Альтернативная энергия – солнечный коллектор
Как используют солнечное тепло?
.jpg)
Существуют накопительные коллекторы, которые совмещают в себе две этих функции. Такое оборудование не требует циркуляционных насосов и регулирующих устройств, потому как питьевая вода нагревается прямо в коллекторе.
Абсорбирующие поверхности с высоким эффектом
Зачастую абсорбер имеет черный цвет, потому как, собственно этот цвет имеет высокий поглотительный коэффициент. С помощью этого коэффициента, можно определить, какое количество солнечного излучения (коротковолнового) поглощено, и сколько отражено. В процессе работы абсорбера происходит его нагревание, соответственно его температура повышается, и становится выше, чем температура окружающей среды, и это свидетельствует о том, что он отдает большинство принятой энергии в виде длинноволнового солнечного излучения..jpg)
Что бы свести к минимуму потери тепла, используют абсорберы с ограниченным покрытием. Это позволяет извлечь наибольшее количество тепла из солнечных лучей и перевести его непосредственно в тепло. При этом сокращается эмиссия теплового излучения.
Обычные покрытия, в большинстве случаев имеют коэффициент абсорбции 90%. Специальный лак, нанесенный механическим способом на абсорбер, покрывает поверхность лишь частично, а не полностью, потому как имеет высокий уровень эмиссии. Элементы, выполненные из черного никеля, хрома или оксида алюминия, указывают на частичное покрытие слоев.
Сравнительно новым является применение слоя из титана, нитрита и оксида, напыление которого происходит в вакуумном коллекторе. Такой слой имеет низкую эмиссию, а иногда она вообще отсутствует.
Плоский коллектор
Плоский коллектор включает в себя: абсорбер, прозрачное покрытие, корпус и теплоизоляцию. Для прозрачного покрытия зачастую применяют безосколочное стекло с повышенным коэффициентом пропуска коротковолнового излучения. В это же время, происходит сокращение отражения стеклянного покрытия (по типу парникового эффекта)..jpg)
Прозрачное покрытие и корпус, защищают абсорбер от разных неблагоприятных погодных условий. В большинстве случаев в производстве корпуса используют алюминий или оцинкованную сталь, но иногда встречаются корпуса из синтетических материалов.
За счет теплоизоляции находящейся на обратной стороне и боковых стенках абсорбера, существенно уменьшаются потери тепла из-за теплопроводности. Изоляционным материалом выступает пена из полиуретана или минерализированная вата, в некоторых случаях используют специальное минеральное волокно (стекловату, стекловолокно, стеклопластик).
Плоские коллекторы отличаются соотношением хорошей цены и отличной мощности, помимо этого имеется выбор возможности установки (встроить в крышу, разместить на крыше или установить отдельно). Что бы внутри короба коллектора минимизировать потери от конвекции, можно выкачать воздух, который находится в коллекторе. Такие коллекторы носят название – вакуумные плоские коллекторы. И по истечению определенного времени (1-3 года) их нужно вакуумировать.
Вакуумные трубные коллекторы
В таких коллекторах полосы абсорбера расположены в вакуумных стеклянных удароустойчивых трубках. Жидкий теплоноситель, течет через абсорбер по U-образной трубе или по системе труба в трубе. В этом случае, солнечный коллектор состоит из маленьких труб соединенных друг с другом..jpg)
Что бы происходил процесс испарения – конденсации, трубки нужно расположить под углом к поверхности. Существует два вида подсоединения коллектора к солнечному циклу. Сырое соединение – действие происходит непосредственно в теплообменнике с подведенными к нему трубами. При сухом соединении это происходит по сборной трубе. При сухом соединении, процесс проходит в части труб, при этом солнечный цикл не задействован на полную мощность. Достоинством вакуумных коллекторов является высокий КПД, при этом температура абсорбера высокая, а уровень излучения низкий. При всем этом, они достигают высоких температур для возможности подогрева воды, парообразования и кондиционирования воздуха.
Количество поставляемой энергии солнечным коллектором
КПД солнечного коллектора - это соотношение полезной термической энергии и получаемой солнечной энергии. Помимо тепловых потерь, в некоторых случаях происходят оптические потери. Оптический КПД определяет, какой процент излучения, чрез прозрачное покрытие попадает на коллектор и поглощается абсорбером.Фактор термических потерь указывает на тепловые потери. Он определяет потерю энергии в ваттах на один квадратный метр площади коллектора и показывает разницу температур между абсорбером и окружающей средой. Соответственно, чем больше разница температур, тем значительнее тепловые потери. В какой-то момент тепловые потери равняются объему производимой энергии, вследствие чего энергия для солнечного цикла не поступает.
Хороший коллектор, имеет неплохой коэффициент превращения и низкий фактор потерь.
.jpg)