Разработка и приложение на соларни хладилници

Sep 02, 2025 Остави съобщение

Най-проучваните слънчеви хладилници, както в страната, така и в чужбина, са тези, които са най-близо до практическото приложение. Изследванията върху хладилниците със слънчева адсорбция обаче остават ограничени до основната теория и разработването на експериментални прототипи.

Слънчевите адсорбционни хладилници обикновено използват конвенционален хладилник, свързан към външен слънчев генератор. Изследванията се фокусират върху характеристиките на зареждане и разреждане на слънчевите клетки. Поради ограниченото разглеждане на фотоволтаичните характеристики на компресора на хладилника, липсват непълни изследвания за съвместимостта на различни компоненти в хладилниците със слънчева адсорбция и ефективността на устройството за абсорбиране на слънчева топлина е много ниска. В резултат на това общата ефективност на системата все още не е сравнима с тази на конвенционалните хладилници, а цената е значително по-висока. По отношение на хладилниците със слънчева адсорбция, настоящите изследвания се фокусират върху работата на двойката адсорбент-хладилен агент. Решаването на въпроси като това как да се подобри допълнително ефективността на топлопреноса на адсорбционния слой, ефективното справяне с връзката между събирането на топлина през деня и разсейването на топлината през нощта между адсорбционния слой и колектора и ефективното съхраняване на нощния капацитет за охлаждане за дневна употреба са от решаващо значение. Ключовите технологии, които спешно се нуждаят от по-нататъшно развитие в приложението на соларни хладилници, са следните:
1. Високо{1}}ефективна слънчева топлинна колекторна технология
Слънчевите термични колектори, устройства, които преобразуват слънчевата енергия в топлинна, играят решаваща роля в слънчевите хладилни системи. Тяхната ефективност и цена пряко влияят върху ефективността и икономическата жизнеспособност на целия соларен хладилник. За да се подобри ефективността на слънчевите топлинни колектори, текущите изследвания до голяма степен се фокусират върху подобряването на структурите на абсорбера и концентратора, докато по-малко изследвания се фокусират върху фундаменталния характер на абсорбцията на топлина от колектора. Поглъщането на топлина се отразява в оптичните свойства на материала, по-специално способността му да абсорбира светлина в определен диапазон на дължина на вълната. Ето защо авторът смята, че разработването на абсорбиращи и повърхностни покрития ще бъде ключово за подобряване на ефективността на слънчевите хладилни колектори. Все още има много място за техническо подобрение и развитие, като например покриване на повърхността на абсорбера с висока спектрална абсорбция, за да се увеличи максимално събирането на енергия от слънчевата радиация; или избор на повърхностни материали на абсорбера въз основа на техните радиационни характеристики за постигане на спектрална абсорбция, близка до 1 в диапазона на дължина на вълната от 0,3-3 μm. 2. Ефективна технология за съхранение на слънчева енергия
За да се преодолее временната природа на слънчевата енергия, която може да доведе до непоследователна работа на хладилника през деня и нощта, в дизайна на системата трябва да се включи подходящо устройство за съхранение на енергия. Това устройство може да съхранява част от енергията, генерирана през деня, за използване през нощта или в дъждовни дни, като постига истинско охлаждане през целия-ден и същата производителност като конвенционален хладилник. Понастоящем има три основни типа слънчево фотоволтаично съхранение на енергия: кондензатори, оловни-киселинни батерии, никел-метални хидридни батерии и калиево-йонни батерии. Технологията за приложение на тези батерии е относително зряла, но капацитетът им за съхранение е относително ограничен. Подобряването на капацитета на тези батерии остава бъдеща изследователска област.

Технологиите за съхранение на енергия, които понастоящем се използват и в момента се изследват в хладилниците със слънчева адсорбция, използват основно чувствителните и латентни топлинни ефекти на фазовите преходи на работната среда или топлината на реакцията по време на химични реакции, за да съхраняват енергия. Тъй като технологията за съхранение на латентна топлина използва свойството на материята да абсорбира или освобождава топлина по време на фазови промени, за да съхранява или освобождава енергия, подобно на принципа на адсорбционното охлаждане, изследването на технологията за съхранение на латентна топлина има практическо значение за съхранението на енергия в слънчеви адсорбционни хладилници. В допълнение, технологията за съхранение на енергия на хладилните хладилници със слънчева адсорбция трябва да се развие от изследването на характеристиките на самия работен флуид до цялата система и допълнително да подобри структурата на адсорбционното хладилно устройство.