Энергия Солнца в современном доме
Человечество всегда ценило Солнце, но в наши дни, похоже, эту ценность можно выразить совершенно конкретно – в деньгах. Речь идет о солнечной энергетике. Украине повезло. На ее территории даже при пасмурной погоде зимой солнечным установкам достаточно энергии, чтобы производить тепло.
Проверено временем
В европейских странах давно уже поняли, что Солнце – весьма экономичный источник энергии, поэтому гелиосистемы перестали быть чем-то необычным. В нашей стране альтернативная энергетика только на пути становления, но использование нетрадиционных источников тепла стабильно растет.
Солнечный коллектор напрямую преобразовывает энергию Солнца в тепловую. В этом его отличие от солнечной панели, которая продуцирует электричество. Коллектор нагревает непосредственно теплоноситель, циркулирующий в системе обогрева или находящийся в тепловом аккумуляторе. В зависимости от того, какое вещество выступает в роли теплоносителя, такие установки могут быть двух типов: воздушные и жидкостные.
Кстати, идея не нова, и предком современного солнечного коллектора можно считать прибор, изготовленный в 1767 году швейцарским ученым Горацием де Соссюром. Знаменитому исследователю Африки Джону Гершелю это изобретение очень пригодилось во время его экспедиции в Южную Африку в 30-х годах ХIX века для приготовления пищи.
Виды солнечных коллекторов
В бытовых водонагревательных и отопительных системах чаще всего используется плоский коллектор. Он представляет собой теплоизолированную остекленную панель, в которую помещена пластина поглотителя, изготовленная из металла, хорошо проводящего тепло (чаще всего меди или алюминия). На пластину нанесено специальное покрытие, которое хорошо удерживает поглощенный солнечный свет. Благодаря остеклению, а в плоских коллекторах обычно используется матовое стекло с низким содержанием железа, снижаются потери тепла. Дно и боковые стенки коллектора покрывают теплоизолирующим материалом, что еще больше сокращает тепловые потери.
При правильном монтаже и минимизации тепловых потерь плоский коллектор может нагревать воду до 200?C.
Вакуумный солнечный коллектор
Он работает по такой же схеме, что и плоский коллектор. Однако благодаря тому, что тепловые потери практически полностью отсутствуют, температура теплоносителя в таких устройствах способна подниматься до 300?C. Стеклянное покрытие из нескольких слоев увеличивает эффект теплосбережения.
Трубки коллектора похожи на термос. Отличий только два: вместо светонепроницаемого покрытия у коллектора оно прозрачное (чтобы забирать световую энергию), а на внутреннюю часть нанесен слой специального вещества, который максимально улавливает энергию Солнца. Между стеклянными трубками коллектора создан вакуум, что дает возможность сохранить до 96% поступившей энергии.
В сравнении с другими видами коллекторов вакуумный самый эффективный, причем не только при высокой температуре окружающей среды, но и в условиях низких температур и слабой освещенности. Именно поэтому такой вид коллекторов наиболее востребован в Украине, как, впрочем, и во всех странах бывшего Союза.
Солнечные концентраторы
Они работают по несколько иной схеме, нежели вакуумные и плоские коллекторы. Главный элемент концентратора – это параболический 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 выше 300?C за счет использования технологии слежения за Солнцем. Обычные концентраторы – это неподвижные установки, поэтому лучи попадают на установку под разными углами, и, соответственно, эффект не всегда максимален, особенно когда Солнце находится не в зените. Концентраторы с автоматической системой слежения всегда фокусируют лучи под самым выгодным углом – 90 градусов, поэтому КПД у таких установок существенно выше.
Коллекторы не требуют постоянного наблюдения и регулярного обслуживания. Единственное, что нужно – периодически осматривать установку для контроля герметичности соединений и очищать остекление по мере его загрязнения для лучшего пропускания света.
Применение солнечных коллекторов – это реальная экономия. Даже самый простой вариант позволит экономить 60-70% в год на теплоснабжении и нагреве воды. А если использовать несколько альтернативных источников, например, систему, состоящую из солнечного коллектора и теплового насоса или солнечного коллектора и ветрогенератора, то можно перейти на самообеспечение электричеством, горячей водой и отоплением. Это ли не идеальный вариант?
Михаил Александров
Источник: http://stroymir.net.ua 11 апр. 2013 г.
