Teoretyczne podstawy termicznej konwersji energii słonecznej w aspekcie ciepła użytecznego w kolektorach cieczowych

W pracy przedstawiono metodykę dotyczącą teoretycznej analizy pozwalającej uzyskać ilościowe relacje miedzy dostępnością energii promieniowania słonecznego a jej zamianą na ciepło. Zakres pracy obejmuje szacowanie wielkości strumienia energii promieniowania słonecznego docierającego do płaskiej powierzchni dowolnie usytuowanej. Przedstawiona metodyka zawiera zależności, które ujmują parametry związane nie tylko z położeniem źródła promieniowania względem powierzchni absorbującej, ale również oddziaływanie otoczenia. To oddziaływanie sprowadza się głównie do uwzględnienia następujących parametrów: składowych promieniowania słonecznego, temperatury powietrza, prędkości wiatru oraz refleksyjności otoczenia w którym znajduje się odbiornik. Przedstawione w pracy zależności umożliwiają teoretyczne określenie ilości ciepła, jakie w danych warunkach środowiskowych jest możliwe do zagospodarowania. Punktem wyjścia do obliczeń mogą być dane o gęstości strumienia promieniowania słonecznego pochodzące ze stacji meteorologicznych lub z bezpośrednich pomiarów wykonywanych piranometrem. W pracy zawarto również porównanie między teoretycznym strumieniem promieniowania słonecznego i promieniowaniem dostępnym w warunkach wykonywanego eksperymentu.

The study shows applicable procedure related to theoretical analysis allowing to obtain quantitative relations between solar radiation energy availability and its conversion to heat. The scope of the study covers size estimation for solar radiation energy flux reaching freely located flat surface. Presented procedure contains relations, which involve parameters connected not only with radiation source position in relation to absorbing surface, but also environment impact. That impact comes down mainly to taking into account the following parameters: solar radiation components, air temperature, wind velocity and reflectiveness of environment, in which the receiver is located. Relations presented in the study allow for theoretical determination of heat amount, which is possible to manage in particular environment conditions. As a starting point for computations we may take data concerning solar radiation flux density, coming from meteorological stations or direct measurements carried out using a pyranometer. Moreover, the study contains comparison between theoretical solar radiation flux and radiation available in carried out experiment conditions.