Гелевые солнечные коллекторы

Что такое солнечный коллектор?

Солнечный коллектор - это устройство, с помощью которого собирается энергия Солнца, проникающая через атмосферу на землю. Многие сравнивают эти приборы с солнечными батареями, однако принцип действия у них абсолютно разный. Солнечный коллектор, в отличие от панели, не аккумулирует энергию в электричество, а нагревает непосредственно систему-теплоноситель, которая является «сборщиком» тепла.

Если не углубляться в законы физики и математические расчёты, то даже простой обыватель может понять, по какой схеме он всё-таки работает. Сам коллектор - это центральное звено всей установки, которая преобразует все спектры света в полезное тепло. После того как свет преобразуется коллектором - тепло передаётся к теплоносителю, а оттуда в дом или тепловой аккумулятор. Такие установки могут быть двух типов: воздушные и жидкостные, в зависимости от того, что выступает в роли теплоносителя.

Солнечные коллекторы позволяют получить горячую воду, а в районах с высокой солнечной активностью, при построении комбинированных котельных, тепло от солнечных коллекторов можно использовать в системах отопления. Это позволяет сократить расходы на отопление и горячее водоснабжение дома.

Виды солнечных коллекторов

Плоский солнечный коллектор. Специальный элемент (абсорбер) - поглощает солнечные лучи и передаёт тепло в центральную систему. Элемент состоит из вещества высокой термоизоляции и прозрачного верхнего слоя, через который проникают лучи - обычно это стекло. Оно разработано по технологии, не предусматривающей добавление металлов, чтобы поглощаемое тепло не смогло также свободно высвобождаться.

Из школьного курса физики известно, что чем больше тело получает энергии, тем больше оно может передать её другому телу. В отношении солнечных коллекторов и повышении их эффективности - это правило применяется как нельзя кстати. Оптические покрытия, которые сегодня успешно применяются по всему миру - это идеальный вариант для повышения эффективности таких установок. Такие инновации существенно сократили потери поглощаемого тепла и увеличили КПД, так они направлены на сбережение энергии за счёт того, что не излучают тепло в спектре инфракрасного излучения. То есть, инфракрасное тепло от солнца - то которое мы ощущаем - практически полностью передается на теплоноситель.

При правильном монтаже и отсутствии тепловых потерь - плоский коллектор может нагревать воду до 200 °C.

Вакуумный солнечный коллектор. Он работает по такой же схеме, как и плоский коллектор. Однако температура теплоносителя способна подниматься до 300 °C благодаря тому, что тепловые потери практически полностью отсутствуют. Стеклянное покрытие из нескольких слоёв увеличивает эффект теплосбережения и создаёт внутри вакуум - именно поэтому такой вид коллекторов называется вакуумным.

В целом система трубы коллектора похожа герметичный термос. Отличий только два: вместо светонепроницаемого покрытия у коллектора оно прозрачное (чтобы забирать световую энергию), а на внутренней части нанесено специальное покрытие, которое максимально улавливает энергию солнца. Между стеклянными трубками коллектора находится полое пространство (вакуум), что даёт возможность сохранить до 96% процентов поступаемого тепла.

В зависимости от потребностей в тепловой энергии выбирается то или иное количество коллекторов, которые размещаются на крыше и (или) стенах здания. Хорошая теплоизоляция вакуумных солнечных коллекторов и высокий коэффициент поглощения (более 95%) позволяет им работать при низких температурах окружающей среды.

Новые системы солнечных коллекторов - уникальны. В них используется довольно новая и перспективная технология. Трубки, использующиеся в роли теплопередатчика, при попадании солнечного света и нагревания - превращают воду в пар, который при нагреве поднимается вверх и конденсируется на конце трубки, тем самым передавая тепло на теплоноситель. В сравнении с другими видами коллекторов - вакуумный самый эффективный, так как значение КПД достигается самое высокое. Более того, вакуумный коллектор эффективен не только при высокой температуре окружающей среды, но и в условиях низких температур и слабой освещённости, именно поэтому они нашли своё применение на территории стран СНГ, а частности - Украине.

Солнечные концентраторы.

Работают по несколько другой схеме, нежели вакуумные и плоские коллекторы. Главный элемент концентратора - это параболоцилиндрический отражатель, который вмонтирован под прозрачную поверхность коллектора. Такой прибор способен поднимать температуру в теплоносителе до 250 °C. Однако сегодня существует технологии, когда концентратор способен генерировать температуру более чем 300 °C за счёт использования технологии «слежения за солнцем». Обычные концентраторы - это неподвижные установки, поэтому лучи попадают на установку под разными углами, и как следствие эффект не всегда максимален, особенно когда солнце находится не зените. Концентраторы с автоматической системой слежения всегда фокусируют лучи под самым удобным углом - 90 градусов, поэтому КПД у таких установок существенно выше.