Солнечный коллектор

Солнечный коллектор

Солнечный коллектор

Поделиться:

Первый солнечный коллектор, а точнее солнечный водонагреватель, был изобретён ещё в 1767г. Современные системы, преобразующие солнечную энергию в тепло, получили распространение только после 1955 г. Однако при работе таких систем, для получения необходимого количества воды, требовалось очень много солнечной энергии. И распространение, соответственно, они получали в южных широтах с очень большой инсоляцией (облучением поверхности солнечным светом). Но прогресс не стоит на месте, и диктуется он, в первую очередь, необходимостью поиска источников «альтернативной» энергии. Современные распространенные энергоресурсы – газ, нефть, уголь имеют свой ограниченный запас. Требуются большие расходы для поддержания всей инфраструктуры по добыче углеводородов. Солнце же, в свою очередь, обладая температурой 6 млн. градусов, а местами 10 млн. градусов, есть мощный, «неисчерпаемый», экологически чистый и бесплатный источник огромного количества энергии. Остается только правильно и эффективно её использовать, и желательно даже там, где солнечных дней не так много, как хотелось бы. Принцип действия современного солнечного коллектора заключается в эффективном поглощении солнечного света специальной поверхностью (абсорбером) для передачи тепла от неё теплоносителю. Теплоносителем может выступать или сама вода, идущая непосредственно потребителю — прямой нагрев, или жидкость, которая не смешивается с контуром ГВС (горячего водоснабжения), а только нагревает её (в составе используется раствор пропилен гликоля, пищевая, незамерзающая жидкость) — косвенный нагрев. Конечным потребителем получения таким образом тепловой энергии, может выступать как владелец частного дома, так и рестораны, кафе, гостиницы и отели, spa-центры, бассейны и водолечебницы. При помощи установки теплообменников. С помощью солнечных коллекторов можно нагреть теплоноситель до высоких температур, градусов до двести пятидесяти и выше, запитав систему маслом, донеся теплоноситель до высокотемпературного бойлера, получая пар для привода разных механизмов или турбины электрогенератора. А уже с обратной линии, отдавшей высокую температуру, использовать для нагрева воды в бойлерах или в абсорбционных машинах для систем охлаждения, продолжая аккумулировать её. При этом только в параболических зеркальных концентраторах и в вакуумных солнечных системах можно достигать температуры более 250 0С. В зависимости от количества используемых установок, сезона и месторасположения нетрудно подсчитать выгоду, получаемую от применения солнечных коллекторов. При грамотном проектировании это, по сути своей, вечный двигатель, который очень многие пытаются изобрести. если имеет место сезонное использование горячей воды (период с апреля по сентябрь), и солнечной активности на этот период достаточно, то выгодным вариантом может служить плоский коллектор. При помощи надежного алюминиевого каркаса, он легко монтируется на любой удобной поверхности, а прочное закаленное призматическое стекло защитит коллектор от случайных ударов. Очень эффективно применение сезонных систем горячего водоснабжения на турбазах, в пансионатах и домах отдыха.


При круглогодичном использовании горячей воды, а также в местах, где инсоляции недостаточно, верным выбором будут вакуумные коллекторы. Простота устройства с использованием двух колб, вставленных друг в друга с воздушным зазором, изготовленных по технологии герметичного термоса из боросиликатного стекла с поглощающим покрытием на внутренней стенке колбы, делает возможным получать нагрев почти без потерь, как летом в ветряную погоду, так и зимой при минусовых температурах. Герметизация и создание в коллекторе вакуума минимизирует естественные конвекционные потери. Тепловая энергия передаётся с внутренней стенки колбы с помощью алюминиевой фольги, охватывающей в центральной части колбы медный трубчатый сердечник «heat pipe». Медный трубчатый сердечник выполнен в виде внутреннего многоканального желоба, заполненного легко закипающим теплоносителем. Такое устройство медной тепловой трубки, позволяет увеличить градусный диапазон для установки коллектора. его величина составляет от 25 до 55 градусов, предотвращая запирание движения тепловой жидкости. Остывшая жидкость тяжелеет и стекает в нижнюю часть трубки. Этот эффективный процесс постоянно обеспечивает циркуляцию рабочей жидкости внутри тепловой трубки. Образовавшиеся пары теплоносителя, охлаждаясь о стенки конденсатора, вставленного в теплообменник, возвращаются обратно, в жидком состоянии стекая по желобкам в нижнюю часть сердечника. Далее процесс повторяется. Конденсатор, с которого снимается тепловая энергия, установлен в теплообменник с помощью простого плотного контакта по типу штока, вставленного в гильзу. Для улучшения теплопередачи используется высокотемпературная термопаста. Это позволяет производить замену колбы коллектора без сброса рабочего теплоносителя. Такая система имеет рабочие параметры от 30 до 170 0С, максимально допустимая температура – 270 0С, при давлении в 6 Бар. В самом теплообменнике солнечного коллектора установлен датчик температуры – при достижении в нем температуры большей, чем температура в нижней части бойлера, включается циркуляционный насос с помощью солнечного контроллера и происходит процесс передачи тепловой энергии через теплообменник в нижней части накопительного бойлера, в котором установлен для этих целей теплообменник. Эффективность таких коллекторов достигает 90%. Сам коллектор не имеет возможности хранить тепловую энергию, для этого применяется накопительный бойлер косвенного нагрева. Он же решает задачи на период отсутствия солнечного излучения (ночью) или активного потребления воды (при большом количестве точек водоразбора). Нагретый теплоноситель не используется, а, перемещаясь по трубам, передаёт солнечное тепло через теплообменник, находящийся в бойлере, тем самым нагревая воду или иную жидкость в бойлере (баке). А уже в баке хранится, как в «термосе». Такая установка получила название – гелиосистема. Гелиосистемы, в зависимости от количества коллекторов и емкости бака-аккумулятора, могут снизить затраты на энергорасходы до 90%, а временами и полностью заменить другие источники нагрева. Даже имея в наличии пеллетный котел, газовый или электрический нагреватель, гелиосистема не только сможет обеспечить потребность в горячей воде для мытья рук, принятия ванны или технических нужд, но и принять участие в поддержке отопления. Тем самым снижается нагрузка на основные источники тепла, продлевается срок их службы и происходит уменьшение финансовых затрат за счет использования бесплатной энергии.
Распространенным летним вариантом гелиоустановки является термосифонная система. По сути, это солнечный коллектор с установленным над ним баком- аккумулятором. Но работа такой системы построена на принципе естественной конвекции – нижние слои воды нагреваются, становятся легче и всплывают, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и опускаются вниз для нагрева, после чего процесс повторяется снова и снова. Эта система автономна, не нуждается ни в насосе для принудительной циркуляции, ни в контроллере. Не требуя высоких эксплуатационных расходов, она готова предоставить горячую воду уже через несколько часов солнечного света. Нетрудоёмкий монтаж (демонтаж), простота работы, компактная конструкция и надежность термосифонной системы позволили найти ей применение как в частном секторе – загородный дом, так и в сфере бизнеса — сезонные кафе и гостиницы, передвижные закусочные, строительные площадки. Лето – время дачных, ремонтных и строительных работ. Не на каждом рабочем месте можно помыть руки горячей водой или принять душ. Термосифонная система, имеющая в запасе бак 200 литров, обеспечит семью из четверых человек на сутки горячей водой для самых различных нужд. В пасмурные дни или при резких увеличениях расхода воды встроенный электрический нагреватель (ТЭН) возьмет на себя часть нагрузки, обеспечив бесперебойное водоснабжение. Изначально покупка гелиосистемы выходит дороже, по сравнению с электрическим или газовым водонагревателями. Однако, являясь разовой инвестицией, она в дальнейшем освобождает от затрат в процессе использования. Срок окупаемости – меньше 3-х сезонов. Будучи надёжными (срок службы до 25 лет), безопасными и простыми в эксплуатации, гелиосистемы получают все большее распространение во многих сферах жизнедеятельности человека. Стоимость нагрева 1 литра воды солнечными коллекторами при дальнейшем использовании в 10 раз ниже, чем при нагреве газом. Компания Альтернативных технологий «Alter-tech.ru» всеми способами стремится вывести это оборудование на доступный для многих людей уровень.


Далее – ответ «технарям», которые интересуются мощностью коллекторов.


Любая качественная установка с вакуумными трубками имеет следующие характеристики. Вакуумный коллектор, состоящий из 10 трубок, имеет площадь (1,30м2 ) – значит его мощность до 1,2 кВт. и тд. Коллектор из 15 трубок (1,95м2 ) =1,85 кВт. Коллектор из 20 трубок (2,60м2 ) =2,5 кВт. Коллектор из 25 трубок (3,25м2 ) =3,15 кВт. Коллектор из 30 трубок (3,90м2 ) =3,8 кВт.


Вывод: максимальную мощность из вакуумного коллектора, состоящего из 30 труб, можно довести до 3,8 кВт. В коммерческих предложениях учитываем количество пасмурных дней в нашем регионе. Усредненный расчет для среднегодовой выработки коллектора из 30 вакуумных труб составит 2,2 кВт. Не желательно превышать последовательное соединение вакуумных коллекторов в количестве из тридцати труб, более пяти штук. Это, как проточный нагреватель в количестве из 150 вакуумных труб, выходит на параметры 11-19 кВт. ч. Для получения большей мощности, создаем группы не более пяти коллекторов. Зная такие показатели, мы рассчитываем способы рационального использования такой необходимой и долговечной для человечества тепловой энергии.

Поделиться:
Корзина
Вы еще ничего не выбрали
Корзина
Всего товаров:: 0 шт., на сумму:: 0 руб.