【摘要】： 太陽(yáng)能作為一種取之不盡、用之不竭、分布廣泛的可再生能源,在實(shí)現(xiàn)資源與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展中具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。在太陽(yáng)能利用中,太陽(yáng)能熱水器以其成熟的技術(shù)和具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的成本為人們提供生產(chǎn)和生活熱水。 本文基于昆明地區(qū)典型氣象年水平面上的逐日太陽(yáng)總輻射,利用較為簡(jiǎn)明實(shí)用的Hay模型計(jì)算了不同方位角和傾角傾斜面上的逐日太陽(yáng)總輻射,分析得到平板型集熱器的最佳方位角為正南向,最佳的傾斜角取決于具體系統(tǒng)的使用時(shí)間和目的:對(duì)于全年應(yīng)用的太陽(yáng)能系統(tǒng),當(dāng)方位角"#γ"#≤15°時(shí),理想的傾斜角范圍為25°≤β≤30°;當(dāng)15°＜"#γ"#≤45°時(shí),理想的傾斜角范圍為15°≤β≤20°。對(duì)于夏半年應(yīng)用的太陽(yáng)能系統(tǒng),理想的傾斜角范圍為0°≤β≤10°。對(duì)于冬半年應(yīng)用的太陽(yáng)能系統(tǒng),當(dāng)方位角"#γ"#≤15°時(shí),理想的傾斜角范圍為40°≤β≤45°;當(dāng)15°＜"#γ"#≤45°時(shí),理想的傾斜角范圍為25°≤β≤30°。 本文基于典型氣象年的逐日氣象參數(shù),模擬太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的熱水生產(chǎn)、使用、貯存等過(guò)程,建立了太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的太陽(yáng)能保障率數(shù)學(xué)模型,并分別對(duì)昆明地區(qū)的家用熱水系統(tǒng)和第七屆全國(guó)殘運(yùn)會(huì)游泳館的太陽(yáng)能保障率進(jìn)行了計(jì)算和分析。 研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于家用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng),太陽(yáng)能保障率隨著集熱器面積的增加而增加,但是當(dāng)集熱器面積增加到一定數(shù)量時(shí),曲線斜率明顯減小,繼續(xù)增加集熱器面積,太陽(yáng)能保障率增加的幅度很小;太陽(yáng)能保障率隨著水箱容積的增大先增大后減小,其原因是:當(dāng)水箱容積增大時(shí),熱水量充裕,系統(tǒng)工作溫度較低,熱效率較高,熱水箱的熱累積性好,因而其保障率提高;但當(dāng)水箱容積增大到一定數(shù)量時(shí),水箱中水溫過(guò)低,達(dá)到使用溫度的熱水量不足以正常供給,導(dǎo)致其保障率下降。 對(duì)于游泳館太陽(yáng)能系統(tǒng),太陽(yáng)能保障率隨著集熱器面積的增加呈非線性增加。如第七屆全國(guó)殘運(yùn)會(huì)游泳館,當(dāng)集熱器面積小于2100m~2時(shí),太陽(yáng)能保障率隨集熱器面積的增加而快速增加;當(dāng)集熱器面積大于2100m~2時(shí),太陽(yáng)能保障率增加的趨勢(shì)變緩,尤其是當(dāng)集熱器面積達(dá)3000m~2以上時(shí),保證率的增加微乎其微。 本文基于昆明地區(qū)的能源價(jià)格,以生命周期節(jié)約費(fèi)用最大為目標(biāo),得出了昆明地區(qū)的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)在熱負(fù)荷一定的情況下的最經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)配置和最佳太陽(yáng)能保障率。如對(duì)于每日熱負(fù)荷為200升50℃熱水的家用系統(tǒng),最為經(jīng)濟(jì)的配置為集熱器面積5m~2、水箱容積0.25 m~3,最佳保障率為81.4%;對(duì)于第七屆全國(guó)殘運(yùn)會(huì)游泳館太陽(yáng)能系統(tǒng),最經(jīng)濟(jì)的集熱器配置面積為2500m~2,最佳保障率為87.4%。 通過(guò)本文的研究,獲得了基于全年逐日氣象數(shù)據(jù)及其太陽(yáng)能系統(tǒng)基本參數(shù)的太陽(yáng)能保障率的計(jì)算方法,使得太陽(yáng)能保障率的計(jì)算更加結(jié)合實(shí)際、更科學(xué)合理,為太陽(yáng)能系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了較為可靠的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：TK51
【圖文】：

且年復(fù)一年、周而復(fù)始地變動(dòng)著，從而形成了地球上春、夏、秋、冬四季的更替。太陽(yáng)直射光線與地球赤道平面之間的夾角就是太陽(yáng)的赤緯角，以占表示。赤緯角從赤道面起算，向北為正，向南為負(fù)。太陽(yáng)赤緯角占的變化規(guī)律如圖2.1，正是由于赤緯角的變化才有了四季的更替。按照cooPer方程，赤緯角占由下式計(jì)算:價(jià)、、劃/l春

本文編號(hào)：2713777