Солнечные коллекторы

Принцип работы солнечного коллектора

Когда солнечные лучи проникают сквозь защитное стекло коллектора, они попадают на поглощающую пластину, также известную как абсорбер. Его поверхность покрыта специальным материалом, который эффективно поглощает солнечное излучение с эффективность до 91% и минимизирует отражение. После того как солнечная энергия поглощена абсорбером, начинается процесс преобразования ее в тепло. Этот процесс основан на парниковом эффекте. Внутри коллектора циркулирует теплоноситель, обычно вода или антифриз. Нагретый абсорбер передает тепловую энергию этому теплоносителю. Нагретый теплоноситель перемещается по системе, поступает в накопительный бак и передаёт тепло через теплообменник в систему горячего водоснабжения и отопления.  Система также оснащена насосом для циркуляции теплоносителя.

Виды солнечных коллекторов

Плоские. Они имеют высокую производительность летом и рекомендуются для южных широт и теплого климата. Оптический КПД плоских коллекторов находится в диапазоне 75-85%.   Цельная конструкция облегчает самоочистку от инея и снега.  К преимуществам можно отнести возможность установки под любым углом и меньшую начальную стоимость. Однако они имеют высокие теплопотери и низкую работоспособность в холодное время года.

Вакуумные. Этот тип солнечных коллекторов для воды состоит из тепловых трубок. За счет цилиндрической формы увеличивается площадь, которая поглощает солнечную энергию.  Вакуумные коллекторы имеют низкие теплопотери и способны работать при температурах до -35°С. Оптический КПД вакуумных коллекторов составляет 80-83%. Основным недостатком вакуумных коллекторов является их неспособность к самоочистке от снега и относительно высокая начальная стоимость. Кроме того, они требуют рабочего угла наклона не менее 20°. Эти коллекторы более эффективны в регионах с холодным климатом. Плюс нагревают воду до более высокой температуры.

От чего зависит эффективность солнечного коллектора

Вот несколько факторов, которые влияют на КПД оборудования:

Угол наклона. Солнечные лучи должны попадать на коллектор под прямым углом, тогда выработка будет максимальной. Однако летом солнце поднимается над горизонтом выше, чем зимой. Поэтому важно рассчитать оптимальный угол. В средней полосе он составляет 45°;

Поворот по сторонам света. Наиболее эффективно — направить поверхность солнечного коллектора на юг;

Затенение. Важно установить систему так, чтобы на нее не падали тени от стоящих рядом зданий, конструкций или деревьев.

Климатические условия: сюда относится и уровень инсоляции в регионе (количество солнечной энергии, достигающей поверхности Земли, которое меняется в течение года), облачность, осадки и температура воздуха.

Места монтажа солнечных коллекторов:

• на крыше, в том числе двускатной или односкатной;
• на балконе;
• на стене здания.

Применение солнечных коллекторов:

В частных домах солнечные коллекторы используются для отопления и горячего водоснабжения. Эффективность такой системы зависит от географического положения и климатических условий. В южных регионах с теплым климатом солнечные коллекторы могут использоваться как основной источник отопления, в то время как в более холодных регионах они служат дополнительным источником тепла.

При правильном проектировании и установке солнечные коллекторы способны сократить затраты на отопление дома от 30% до 70%. Это делает их привлекательным решением для владельцев частных домов, стремящихся к энергонезависимости и снижению коммунальных платежей.

Солнечные коллекторы особенно эффективны для объектов с высоким потреблением энергии в дневное время, таких как офисные здания, магазины и торговые центры.

Для коммерческих объектов это дает ряд преимуществ:

1. Значительное сокращение счетов за электроэнергию. В летний период солнечные коллекторы могут полностью компенсировать энергопотребление на нагрев воды, а зимой позволяют экономить до 80% на электроэнергии.

2. Демонстрация приверженности принципам устойчивого развития и корпоративной ответственности, что может стать ценным маркетинговым аргументом и улучшить имидж бренда.

3. Повышение энергонезависимости и защита от роста затрат на энергоресурсы.

Промышленные предприятия также могут извлечь значительную выгоду из использования солнечных коллекторов: горячее водоснабжение, отопление производственных помещений и даже для некоторых технологических процессов, требующих нагрева.

В целом, солнечные коллекторы - это надежное и долгосрочное решение для домовладельцев и предприятий, стремящихся к энергоэффективности и экологичности. Они не только помогают сократить расходы, но и вносят вклад в устойчивое развитие. По мере роста цен на традиционные энергоносители и повышения осведомленности об экологических проблемах, эта технология, скорее всего, станет еще более востребованной в будущем.

Подписаться в Telegram

Написать в WhatsApp