Использование солнечной энергии
Что такое солнечные коллекторы и какими преимуществами они обладают?

Поглощая световую энергией, солнечный коллектор преобразует ее в тепло. В общем, коллектор – мини теплица. Под стеклянной панелью в пластине-поглотителе собирается тепло, нагревая жидкость-теплоноситель, которая в дальнейшем прогревает бак с водой.

Поверхность коллектора улавливает солнечную радиацию, именно поэтому площадь поверхности влияет на количество тепла, которое накапливает коллектор. В результате, большая площадь поверхности - больше тепла. Потеря тепла предотвращается благодаря особой конструкции коллектора, обеспечивающая теплоизоляцию. Правильное проектирование и качественная установка коллектора позволяет собирать максимум солнечного света.

Вот один интересный факт: сегодня коллекторы пользуются особой популярностью и являются эффективными устройствами, которые работают на солнечной энергии. Эффективность коллекторов составляет 90-95%.

У солнечных коллекторов достаточно обширное применение. Их используют практически для всех хозяйственных нужд, где необходимо тепло:

  • автономное горячее водоснабжение;
  • полное или частичное отопление жилых помещений;
  • подогрев бассейнов (открытые и закрытые);
  • обогрев теплиц, складов, производственных помещений и пр.
Солнечные коллекторы абсолютно безопасны не только для здоровья людей, но и для окружающей среды, потому что не производят вредных выбросов. При отказе одного домохозяйства от обычных, ныне популярных, систем отопления, предпочитая солнечный коллектор, можно предотвратить выброс углекислого газа в атмосферу на несколько тонн в год, при этом уменьшая выброс двуокиси серы, закиси азота и угарного газа.

Все солнечные коллекторы можно разделить на две группы: активные и пассивные. В активных системах используют насосы, которые направляют тепло в бак. Пассивные (тип термосифона) – работают за счет циркуляции горячей воды естественным образом.



Следует отметить, что одним из главных преимуществ солнечных коллекторов является экономичность. При их установки, Вы снизите годовые затраты на горячее водоснабжение на 90%, а экономия на отоплении составит 30%, в зависимости от региона, в котором Вы проживаете.

Такая экономия достигается из-за снижения нагрузки на уже имеющийся бойлер или газовый котел. За счет этого, увеличивается срок службы Вашей системы в два раза. Также важным фактором является автономность от центральных систем отопления и водоснабжения, что избавит Вас от зависимости от сбоев водоснабжения.

Основным компонентом солнечной установки - это коллектор, который образует солнечную радиацию в тепло, после чего передает его воде, находящейся в теплоаккумулирующем баке. Из коллектора с помощью теплообменника тепло передается воде в аккумулирующей теплобак. В этом процессе теплообменником может быть змеевик, который расположен на дне бака, или оболочка вокруг бака, внутри которой циркулирует жидкость-теплоноситель. Бак для воды может достигать любых объемов. Например, у вертикальной конструкции наибольший КПД. В разных частях бака разная температура воды. Благодаря этому технологическому решению, предотвращается смешивание воды верхней части, где она уже горячая, с входящей холодной водой. А в горизонтальном баке производительность системы снижается на 10-20%.

Чтобы нагретая вода оставалась горячей целую ночь, необходима хорошая теплоизоляции бака-накопителя. Потеря тепла зависит от разных факторов: температура воздуха, ветер, время года. Поэтому ночью охлаждение воды составляет от 0,5 до 1 С в час. При хорошей теплоизоляции, температура воды в баке должна сохраняться до 2 суток.

Насос размещается между коллектором и баком – накопителем. Обеспечение циркуляции воды контролирует насос, который включается тогда, когда температура солнечного коллектора превышает температуру бака. При установке теплообменника-змеевика на дне бака, можно значительно упростить систему – установить светочувствительный элемент или подключить контроллер солнечной станции, который обеспечит автоматическое включение насоса в дневное время суток.

Для соединения бака – накопителя с коллектором используют трубки из нержавеющего материала. При разработке проекта. Желательно установить их внутри дома, а также необходимо иметь несколько дополнительных трубок между коллектором и кранами для снижения потери тепла и обеспечения быстрой доставки воды к потребителю, с максимальной задержкой в 10-20 секунд

Как правильно выбрать направление и угол установки

Угол и направление установки имеет достаточно большое значение, поскольку эти факторы влияют на эффективность солнечного коллектора. Это, конечно, при условии, что Вы хотите получать максимальное количество солнечного света каждый день круглый год.

Если Вы находитесь в Северном полушарии, то коллектор должен быть направлен в южную сторону. И наоборот, если Вы в Южном полушарии, то в северную сторону.


Угол установки коллектора должен соответствовать широте Вашего месторасположения. Например, Мельбурн и Австрия - 370 Юг, значит коллектор необходимо установить лицом на север под углом 370; Лондон и Великобритания находятся на широте 510 севера – значит коллектор устанавливать под углом 510 на юг. Не следует оставлять все внимание на угол наклона солнечного коллектора, допускаются небольшие отклонения. Если крыша дома под углом -/+ 100, то можно монтировать коллектор под меньшим углом.

Сезонные изменения Тепловая мощность. Как предотвратить чрезмерный выход летней жары
При использовании солнечных коллекторов для отопления помещений, а также производства горячей воды, или если вы просто хотите больше солнечного вклада, вам нужно систему, которая будет значительно превосходить требования тепла в летнее время. Как правило, в летний период отопления не нужно, в отличие от холодного сезона. На данный момент солнечное охлаждение для применения в быту не является экономически жизнеспособным, возникает вопрос – что же делать с дополнительным теплом? Если у Вас есть бассейн или спа, то можно избыточное тепло использовать в дополнение отопления. При выключении насоса происходит застой коллектора, что крайне не рекомендуется, поскольку высокое давление и темпы производят большие объемы выпаривания. Если же у Вас нет дополнительных средств для использования избыточного тепла, то можно отрегулировать угол коллектора, что поможет уменьшить выход избыточного тепла.

Как видно из диаграммы, солнце находится в небе низко в зимний период и высоко в летний. Поэтому в проектах домов обращают внимание на то, в какую сторону направляются окна - на Север или Юг (в зависимости от вашего местоположения), это обеспечивает максимальное поглощение зимнего солнца, с большим кануны или веранду, чтобы блокировать летнее солнце.

Если увеличить вертикальный угол коллектора где-то на 20° больше широты местоположения (т.е. 60° вместо 40°), то производительность тепла в зимний период будет эффективнее. Это происходит за счет того, что коллектор смотрит лицом на солнце (перпендикулярно-продольный угол). В летний период солнце на небе расположено высоко, тогда коллектор будет под углом 40° от перпендикуляра, что поможет снизить тепловую мощность коллектора. Это решение является одним из самых простых и поможет уменьшить максимальную мощность коллектора летом, т.е. выработка тепла таким образом станет значительно меньшей.



Идеальный угол установки коллектора показан на фото выше. В таком положении коллектор вырабатывает достаточно много тепла зимой, весной и осенью, а летом выработка тепла значительно снижается. Благодаря высокому углу попадание прямых солнечных лучей зимой гораздо лучше, а также позволяет солнечному свету отражаться от снега и в дальнейшем быть поглощенным установкой. Летом, когда солнце расположено высоко, площадь поверхности маленькая, особенно если крыша нависающая, в результате чего коллектор будет немного затенен.

Следует обратить внимание, что для водонагревателей оптимальная производительность тепловых труб колеблется в диапазоне угла от 20° до 70°.Также следует помнить, что даже если Вы находитесь на широте менее 20°, то изложенную выше инструкцию по монтажу следует соблюдать. Горизонтальные углы -/+ 5° являются допустимыми, в некоторых случаях даже целесообразными.

Типы солнечных коллекторов
Для нагрева воды используют 2 типа солнечных коллекторов: плоские и вакуумные.

Плоский солнечный коллектор



Плоский солнечный коллектор – это теплоизолированная металлическая коробка, закрытая стеклянной или пластиковой крышкой. Внутри коробки размещены трубки, которые поглощают тепло. По трубкам течет теплоноситель – вода или антифриз. Верхний слой стеклянный, матовый или прозрачный. Эффективнее использовать матовое стекло с низким содержанием железа, поскольку оно пропускает все солнечные излучения.

При попадании солнечного света на поглотитель тепла, который его нагревает, в результате чего солнечная радиация преобразовывается в тепловую энергию. В середине коллектора тепло аккумулируется, происходит эффект теплицы. В результате тепло передается жидкости, которая циркулирует по трубкам.

В определенных моделях пластины-поглотители обрабатывают селективным покрытием: на основу, изготовленную из меди или алюминия, наносят тонким слоем аморфный полупроводник. За счет такого покрытия значительно снижается отражение света абсорбером, при этом увеличивается коэффициент полезного действия на 98%.

К пластине-абсорберу прикреплены трубки с жидкостью, которым передается тепло. Если при нагревании воды в коллекторе она сразу же поступает в ванную, кухню, то такая система называется «прямой» или «разомкнутой». В простых моделях трубки, по которым течет вода, расположены параллельно друг к другу, в каждой из них есть входное и выходное отверстие.

В более совершенных и современных моделях коллекторов предлагают змеевидное размещение трубок. В таком положении нагревание воды происходит равномерно, предотвращается протекание через соединительные отверстия. Но есть и недостаток такой системы: в зимний период при сливе жидкости из коллектора в змеевидных трубках в некоторых местах может оставаться вода, в результате чего происходят прорывы труб.

При использовании коллектора зимой следует воду заменить незамерзающей жидкостью. Накопленное коллектором тепло поглощается антифризом и проходит через теплообменник. Теплообменником может служить водяной бак, где передается тепло воде. Водяной бак устанавливают в доме.

Вакуумный солнечный коллектор



Конструкцию вакуумного солнечного коллектора можно сравнить с термосом: одна черненая стеклянная трубка с жидкостью или антифризом вставляются в другую трубку, большую по диаметру. Вакуум создается вокруг полости с жидкостью, что обеспечивает теплоизоляцию и сохраняет 95% полученного тепла.

Остальные 5% потери относят на излучение селективного покрытия, которое изготовлено на основе аморфного полупроводника. За счет полупроводника, способность поглощения абсорбера увеличивается до 100%.

За счет того, что происходит достаточно низкий уровень теплопотери, теплоноситель в коллекторе удается нагревать до температуры 120-160°С. Это является достаточно весомым аргументом для того, чтобы применять вакуумные коллекторы в системе отопления жилья.

Какой тип солнечных коллекторов лучше?

Ответить на этот вопрос достаточно сложно, поскольку у каждого есть плюсы и минусы.

  • Плоские коллекторы являются более прочными и надежными, чем вакуумные, поскольку у первых конструкция более простая. Вакуумные коллекторы достаточно хрупкие, потому что при повреждении стеклянной трубки она мгновенно теряет свои свойства и требуется ее замена.
  • По сравнению со стоимостью ремонта, цена на ремонт плоского коллектора значительно выше, чем вакуумного. При повреждении плоского необходимо менять весь модуль, который повредился. А в вакуумных коллекторах замене подлежит только та часть (трубка), которая была повреждена. Но несмотря на это, устройство во время повреждения может работать.
  • Для нагрева воды на 20-40°С выше температуры окружающей среды, плоские коллекторы более эффективны. Вакуумные могут нагревать жидкость до температуры кипения.
  • В теплом климате более эффективно работают плоские коллекторы, так как в вакуумных теплопотери ниже. Следовательно, они более эффективны в зимний период при температуре до -30°С.
  • В уходе плоские коллекторы более удобны и просты. На них не задерживается снег и иней, а вакуумные необходимо очищать от снега, т.к. они не способны самоочищаться.
Вы можете проконсультироваться у наших специалистов и узнать, какую модель лучше выбрать именно для вашего проекта.
Кому это нужно?
Да всем!

Гелиоэнергетика – это отличный способ бесплатно использовать неисчерпаемые солнечные ресурсы. Именно поэтому каждый человек, которого заинтересовала возможность экономить энергоносители и свои деньги, а также сможет выбрать оптимальную гелиосистему для своего жилья. Солнечные коллекторы эффективно используют для нагрева воды, отопления бассейна, а также для обеспечения поддержки системы отопления (теплый пол).
Следует помнить, что при планировании установки солнечного коллектора, нужно учитывать много разных факторов:
ориентация дома по сторонам света,
роза ветров,
климатический пояс региона месторасположения объекта,
тип системы отопления,
качество теплоизоляции,
количество человек, которые будут использовать горячую воду.
Вышеизложенные факторы влияют на размер и мощность коллектора, следовательно, на то, где и как его размещать.
Где можно использовать гелиосистемы:
Частный дом. Отличное дополнение уже имеющейся тепловой системы надежным и недорогим источником тепла – гелиосистемой. Благодаря гелиосистеме Вы сможете экономить до 80% на выработку горячей воды и забыть про отопление в период межсезонья.
Бассейны. Самый распространенный вопрос об отоплении бассейнов, который является одним из самых распространенным для их владельцев. Для поддержки комфортной температуры воды в бассейне необходимо заплатить немалую сумму денег за энергоресурсы. Наша компания решила этот вопрос с помощью гелиосистемы, благодаря которой Вы сможете отапливать бассейн абсолютно бесплатно в период с апреля по сентябрь.
Предприятия и промышленные комплексы. Использование гелиосистемы на предприятиях позволяет круглый год использовать горячую воду для разных нужд, а также подогревать техническую воду, воду и теплоноситель на технологические нужды.
Гелиосистема является экологически чистой, что позволит снизить сжигание газа, угля и выбросов в атмосферу вредных веществ. Благодаря внедрению и эффективному использованию энергосберегающих технологий, есть возможность воспользоваться льготами в налогообложении.
Стоимость солнечного коллектора зависит от размера, марки и стоимости работы по его установке. Монтаж и установка коллектора намного упрощается, если при планировании дома учитывалась такая опция, тогда архитектор заранее вносит в проект коллектор.
От суточного использования горячей воды и количества жильцов в доме зависит размер солнечного коллектора. В среднем на одного человека в сутки уходит до 50 литров горячей воды температуры 55-600°С. Для нагрева такого количества воды средняя площадь коллектора должна составлять 1-1,5 кв.м. В большинстве регионах России коллектор может обеспечивать 60-70% годового использования горячей воды, производительность которого составляет 350-500 кВт·ч/м2 в год.
Солнечные коллектора обычно устанавливают на крыше зданий, что существенно экономит место внутри помещения. Конечно это не единственный способ! Многие делают коллектор частью крыши, закрепляют на козырьке подъезда или на фасад здания. Благодаря уникальной конструкции, коллектор можно закреплять горизонтально и вертикально, при этом создаются оригинальные архитектурные решения. Правильно выбранное направление и угол наклона солнечного коллектора значительно увеличивает их производительность.
Давно известен тот факт, что запасы полезных ископаемых исчезают, следовательно, их стоимость будет расти. Зависимость человека от энергоносителей вынуждает нас обращаться к возобновляемым бесплатным источникам энергии.
Одним из самых эффективных источников энергии – это солнце. Наша компания укореняет гелиосистемы на основе высокоэффективных и надежных солнечных коллекторов, окупаемость которых составляет после нескольких лет эксплуатации, потому что в среднем можно сэкономить до 70-80% денежных средств на использовании горячей воды, а также систему эффективно используют на отопление бассейнов и для поддержки системы отопления в межсезонье.
Уход за гелиосистемой простой и минимальный, поскольку конструкция солнечных водонагревательных установок достаточно проста. Всего один-два раза в год необходимо проверять количество жидкости в системе и давление, а так

же один раз в год проверять, не окислилась ли жидкость-теплоноситель с помощью индикаторной бумаги.
Солнечный коллектор работает не менее 50 лет, но следует помнить и соблюдать все рекомендации по применению и уходу.
Что такое гелиосистемы?
Гелиосистема – это современная система, с помощью которой солнечная энергия преобразуется в другие виды энергии. Гелиосистемы широко используются для получения тепловой или электрической энергии. Таким образом потребитель получает «солнечное отопление». Самой главной составляющей гелиосистемы является солнечный коллектор.

Солнечный коллектор — устройство, которое обеспечивает сбора солнечной тепловой энергии (гелиоустановка). Сбор тепловой энергии Солнца осуществляется переносимым видимым светом и ближним инфракрасным излучением. Не стоит забывать, что солнечные коллекторы производят нагрев теплоносителя, а солнечные батареи производят непосредственно электричество.
На сегодняшний день сферы применения гелиосистем достаточно широки и пользуются все большей популярностью среди потребителей электроэнергии.
Сферы применения гелиосистем:
Отопление и водоснабжение горячей водой в частных домах, коттеджах и на дачах.
Широко используется для отопления и подачи горячей воды в пансионатах, гостиницах, домах отдыха, загородных ресторанах, баров и придорожных кафе.
Солнечные водонагреватели отлично подходят для нагрева воды в бассейнах.
Солнечные коллекторы, которые предназначаются для автономного водоснабжения и использования системы «теплый пол» пользуются особой популярностью в квартирах многоэтажных городских домов, а также в частных домах.
Для водоснабжения временных построек и бытовок для строителей используют портативные солнечные водонагреватели.
Гелиосистемы используют для отопления и обеспечения горячей воды в крупных промышленных предприятиях.
Традиционные типы установок для использования солнечной энергии
Периодически появляется информация о том, что проходит строительство солнечной электростанции или опреснительной установки. По всему миру эффективно используют тепловые солнечные коллекторы и фотоэлектрические солнечные батареи. Популярность распространилась от Африки до Скандинавии. Данные методы эффективного использования солнечной энергии развиваются уже много десятков лет, в Интернете можно найти много разных сайтов, посвященных данной тематике. Поэтому здесь мы расскажем в общих чертах о таких популярных солнечных установках.
Солнечные батареи
Понятие «солнечная батарея» включает в себя набор одинаковых модулей, которые воспринимают солнечное излучение, и объединяет в одно целое устройство, также тепловое, но обычно данный термин используют, имея в виду панели фотоэлектрических преобразователей, которое преобразует солнечное излучение в электрический ток. Данную технологию активно развивают с середины ХХ века. Большим стимулом для развития данной сферы является познание космического пространства, поскольку конкуренцию солнечным батареям может составить только малогабаритные ядерные источники энергии. Эффективность преобразования солнечных батарей выросла с 1-2% до 15%, а в относительно дешевых моделях более 42%. Также значительно увеличился срок эксплуатации и надежность работы.
Достоинства солнечных батарей
Одно из самых главных достоинств солнечных батарей – это очень простая конструкция и отсутствие подвижных деталей. Поэтому вес таких батарей небольшой в сочетании с высокой надежностью, достаточно простым монтажом и неприхотливым обслуживанием во время использования установки. Солнечная батарея представляет собой плоский элемент, поэтому легко размещаются на скате крыш или стене дома, обращенные к солнцу. При этом экономиться достаточно много пространства внутри помещения. Есть одно немаловажное условие – никакие другие постройки не должны затенять солнечную установку как можно больше времени.
Очередным плюсом является то, что энергия вырабатывается в виде электричества, в наиболее универсальной и удобной форме.
Как известно, нет ничего вечного, и эффективность фотоэлектрических преобразователей также со временем срока эксплуатации значительно снижается. Солнечные батареи состоят из полупроводниковых пластин, которые со временем деградируют и теряют свои свойства, в результате КПД солнечных батарей становится меньше. Ускоряет данный процесс длительное воздействие высоких температур. По последним показателям заметили, что только через 25 лет КПД солнечной батареи уменьшается на 10%, следовательно, если не будут влиять другие факторы, то через 100 лет сохраниться 2/3 эффективности от первоначального оборудования. Одним словом, срок эксплуатации для современных фотопреобразователей составляет 25-30 лет. Остается всего лишь протирать пыль с поверхности батарей. Если установить батареи таким образом, чтобы они самоочищались, т.е. пыль смывали дожди и пр., тогда такие батареи смогут работать бед дополнительного обслуживания много лет. А это очередной плюс, ведь уход за батареями минимальный, либо вообще отсутствует.
Солнечные батареи могут вырабатывать энергию от рассвета до заката не только в солнечную погоду, но и в пасмурную, когда тепловые солнечные коллекторы обладают температурой, немного отличающуюся от температуры воздуха. Конечно, если сравнивать производительность тепла в ясный солнечный день и пасмурный, то последний проиграет. Поэтому, разработали батареи с максимальным преобразованием энергии именно в тех диапазонах, где облака поглощают солнечное излучение по минимуму. А при выборе солнечных фотопреобразователей необходимо обращать внимание на зависимость напряжения от освещенности, которые вырабатывается – она должна быть минимальной.
Недостатки солнечных батарей
Недостатков у солнечных батарей, конечно же, много. Кроме того, что солнечная установка зависит от погоды и времени суток, есть еще такие недостатки:
Высокий КПД. При правильно выбранной форме и материала поверхности, солнечный коллектор может поглощать все тепло солнечного излучения, которое на него попало – от инфракрасного до ультрафиолетово

го диапазона. А солнечные батареи преобразовывают энергию изобретательнее – для рабочего возбуждения атомов необходимы определенные частоты излучения, поэтому в некоторых полосах преобразование проходит достаточно эффективно, а в других такие же частотные диапазоны бесполезные. Кроме этого, энергия уловленных фотонов используется квантово – ее остаток, который повышает необходимый уровень, уходит на вредный нагрев материала фотопреобразователя. Этим и объясняется невысокий КПД установки.
Чувствительность к повышенной температуре. Чем выше температура, тем меньшая работоспособность солнечных батарей. При повышении температуры от 100-125°С работоспособность может временно прекратиться, если температура превышает 125°С, то батареи и вовсе выйдут из рабочего состояния. Повышенная температура ускоряет процесс деградации фотоэлементов. Поэтому следует принимать меры для снижения нагрева батареи, поскольку перегрев будет неизбежен под палящими солнечными лучами. Как правило, производители ограничивают диапазон рабочей температуры фотоэлемента до +70-90°С. Также ситуация усложняется тем, что чувствительная поверхность хрупких фотоэлементов закрыта защитным стеклом или пластиком (прозрачным). Если воздушная прослойка останется между защитным покровом и поверхностью фотоэлемента, то в результате возникает парниковый эффект, который еще больше усугубляет перегрев. Но если увеличить расстояние между защитным стеклом и поверхностью фотоэлемента, а снизу и сверху данную полость соединить с атмосферой, то образуется конвекционный поток воздуха, который сможет естественным образом охлаждать фотоэлемент. Но на ярком солнце и при достаточно высокой температуре этого может оказаться не достаточно. Поэтому рекомендуется использовать специальную систему охлаждения. Система охлаждения легко автоматизируется, а работа вентилятора или помпы использует лишь малую долю энергии, которая вырабатывается.
Чувствительность к неравномерности засветки. Для получения напряжения на выходе батареи все фотоэлементы соединяют по принципу цепочки. Ток и мощность в каждом звене можно определить самым слабым звеном – это, как правило, фотоэлемент с наихудшей характеристикой или освещение которого наименьшее. Следовательно, если хотя бы один элемент данной цепочки окажется в тени, то такое звено значительно снижает выработку цепочки. Чтобы избежать данной ситуации, необходимо все фотоэлементы соединять параллельно. При параллельном соединении ток на выходе батареи будет слишком высоким при небольшом напряжении.
Чувствительность к загрязнениям. Незначительный слой грязи на поверхности фотоэлемента (или защитного стекла) поглощает значительную долю солнечного света, следовательно, снижается выработка энергии. В городе с большим количеством пыли потребуется регулярная очистка поверхности солнечных батарей, особенно если они установлены горизонтально или под небольшим углом наклона. Также необходимо после каждого снегопада очищать поверхность от слоя снега. Но если Вы планируете использовать данную установку в загородном доме или в небольшом городе, где нет такого большого количества пыли, то даже при наклоне батареи на 45 градусов такие батареи смогут очищаться благодаря дождям. Поэтому солнечные установки смогут годами служить вдали от источников загрязнений и уход за ними будет намного проще.
Довольно высокая стоимость фотоэлектрических солнечных батарей. Себестоимость элементов солнечных батарей составляет порядка 1$/Вт (1 кВт — 1000$), не учитывая стоимость установки и сборки панелей, аккумулятора, контроллеров заряда и инверторов. Для многих случаев данную цифру необходимо увеличить в 3-5 раз при самостоятельном сборе отдельных фотоэлементов и в 6-10 раз, если Вы решили купить комплект оборудования. Самый короткий срок службы элементов системы энергоснабжения на фотоэлектрических батареях - это аккумулятора. Но производители современных аккумуляторов твердят, что в буферном режимы они работали около 10 лет. Стоит отметить, что цена аккумулятора составляет всего 10-20% от общей стоимости установки, а цена инверторов и контроллеров заряда еще меньше. Итак, учиты

вая длительный срок эксплуатации и возможность работать длительное время без обслуживания, фотопреобразователи могут окупить себя не один раз, тем более тарифы на электричество стремительно растут вверх, отнюдь не в пользу потребителей.
Солнечные тепловые коллекторы
Солнечными коллекторами называют устройства, которые используют непосредственный нагрев солнечными лучами, не только одиночными, но и наращиваемыми (модульными). Самый простой солнечный коллектор – это водяной бак черного цвета, который устанавливается чаще всего на крыше летнего душа у дачников.
Современные солнечные установки вовсе не похожи на вышеупомянутый вариант. Обычно это плоские конструкции, в которых используются плоские зачерненные тонкие трубки, уложенные в виде решетки или змейкой. Такие трубки закрепляются на зачерненном теплопроводящем листе-подложке, который в результате улавливает солнечное тепло, попадающее в промежутки между трубками, что позволяет значительно уменьшить общую длину трубок без потерь эффективности. Для того, чтобы снизить теплопотерю и повысить нагрев коллектора сверху он может быть закрытлистом стекла или прозрачного сотового поликарбоната, а с другой стороны предотвращают потери слой теплоизоляции. В результате получается своеобразная теплица. По трубкам распределяется вода или теплоноситель, который нагревается и собирается в накопительном термоизолированном баке. Движение воды происходит под воздействием насоса, либо самотеком за счет разности плотностей теплоносителя до и после теплового коллектора. Для того, чтобы вода распределялась самотеком и эффективно циркулировала необходимо правильно выбрать уклон и сечение труб, а коллектор размещать как можно ниже. Практически всегда коллектор устанавливают там же, где и солнечная батарея – на солнечной стороне стены или крыши, но рядом нужно разместить и накопительный бак. Если бак не использовать, то при интенсивном разборе тепла емкости одного лишь коллектора может быть недостаточно и через небольшой промежуток времени из крана потечет слегка подогретая вода.
Эффективность работы коллектора снижает защитное стекло, которое поглощает и отражает пару процентов солнечной энергии, даже при перпендикулярном поглощении лучей. Если лучи солнца попадают на коллектор под небольшим углом, тогда эффективность работы коллектора приближается к 100%. Именно поэтому при отсутствии ветра и потребности небольшого нагрева воды открытые конструкции более эффективные, чем остекленные. Но если в вашем регионе много ветров и есть необходимость нагрева воды на 20-30 градусов выше первоначальной температуры, то теплопотери при открытых конструкциях очень возрастают, тогда защитное стекло просто необходимо использовать в данных типах конструкции.
Следует помнить, что в жаркий солнечный день нагрев воды может вырасти до температуры кипения, поэтому необходимо в коллекторе предусмотреть предохранительный клапан, в открытых коллекторах такое обычно не случается.
Особой популярностью пользуются солнечные коллекторы на тепловых трубках. Каждая нагреваемая металлическая трубка впаивается во внутрь стеклянной трубки, а из промежутков между трубкой и стеклом откачивается воздух. В результате получается аналог термоса, где за счет вакуумной теплоизоляции снижается теплопотеря в 20 раз и более. В итоге, производители утверждают, что при морозе -35°С снаружи стекла, во внутренней металлической трубке вода нагревается до +50-70°С. Такое эффективное поглощение и хорошей теплоизоляцией есть возможность нагреть воду даже в пасмурную погоду, но и мощность нагрева значительно снижается, чем в яркую солнечную погоду. Основным моментом в таких конструкциях является обеспечение сохранности вакуума в зазоре между трубками в особо большом диапазоне температур, который достигает 150°С на протяжении всего срока эксплуатации. Поэтому необходимо обращаться к высокопрофессиональным и проверенным производителям, поскольку в кустарных условиях качественный вакуумный солнечный коллектор сделать практически невозможно.
Кроме вышепредложенных типов солнечных коллекторов также есть много других интересных конструкций – воздушные,

солнечные пруды и др. Но основными моделями все-таки являются жидкостные, поэтому остальные типы коллекторов практические не производятся.
Достоинства солнечных коллекторов:
Простота и относительно недорогая стоимость изготовления, которые сочетаются с простотой в эксплуатации. Солнечный коллектор достаточно просто сделать собственными руками. Вам потребуется: несколько метров тонкой трубы (желательно медной), немного черной краски, битумный лак. Трубку согнуть змейкой, покрасить черной краской, разместить в солнечной месте и подключить к водяному устройству. Коллектор готов!
Способность солнечного коллектора улавливать и преобразовывать до 90% солнечного излучения, которое попало на устройство. В отличие от фотоэлектрических батарей, для солнечных коллекторов важен общий поток излучения.
Недостатки солнечных коллекторов:
Высокая чувствительность к погодным условиям. Легкий ветер даже при солнечной погоде может снизить эффективность нагрева открытого теплообменника. Сократить потери поможет защитное стекло, но когда на улице облачно оно также бессильно. Солнечный коллектор практически ненужный, когда на улице пасмурно и нет солнца, а вот солнечные батареи, даже при плохих погодных условиях, немного энергии все-таки вырабатывают.
Сезонность солнечного коллектора. Даже в весеннее-осенние ночные заморозки способны создать все условия для опасности разрыва трубок нагревателя, в которых создается лед. Этого можно избежать подогревая ночами теплицу со змеевиком другим видом тепла, но в таких ситуациях эффективность коллектора может стать отрицательной.
Солнечный коллектор является нагревательным прибором, поэтому использовать тепло для получения электрической энергии практически невозможно. Солнечный коллектор используется для подогрева воды, а не для более сложных объемов механической работы он не пригоден.
Получите бесплатную консультацию от наших специалистов
Оставьте свой номер телефона и мы с вами свяжемся!
Или позвоните нам сами
89147060588