Solar Collectors, Non-concentrating

2022
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Buchkapitel

Erschienen in:

Verfasst von: Stefan Fortuin; Gerhard Stryi-Hipp; Wolfgang Kramer; Korbinian Kramer
Erschienen in: Solar Thermal Energy
Verlag: Springer US

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Das Kapitel über nicht-konzentrierende Sonnenkollektoren bietet eine gründliche Untersuchung wesentlicher Konzepte wie Absorptivität, Apertur / Absorber / Bruttofläche und Emissionsgrad. Er definiert die Mitteltemperatur des Kollektors und erklärt die Bedeutung dieser Parameter für die Optimierung der Ernte von Solarenergie. Das detaillierte Glossar sorgt für Klarheit und Zugänglichkeit und macht es zu einer unschätzbaren Referenz für Fachleute, die ihr Wissen auf diesem Gebiet erweitern möchten. Durch das Verständnis dieser Prinzipien können Leser Einblicke in die betriebliche Effizienz und Designüberlegungen gewinnen, die für die Weiterentwicklung von Solarenergietechnologien entscheidend sind.

KI-Generiert

Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.

Auszug

Absorptivity or absorptance (α)

The fraction of the incoming radiation which is absorbed at a specified wavelength (absorptivity) or summed over a specified spectrum range (absorptance). Absorptivity and absorptance are dimensionless quantities.

Collector aperture/absorber/gross area

Net area (of a flat surface) through which the collector receives solar radiation. Any of these areas can be used for referencing the incoming radiation. For nonflat geometries: a projected flat area is used for the aperture and gross areas, but for absorber areas the full curved surface area is taken into account.

Collector mean temperature (T_m)

Defined, in operating terms, as the averaged value of the inlet and outlet temperatures of the collector heat transfer medium (usually that of water, water/glycol, or air):

\( {T}_m=\frac{T_{\mathrm{outlet}}+{T}_{\mathrm{inlet}}}{2}. \)

Emissivity (ε or e)

The ability of a surface to emit energy by radiation relative to that of a “black body.” For a true “black body” ε = 1, while any real object would have ε < 1.

(Radiant) Emittance

Radiated power per surface area (W/m²). Both overall intensity and spectrum change with surface material and temperature.

Evacuated tubular collector (ETC)

A solar collector which uses double-walled-glass tubes with the gap being evacuated (high vacuum) as thermal insulation.

Flat plate collector (FPC)

A solar collector with a flat absorber sheet. Optionally, a flat cover (covered flat plate collector) and conventional back and side thermal insulation can be added to reduce thermal losses.

Heat pipe

A heat transfer construction enabling heat transfer through (closed) mass flow combined with evaporation and condensation. A liquid is evaporated at the hot side, the vapor travels to the cold side, where it is condenses. The liquid is transferred back to the hot side by gravity or capillary action. Much higher heat transfer rates can be obtained by this kind of device compared to conduction.

Incident Angle Modifier (IAM)

A numerical formula to account for the dependence of the collector efficiency on the angle between the incident beam radiation and the normal to the collector surface.

Operating temperature difference

Difference between the collector mean temperature (T_m) and the ambient temperature (T_amb). Usually, the collector performance curve is shown dependent on the operating temperature difference.

(Solar) Irradiance (G)

Radiative power density (in W/m²) of (solar) radiation. An example is the solar constant, that is, the solar irradiance measured just outside the earth’s atmosphere, which is roughly 1,361 W/m².

Spectral-selective coating

A multilayer surface coating with high absorptivity in the intensive solar radiation spectral range and low emissivity in the infrared thermal radiation range, so that solar radiation is absorbed effectively but radiative thermal losses due to elevated temperatures are reduced.

Solar fraction (F_sav)

The ratio of solar energy contributed to the total energy provided by a heating system. This value is usually calculated from the auxiliary energy fraction still needed by the solar system divided by the energy needed by a comparable reference system that does not use solar energy:

\( {F}_{\mathrm{sav}}=1-\frac{Q_{\mathrm{aux}}}{Q_{\mathrm{ref}}}. \)

Solar spectrum AM 1.5

A spectral distribution of the solar radiation intensity on the earth resulting from transmission through an air mass of 1.5 times the thickness of the atmosphere of the earth (i.e., AM 1.5), which represents the overall yearly average for many major population centers. It corresponds to incoming solar radiation at an (solar zenith) angle of roughly 48 by the solar system divi

…

Notes

Originally published in

R. A. Meyers (ed.), Encyclopedia of Sustainability Science and Technology, © Springer Science+Business Media, LLC,

part of Springer Nature 2021, https://doi.org/10.1007/978-1-4939-2493-6_681-3

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Metadaten
Literatur

Titel: Solar Collectors, Non-concentrating
Verfasst von: Stefan Fortuin
Gerhard Stryi-Hipp
Wolfgang Kramer
Korbinian Kramer
Verlag: Springer US
Buch: Solar Thermal Energy
Print ISBN: 978-1-0716-1421-1

Electronic ISBN: 978-1-0716-1422-8

Copyright-Jahr: 2022
DOI: https://doi.org/10.1007/978-1-0716-1422-8_681

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