Điện lạnh năng lượng mặt trời hoặc điều hòa không khí-adsorption lạnh


Chia sẻ bài báo này với bạn bè của bạn:

Hệ thống làm lạnh mặt trời hấp phụ LESBAT: Catherine Hildbrand, Olivier Cherbuin, Thị trưởng Julien. Quản lý dự án: Philippe Dind

Mục đích của bài viết này là để giới thiệu cho bạn về nguyên lý của điện lạnh hấp thụ năng lượng mặt trời mà chỉ đơn giản là cho phép để có được lạnh với bức xạ mặt trời.

Tóm tắt

Phòng thí nghiệm của năng lượng mặt trời Năng lượng và vật lý Bâtiment1 (LESBAT) của Đấng Tối Cao Trường Kỹ thuật và Quản lý Vaud (HEIG-VD) ở Thụy Sĩ đã hoạt động trong lĩnh vực năng lượng tái tạo trong hơn hai thập kỷ qua.

Sự phát triển của tủ lạnh hấp phụ năng lượng mặt trời là một trong những trục chính của nghiên cứu ứng dụng trong những năm gần đây.

Những hệ thống này ban đầu được lên kế hoạch cho việc sản xuất lạnh ở các khu vực không được điện khí hóa của các quốc gia trong vùng Sahel nơi mà việc làm lạnh được tìm kiếm để bảo tồn các sản phẩm y tế và thực phẩm.

Dựa trên tác phẩm được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu khác nhau trong 80 năm, chúng tôi đã thực hiện 1999 một nguyên mẫu trình diễn, và nguyên mẫu trong phòng thí nghiệm khác nhau để đạt được một mát sorption năng lượng mặt trời mà xây dựng là khả thi trong loạt nhỏ trong nước đang phát triển.

Chúng tôi đi cùng với sự phát triển của chúng tôi bằng cách chuyển giao công nghệ với Trung tâm Sinh thái Ouagadougou.

Trong bài viết này, chúng tôi trình bày nguyên tắc hoạt động của tủ lạnh hấp phụ năng lượng mặt trời, ví dụ về các phát triển mang tính xây dựng cũng như chuyển giao công nghệ cho Burkina Faso.

Kinh phí cho sự phát triển thử nghiệm này chủ yếu được cung cấp bởi GEBERT RÜF FOUNDATION (Basel - Thụy Sĩ).

Tại sao phải làm lạnh bằng năng lượng mặt trời?

Đề xuất giải pháp thay thế và sạch sẽ cho các nước đang phát triển để lưu trữ ma túy và thực phẩm.

Điều hòa không khí năng lượng mặt trời là một giải pháp thay thế cho các giải pháp sau:

  • hấp thụ (và không hấp phụ) làm lạnh mà cũng biến đổi nóng vào lạnh nhưng đòi hỏi nhiệt độ cao hơn bao gồm cả đốt,
  • làm lạnh thông thường bằng mạch làm lạnh nhiệt động lực học mà máy bơm được cung cấp bởi một máy phát điện,
  • điện lạnh bằng năng lượng mặt trời đặt ra vấn đề lớn về lưu trữ năng lượng điện (pin có tuổi thọ rất giảm ...)

Không ai trong số các giải pháp này 3 hoàn toàn đáp ứng nhu cầu của các nước đang phát triển vì họ tiêu thụ hydrocarbon (hiếm và đắt đỏ ở châu Phi) và từ chối CO2 hoặc gián tiếp làm ô nhiễm phần công nghệ sử dụng (pin, làm lạnh ...).

Hấp thụ năng lượng mặt trời điều hòa không khí bằng cách sử dụng trực tiếp chuyển đổi năng lượng mặt trời nhiệt thành lạnh, không có bất kỳ nhược điểm nào.

Làm cách nào để làm lạnh năng lượng mặt trời bằng công việc hấp phụ?

Hấp phụ là hiện tượng xảy ra khi thiết lập sự cân bằng giữa khí và chất rắn.

Nồng độ của các phân tử khí luôn luôn lớn hơn gần bề mặt của chất rắn hơn trong pha khí. Như vậy, trong bất kỳ chất rắn nào, các nguyên tử bề mặt phải chịu lực thu hút chưa từng có, vuông góc với bề mặt. Sự cân bằng của các lực này được phục hồi một phần bởi sự hấp phụ của các phân tử khí.

Nó thường được gọi là một cặp vợ chồng khi đề cập đến hấp phụ. Cặp vợ chồng này bao gồm một chất hấp phụ (rắn) và một chất hấp phụ (chất lỏng hoạt động như chất làm lạnh).

Các cơ quan được sử dụng như chất hấp phụ thường là các vật thể có bề mặt ngoài rất lớn. Chúng ta có thể đề cập đến alumin hoạt tính, than hoạt tính, gel silica và zeolit. Lựa chọn chất hấp phụ sẽ dựa trên nhiệt độ mong muốn ở thiết bị bay hơi và nhiệt độ có sẵn tại nguồn nóng (bộ thu năng lượng mặt trời).

Một phần khác của cặp vợ chồng (chất hấp phụ) phải đáp ứng hai điều kiện thiết yếu: để có một lượng nhiệt tiềm ẩn lớn của sự bay hơi và được tạo thành từ các phân tử nhỏ, dễ hấp phụ. Chất lỏng có các đặc điểm này bao gồm nước, amoniac, methanol và carbon dioxide. Ngoài hai điều kiện với nhân vật "vật lý", nó là cần thiết để đi vào xem xét bản chất của chất lỏng cũng như nguy hiểm của nó (dễ cháy, độc tính, ..).

Các ứng dụng của chúng tôi đã sử dụng liên tục các cặp than hoạt tính-metanol, silica gel-nước và zeolit-nước. Việc sử dụng các cặp vợ chồng này áp đặt một mức chân không trung bình (10-3 mbar) để giảm thiểu sự hiện diện của các loại khí không thể làm nóng có thể cản trở sự đi qua của hơi hấp phụ. Chu kỳ chạy liên tục vì lạnh chỉ được sản xuất trong đêm.

Tủ lạnh như được thiết kế trong sự phát triển của chúng tôi có bốn yếu tố chính:

  • Bộ phận cảm biến bộ phận hút: phần chứa chất hấp phụ được làm nóng bằng bức xạ mặt trời, với hiệu ứng của
    giải hấp của chất hấp phụ.
  • Bình ngưng: nguyên tố này phục vụ để ngưng tụ hơi hấp phụ được hấp thụ trong bộ cảm ứng.
  • Buồng lạnh: phần tử này là phần hữu ích của tủ lạnh, bao gồm buồng cách điện và thiết bị bay hơi bao gồm chất hấp phụ ở dạng lỏng và rắn.
  • Van tự động: Thân cho phép tách phần áp suất cao của phần áp suất thấp. Cơ quan này được phát triển tại LESBAT là tự động và không có thiết bị điện tử (mô hình đã đăng ký).

Chu kỳ hoạt động

Tủ lạnh năng lượng mặt trời hoạt động theo chu trình nhiệt hấp phụ. Chu kỳ
có thể được chia thành bốn giai đoạn riêng biệt như được giải thích dưới đây. Chúng tôi cũng đưa ra trong bảng này chu trình biểu diễn trong sơ đồ Clausius-Clapeyron (Ln (P) (áp suất) như một hàm của (-1 / T) (nhiệt độ)).


Ưu điểm / Nhược điểm của điều hòa không khí hấp phụ

nhược điểm:

  • Thời gian (ít nhất) 12h giữa sản xuất nóng và sản xuất lạnh (điều này có thể dễ dàng giải được bằng bộ đệm tích tụ)
  • Cần phải có một nguồn lạnh (vào ban đêm) để tạo ra chu kỳ hấp phụ "lạnh"
  • COP phần lớn (1 / 10 xấp xỉ) thấp hơn so với máy nén lạnh (nhưng nó thực sự quan trọng vì nguồn năng lượng mặt trời gần như không giới hạn?)

Lợi ích:

  • Không có nguồn năng lượng nào khác ngoài mặt trời (hoặc nguồn nhiệt khác, chẳng hạn như mất nhiệt) là cần thiết.
  • Không có bộ phận chuyển động (ngoại trừ màn trập), việc bảo trì được tạo điều kiện thuận lợi.
  • Khả năng sử dụng chất làm lạnh đơn giản như nước!
  • COP tương đương nhìn thấy điều hòa không khí điện mặt trời cao hơn một chút (tấm quang điện cung cấp một mạch làm lạnh cơ học), những nhược điểm trong ít hơn (mặc và ô nhiễm pin, bảo trì ...)!

Các khía cạnh kinh tế

Về chi phí sản xuất tủ lạnh năng lượng mặt trời hấp phụ được xây dựng như được mô tả trong bài viết này, rất khó để nói rõ các con số.

Chi phí của một nguyên mẫu được phát triển tại Thụy Sĩ hoặc ở Pháp không có gì để làm với chi phí của một tủ lạnh được xây dựng vài chục bản một năm ở Burkina Faso với lao động lành nghề trong cả nước (mục tiêu ban đầu được nhắm mục tiêu). Giá này sẽ giảm nhiều hơn trong trường hợp sản xuất hàng loạt đến hàng ngàn bản sao mỗi năm trong một chuỗi tự động ở đây hoặc ở châu Phi.



Một 2002 nghiên cứu thị trường ở Burkina Faso bởi CEAS-BF cho thấy hơn một trăm năng lượng mặt trời tủ lạnh hấp phụ 300 lít có thể được thông qua trong năm nay và trong ba năm với các NGO, bệnh viện, khách sạn và các hợp tác xã nông nghiệp Burkinabe với điều kiện giá bán không vượt quá 750'000 FCFA (khoảng € 1'250).

Do đó, thách thức là gấp đôi: để đáp ứng nhu cầu thị trường sau khi bắt đầu sản xuất với tốc độ thủ công và có thể sản xuất mà không vượt quá giá bán nêu trên. Các điều kiện thị trường hiện tại và giá của lực lượng lao động Burkinabé làm cho chúng ta nghĩ rằng CEASBF có thể chịu đựng thách thức này.

phần kết luận

Các thí nghiệm được tiến hành trong lĩnh vực làm lạnh hấp phụ năng lượng mặt trời trong LESBAT làm cho nó có thể hiểu tất cả những khó khăn vốn có của kỹ thuật này.

Vì vậy mà sau này có thể tuyên truyền mà không bị thất bại có thể làm mất uy tín, nó là điều cần thiết để hỗ trợ việc chuyển giao kiến ​​thức để nước đang phát triển thông qua việc tạo ra hoặc tăng cường các kỹ năng thực tế trên trang web, như chúng ta đã cố gắng để như một phần của sự hợp tác của chúng tôi với CEAS-BF.

Các diễn biến mang tính xây dựng của các hệ thống tủ lạnh năng lượng mặt trời của chúng tôi nhằm mục đích đơn giản hóa xây dựng trong khi vẫn duy trì các buổi biểu diễn. Mục tiêu này đạt được. Phần còn lại của dự án nhằm phát triển các phòng lạnh nhỏ. Nó sẽ là một câu hỏi xác định kích thước tối ưu của căn phòng có tính đến giới hạn công nghệ do hệ thống của chúng tôi ấn định.

Hấp thu năng lượng mặt trời lạnh là một phần của loạt các giải pháp cho các vấn đề môi trường được tạo ra bởi việc tiêu thụ quá nhiều nhiên liệu hóa thạch của chúng ta.

Ngoài ra, dự kiến ​​sẽ cải thiện chất lượng cuộc sống cho một số lượng lớn người dân, đặc biệt là ở các nước Sahel, bằng cách cho họ tiếp cận với việc bảo tồn thuốc, vắc-xin và thực phẩm.

Read more:
- Trang web LESBAT
- Tải xuống bài viết LESBAT ở định dạng .pdf
- Nguyên tắc chung và hoạt động
- Tối ưu hóa bộ thu năng lượng mặt trời
- Bảng điều khiển điều hòa không khí năng lượng mặt trời: hoạt động
- Bảng điều khiển điều hòa không khí năng lượng mặt trời: hợp tác châu Phi


Nhận xét trên Facebook

Nhận xét của 3 về "Lạnh lạnh hoặc điều hòa không khí hấp phụ"

  1. Xin chào Tôi là một nhà phát minh nghiên cứu cho sytems môi trường, phần lạnh tôi thấy chủ đề thú vị bởi vì bản thân tôi đang tìm kiếm nhân viên để lộ và thực hiện một nguyên mẫu cho ý tưởng của tôi, tôi có thể mang lại cho bạn hơn nữa, một khi bạn trả lời tôi lời tạm biệt

    1. Bonjour,
      Tôi là một sinh viên tiến sĩ, tôi quan tâm đến điều hòa không khí bằng năng lượng mặt trời bằng cách hấp thụ một thành phần vật lý dễ bay hơi.
      Merci

Để lại một bình luận

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *