Энергию солнца – на благо людям: солнечные коллекторы

В Германии так называемые «солнечные крыши» являются очень популярным средством, дающим энергию, однако у нас узнали лишь совсем недавно. И хоть солнечных дней в определенные времена года у нас не так уж и много, но все же даже осенью и зимой количество ясных дней позволяет подобным «собирателям солнца» обеспечивать энергией систему подачи горячей воды. При этом экономится запас газа или количество использованного электричества. house

К тому же, эти установки способны получать солнечную энергию даже сквозь густые облака, а затем преобразовывать ее в тепло. Поэтому все желающие оборудовать свой загородный дом коллектором солнечным могут не опасаться, что освещенности недостаточно для его работы. Ведь наибольшей популярностью коллекторы обладают в Германии, которую тоже трудно охарактеризовать как очень солнечную страну. Однако предприимчивые немцы научились использовать энергию и свет солнца для обогрева помещений и экономии электроэнергии без лишних затрат.

Существует 2 вида такого коллектора: вакуумно-трубчатый и плоский. Последние – простые и надежные в использовании. Они оснащены четырьмя слоями: стекло для защиты от солнца, поглотители солнечного света, трубка теплоносителя и изоляционный слой.

Плоский вариант характеризуется прямоугольной формой, а устанавливается он на алюминиевую раму. Толщина солнцезащитного стекла обычно составляет 4 мм, и оно закаленное. В качестве поглотителей выступают алюминиевые или медные пластины. Стоимость меди значительно выше, но и преимуществ у нее намного больше. Медь гораздо скорее может нагреться и отражать тепло. 

Теплоноситель имеет трубы, что располагаются наподобие струн арфы – с верху к низу. Иногда всего 1 трубка проходит через всю площадь поглотителя. А нагревается теплоноситель намного проще и обладает антифризными свойствами. Изоляционный слой здесь необходим для сохранения тепла.

Плоские панели размещают по направлению строго на юг по отношению к положению солнца, под углом 45°. Но не на всех крышах можно расположить данный вид сборщиков солнечных лучей.

Основным плюсом этих установок стала отличная оптическая точность и эффективная работа. А минус их – повышение потерь теплоты, если случились низкие температуры воздуха.

Такой вид, как вакуумно-трубчатый коллектор, имеет технологию и конструкцию, что намного современнее плоского варианта. Вакуумные меньше теряют тепло и прекрасно работают даже при плохой погоде, применяя технологии рассеянного излучения.

Такой солнечный коллектор в основном состоит из стеклотрубок, содержимым которых являются: трубки с теплоносителями и поглотители. Стеклотрубки вакуумные, поэтому солнечная теплота сразу переходит на теплоноситель. Что касается вакуума, он изолирует энергию тепла и снижает ее потерю.

У солнечных вакуумно-трубчатых коллекторов есть установки: 

- с прямым потоком;
- с тепловыми трубками;
- с параболическим зеркалом. 

У первой разновидности стеклянная трубка расположена в другой трубке. Работает все наподобие термоса. Вторая вакуумная трубка сделана из стекла и содержит трубки, имеющие теплоноситель. Все их окружает абсорбер. У такого принципа есть единственный минус: устройству требуется лишнее время, чтобы нагреть теплоноситель. Так как сначала необходимо, чтобы нагрелся сам абсорбирующий слой, который затем отдаст все тепло трубкам с теплоносителями. 

Также возможно скопление осадочной смеси в нагревающей трубе. Когда устройство оснащено тепловой трубкой, этой проблемы нет, так как одна трубка находится в середине иной стеклянной трубы, обладающей нагревающей средой с пониженной степенью испаряемости (25-30° C). При необходимой температуре пар начинает испаряться в основной трубке, а затем оседает на стенках, при этом выделив теплоту. Сконденсированная жидкость, оседая ко дну, затем может испаряться.

Любопытным технологическим решением стали модели, в конструкцию которых входит параболическое зеркало, что располагается внизу внешней вакуумной трубки. Эти зеркала могут направить солнечные лучи точно в абсорбирующий слой внутренней трубки, у которой есть теплоноситель, тем самым обеспечивая высокое качество нагрева, не завися при этом от погодных условий и освещенности (день-ночь, солнечно-пасмурно).

Недостатком вакуумно-трубчатого коллектора считают риск, что могут возникнуть скопления льда на внешних стенках трубок, который медленно тает. Такая проблема есть, если сравнить с плоским видом коллектора, у которого стекла внешние без вакуума, поэтому они скорее нагреваются и, соответственно, весь накопившийся лед сразу тает. 

Также вакуумные коллекторы называют слабо устойчивыми к внешним воздействиям. Но это не так, ведь толщина трубок защищает их от повреждений. 

Даже при наличии небольших недостатков и относительно высокой цены «собиратели солнца» остаются прекрасной альтернативой для инвестиций на многие годы. Они не только являются экологически чистым способом для производства тепла и энергии, но и помогают существенно сохранить ваши деньги для платы за подачу газа или электричества.

Более подробную информацию можна найти здесь.