Solar tracking simulator development for solar collector tests

Absztrakt

Tanszékünk új fejlesztésű, hazai vákuumcsöves napkollektorok terhelési és energetikai ellenőrző vizsgálatainak elvégzésére kapott megbízást. Az energetikai vizsgálatok elvégzéséhez kifejlesztésre került egy külsőtéri napkövető vizsgáló berendezés (szolár szimulátor) és a hozzá tartozó számítógépes mérőrendszer (4. és 5. ábra). Az MSZ EN 12975-2:2006 (E) szabvány alapján vizsgálati módszert dolgoztunk ki. A megépített szolár szimulátorral három különböző konstrukciójú vákuumcsöves kollektort teszteltünk, az eredményekről záró szakvéleményt adtunk. A mért paramétereket és mérési pontokat a 4. ábra mutatja. A szükséges beruházások a Nyugat-dunántúli Regionális Fejlesztési Ügynökség támogatásával valósultak meg. A kialakított hőtechnikai mérőrendszer napkollektor-egységek terhelés vizsgálatára, a kollektorhatásfok és a termelt hőenergia mennyiség meghatározására, valamint összehasonlító mérésekre alkalmas. A szimulátoron egyszerre két kollektor-egység vizsgálható, melyeket a napkövető szervo rendszer képes folyamatosan a nap felé fordítani, azaz síkjukat állandóan a nap sugaraira merőleges irányban tartani. A vizsgálatok ideje alatt az adatgyűjtő számítógép regisztrálja a kollektorok által termelt hőmennyiséget, a napsugárzás intenzitását és az egyéb időjárási adatokat. Az elvégzett vizsgálatok két fő csoportra oszthatók: a termikus és mechanikai terhelhetőség vizsgálatára és a hőteljesítmény-vizsgálatra. A terhelési vizsgálatok során elvégeztük a kollektor-egységek belső nyomás-tesztjét, a magas hőmérsékleti ellenállás tesztjét, a külső-belső hősokk tesztet, az esővíz-áteresztés, fagyállóság és leüríthetőség vizsgálatát, valamint a sugárzás-tűrés tesztet. A hőteljesítmény-vizsgálatban meghatároztuk a kollektorok kimenő teljesítményét, valamint felvettük az egyes típusok kollektorhatásfok-görbéjét. A vizsgáló berendezés nemcsak a sík- és vákuumcsöves kollektorok tesztelésére alkalmas, hanem optimális lehet a koncentrátoros kollektorok vizsgálatára is. A szolár szimulátor alapvetően alkalmas kollektorok hőtechnikai tesztelésére. A hosszabb idejű biztonságos működéshez és a mérőrendszer mérési pontosságának megfelelő értéken tartásához a jelenlegi fejlesztési szinten még felügyelet és esetenként kézi beavatkozás is szükséges lehet.  A berendezés teljes automatizálási szintjének eléréséhez és a mérési hibák minimálisra csökkentéséhez korrekciók, további fejlesztések szükségesek.