Базова інформація про сонячну енергію

Здавна ми використовуємо енергію Сонця. Влітку вона безпосередньо нагріває наші будинки, а взимку ми використовуємо енергію Сонця, накопичену опосередковано у формі дров, вугілля, нафти і газу для опалення будинків і приготування гарячої води.
Щоб забезпечити економію запасів палива, які природа накопичувала протягом мільйонів років, опалювальна техніка послідовно долала етапи довгого шляху, що дозволило створити можливості відповідального підходу до використання цих ресурсів.
Доцільним доповненням цієї тенденції є безпосереднє використання сонячної енергії за допомогою сонячних колекторів. Завдяки застосуванню технічно високоякісних колекторів і погодженої з ними загальної системи економічне використання сонячної енергії сьогодні не є передбаченням майбутнього, а вже стало реальністю, перевіреною на повсякденній практиці. Якщо врахувати, що ціни на пальне постійно зростають, то інвестиція коштів у геліоустановки є дуже вигідним капіталовкладенням.
Цікавий факт: кількість сонячної енергії, що потрапляє на Землю протягом дня в десятки тисяч разів більше, ніж споживається населенням всієї Землі.

Корисна енергія

Корисна енергія, яку можна отримати за допомогою колектора, залежить від багатьох факторів. Велике значення має правильна оцінка потреби в теплі, яку необхідно покрити і узгоджені з нею компоненти геліоустановки.
Загальне надходження сонячної енергії також має значення: щорічна інсоляція в залежності від конкретного регіону України коливається в діапазоні від 900 до 1300 кВт/г/(м2*рік)
У середньому в Україні на 1 м2 площі за рік потрапляє приблизно 1000 кВт/г, що відповідає енергоємності приблизно 100 літрів дизельного палива або 100м3 природного газу.
Крім цього, важливу роль відіграють тип, а також кут нахилу і орієнтація колектора. Для забезпечення економічного режиму експлуатації геліоустановки потрібно також точне визначення компонентів установки.
Правильно сконструйовані колекторні геліоустановки із узгодженими між собою системними компонентами можуть забезпечувати приблизно від 50 до 90% щорічної потреби приватного будинку в енергії для приготування гарячої води. Використання геліоустановки також і для підтримки системи опалення будинку дозволяє додатково заощадити кошти. У будинках з низькою витратою енергії можна заощаджувати до 35% загальної потреби в енергії для приготування гарячої води та опалення. Влітку в більшості випадків можна повністю відмовитися від додаткового тепла. В інші місяці року і для опалювання приміщень взимку геліоустановка доповнюється другим незалежним джерелом тепла — звичайно низькотемпературним опалювальним котлом, що працює на рідкому паливі/газі, або, що ще краще, конденсаційним котлом.

Конструкція і принцип роботи сонячних вакуумних колекторів

Вакуумний колектор – комплекс вакуумних трубок Heat Pipe, що перетворюють потік сонячного випромінювання в теплову енергію. Далі отримане тепло передається в бак-накопичувач за допомогою циркулюючої в системі незамерзаючої рідини-теплоносія (на основі гліколя). На сьогодні розроблено 4 основні типи вакуумних трубок, кожен з яких має свої особливості застосування.

Типи вакуумних трубок

Simple

Найпростіший і дешевий варіант трубок. Застосовується в пасивних СВУ з прямим нагріванням води безпосередньо у вакуумних трубках. Використання СВУ з даним видом трубок неможливо при мінусових температурах.

Heat Pipe

Найбільш поширений і ефективний вид трубок. Дозволяє збирати системи з будь-якою кількістю трубок. Колектори, зібрані з використанням даного виду труб не перестають функціонувати навіть у разі фізичного пошкодження однієї або декількох трубок.

U-type

Даний вид труб і колектори, зібрані за технологією U-tupe, за своїми параметрами збору тепла є аналогом колекторів на основі труб Heat Pipe. Особливостями даних колекторів є: необхідність транспортування і монтажу в зібраному вигляді і на відміну від колекторів Heat pipe, можливість збору та передачі тепла в будь-якому (вертикальному або горизонтальному) положенні.

Super Heat Pipe

Даний вид труб за своїми характеристиками відрізняється від вакуумних труб з подвійними стінками. Дані труби мають одну стінку і повністю вакуумовані. Всередину труби вбудована система передачі тепла Heat pipe, на яку наварено плоска мідна пластина, покрита високоселективним покриттям. Тобто збір тепла відбувається не за рахунок нагріву внутрішньої стінки труби, а за рахунок нагріву мідної пластини і, як наслідок нагріву системи Heat Pipe. Принцип роботи колектора з використанням Super Heat Pipe трубок аналогічний роботі колектора з Heat Pipe трубками. Ця труба відрізняється більш швидким часом розігріву, але дорожче за аналоги Heat-Pipe або U-type приблизно на 30%.

 

 

Теплообмінник сонячного вакуумного колектора

Comments are closed.