Наши партнёры

Последние публикации

Авторизация

Солнечные коллекторы

Недвижимость - Cтроительство
14.06.10 23:09

Ещё одним видом устройств, предназначенных для получения альтернативной энергии, являются солнечные коллекторы (СК). Они преобразуют солнечную энергию в тепловую, использующуюся для нагрева воды и реже — для отопления дома. На сегодняшний день разработано две модификации солнечных коллекторов — плоские и объёмные. Принцип их работы практически одинаков, но в устройстве есть существенные различия. Первые выполнены в виде плоской конструкции (модуля), в верхней части которой расположено ударопрочное призматическое стекло, за ним сорбер — медная или алюминиевая пластина со специальным светопо-глощающим селективным покрытием; с обратной стороны к пластине приварены медные трубки. По ним движется и в них нагревается теплоноситель (антифриз на основе этилен- или пропиленгликоля), находящийся в замкнутой системе. Алюминиевая фольга и слой теплоизоляции под трубами предназначены для уменьшения теплопотерь в окружающее пространство.

Второй тип гелиоустановок представляет собой комплект из отдельных стеклянных трубок, подсоединённых к общему коллектору. Каждая трубка выполнена как двойная колба:

  • внутренняя — чёрного цвета, в ней находится теплоноситель;
  • внешняя — прозрачная;
  • а между колбами — вакуум.

Солнечные лучи беспрепятственно проходят сквозь наружную колбу, через вакуум, попадают на чёрную поверхность внутренней колбы и преобразуются в тепло. Вакуумные коллекторы стоят дороже плоских, но эффективнее их. В отличие от последних, они воспринимают солнечную энергию даже при рассеянном свете. Кроме того, вакуумные устройства работоспособны даже при температуре до -50 oС.


Для работы системы помимо тепловых солнечных коллекторов необходим также бак-накопитель (тепловой аккумулятор). А для установок с активной циркуляцией ещё и насос, с помощью которого нагретая жидкость подаётся в теплообменник, находящийся в баке с водой. (Если бак расположен выше коллектора, то насос, термодатчики, приборы контроля не нужны. Это так называемая термосифонная система.)

Гелиоколлекторная установка с активной циркуляцией работает следующим образом. С восходом солнца начинается нагрев теплоносителя в СК. Когда он достаточно нагреется (не менее 35 oС и не более 65 °С), автоматика установки включает насос для циркуляции теплоносителя, с тем чтобы последний уносил тепло из коллекторов и отдавал его воде в баке-водонагревателе. После нагрева воды в баке до предельно допустимой температуры насос останавливается, и тепло коллектора рассеивается в окружающую среду. Так происходит с плоскими коллекторами. В системах с вакуумными трубками вода в коллекторе и баке может даже закипеть, поэтому при использовании таких установок всегда необходимо следить за отбором горячей воды из бака.

За световой день в баке ёмкостью 300 л накапливается до 100 МДж тепла. Это означает, что каждый член семьи из четырёх человек может до следующего светового дня израсходовать до 170 л воды температурой 45 °С. Если день выдался пасмурный и ко времени пикового водоразбора вода не успела прогреться, вдело вступает отопительный котёл, который догревает воду в баке до необходимой температуры. В любом случае СК — это лишь дополнительный источник энергии. В средней полосе России без отопительного котла всё равно обойтись невозможно.

Разобравшись с устройством и принципами работы солнечных коллекторов, проанализируем, насколько это может быть интересно для российских владельцев загородных коттеджей. Для регионов России характерно различное среднегодовое поступление солнечной энергии на горизонтальную поверхность — от 2,5 до 4 кВт*ч/м2 в сутки. С апреля по сентябрь эти показатели несколько выше — 3-6,5 кВт*ч/м2 в сутки. Ресурсы солнечной энергии достаточно велики в южных частях страны — на Северном Кавказе, в Приморье и на юге Сибири. Здесь наиболее рационально применение водонагревателей, использующих энергию солнечных лучей. Например, в Краснодаре среднее поступление солнечной энергии за летний период составляет 6-6,5 кВт*ч/м2 в сутки. Для средней полосы России данные показатели существенно ниже: 4,5— 5 кВт•ч/м2 в сутки. В климатических условиях  Московской области гелиоустановка позволяет получать горячую воду (температурой свыше 45 oС) в течение примерно 60% летних дней. Чтобы нагреть 100 л воды в летний период, достаточно 2-3 м2 панелей. Если же говорить об использовании солнечных коллекторов для отопления зимой, то можно снизить энергозатраты на 40% (это цифра для юга России). Выгодной эксплуатация гелиоустановок бу-дет в тех домах, где имеются котлы, работающие на жидком топливе,  или электрокотлы. Если же объект подключён к газовой магистрали, то смысла в применении солнечных коллекторов нет по причине дешевизны газа.