Солнечные коллекторы для дома

Просмотров:
3608
типы, устройство, история.
Солнечный коллектор для дома

Солнечный коллектор – это устройство, преобразующее энергию солнечного излучения в более удобный для использования или хранения вид.

Устройство.

Чаще всего под понятием «солнечная энергетическая система» подразумевают системы, основанные на работе солнечных коллекторов, когда вода или другая жидкость переносит тепловую энергию, полученную от солнечного излучения, к месту потребления. В таких системах, как правило, присутствуют контур для перемещения рабочей жидкости от коллектора, включающая в себя электронасосы и систему патрубков, и некие резервуары или баки для хранения нагретой жидкости (своего рода тепловые аккумуляторы). Солнечные энергетические системы или коллекторы могут использоваться для нагрева воды для ГВС дома, нагрева воздуха в системах отопления или кондиционирования или в других более специфичных случаях.

Типы систем

Солнечные коллекторы, применяемые для нагрева воды в домашней сети ГВС можно разделить на два типа:

  1. Термосифон
  2. Работа такого типа основана на пассивном теплообмене (обыкновенная конвекция). В термосифоне водяной резервуар располагается над самим коллектором. По мере прогревания, вода поднимается вверх, и начинается циркуляция без участия каких либо насосов. Этот тип системы саморегулируемый и не требует никаких механических устройств или затрат электроэнергии, что делает термосифон очень привлекательным. Основным недостатком таких коллекторов является необходимость устанавливать резервуар выше самой панели.

  3. Насосный
  4. Такой тип использует насосы для организации циркуляции жидкости по системе. Помимо затрат электроэнергии насосный коллектор требует установки контролирующих электроприборов, отвечающих за своевременное включение и выключение насоса.

Коллекторы по устройству солнечных панелей можно разделить на:

  1. Плоский солнечный коллектор
  2. Наиболее распространенный тип солнечного коллектора. Представляет из себя алюминиевую или медную панель (каркас) в которой установлена медная трубка, покрытая сверху абсорбирующим слоем и специальным, градоустойчивым стеклом. Панель снизу теплоизолируется.

  3. Прямоточный трубчатый коллектор
  4. Представляет из себя набор трубок с медными поглотительными каналами внутри. Трубки чаще всего вакуумируются для снижения теплопотерь. Каждая такая трубка соединяется с коаксильной распределительной трубой (теплообменник). Теплоноситель (чаще всего вода), протекая через этот теплообменник, забирает тепло от коллекторных трубок. Такие системы обладают высокой эффективностью, что в идеале позволяет нагревать воду до 120 – 150 градусов по Цельсию.

    Рабочей жидкостью (теплоноситель) в коллекторе может служить как вода, так и антифриз. Во втором случае применяется теплообменник, который чаще всего представляет собой несколько контуров внутри бака с нагреваемой водой. Использование второй системы позволяет избежать проблем с замерзанием системы, но при этом увеличивает стоимость оборудования.

Установка

Солнечные коллекторы можно устанавливать:

  • На крыше зданий
  • На земле
  • На стене здания с южной стороны

Основным условием успешного применения таких систем является расположение перпендикулярно направлению падения солнечных лучей. В идеальном случае солнечный коллектор в буквальном смысле должен следовать за солнцем, сохраняя оптимально положение в течение всего дня. Но цена такой установки слишком высока, что делает саму идею солнечного коллектора нерентабельной. «Следящие» солнечные коллекторы существуют только в экспериментальных вариантах.

Угол наклона установки солнечного коллектора от горизонта выбирают равным широте местности ± 15°. В таких пределах значение КПД сохраняется оптимальным в течение всего года. Но если учитывать, что максимальное потребление горячей воды приходится на зимние месяцы, то имеет смысл устанавливать коллектор под более крутым углом (для средних широт оптимальный угол для зимы составляет 75°, лета – 30 °, для максимальной эффективности в течение года коллектор устанавливают под углом 45 °).

Оптимальным азимутальным углом наклона для солнечного коллектора является 0 ° (направление на юг). При этом отклонение не более чем на 45 градусов не является принципиальным (в западном направлении менее критично, чем в восточном).

Дополнительная информация

Срок службы солнечного коллектора может составлять от 10 до 20 лет, при этом некоторые производители утверждают о работе их систем до 30 лет, что не является правдоподобным. Окупаться такие системы могут от 2 до 5 лет в зависимости от сложности конкретной установки, производителя и объема инвестирования. При правильной установке солнечный коллектор не требует технического обслуживания в течение всего срока своей службы.

История развития

Плоские коллекторы были популярны во Флориде в Южной Калифорнии в 20х годах прошлого столетия.

Леви Иссар (Levi Yissar) построил свой первый солнечный коллектор в Израиле и в 1953 году основал компанию NerYah (первое производство солнечных коллекторов). Уже к 1967 году порядка 20% населения страны использовало такие системы. В годы энергетического кризиса 70х израильский парламент принял закон требующий установку солнечных коллекторов в каждом новом строящемся доме. В результате, на сегодняшний день Израиль – мировой лидер по использованию солнечных коллекторов.

В течение всего 20-го века такие системы имели активное распространение не только во всех странах с жарким, солнечным климатом, но и высокоразвитых странах Европы, а так же в Северной Америке.

В Китае благодаря низкой стоимости такого оборудования так же были достигнуты высокие показатели оснащенности населения солнечными коллекторами.

В 2005 году Испания стала первой страной требующей установки солнечных батарей в каждом новом доме, и второй после Израиля – солнечных коллекторов.

Поделиться в соцсетях:

Добавить комментарий

Перила из нержавеющей стали

Современные частные дома, торговые центры, рестораны, ночные клубы — в любом из этих помещений...

Разновидности жалюзи - материал исполнения и уход за ним.

Жалюзи, едва появившись в нашем обиходе, стали колоссально популярны благодаря эффекту создания...