Солнечные коллекторы — это приборы, которые преобразуют энергию солнечного излучения в тепло или напрямую в электроэнергию. Чем больше солнечных дневных часов или чем сильнее солнечное излучение, тем больше тепловой энергии получается на выходе. Именно поэтому солнечные панели устанавливают на крышах домов, которые получают максимум света. На пример, воду для потребления намного проще и дешевле получать при помощи солнечных коллекторов, чем через традиционные источники энергии. Солнечная тепловая система (система солнечного нагрева воды) — это одна из экономических технологий, позволяющая значительно экономить средства на тепло-энергию.
Плюсы солнечной тепловой системы
— использование возобновляемой солнечной энергии
— снижение текущих затрат на отопление до 60%
— огромное сокращение выбросов CO2 (углекислого газа)
Минусы солнечной тепловой системы
— сравнительно высокие инвестиционные затраты
— вмешательство в крышу здания
— место для резервуара горячей воды
Эксплуатация солнечной системы
Чтобы нагреть воду с помощью солнечной энергии, нужно использовать солнечную тепловую систему. Она состоит чаще всего из коллекторов, насоса и накопителя.
Вода в коллекторах нагревается и через систему труб попадает в накопитель. От туда вода сможет использоваться для отопления помещения или подачи горячей воды.
Далее приведены отдельные компоненты системы:
Коллекторы солнечной тепловой системы
Простые плоские коллекторы состоят из чёрного лакированного листа (абсорбента) и из медных труб. Лист поглощает энергию солнечных лучей и передаёт тепло в теплоноситель, проходя через трубы.
Следующий и очень эффективный вид устройства коллектора — это так называемые вакуумные трубчатые коллекторы. Принцип тот же, что и у плоского коллектора, только абсорбент находится в изолированном стеклянном цилиндре. Вакуум изолирует абсорбент от окружающей среды и тем самым снижает потери энергии. Вакуумные трубчатые солнечные коллекторы заметно эффективнее, но и имеют более высокую цену.
Насос солнечной тепловой системы
Теплоноситель солнечной тепловой системы зачастую наполняется с помощью центробежного насоса, такую систему называют активной. Несколько реже используются системы с натуральной конвекцией, в которых жидкость циркулирует за счёт различия плотности, которая создаётся благодаря нагреванию вещества.
В качестве жидкости передающей тепло используют смесь из воды и пропиленгликоля, который выступает в качестве антифриза. Дополнительно в систему интегрируется водоспускной клапан. В случае, если циркуляционный насос выйдет из строя, он защитит систему от поломки.
Накопитель для тёплой воды в солнечной тепловой системе
В хорошо изолированном накопителе нагретая жидкость сохраняет свою высокую температуру и при необходимости может быть использована для отопления или нагрева воды для бытовых нужд. Жидкость нагревается даже в зимние солнечные дни до 50-60 градусов.
Как правило солнечные тепловые системы в которых применяются солнечные коллекторы, содержат дополнительный генератор тепла. Это может быть электрический нагреватель, тепловой насос, газовый или масляный котел. Дополнительный генератор активируется, если температура воды в накопителе упала ниже установленного минимума, например 55 градусов. Таким образом в пасмурные дни и в холодное время года горячая вода всегда будет в Вашем распоряжении. Солнечная тепловая система позволяет покрыть около 50-60% потребности в горячей воде среднестатистического семейного дома.
Для индустриальных нужд солнечные тепловые системы изготавливаются с параболическими зеркалами, которые направляют солнечный свет на абсорбер с жидкостью. Тем самым высокая концентрация солнечной энергии создаёт очень высокий уровень тепловой энергии. Жидкость, таким образом, подходит для запуска работы турбины, которая вырабатывает электроэнергию.
|
Источник:
|