan bara ha eta(o)=1 från det får man räkna ner.
Geometrin gör en stor del av den minskningen.

I ditt exempel får du också 0,85 för absorbatorytan.
Men den solfångaren har erbarmlig IAM. Det beror också på att om jag inte minns fel att en del av stativet är med refleoktorplåt==> belyst yta skall inkl reflektor. Dvs min tes stämmer. En reflektor var med och höjde verkningsgraden eta(0) med på bekostnad av sämre vinkelfaktor.
Det tyder på att den solfångaren höga värde erhälls när det var relativ stor del diffus strålning. Eller en annan reflektor inblandad.
I solfångaren eller utanför solfångaren. Medvetet eller omedvetet.

Om ett högt eta(0) på bekostnad av IAM är bra eller inte beror på hur man räknar ut årsutbytet.
Tar man hänsyn till varje solfångares uppmätta vinkelfaktorn är det inte bra. Tar man inte hänsyn till vinkelfaktorn är det bra.

Företag på kontinenten brukar stirra på bara eta(0). De som räknar noga vet att vinkelfaktorn är mycket betydelsefull.

[Gäst407]

hej.. gääsp att ni orkar...

kom i stället på ett sätt att förlänga soltimmarna...det ger nog mer än eta 1.0 eller 0-1

[Ewald]

En perfekt ideal solfångare kan bara ha eta(o)=1 från det får man räkna ner.
Geometrin gör en stor del av den minskningen.

I ditt exempel får du också 0,85 för absorbatorytan.
Men den solfångaren har erbarmlig IAM. Det beror också på att om jag inte minns fel att en del av stativet är med refleoktorplåt==> belyst yta skall inkl reflektor. Dvs min tes stämmer. En reflektor var med och höjde verkningsgraden eta(0) med på bekostnad av sämre vinkelfaktor.
Det tyder på att den solfångaren höga värde erhälls när det var relativ stor del diffus strålning. Eller en annan reflektor inblandad.
I solfångaren eller utanför solfångaren. Medvetet eller omedvetet.

Om ett högt eta(0) på bekostnad av IAM är bra eller inte beror på hur man räknar ut årsutbytet.
Tar man hänsyn till varje solfångares uppmätta vinkelfaktorn är det inte bra. Tar man inte hänsyn till vinkelfaktorn är det bra.

Företag på kontinenten brukar stirra på bara eta(0). De som räknar noga vet att vinkelfaktorn är mycket betydelsefull.

Ja, det stämmer. När man beräknar årsutbytet har vinkel faktorer en stor betydelse.

Att byta rör t.ex. kan dock leda till mycket större effekt/utbyten.

Suncarry SCM-30 har dåligt utbyte, men skulle man sätta på rören från t.ex. en Sfinx 58-1800 - 30 skulle utbytet bli större enligt mig.
Jag berättade ju att ngn i Värmland bytte rör hos SCM-20 modeller och får mycket större utbyten nu.

Vad jag minns var eta0 hos en SCM-30 ca. 0,61 uppmätt av SP. Det är inte särskillt bra.

Men de som installerar tycker precis som som Dr. Chun Lan. De orkar inte att diskutera dessa tekniska grejer. Det man vill veta är:

Hur mÃ¥nga rör har solfÃ¥ngaren ? IngÃ¥r ställningen ? Vad kostar den ? ... enkelt 

[CharlyBrown]

Lite äldre artikel från SPF:

www.solarenergy.ch/fileadmin/daten/publ/Einfluss.pdf  bara pÃ¥ tyska

Så kan det vara med mätningen. Jag tänkte det kan passar till ämnet.

[Ewald]

En perfekt ideal solfångare kan bara ha eta(o)=1 från det får man räkna ner.
Geometrin gör en stor del av den minskningen.

I ditt exempel får du också 0,85 för absorbatorytan.
Men den solfångaren har erbarmlig IAM. Det beror också på att om jag inte minns fel att en del av stativet är med refleoktorplåt==> belyst yta skall inkl reflektor. Dvs min tes stämmer. En reflektor var med och höjde verkningsgraden eta(0) med på bekostnad av sämre vinkelfaktor.
Det tyder på att den solfångaren höga värde erhälls när det var relativ stor del diffus strålning. Eller en annan reflektor inblandad.
I solfångaren eller utanför solfångaren. Medvetet eller omedvetet.

Om ett högt eta(0) på bekostnad av IAM är bra eller inte beror på hur man räknar ut årsutbytet.
Tar man hänsyn till varje solfångares uppmätta vinkelfaktorn är det inte bra. Tar man inte hänsyn till vinkelfaktorn är det bra.

Företag på kontinenten brukar stirra på bara eta(0). De som räknar noga vet att vinkelfaktorn är mycket betydelsefull.

Nja, det är väl inte bara eta0 som är viktigt. Det är ocksÃ¥ a1 och a2 som är MYCKET viktiga.  Värdet för a1 bestämmer ju värmeförlusterna frÃ¥n främst konvektion och värmeledning. Vakuumet spelar en stor roll här. Hos plana solfÃ¥ngare är det isoleringen i lÃ¥dan som pÃ¥verkar a1. Plana-vakuum solfÃ¥ngare med delvakuum har ett a1 kring 2,5 W/(m²K) ... ungefär ... bra plana ett a1 under 3,8 W/(m²K) ... enl. mig.

Men det är alla faktorer som spelar en roll !! Eta0, a1, a2, vinkelfaktorer ... även värmelagringsförmågan .. allt.

[Ewald]

Lite äldre artikel från SPF:

www.solarenergy.ch/fileadmin/daten/publ/Einfluss.pdf  bara pÃ¥ tyska

Så kan det vara med mätningen. Jag tänkte det kan passar till ämnet.

Hej !

Ja, jag känner till det här och har läst detta. Tror sobris ocksÃ¥. Kan diskutera det i morgon 

[Gäst407]

En perfekt ideal solfångare kan bara ha eta(o)=1 från det får man räkna ner.
Geometrin gör en stor del av den minskningen.

I ditt exempel får du också 0,85 för absorbatorytan.
Men den solfångaren har erbarmlig IAM. Det beror också på att om jag inte minns fel att en del av stativet är med refleoktorplåt==> belyst yta skall inkl reflektor. Dvs min tes stämmer. En reflektor var med och höjde verkningsgraden eta(0) med på bekostnad av sämre vinkelfaktor.
Det tyder på att den solfångaren höga värde erhälls när det var relativ stor del diffus strålning. Eller en annan reflektor inblandad.
I solfångaren eller utanför solfångaren. Medvetet eller omedvetet.

Om ett högt eta(0) på bekostnad av IAM är bra eller inte beror på hur man räknar ut årsutbytet.
Tar man hänsyn till varje solfångares uppmätta vinkelfaktorn är det inte bra. Tar man inte hänsyn till vinkelfaktorn är det bra.

Företag på kontinenten brukar stirra på bara eta(0). De som räknar noga vet att vinkelfaktorn är mycket betydelsefull.

Ja, det stämmer. När man beräknar årsutbytet har vinkel faktorer en stor betydelse.

Att byta rör t.ex. kan dock leda till mycket större effekt/utbyten.

Suncarry SCM-30 har dåligt utbyte, men skulle man sätta på rören från t.ex. en Sfinx 58-1800 - 30 skulle utbytet bli större enligt mig.
Jag berättade ju att ngn i Värmland bytte rör hos SCM-20 modeller och får mycket större utbyten nu.

Vad jag minns var eta0 hos en SCM-30 ca. 0,61 uppmätt av SP. Det är inte särskillt bra.

Men de som installerar tycker precis som som Dr. Chun Lan. De orkar inte att diskutera dessa tekniska grejer. Det man vill veta är:

Hur mÃ¥nga rör har solfÃ¥ngaren ? IngÃ¥r ställningen ? Vad kostar den ? ... enkelt  

hej sista raderna va det vettigste i hela tråden...

hur dyr är solfÃ¥ngaren,vad ger solfÃ¥ngaren ner i utbyte per m2 och Ã¥r vid 50 grader  ...enligt sp testet....det är ju inte svÃ¥rare än att skriva tex 717 kwh per Ã¥r och m2 solfÃ¥ngar yta

och vad ingÃ¥r i solfÃ¥ngaren  samt hur mycket kan säljarna hjälpa till Ã¥ ge rÃ¥d.
det är det som e viktigt ....

att kasta facktermmer å olika beräkningar är för mig som kund väldigt
ointressant,det kan ni som leverantörer eller återförsäljare göra på nån forsknings mässa
eller på nått seminarium...

belys i stället vikten av att montera fångarna rätt både i vädersträck och i monterings vinkel
samt vikten av att isolera rör och sånt...
sen om fÃ¥ngaren levererar 689 eller 717 kwh per Ã¥r är tämligen ointressant dÃ¥ man med dÃ¥lig montering/kring utrustning kan förstöra betydligt mer än 200kwh per Ã¥r  och m2...