Возможность использования бесплатной солнечной энергии для нагрева воды и отопления жилья является одним из наиболее перспективных направлений развития научно-технической мысли. При этом уже сегодня есть эффективные решения, способные существенно уменьшить потребление энергоносителей для жилых и промышленных зданий. Речь идет о солнечных коллекторах, особенности, эксплуатации которых мы рассмотрим в данной статье.
В первую очередь выясним, что же представляют собой солнечные коллектора и какие варианты предлагает современный рынок.
Солнечный коллектор - это прибор, поглощающий солнечную энергию, которую выделяет ближнее и видимое инфракрасное излучение. Поглощенная солнечная энергия преобразуется в необходимую для человека тепловую путем нагрева жидкости до определенной температуры.
Основная сфера применения в настоящее время – нагрев воды для систем горячего водоснабжения. Достаточно эффективны они и в качестве вспомогательного элемента системы отопления, обеспечивая до 30% экономии в расходе традиционных энергоносителей.
Основные преимущества солнечных коллекторов:
- Высокая эффективность – максимум солнечной энергии преобразуется в тепловую.
- Высокая надежность.
- Простота монтажа солнечных коллекторов, сменные унифицированные модули.
- Возможность использования для обеззараживания воды.
- Высокая работоспособность в любое время года, даже в зимний период.
- Высокие теплоизоляционные характеристики теплосборника.
Наиболее широко используемыми в настоящее время являются вакуумные и плоские (плоскопанельные) коллекторы. Остальные конструкции (параболические концентраторы, солнечные башни и т. д.) слишком дороги и не подходят для домашнего использования.
Плоские коллекторы представляют собой металлические ящики с теплоизоляцией, имеющие прозрачную крышку, в которых располагаются пластины поглотителя. Абсорбер (поглотитель) нагревается от солнечного света и отдаёт тепло циркулирующей по трубкам жидкости. Часто они встраиваются в крышу дома, образуя цельную конструкцию с кровельным покрытием. При этом бак с водой располагается в любом удобном для работы сети помещении и соединяется трубами с коллектором.
Преимуществами панельных солнечных коллекторов являются высокая производительность, разнообразие схем подключения, экономия пространства, высокая эффективность при работе в условиях умеренного и холодного климата. Однако большую тепловую эффективность демонстрирует солнечно вакуумный коллектор, способный нагреть теплоноситель до 300°С. Это достигается благодаря специальной вакуумной конструкции тепловой солнечной трубы, имеющей строение сходное с бытовым термосом, только с прозрачной наружной частью. Между наружной и внутренней трубками вакуум, что позволяет сохранить до 95% тепловой энергии.
Конструкция вакуумного солнечного коллектора позволяет нагревать воду до точки кипения в том числе и при отрицательных наружных температурах, обеспечивает более высокий КПД (в сравнении с плоскопанельными системами) при малой освещённости и низких температурах. Благодаря этому они обеспечивают до 30% энергии теплоснабжения в осенне-весенний период, и на 60% могут удовлетворить потребности в горячей воде.
В настоящее время продажа солнечно вакуумных коллекторов набирает обороты. С каждым годом, благодаря рациональной схеме работы, энергоэффективности и небольшим затратам на производство вакуумный тип коллекторов становится всё более популярным и доступным на рынке.
