Солнечные коллекторы: основные разновидности и их особенности
Современная солнечная энергетика представлена системами, предназначенными не только для выработки, накопления и использования электрического тока, но и для нагрева воды. Данный процесс осуществляется посредством специальных коллекторов. С их помощью энергия солнечных лучей конвертируется в тепло, которое после передачи на специальные элементы выполняет нагрев жидкости. Затем она может применяться в системе отопления или водоснабжения.
В условиях средних климатических широт такое оборудование, как правило, используется только в летний период времени, когда наблюдается наибольшая солнечная активность. При этом данные системы, в зависимости от конструкционных особенностей, мощности и прочих характеристик, обеспечивают эффективную экономию на коммунальных расходах, которая может составлять от 30 до 70%. Чаще всего их устанавливают на южной стороне кровли. При этом разработка проекта должна выполняться на стадии строительства домовладения. В противном случае крыша здания может потребовать серьезной реставрации.
Современные солнечные коллекторы для нагрева воды разделяются на два основных вида, а именно:
- плоские;
- вакуумные.
Выбор того или иного варианта зависит от ряда различных факторов: особенностей кровли домовладения, потребностей в горячей воде и т. д.
Особенности плоских коллекторов
Системы данного типа отличаются относительно небольшой стоимостью, а с точки зрения конструкции представляют собой остекленные панели с расположенными на их верхней поверхности специальными теплопроводящими пластинами. Для их изготовления, как правило, используют алюминиевые или медные сплавы с дополнительным покрытием. Именно оно обеспечивает поглощение и удержание солнечных лучей (от УФ до ИК-спектра).
Основной элемент корпуса коллекторов для нагрева воды плоского типа изготавливается из матового стекла, которое отличается высокими свето- и теплопроводящими свойствами. В целом принцип работы такого оборудования сводится к следующему:
- проходя сквозь стекло, солнечный свет направляется к фотопоглощающей пластине;
- последняя нагревается и передает энергию жидкости (это может быть не только вода, но и полипропиленгликоль для отопительной системы);
- посредством теплообменника подогретое рабочее вещество передается в бак, где и хранится до момента использования.
Сегодня такие установки набирают все большую популярность, причем не только в южных, но и средних широтах.
Вакуумные коллекторы и их особенности
По своей конструкции такие системы схожи с термосами, поскольку их работа основана на применении комплекса стеклянных трубок, причем изделия малого диаметра располагаются внутри каналов с большим сечением. Во время производства установок воздух между этими элементами системы откачивается, что приводит к образованию вакуума. Последний же выполняет функцию теплоизоляционной среды.
Кроме того, конструкция каждой вакуумной трубки включает пластину из медного сплава с теплопоглощающим элементом. За счет этого и происходит нагрев жидкости. Затем теплая вода подается в бак, а холодная поступает для подогрева.
Стоит отметить, что коллекторы вакуумного типа являются более эффективными, нежели оборудование плоской модификации. За счет использования вакуума в рабочих элементах системы она способна сохранять свои энергетические качества при температуре окружающей среды до -30 градусов Цельсия. Именно по этой причине данное оборудование незаменимо для организации автономной системы отопления солнечного типа.
