Солнечный коллектор
Солнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца (гелиоустановка), переносимой видимым светом и ближним инфракрасным излучением. В отличие от солнечных батарей, производящих непосредственно электричество, солнечный коллектор производит нагрев материала-теплоносителя. Обычно применяются для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.
Вакуумный солнечный коллектор.
Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума.
Фактически солнечная тепловая труба имеет устройство, схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.
Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору. Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности. Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.
Солнечный коллектор на основе вакуумных трубок – это устройство поглощающее энергию солнца и преобразующее ее в тепло, которое можно использовать для нагрева воды и дополнительного отопления помещения. Это современный, высокоэффективный экономичный и экологичный источник тепла круглый год. Солнечный коллектор состоит из вакуумных трубок, установленных на специальном креплении и теплообменника, где происходит нагрев теплоносителя.
Устройство бытового коллектора.
Теплоноситель (вода, воздух, масло или антифриз) нагревается, циркулируя через коллектор, а затем передает тепловую энергию в бак-аккумулятор, накапливающий горячую воду для потребителя. В простом варианте циркуляция воды происходит естественно из-за разности температур в коллекторе. Такое решение позволяет повысить эффективность солнечной установки, поскольку КПД солнечного коллектора снижается с ростом температуры теплоносителя. Бывают и солнечные водонагревательные установки аккумуляционного типа, в которых отсутствует отдельный бак-аккумулятор, а нагретая вода сохраняется непосредственно в солнечном коллекторе. В этом случае установка представляет собой близкий к прямоугольной форме бак.
Установка солнечного коллектора в обязательном порядке комплектуется ИБП и аккумулятором глубокого разряда для защиты от отключения электроэнергии и перепадов напряжения.
Вакуумные трубчатые коллекторы. Преимущества
- Низкие теплопотери
- Работоспособность в холодное время года до −30С
- Способность генерировать высокие температуры
- Длительный период работы в течение суток
- Удобство монтажа
- Низкая парусность
- Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата
Недостатки
- Относительно высокая начальная стоимость проекта
- Рабочий угол наклона не менее 20°
Применение солнечного коллектора или системы коллекторов, при условии правильного проектирования и монтажа, может удовлетворить большую часть годовой потребности в ГВС и значительно оптимизировать затраты на отопление, в качестве дополнительного источника. Прекрасно подходит для использования на промышленных объектах, гостиницах, базах отдыха, кемпингах, частных домах, дачах и фермерских хозяйствах.
Коллекторы предназначены для обогрева помещений в условиях достаточной солнечной освещённости и при отсутствии (или параллельно с ними) других источников энергии (таких как газ, электричество, жидкое и твёрдое топливо). Коллекторы не могут быть основной системой отопления, так как не обеспечивают постоянных характеристик, как в течение суток, так и при смене сезонов года. Однако система может быть интегрирована в любую существующую систему отопления и вентиляции. Как правило, что бы минимизировать влияние погодных и климатических условий, солнечный коллектор используется комбинированно с котлом, колонкой или электроводонагревателем. При этом всегда используется накопительный бак, чтобы сохранять достаточное количество теплой воды.
Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд. Наибольшее количество производственных процессов, в которых используется тёплая и горячая вода (30—90 °C), проходят в пищевой и текстильной промышленности, которые таким образом имеют самый высокий потенциал для использования солнечных коллекторов.