Сфера использования солнечных прудов
Типы солнечных прудов
Существуют две основные категории солнечных прудов:
• неконвектирующие пруды, которые снижают тепловые потери путем предотвращения конвекции, происходящие в пруду;
• конвектирующие пруды, которые уменьшают потерю тепла, препятствуя испарению верхнего покрытия поверхности пруда.
Преимущества и недостатки
• Использование прудов является особенно привлекательным для сельской местности в развивающихся странах. Только за стоимость глины или пластиковой облицовки пруда может быть установлено очень большая площадь коллекторов.
• Испарившаяся поверхность воды должна постоянно пополняться.
• Накопленные кристаллы соли должны быть удалены и могут привести к дополнительному финансированию как побочный продукт и затраты на техническое обслуживание.
• Нет необходимости отдельного коллектора для теплового аккумулирования системы.
Сфера использования солнечных прудов
• Для производства соли (для усиленного испарения или очищения соли, то используется производство «вакуумное качество» соли)
• В аквакультуре, используя физиологический раствор или пресную вода (выращивание, например, рыб или артемий)
• В молочной промышленности (например, для предварительного подогрева воды для котлов)
• В плодоовощной консервной промышленности
• Для сушки фруктов и овощей (например, для сушки виноградной лозы)
• В зерновой отрасли (для сушки зерна) и для водоснабжения (для опреснения воды)
Рисунок 1. Создание каркаса деревянного пруда размерами 0,6х0,6х0,6, с изоляцией зимней пеной и пленкой в 3 слоя
Рисунок 2. Утепление каркаса пруда пенопластом б=100мм
Рисунок 3. Создание соляного раствора для пруда №1
Рисунок 4. Создание солнечного пруда размерами котлована по низу 1,20х1,20м, по верху 2,10 х 2,10м и высотой котлована 1,20м из экструдированного пенополистерола с трехслойным материалом – два слоя плотного винила и один слой полиэстра
Рисунок 5. Изоляция бассейна черной пленкой и создание соляного раствора для трапециевидного пруда
Рисунок 6. Снятие показаний
Рисунок 7. Три пруда в зимнее время года
9 сентября 2015 года к 23:00 пруд был заполнен соляным раствором.
Первые показания были сняты 10 сентября 2015 года. Градусники были опущены в воду в 19:15.
Таблица 1. Показания нагретых температур в осенний период 2015 года
| Дата и время, температура наружного воздуха | номер градусника | описание воды | температура воды | |
| 10 сентября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 19 °С | |
| 19:37 | №2 | верхний слой соленого пруда | 21 °С | |
| 20 °С | №3 | средний слой соленого пруда | 22,5 °С | |
| тепло | №4 | нижний слой соленого пруда | 23,5 °С | |
| 11 сентября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 14 °С | |
| 8:02 | №2 | верхний слой соленого пруда | 18,5 °С | |
| 14 °С | №3 | средний слой соленого пруда | 19 °С | |
| тепло | №4 | нижний слой соленого пруда | 19,5 °С | |
| 12 сентября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 25°С | |
| 14:30 | №2 | верхний слой соленого пруда | 29°С | |
| 45°С на солнце, 33 °С | №3 | средний слой соленого пруда | 28°С | |
| солнечно | №4 | нижний слой соленого пруда | 26°С | |
| 12 сентября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 24°С | |
| 15:30 | №2 | верхний слой соленого пруда | 29,5°С | |
| 32 °С | №3 | средний слой соленого пруда | 26°С | |
| солнечно | №4 | нижний слой соленого пруда | 26°С | |
| 24 сентября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 15°С | |
| 10:15 | №2 | верхний слой соленого пруда | 21°С | |
| 13 °С | №4 | нижний слой соленого пруда | 20 °С | |
| прохладно | №3 | другая емкость прозрачная | 27,5°С | |
| С 16 сентября по 20 октября создание 2го солнечного пруда 1,20х2,10, высотой 1,20 | ||||
| 23 октября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 8°С | |
| 7:20 | №2 | верхний слой соленого пруда | 15°С; 16°С | |
| 2°С | №3 | средний слой соленого пруда | 15°С; 16°С | |
| 26 октября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 9°С | |
| 8:04 | №2 | верхний слой соленого пруда | 10°С; 15°С | |
| - 1°С | №3 | средний слой соленого пруда | 10°С; 15°С | |
| 02 ноября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 8°С | |
| 7:38 | №2 | верхний слой соленого пруда | 12°С; 15°С | |
| - 2°С, всю ночь шел снег | №3 | средний слой соленого пруда | 12°С; 15°С | |
| 24 ноября 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | 10°С | |
| 8:00 | №2 | верхний слой соленого пруда | 10°С; 10°С | |
| - 2°С, вода замерзла | №3 | средний слой соленого пруда | 10°С; 10°С | |
| 04 декабря 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | °С | |
| 8:17 | №2 | верхний слой соленого пруда | 8°С; 10°С | |
| 2 °С | №3 | средний слой соленого пруда | 8°С; 10°С | |
| 20 декабря 2015 года | №1 | обычный пруд, несоленый | °С | |
| 16:48 | №2 | верхний слой соленого пруда | °С | |
| - 3°С- -15°С, пруды замерзли | №3 | средний слой соленого пруда | °С | |
Так как солнечный пруд был запущен в сентябре месяце 2015 года, максимально высоких температур на данном этапе исследования еще не было получено, в связи с тем, что пик количества солнечной радиации приходится на 15 августа согласно рисунка 9.
Для расчета возможного получения высокой температуры на 15 августа необходимо использовать карту по годовым колебаниям солнечной радиации (см. рисунок 9) и шкалу перевода температур из Цельсия в Кельвины (см рисунок 10).
Рисунок 8. Карта по средней продолжительности солнечного сияния за год ( в часах)
Рисунок 9. Годовые колебания интенсивности прямой солнечной радиации по месяцам кВт/м2 в день в г.Алматы
Рисунок 10. Диаграмма перевода температур из Цельсия в Кельвины
Расчет производился методом пропорции и переводного коэффициента от количества солнечной радиации в измеренный день и день пика солнечной радиации.
Таблица 2. Расчет предполагаемей нагретой температуры на 15 августа
| Дата и температуры | ºС | Кельвин | t н.в. | t воды | |
| 24 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | 20 ºС = | 293 К | 20 ºС = | 23 ºС | |
| t нар.воздуха | 20 ºС | 23 ºС = | 296 К | 35 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 23 ºС | 35 ºС = | 308 К | 293 К= | 296К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 38 ºС = | 311 К | 308 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 35 ºС | х=296*308/293 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=311 К=38 ºС*1,2 = 46 ºС | |||
| 24 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | 20 ºС = | 293 К | 20 ºС = | 23 ºС | |
| t нар.воздуха | 20 ºС | 23 ºС = | 296 К | 40 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 23 ºС | 40 ºС = | 313 К | 293 К= | 296К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 43 ºС = | 316 К | 313 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 40 ºС | х=296*313/293 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=316 К=43 ºС*1,2 = 51,6 ºС | |||
| 24 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | 20 ºС = | 293 К | 20 ºС = | 40 ºС | |
| t нар.воздуха | 20 ºС | 35 ºС = | 308 К | 35 ºС = | х ºС |
| t воды 2 пруда | 40 ºС | 40 ºС = | 313 К | 293 К= | 313К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 56 ºС = | 329 К | 308 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 35 ºС | х=313*308/293 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=329 К=56 ºС*1,2 = 67 ºС | |||
| 24 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | 20 ºС = | 293 К | 20 ºС = | 40 ºС | |
| t нар.воздуха | 20 ºС | 23 ºС = | 296 К | 40 ºС = | х ºС |
| t воды 2 пруда | 40 ºС | 40 ºС = | 313 К | 293 К= | 313К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 62 ºС = | 335 К | 313 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 40 ºС | х=313*313/293 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=335 К=62 ºС*1,2 = 75 ºС | |||
| 27 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | 25 ºС = | 298 К | 25 ºС = | 27 ºС | |
| t нар.воздуха | 25 ºС | 27 ºС = | 300 К | 35 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 27 ºС | 35 ºС = | 308 К | 298 К= | 300К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 37 ºС = | 310 К | 308 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 35 ºС | х=300*308/298 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=310 К=37 ºС*1,2 = 44,4 ºС | |||
| 27 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | 25 ºС = | 298 К | 25 ºС = | 27 ºС | |
| t нар.воздуха | 25 ºС | 27 ºС = | 300 К | 40 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 27 ºС | 40 ºС = | 313 К | 298 К= | 300К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 42 ºС = | 315 К | 313 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 40 ºС | х=300*313/298 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=315 К=42 ºС*1,2 = 50,4 ºС | |||
| 29 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | (-)1ºС = | 272 К | (-)1ºС = | 21 ºС | |
| t нар.воздуха | (-)1 ºС | 21 ºС = | 294 К | 35 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 21 ºС | 35 ºС = | 308 К | 272 К= | 294К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 60 ºС = | 333 К | 308 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 35 ºС | х=294*308/272 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=333 К=60 ºС*1,2 = 72 ºС | |||
| 29 сентября 2015 г.=150кВт/м2 день | (-)1ºС = | 272 К | (-)1ºС = | 21 ºС | |
| t нар.воздуха | (-)1 ºС | 21 ºС = | 294 К | 40 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 21 ºС | 40 ºС = | 313 К | 272 К= | 294К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 65 ºС = | 338 К | 313 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 40 ºС | х=294*313/272 | |||
| Коэффициент = | 1,2 | х=338 К=65 ºС*1,2 = 78 ºС | |||
| 02 ноября 2015 г.=100кВт/м2 день | (-)2ºС = | 271 К | (-)2ºС = | 12 ºС | |
| t нар.воздуха | (-)2 ºС | 12 ºС = | 285 К | 35 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 12 ºС | 35 ºС = | 308 К | 271 К= | 285К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 51 ºС = | 324 К | 308 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 35 ºС | х=285*308/271 | |||
| Коэффициент = | 1,8 | х=324 К=51 ºС*1,8 = 91,8 ºС | |||
| 02 ноября 2015 г.=100кВт/м2 день | (-)2ºС = | 271 К | (-)2ºС = | 12 ºС | |
| t нар.воздуха | (-)2 ºС | 12 ºС = | 285 К | 35 ºС = | х ºС |
| t воды 1 пруда | 12 ºС | 40 ºС = | 313 К | 271 К= | 285К |
| 15 августа=180 кВт/м2 день | 56 ºС = | 329 К | 313 К= | х К | |
| t нар.воздуха | 40 ºС | х=285*313/271 | |||
| Коэффициент = | 1,8 | х=329 К=56 ºС*1,8 = 100,8 ºС | |||
Таблица 3. Расчет средней температуры на 15 августа
| 35 ºС | 40 ºС |
| 91,8 | 100,8 |
| 50,4 | |
| t средн=64,2 | t средн=71,4 |
Исходя из расчета, следует, что в исследуемых солнечных прудах можно получить среднюю температуру воды 64,2 ºС при температуре наружного воздуха 35ºС или же 71,4ºС при температуре наружного воздуха 40 ºС. А значит применение солнечного пруда рентабельно.