Гелиосистемы

Солнечный коллектор – источник экологически чистой энергии

Каждый в наше время знаком с проблемой загрязнения окружающей среды и атмосферы. Последняя, в свою очередь, также ведёт к проблеме парникового эффекта и глобального потепления. Данный вопрос стоит особенно остро, так как последствия глобального потепления во многих регионах земного шара уже дают о себе знать. Как показывает статистика, наибольший вред атмосфере наносится от работы тепло- и электро- станций, так как на них приходится самый большой выброс такого вещества как диоксид углерода, перенасыщение которым и приводит к парниковому эффекту. Подобная практика заставляет искать альтернативные пути получения полезной экологически чистой энергии, за счёт возобновляемых источников. К одному из таких путей можно отнести использование энергии солнца, тем более что этот источник практически не исчерпаем, не приносит вреда природе, а направленной на Землю солнечной энергии взятой всего за восемь минут хватило бы всему населению земного шара на целый год, и это при том, что за него ничего не надо платить.

На сегодняшний день разработки в системах получения тепла и электроэнергии за счёт энергии солнца заслуживают немалое внимание. Уже имеются разработки целых станций различной мощности, способные обеспечивать теплом, электроэнергией и горячим водоснабжением как отдельные дома, так и целые населённые пункты.

Солнечный коллектор – принцип работы

Основным элементом тепловой гелиосистемы является солнечный коллектор. Принцип его работы следующий: специальная поверхность поглощает солнечную радиацию, эта поверхность соединена с медной трубкой, внутри которой циркулирует теплоноситель, нагретая жидкость поступает в специальную ёмкость, где при помощи теплообменника энергия передаётся в бак-аккумулятор.

Классификация солнечных коллекторов

Выпускаемые на сегодня солнечные коллекторы имеют следующие разновидности:

• по принципу поглощения энергии солнца:

  • плоский солнечный коллектор, солнечные батареи которого состоят из специального высокопрочного стекла с низким содержанием металлов и слоя с высокой теплоотдачей выполненного из абсорбента, который поглощает солнечную радиацию, передавая её далее по медным трубкам через теплоноситель;
  • вакуумный  солнечный коллектор, поглощение солнечной радиации в котором происходит благодаря встроенным гранёным или U-образным трубкам, данные трубки находятся внутри вакуумных оболочек из высокопрочного бористого стекла и наполнены антифризом.  Вакуумные трубки отлично сохраняют тепло, полученное от Солнца, что существенно повышает эффективность коллектора в зимних условиях; 

• по способу циркуляции теплоносителя:

  • с естественной циркуляцией, теплообмен в котором происходит благодаря расположению бака-накопителя выше солнечных батарей, что обеспечивает поднятие нагретого теплоносителя с пониженной плотностью наверх где и отдаёт накопленное тепло в накопительный бак, а охлаждённый теплоноситель возвращается обратно к солнечному коллектору;
  • с принудительной циркуляцией. Солнечные коллекторы данного типа применяются в условиях, когда нет возможности расположения бака-накопителя выше солнечных батарей. В этом случае, для движения теплоносителя используют насос с электронным управлением. Система управления насосом рассчитана так, что бы движение теплоносителя осуществлялось только тогда, когда его температура выше температуры в баке-накопителе.

Для стабильной работы солнечного коллектора необходимо учитывать многие факторы, от которых зависит количество горячей воды получаемой для систем водоснабжения от солнечного коллектора:

• от высоты солнца над горизонтом;
• от наличия или отсутствия облачности на небе;
• от температуры окружающей среды;
• от температуры нагреваемой воды;
• от объёма нагреваемой ёмкости;
• от конфигурации нагревательной системы.

Наибольшее значение в конфигурациях водонагревательных систем описываемого типа, имеет географическое расположение и тип рельефа местности. Наиболее эффективным, применение солнечных коллекторов будет в южных регионах, где выше среднегодовая температура воздуха и количество солнечных дней в году заметно больше.  Наиболее эффективным является размещение коллектора строго на юг, однако при отклонении от южного направления до 30 град, не наблюдается понижения объёма вырабатываемого тепла.

• Гелиосистемы