«Солнечные теплицы» (стр. 2 из 7)

Рис.1

Получая солнечную энергию днем, вода будет нагреваться. Днем температура воздуха будет больше чем температура воды (из-за разности теплообмена) , это так же приводит к повышению температуры воды за счет теплообмена с воздухом(Рис. 2). Но ночью солнечная энергия не оказывает воздействия на систему. Температура воздуха будет понижаться из-за неполной тепловой изоляции (добиться полной тепловой изоляции невозможно или же крайне трудно).В тот момент когда температура воздуха становится ниже чем температура воды, вода отдает свою энергию воздуху и за счет конвекции теплый воздух будет распространятся по теплице(Рис. 3).

Рис. 2

Рис. 3

Выбор материалов для теплицы.

Сотовый поликарбонат (ячеичтый)

Устойчивость к ультрафиолетовому излучению сотового поликарбоната.

Панели сотового поликарбоната обладают повышенной прочностью. Они способны противостоять неблагоприятным внешним условиям, в особенности ультрафиолетовому излучению. Поликарбонатные панели обладают наружным покрытием, защищающим от ультрафиолетового излучения, что позволяет в течение длительного времени сохранять их оптические свойства, несмотря на интенсивное облучение ультрафиолетовыми лучами. Панели непроницаемы для всех длин волн короче 385 нанометров, что позволяет ограничить отрицательное влияние ультрафиолетового излучения.

Использование солнечной энергии в теплице

Технология. Увеличение коэффициента использования солнечной энергии для обогрева теплиц за счет повышения КПД преобразования солнечной энергии, ее аккумулирования и применения в технологических целях позволяет уменьшить потребление минерального топлива в тепличном хозяйстве.

Принципиальная схема. Повышение КПД использования солнечной энергии в теплице предполагает уменьшение отражения от почвы, предотвращение выхода длинноволнового излучения из теплицы за ее пределы, утилизацию энергии испарения и конвективного потока теплоты, накопление и использование тепловой энергии в почве или в других теплоемких средах. Использование аккумулирующей массы в виде воды, булыжника, грунта позволяет перенести начало отопительного сезона в южных районах с середины октября на конец ноября и завершить его во второй половине апреля. С помощью солнечной энергии осуществляют подогрев воды для полива растений и обеззараживания почвы в летнее время.

Техническая характеристика

Площадь гелиотеплицы, м2: 1000-2000
Объем суточного аккумулятора на 1 м3: 80- 100
площади, л воды (кг булыжника): 300-400
Температура нагрева почвы за счет солнечной энергии, °С: 40-50

Эффективность. Гелиотеплица позволяет увеличить коэффициент использования солнечной энергии с 10% в обычных теплицах до 30%. При этом годовая энергоемкость производства продукции защищенного грунта уменьшается на 10-15% и составляет для южных районов 18 тыс.т/м2 (в пересчете на условное топливо).

Область применения. Гелиотеплицы могут применяться в южных районах страны, где высокая интенсивность солнечного излучения. Теплицы необходимо снабдить дублирующей системой обогрева от традиционных источников энергии.

1-кровля,
2-шторы с селективным покрытием,
3-двойное светопрозрачное ограждение,
4-северная массивная стена,
5-поглотитель,
6- шампиньонница,
7-аккумулятор,
8 - массивные стены шампиньонницы и аккумулятора

Способность к пропусканию и рассеиванию света сотового поликарбоната.

Светопропускание панели сотового поликарбоната - 80%, причем преобладающая часть световых лучей проходит в рассеянном виде. Солнечные лучи, падающие на лист сотового поликарбоната практически не имеют своего направления по отношению к его плоскости. Отклонение лучей и изменение их направления ничтожно малы. В результате солнечные лучи попадают только на верхнюю часть растений, тогда как их нижняя часть остается в тени.

Полная освещенность растений очень важна, её отсутствие приводит к заболеваниям растений и к их увяданию. У панелей ячеистой конструкции сотового поликарбоната рассеивание света значительно выше. Солнечные лучи оседают на верхних и нижних листах и на ребрах сотового поликарбоната и выходят из панелей в разных направлениях. Лучи, проходящие через панель сотового поликарбоната под разными углами, попадают на стены и другие поверхности, отражаются от них и доходят до всех элементов растений.

Стойкость к ударным воздействиям сотового поликарбоната.

Панели сотового поликарбоната прошли тестовые испытания на удар и отвечают требованиям следующих стандартов: DIN 53443, BS 2782, ASTM D5628-95. Приводимые ниже результаты получены в результате теста с применением гири с пятимиллиметровым круглым наконечником.

Толщина панели	6 мм	8 мм	10 мм	16 мм
Вес, г/кв.м.	1300	1500	1700	2700
Прочность при ударе, Дж	2,10	2,16	2,32	2,80

Экономия энергии.

Панели сотового поликарбоната дают существенную экономию энергии по сравнению со стеклянными, фиберглассовыми и акриловыми панелями аналогичной толщины. Воздух, содержащийся в пространстве между ребрами жесткости внутри панелей, является прекрасным теплоизолятором и позволяет экономить до 50 % энергии, расходуемой на отопление зимой, либо охлаждение летом.

Напомню что одна из сторон нашей теплицы черная, она будет с внутренней стороны завешена полотном чёрного брезента, который будет нагреваться под действием на него солнечного света.

В любое время суток брезент можно перевесить с одной части теплицы на другую т.к полотно держится на подвесе в верхней части теплицы и плотно закрепляется фиксаторами у основания стенок.

В данном случае чёрный брезент является очень удобным материалом т.к. он пропускает свет всего на 1,5 – 2 %, а остальное он поглощает тем самым преобразуя солнечную энергию в тепловую. Плотность брезента составляет от 300 до 600 г/м, может быть и выше. Он не пропускает влагу и хорошо задерживает тепло.

Графики замера температуры в теплице в дневной и ночной период

Солнце как источник энергии

Угол падения света. Количество солнечной лучистой энергии, поступающей в теплицу, зависит не только от направления солнечных лучей и площади светопропускающей поверхности, но также и от угла наклона прозрачных для солнечного света стекол теплицы относительно падающих лучей. Существенное значение имеет также степень чистоты стекол: загрязненные стекла снижают интенсивность проникающего сквозь них излучения до 30%. Максимальное количество солнечной лучистой энергии проходит сквозь оконное стекло теплицы в том случае, когда оно расположено перпендикулярно солнечным лучам. Кроме того, любое стекло снижает интенсивность солнечного излучения примерно на 10%. Из анализа данных рис. 46 следует, что угол падения солнечных лучей является не очень существенным фактором. Только при отклонении угла падения лучей от оптимального направления прохождения света сквозь стекло (0 °) больше чем на 50 ° начинает ощутимо снижаться количество солнечной лучистой энергии, попадающей в теплицу. Необходимо также принять во внимание влияние отклонения угла падения этих лучей в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Рис. 46. Влияние ориентации по сторонам горизонта на количество солнечного излучения, проникающего в теплицу с одинарным (1), двойным (2) и тройным (3) остеклением.

Ориентацию светопроемов теплицы необходимо проверить, прежде всего, применительно к осеннему или весеннему периоду, когда углы падения солнечных лучей довольно малы. Лучше всего проводить замеры в конце февраля, например 21 февраля, когда высоты солнца составляют 11 ° (в 9 ч утра) и 19 ° (в 12 ч дня). Практически это означает, что все углы падения солнечных лучей в пределах от 90 до 60 ° приемлемы для условий Финляндии.

Количество солнечной энергии, попадающее в теплицу

В определенные дни поступающее через стекла теплицы количество солнечной энергии можно вычислить с помощью зависимостей «atk» по известным программам или с помощью солнечной карты или карты солнечного излучения.

Выбор формы теплицы определяют следующие основные факторы: