태양열 조리기의 효율 분석

다음은 열역학 제1법칙 과 열역학 제2법칙을 기반으로 한 태양열 조리기 의 효율성 분석이며 , 모든 장치의조리 전력을 계산하는 방법도 설명합니다 .

열역학 제1법칙에 기초 ^[1]

에너지 투입=에너지 출력+에너지 손실{\displaystyle {\text{에너지 입력}}={\text{에너지 출력}}+{\text{에너지 손실}}}

태양열 조리기에입력되는 에너지는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

이자형나=나티×ㅏ에스씨{\displaystyle E_{i}=I_{t}\times A_{sc}}

여기서:
E _i 는 에너지 입력(W)
I _t = 가열되는 태양 공기의 평면에 입사하는 총 태양 에너지(W/m ²
) A _sc 는 태양열 조리기의 표면적(m ²⁾

태양열 조리기의에너지 출력은 다음과 같이 확인할 수 있습니다.

이자형영형=중승씨피승(티승에프-티승나)티{\displaystyle E_{o}={{m_{w}c_{pw}(T_{wf}-T_{wi})} \over t}}

여기서:
E _o 는 에너지 출력(W)
m _w 는 물의 질량(kg)
c _pw = 물의 비열(J/kgK)
A _sc 는 태양열 조리기의 표면적(m ²
) T _wi 는 초기 온도 K
T _단위 의 물 wf 는 K 단위의 물의 최종 온도입니다.
t는 초 단위의 시간입니다.

태양열 조리기의 에너지 효율은 다음과 같이 확인할 수 있습니다.

에타=에너지 출력에너지 투입=이자형영형이자형나=[중승씨피승(티승에프-티승나)]/티나티×ㅏ에스씨{\displaystyle \eta ={{\text{에너지 출력}} \over {\text{에너지 입력}}}={E_{o} \over E_{i}}={{[m_{w}c_{pw }(T_{wf}-T_{wi})]/t} \over {I_{t}\times A_{sc}}}}

열역학 제2법칙에 기초 ^[2]

엑서지 입력=엑서지 출력+비가역성{\displaystyle {\text{엑서지 입력}}={\text{엑서지 출력}}+{\text{비가역성}}}

태양열 조리기에 대한엑서지 입력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

Ξ나=나비[1-(티영형/티에스)(4/삼)]{\displaystyle \Xi _{i}=I_{b}[1-(T_{o}/T_{s})(4/3)]}

여기서:
엑서지 입력(W/m ²
) c _pw = 물의 비열(J/kgK)
T _o 는 외부 온도(K)
T _s 는 태양의 표면 온도(K)

태양열 조리기의엑서지 효율은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

Ψ=엑서지 출력엑서지 입력=Ξ영형˙Ξ나˙=중승씨피승[(티승에프-티승나]-티영형에⁡(티승에프/티승나)]/티나비[1-(티영형/티에스)(4/삼)]ㅏ에스씨{\displaystyle \Psi ={{\text{엑서지 출력}} \over {\text{엑서지 입력}}}={{\dot {\Xi _{o}}} \over {\dot {\Xi _{ i}}}}={{m_{w}c_{pw}[(T_{wf}-T_{wi}]-T_{o}\ln(T_{wf}/T_{wi})]/t} \over {I_{b}[1-(T_{o}/T_{s})(4/3)]A_{sc}}}}

여기서:
A _sc는 태양열 조리기의 입사 영역입니다.

태양광을 수집하는 태양열 조리기의 능력은 입사 방사선에 수직인 수집기의 투영 면적과 직접적인 관련이 있습니다.

조리력

^{ASAE S580 [3]} 에서 사용하는 주요 기준 측정값은 조리 전력 으로 , 10분 간격으로 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

피=중씨(티2-티1)600{\displaystyle P={{MC(T_{2}-T_{1})} \over 600}}

여기서:
M은 물의 질량(kg)
C는 물의 비열(J/kgK)
T ₁ 은 각 간격이 시작될 때의 수온(K)
T ₂ 는 각 간격이 끝날 때의 수온(K)

이 온도 변화는 10분 간격으로 감지되므로 위의 방정식은 600초로 나뉩니다.

참고자료

페이지 데이터

저자	로한
특허	CC-BY-SA-4.0
언어	영어 (en)
번역	터키어
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만들어진	2022년 8월 4일 페드로 크라흐트( Pedro Kracht)
수정됨	2023년 6월 23일 Irene Delgado 작성
다음으로 인용	로한 (2022-2023). "태양열 조리기의 효율 분석" . Appropedia . 2024년 3월 12일에 확인함 .
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