Тепловой солнечный коллектор: Вакуумный солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения —

Содержание

Солнечный тепловой коллектор «Сокол-Эффект А»

Солнечный коллектор «Сокол-Эффект А» — лучшее решение на Российском рынке для приготовления горячей воды для бытовых и производственных нужд. Солнечный коллектор «Сокол-Эффект А» превосходит по качеству, долговечности и эффективности всё, что Вы можете сегодня найти на просторах Российской Федерации из отечественных производителей. Этот высокоэффективный прибор с специальным селективным покрытием (абсорбером), которое позволяет собирать и аккумулировать солнечную тепловую энергию, передавая её теплоносителю и далее через теплообменник в магистраль водоснабжения. Этот прибор изготавливается на высокотехнологичном оборудовании и под высочайшим контролем качества как гражданская продукция на ракетостроительном предприятии в Москве — АО военно-промышленная корпорация «НПО МАШИНОСТРОЕНИЯ» и соответствует уровню лучших зарубежных аналогов.

Солнечный коллектор «Сокол-Эффект А» предназначен для приготовления горячей воды прямым преобразованием тепловой солнечной энергии и передаче её теплоносителю (вода или незамерзающая жидкость).

На основе этих приборов возможно создание сезонных и круглогодичных систем горячего водоснабжения и отопления индивидуальных жилых зданий, коммунально-бытовых и производственных объектов (гостиницы, спортивные центры, бассейны, детские лагеря отдыха, фермерские хозяйства и т.д.). Конструкция тепло-проводящих труб абсорбера коллектора позволяет объединять солнечные коллекторы в гелио-поля различной площади путем последовательного либо параллельного подключения.
Солнечные коллекторы “Сокол-Эффект” выпускаются в двух модификациях: высокоэффективный легкий коллектор “Эффект-А” с поглощающей плитой и трубками из алюминия, и универсальный долговечный коллектор “Эффект-М” с медными абсорбером и трубопроводом. Преимущества солнечных коллекторов “Сокол-эффект А”
• Солнечное стекло с низким содержанием оксида железа (Польша)
• Высоко-селективный абсорбер ALANOD eta plus® (Германия)
• Присоединения из стальных 3/4″ фитингов “папа” (с одной стороны) и “мама” (накидная гайка — с другой стороны) для быстрого и надежного последовательного соединения коллекторов без дополнительных элементов.
• Монтаж на наклонную или плоскую кровлю или землю.
• Гарантия — 5 лет
• Сконструирован и испытан по европейским стандартам: EN 12975-1, EN 12975-2

Основные характеристики
Габариты в/ш/г, мм 2008х1093х76.7
Производитель НПО Машиностроения
Модель Сокол-Эффект А
Тип коллектора плоский
Применение горячее водоснабжение, поддержка отопления, подогрев бассейна
Общая площадь, м2 2,19
Сезонность эксплуатации круглогодичное
Полезная площадь, м2 2,06
Рабочее давление, MPa 0.6
Диаметр входа/выхода 3/4″
Нормативный КПД (%) 57.4
Покрытие абсорбера Селективное
Тип абсорбера Абсорбер с цельно-листовой алюминиевой пластиной на алюминиевом трубопроводе, тип «арфа»
Абсорбция, % 95
Излучение(эмиссия), (%) 5
Тип соединения внешняя резьба
Масса без теплоносителя, кг 32
Способ монтажа фасад здания, скатная кровля, плоская поверхность

На фото Вы можете посмотреть схемы подключения Солнечных коллекторов “Сокол-Эффект” для создания отопительных гелио-систем.

Солнечный коллектор «Сокол-Эффект А» можно купить в нашем Интернет магазине «ТД Аккумулятор» с доставкой по всей России а также самовывозом. Купить можно оптом и в розницу как за наличный, так и безналичный расчёт. Пункт самовывоза находится по адресу 111123 г.Москва, ул. Ш.Энтузиастов д.56, с.32.

Солнечный коллектор ПАНЕЛЬ — Cолнечные коллекторы

Вакуумный солнечный коллектор.

Бренд
АНДИ Групп Серия ПАНЕЛЬ Модель SCH

Круглогодичное применение в сплит-системах солнечного водонагревателя.

SCH вакуумный солнечный коллектор – панель входит в состав сплит-систем серии SH. Коллектор SCH осуществляет непосредственный нагрев теплоносителя контура теплообменника, передающего тепловую энергию теплоносителю основного объема солнечной сплит-системы.

Комплектация:

Солнечный коллектор включает: манифольд (утеплитель — термостойкая ткань (поверх трубопровода коллектора) и пенополиуретан), вакуумные трубки (трехслойное покрытие) с медными тепловыми трубками (диаметр конденсатора 14 мм), раму алюминиевую (1,2-1,5 мм), резиновые противопылевые уплотнители, пластмассовые держатели, соединительные элементы.

Манифольд – это устройство в виде металлического блока, который выступает в качестве теплосборника. К нему подсоединены вакуумные трубки, которые передают тепловую энергию через конденсатор, располагающийся в самом верху трубки. Манифольд и тепловые трубки закреплены на общей металлической раме.


Принцип работы:

Селективное покрытие на внутренней поверхности вакуумных трубок преобразует солнечную энергию в тепловую и передает её тепловой трубке с помощью алюминиевой пластины. Рабочая жидкость в трубке испаряется и поднимается в конденсатор. Далее, отдав тепло в теплообменнике, пар превращается в жидкость и возвращается в основание тепловой трубки. Это тепло передается другому рабочему телу (антифриз или вода), которое переносит его в буферную емкость. Наличие солнечного излучения и циркуляции рабочего тела обеспечивает постоянную передачу тепла от коллектора к накопительному баку.

Характеристики:
  1. Превосходное сочетание вакуумной трубки и медной тепловой трубки. Высокая тепловая эффективность: эффективный способ передачи тепла в тепловой трубке (селективное покрытие, превосходно поглощающее тепло, в сочетании с вакуумной консервацией тепла).
  2. Широкий диапазон применения: тепловые трубки небольшой мощности могут быстро включиться в работу даже в облачную погоду. Установка может нормально работать при температурах до -35 градусов. Отсутствие воды в вакуумной трубке позволяет избежать снижения эффективности, возникающие при замерзании или появлении накипи.
  3. Каждая из трубок может работать самостоятельно, и вся установка может работать при повреждении отдельных трубок. Срок службы вакуумных труб превышает 15 лет.
  4. Уникальный способ соединения вакуумных и тепловых труб позволяет заменять стеклянные вакуумные трубки в случае повреждения.
Особенности солнечного коллектора «Панель» торговой марки «АНДИ Групп»

Солнечные коллекторы проходят полную проверку на заводе, что обеспечивает превосходное качество выпускаемой продукции. Уникальная технология производства позволяет гарантировать высокие характеристики.

По сравнению с аналогичными моделями других производителей, вакуумный солнечный коллектор АНДИ Групп обладает т рядом преимуществ:

  • Специальное трехслойное селективное покрытие трубок для повышения эффективности сбора тепла и минимизации тепловых потерь. Слой специальной меди концентрирует инфракрасную энергию внутри трубки.

Первый слой: Специальный медный состав для концентрации инфракрасного излучения.

Второй слой: Ионизированная нержавеющая сталь, ориентированная таким образом, чтобы поглощать до 98% поступающего солнечного излучения.

Третий слой: Нитрид алюминия – прозрачный слой с очень низким индексом отражения для прохода сопутствующего солнечного излучения.

Профиль алюминиевого манифольда специально разработан для снижения ветровых нагрузок и вибраций.

Стеклянная стена трубки толщиной 1,8мм, изготовленная из боросиликатного стекла для дополнительной прочности, может выдержать град диаметром до 35мм.

Все части солнечного водонагревателя, контактирующие с теплоносителем выполнены из высококачественной меди.

Общие характеристики:
  • Размер вакуумной трубки: 58*1800 мм;
  • Количество трубок в коллекторе: 12шт.,15шт.,18шт., 20шт., 24шт., 30шт.;
  • Поглощение: больше чем 92%;
  • Потери: меньше чем 8%;
  • Сопряжение монифольда: 1/2 дюйма, 3/4 дюйма;
  • Испытательное давление: 1 МПа;
  • Операционное давление жидкости: 0.6 Mpa;
  • Макс низкая рабочая температура: -50°С;
  • Теплоизоляция: полиуретановая пена;
  • Толщина теплоизоляции: 40 мм;
  • Расстояние между трубками: 75 мм.

ᐉ Тепловой насос и солнечный коллектор для отопления

Тепловые насосы относятся к теплотехническому оборудованию, использующему тепло альтернативных источников энергии, для переноса его в дом. Это энергоэффективные системы, предназначенные для тепло-холодоснабжения жилых и коммерческих строений, а также для экономного нагрева воды для бассейна, быта или технологических потребностей.

Гелиосистемы используют солнечное излучение для нагрева воды или теплоносителя и переноса тепла в систему горячего водоснабжения и отопления.

Разберемся в особенностях функционирования этих двух систем относительно применения их для отопления частных жилых или коммерческих объектов.

Тепловые насосы: преимущества и функциональность

Не будем останавливаться подробно на описании принципа работы теплового насоса. Про это можно узнать из других источников.

Главное, что теплонасосное оборудование относится к оборудованию, использующему возобновляемое и бесплатное тепло воздуха, грунта и воды. Теплонасосы действуют на основе технологий, основанных на физических преобразованиях, проходящих с выделением тепла, состояния фреона, который циркулирует в компрессорном контуре теплового насоса. А инверторные технологии управления компрессорами, энергоэффективные насосы и ЕС-вентиляторы, электронное управление – все это обеспечивает высокую энергоэффективность и преимущества тепловых насосов перед другим теплотехническим оборудованием.

Уточним теперь, как и где нужно устанавливать отдельные типы теплонасосного оборудования. Остановимся на трех основных типах — тепловых насосах “грунт-вода”, “воздух-вода”, “вода-вода”, потому что они непосредственно кроме функции отопления дополнительно греют воду для хозяйственных нужд.

1. Грунтовые или тепловые насосы “грунт-вода”
  • Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
  • Берут тепло от слоя грунта (геотермальное исполнение) через горизонтальный коллектор или от вертикальных грунтовых зондов. Горизонтальный коллектор может быть утоплен в водоеме.
  • Установка на участке около объекта, требуются дорогостоящие земляные работы по укладке горизонтального коллектора или бурению и укладке глубинных зондов для качественного теплосъема. Качество слоев грунта влияет на характеристики теплопроизводительности.
  • Производительность по теплу и холоду стабильная на протяжении всего года.
  • Наивысшие показатели сезонной энергоэффективности, платежи по отоплению сокращаются до 80%.
  • Устанавливаются как основной тепловой источник и управляют работой солнечных коллекторов или резервных котлов.

2. Тепловые насосы «вода-вода»
  • Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
  • Извлекают тепло из подземного водного горизонта (гидротермальное исполнение).
  • Требуется водоносный горизонт на глубине не более 15м с достаточным количеством воды для съема тепла. Нужен высококвалифицированный дорогой монтаж и наладка оборудования.
  • Тепло-холодопроизводительность постоянная на протяжении года. Высокие и стабильные показатели энергоэффективности.
  • Стабильно всю зиму отапливают дом, управляют по бивалентной схеме резервными источниками – гелиосистемами и котлами.

3. Тепловой насос «воздух-вода»
  • Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
  • Для установки не нужен участок или дорогие монтажные работы. Монтаж наружного и внутреннего блоков (или моноблока) профессиональный, занимает мало времени. Для установки блоков не нужно много места.
  • Теплопроизводительность меняется в зависимости от температур атмосферного воздуха. Экономически выгодно использовать тепловой насос «воздух-вода» по бивалентной схеме — с резервным котлом. Может работать в моноэнергетическом режиме автономно, с включением в сильные морозы встроенного многоуровневого электронагревателя.
  • Максимальный показатель сезонной энергоэффективности высокий, но ниже чем у грунтовых ТН.
  • Легко устанавливается в уже готовых системах при их модернизации, а также в новых частных домах, в квартирах, на коммерческих объектах.
  • Отлично поддерживаются гелиосистемами для производства горячей воды летом, весной и осенью.
  • Экономически выгодный вариант с наименьшим сроком окупаемости для внедрения энергосберегающего отопления в новом доме.
  • Преимущества управления тепловых насосов: интеллектуальное программируемое управление через панель управления или удаленный Wi-Fi контроль, адаптируемость с другими системами управления – «умный дом», автоматикой котлов или солнечных станций.

Солнечные коллекторы

Теперь рассмотрим, что могут или не могут, солнечные коллекторы — системы, использующие альтернативный источник – энергию солнца, для нагрева воды или незамерзающего теплоносителя.

Различают несколько типов солнечных коллекторов: вакуумные трубчатые различных конструкций, плоские и гибридные. Различают также сезонные и круглогодичные гелиосистемы. В сезонных (термосифонных) установках подогревается вода, они продуктивно работают только с весны до осени, зимой не используются из-за угрозы замерзания воды. Это отличный вариант для нагрева воды в открытых бассейнах, а также для душевых в домах и базах отдыха, пансионатах или в открытых бассейнах аквапарков.

Круглогодичные вакуумные трубчатые и плоские коллекторы производительно работают круглый год, но только в солнечную погоду. Внутри систем циркулирует незамерзающий теплоноситель (например – пропиленгликоль). В гибридных моделях (PVT-коллекторах) – вырабатывается электроэнергия и подогревается вода.

Отметим интересные свойства и функциональность таких систем.

  • Функции: нагрев воды.
  • Производительность гелиосистем различается в зависимости от интенсивности сезонной солнечной инсоляции в местности установки и пространственной ориентации панелей или трубок.
  • Гелиосистемы больше эффективны в летнее время, когда солнце наиболее активно посылает тепло. В зимнее время из-за пасмурных дней и меньшего количества тепла, получаемого от солнца, продуктивность гелиосистем падает в несколько раз и тепла хватает только на частичный нагрев теплоносителя.
  • С их помощью можно почти полностью с мая по сентябрь удовлетворить потребности дома, квартиры или коммерческого предприятия в горячей воде. По реальным данным получают до 90% от нужного объема горячей воды. В зимнее время продуктивность гелиосистем падает в 4-5 раз, количество полученного от солнца тепла для подогрева воды падает до 30%.
  • Они рассчитываются из расчета, что в день на одного члена семьи необходимо подогреть до 40-50 литров воды. Гелиосистема из 30 вакуумных трубок, установленная на крыше дома, способна в летний день подогреть до 280-300 литров воды с температурой до 60 градусов. Этого достаточно для бытовых нужд семьи из 4-6 человек. Ни котел, ни бойлер, включать не нужно.
  • Горячая бесплатная вода всегда доступна, если днем светит солнце. Но теплопроизводительность зависит от угла наклона и направления поля коллектора к падающим солнечным лучам.
  • Гелиосистемы отлично подходят для комплексных решений по теплоснабжению, включающих котел, автоматику, накопительный бак, бойлер косвенного нагрева и т. д.
  • Солнечные коллекторы могут передавать выработанное тепло через промежуточные теплообменники в систему отопления, для предварительного нагрева воды в контурах отопления, снимая тепловую нагрузку с котла (теплового насоса).

Теперь сравним, что лучше для отопления: тепловой насос или гелиосистема?

Берем для сравнения, как наиболее доступный по цене и наиболее популярный по запросам, тепловой насос “воздух-вода”.

Он не только отапливает и охлаждает комнаты дома, но подогревает воду в нужном количестве. Гелиосистема только греет воду, отлично – летом, но только частично — зимой.

По стоимости тепловой насос Mycond для дома 75-120 м кв., где живет 3-5 человек, может стоить от 3 до 6 тысяч евро, гелиосистема с продуктивностью по горячей воде до 300 л/сутки — от 3000 долларов.

Тепловой насос справляется с нагрузками стабильно, круглый год. Гелиоколлекторы -максимально полезны летом.

Нельзя сказать, что лучше или хуже. И то, и другое оборудование ценно по-своему.

Для нагрева воды в душевых на пляже или на базе отдыха, в аквапарке или на мойке машин будут очень полезны вакуумные или плоские коллекторы, которые продуктивно и почти бесплатно греют воду в нужном количестве. Для пляжа лучше подойдут сезонные термосифонные установки с прямым нагревом воды, более дешевые и быстро окупающиеся.

Для работы весь год, чтобы сэкономить до 70% затрат на нагрев воды, устанавливают вакуумные трубные или плоские коллекторы. Летом это полностью покрывает все потребности в горячей воде. Зимой — частично, но даже предварительный подогрев воды для системы отопления поможет снизить затраты на отопление.

Гелиосистема может выступать как экономически выгодное дополнение к тепловому насосу. И так и делают многие владельцы частных домов, особенно если есть крытый или открытый бассейн.

Хотя тепловой насос греет горячую воду очень экономно, греть воду летом выгоднее гелиосистемами. Приятно получать горячую воду почти даром. И тепловой насос будет работать дольше.

Вы платите еще меньше по отоплению и ГВС зимой, а летом не платите ничего, кроме расходов за электричество на работу бытовых приборов и за использование газовой плиты, если она есть.

Выводы

Что лучше для отопления? Конечно – тепловой насос. Сначала нужно рассчитать, подобрать и купить тепловой насос. Заключить договор со специализированной компанией и установить его с последующим сервисным обслуживанием. А через год или пару лет установить в пару к тепловому насосу солнечные коллекторы. Приобретать и то и другое лучше через программу IQ-Energy, или через банковские “зеленые” кредитные программы, с экономией до 30 -35%, потраченных на это энергосберегающее оборудование, средств. Вы сэкономите до 75 % годовых затрат на ГВС, сэкономите электроэнергию, будете более выгодно использовать тепловой насос.

Солнечные коллекторы — Weswen

Эти источники теплоснабжения загородных домов позволяют поддерживать хороший микроклимат внутри помещений. Тепло, вырабатываемое этими элементами, происходит за счёт получения световой энергии от природных источников. Этот источник домашнего тепла является возобновляемым типом получения ресурсов.

Солнечные коллекторы для домашнего отопления бывают двух видов – вакуумные, воздушные. Каждая конструкция имеет свои плюсы, минусы. Различный уровень КПД этих устройств позволяет их использование в загородных домах для создания автономного отопления. В зимний период коэффициент тепловой отдачи солнечных коллекторов несколько ниже. Это связано с низкой солнечной активностью, либо с продолжительной пасмурной погодой.

Вакуумный солнечный коллектор состоит из объёмной панели, на которой расположены трубки. Внутри них находиться жидкий теплоноситель, который под действием солнечного тепла циркулирует в замкнутой системе. Наиболее распространёнными в данное время являются плоские коллекторные панели и вакуумные трубчатые элементы.

Эти источники теплоснабжения загородных домов позволяют поддерживать хороший микроклимат внутри помещений. Тепло, вырабатываемое этими элементами, происходит за счёт получения световой энергии от природных источников. Этот источник домашнего тепла является возобновляемым типом получения ресурсов.

Солнечные коллекторы для домашнего отопления бывают двух видов – вакуумные, воздушные. Каждая конструкция имеет свои плюсы, минусы. Различный уровень КПД этих устройств позволяет их использование в загородных домах для создания автономного отопления. В зимний период коэффициент тепловой отдачи солнечных коллекторов несколько ниже. Это связано с низкой солнечной активностью, либо с продолжительной пасмурной погодой.

Вакуумный солнечный коллектор состоит из объёмной панели, на которой расположены трубки. Внутри них находиться жидкий теплоноситель, который под действием солнечного тепла циркулирует в замкнутой системе. Наиболее распространёнными в данное время являются плоские коллекторные панели и вакуумные трубчатые элементы.

Производимые солнечные коллекторы проходят полную проверку на заводе, что обеспечивает превосходное качество выпускаемой продукции.

Уникальная технология производства позволяет гарантировать высокие характеристики.

Новая трехэлементная структура подходит для длительной работы при высоких температурах рабочей жидкости.
A. Вакуумная трубка WESWEN
B. Прочие вакуумные трубки

Жесткие требования при проверке на заводе обеспечивают высокий уровень качества.

Высокая стартовая скорость и мощность являются главными преимуществами наших тепловых трубок. В одинаковых условиях,
тепловые трубки WESWEN имеют на 30-50% большую стартовую скорость и на 5-30% большую температуру.
A. WESWEN
B. Другие компании

Особая конструкция тепловых трубок обеспечивет их работу при низких температурах
A. Тепловая трубка WESWEN
B. Трубка у других компаний

Помимо того эти отопительные системы могут устанавливать в служебных помещениях (офисы, придорожные гостиницы, загородные кафе / магазинчики, АЗС). За счёт таких обогревающих систем можно значительно экономить финансы на отопление в холодное время года.

Преимуществами солнечных коллекторных систем является то, что они экологически чистые источники получения природной энергии. При их работе не происходит выброс токсичных веществ в атмосферу. Монтаж этих конструкций, запуск в работу проводиться достаточно быстро.

Для установки систем обогрева жилых, рабочих помещений требуется помощь квалифицированных специалистов. Для полноценной отладки, запуска в работу солнечных обогревателей требуются силы 3-4 человек, специализирующихся на проведении этого вида работ.
Все изделия этого типа имеют высокое качество изготовления, продолжительный срок службы (при условии правильного монтажа, надлежащих условий эксплуатации), довольно хороший коэффициент полезного действия.

Солнечный коллектор Viessmann Vitosol 100-F (гелиоустановки)

Покрывает до 60% ежегодной потребности в энергии для приготовления горячей воды

В среднем на 1 кв.м. площади за год попадает около 1000 кВт/ч солнечной энергии — такую ​​энергию можно получить при сжигании 100 куб. м газа. Эту абсолютно бесплатную энергию можно эффективно использовать в частном доме для приготовления горячей воды и нагрева воды в бассейне.

Применяя высококачественные солнечные коллекторы Vitosol с согласованными между собой системными компонентами, можно покрыть до 60% ежегодной потребности в энергии для приготовления горячей воды. Летом возможен полный перевод горячего водоснабжения на использование энергии солнечных коллекторов. В остальное время года солнечная система обеспечивает предварительный нагрев воды и дополняется другим источником тепла. Эффективным является использование солнечных систем и для поддержания температуры в бассейнах.

Солнечные системы до сих пор являются новинкой на рынке. Однако во многих странах мира они используются уже несколько десятилетий, даже там, где солнечной энергии не так много, например в Финляндии — самая старая солнечная установка Viessmann работает уже более 30 лет и обеспечивает высокий комфорт приготовления горячей воды.

Привлекательный дизайн, индивидульный подбор цвета солнечного коллектора

Сделайте ваш солнечный коллектор элементом дизайна крыши! Vitosol 100-F может быть без труда интегрирован в крышу. Покрытие рамы (поставляется дополнительно) обеспечивает гармоничный переход между солнечным коллектором и крышей. Серийно, рамы и облицовка краев солнечного коллектора поставляется коричневого света (RAL 8019). Но разумеется, по-желанию, также имеются в наличии и другие RAL-цвета.

С учетом индивидуальных особенностей и на любой вкус

Поглощающие поверхности площадью от 2,3 кв.м до 4,76 кв.м плоского солнечного коллектора Vitosol 100-F позволяют оптимально установить необходимую потребность в энергии. Коллекторы могут устанавливаться на крыше как перпендикулярно, так и горизонтально.

«Умный» монтаж экономит время и деньги

Солнечный коллектор Vitosol 100-F особенно удобен при монтаже. Небольшой вес коллектора от 45 кг облегчает установку на крыше и монтаж. Сильфонная трубка штекерного разъема из легированной стали обеспечивает простой и быстрый монтаж солнечного коллектора.

Основные преимущества:

  • Высокопроизводительный плоский солнечный коллектор из медного абсорбера и высокоэффективное гелиотитановое покрытие
  • Благодаря извилистой форме медного абсорбера с интегрированным магистральным трубопроводом  можно подключить параллельно  до 12  солнечных коллекторов;
  • Универсально устанавливаемые коллекторы как на крыше, в крыше или в свободном порядке  – перпендикулярно и горизонтально монтируемые;
  • Привлекательный дизайн рамы RAL 8019 (коричневый). Также по желанию могут поставляться рамы всех других RAL-цветов;
  • Высокочувствительный абсорбер, покрытие из гелиостекла с низким содержанием железа и высокоэффективное теплоизоляция обеспечивают выход большого количества энергии;
  • Долговременная герметичность и высокая стабильность достигается благодаря плотно облегающим алюминиевым рамам и бесшовному уплотнению стекла;
  • Прочная и устойчивая к коррозии задняя стенка из алюминия;
  • Удобная система монтажных соединений Viessmann со статически протестированными и устойчивыми к коррозии частями из легированной стали и алюминия;
  • Быстрое и надежное подключение благодаря подвижному сильфонному штекерному соединению из легированной стали.

Как работает солнечный коллектор | SolarTime

Солнечный коллектор является устройством, которое используется для поглощения солнечной энергии и последующим превращением ее в более комфортную для хранения форму. В среднем в обычный летний день один квадратный метр земли получает порядка 1 кВт солнечной энергии. Данный показатель будет зависеть от условий местности, положения плоскости солнечного коллектора. Устройство способно собирать порядка 70% всей поступающей энергии с ее последующим аккумулированием. При установке всего нескольких солнечных коллекторов семья из четырех человек сможет стабильно пользоваться горячей водой, как в летний, так и переходной период года. При установке большего числа модулей имеется возможность полноценного теплоснабжения дома в зимний период времени.

Принцип работы солнечного коллектора

За счет солнечной энергии происходит нагрев теплоносителя, в качестве которого, как правило, выступает пропиленгликоль. Теплоноситель циркулирует по системе и поступает на теплообменник бака, после чего он отдает свое тепло воде, собственно, которая и поступает на водопроводную систему в доме. Система полностью безопасна в своей эксплуатации в любое время года. Снаружи дома устанавливается трубопроводный контур, по которому циркулирует незамерзающая жидкость. За счет этого никакие морозы не смогут повредить систему и работу солнечного коллектора.

Подогрев бака ГВС происходит за счет вторичного источника тепла, в качестве которого может выступать котел или тепловой насос. Весьма часто можно встретить схему, в которой бак ГВС совмещен с буферным баком системы отопления. Именно в такой ситуации солнечные коллекторы используются в качестве главного элемента системы отопления в зимний период времени. Исходя из статистики, наибольшим спросом обладают тепловые насосы.

Разновидности солнечного коллектора

Все солнечные коллекторы можно поделить на устройства вакуумного и плоского типа. Наибольшей популярностью пользуются модели плоского типа, конструкционная особенность которых выглядит следующим образом:

  • Плоскость тёмного цвета, используется для поглощения солнечной энергии;
  • В качестве теплоизоляционного слоя выступает стекло;
  • Теплообменник;
  • Подложка с теплоизоляционными характеристиками.

Если рассматривать вакуумный солнечный коллектор, то он обладает иной конструкционной особенностью. В двух или более стеклянных трубках вставлена поглощающая пластина, которая непосредственно соединена с тепловой трубкой. Когда температура трубки подымается до определенного уровня, она начинает нагревать теплоноситель, в качестве которого выступает пропиленгликоль. За счет вакуума вокруг трубы существенно уменьшаются тепловые потери. Это считается преимуществом при сопоставлении с солнечными коллекторами плоского типа. Данная отличительная особенность наиболее актуальна в зимний период времени. 

Чем отличается вакуумный и плоский солнечный коллектор

При сравнении двух моделей стоит отметить большую потерю тепла у плоских солнечных коллекторов. Зимой данный показатель может увеличиваться. Но вакуумные модели характеризуются меньшей площадью поглощения солнечной энергии. Если в регионе нет обильного тепла и частых солнечных дней, то плоский солнечный коллектор, купить который не составит проблем, будет наиболее оптимальным вариантом. Стоимость его приобретения будет ниже, чем при сопоставлении с аналогом вакуумного типа.

Вывод

Что касается продолжительности эксплуатационного периода, то явного и однозначного ответа предоставить пока нет возможности по той причине, что вакуумные солнечные коллекторы появились на местном рынке относительно недавно. Оба варианта отлично справляются с поставленной задачей аккумулирования солнечной энергии и последующим нагревом теплоносителя.

Виды солнечных тепловых коллекторов для отопления дома

ВСЕ О СОЛНЕЧНЫХ ТЕПЛОВЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

Солнечные тепловые коллекторы

Выбор правильной солнечной системы водонагревателя

Что такое солнечный тепловой коллектор?

Фотоэлектрический солнечный коллектор преобразует солнечную радиацию в электричество, но солнечный тепловой коллектор намного проще, чем этот. Это относится к устройству, которое собирает тепло непосредственно от солнечного излучения. Это может быть так же просто и элементарно, как прокачка воды через черную трубу, лежащую на солнце. В Интернете можно найти множество конструкций солнечных панелей DIY, но есть в продаже солнечно-тепловые панели, которые можно использовать для нагрева воды и отопления помещений.

Тепловой солнечный коллектор в теплом климате может пропустить воду через его панели, но в холодном климате мы используем гликоль для предотвращения замерзания панелей.

Солнечный коллектор с вакуумной трубкой

КПД солнечных тепловых коллекторов:

Мощность и эффективность панели определяются частично ее скоростью поглощения, а частично ее излучательной способностью. Это означает не только количество тепла, которое он может собирать, но и количество, которое он будет излучать (или терять) до того, как оно будет доставлено к месту назначения.

Более ранние модели имели высокие коэффициенты поглощения в диапазоне 90-95% (эффективность поглощения солнечного излучения), но у них также были коэффициенты излучения в диапазоне 55-95% (излучение энергии в виде теплового излучения.

В этих моделях также использовалась стандартная черная печная краска, в то время как панели теперь имеют покрытия, специально предназначенные для поглощения и сохранения тепла.

Несмотря на то, что современное поколение тепловых коллекторов на рынке сейчас очень эффективно, их «конкуренция» в области солнечной энергетики в области солнечной энергетики опережает достижения в области солнечной энергетики и влияет на возврат инвестиций. Это не означает, что качество и эффективность солнечных тепловых панелей почему-то ухудшается, просто существует мнение, что ваши солнечные доллары лучше инвестировать в покупку фотоэлектрических солнечных батарей и использование энергии, которую они генерируют, для нагрева воды с помощью традиционный водонагреватель. Это связано с постоянно прогрессирующими технологиями и снижением затрат в фотоэлектрической промышленности, в то время как технология и стоимость солнечного теплового сбора оставались довольно неизменными в течение того же периода. Они все еще хороши, проблема в том, что конкуренция продолжает улучшаться.

Идея, лежащая в основе этой философии, заключается в том, что во времена, когда горячая вода не нужна, панель не остается неподвижной и не представляет никакой ценности. Если бы ваша солнечная установка была фотоэлектрической, а не тепловой, солнечная радиация всегда поглощалась бы для одного или другого использования; для питания других устройств, храниться в батареях или быть возвращены в сеть для кредита. Трудно отрицать логику, стоящую за этим; Тем не менее, существуют ситуации, когда солнечная энергия полезна, поэтому мы опишем варианты.

Солнечные тепловые коллекторы с вакуумной трубкой:

Это наиболее распространенный тип солнечного теплового коллектора, который вы, вероятно, увидите на крыше дома. Сама панель коллектора чаще всего состоит из стеклянных трубок, которые содержат медные трубки в своих ядрах, с затемненной пластиной, закрывающей трубку для поглощения тепла. Стеклянные трубки герметично закрыты с помощью всего лишь медного крепежа, и каждая трубка устанавливается в коллектор отдельно.

Это облегчает замену трубки, если вакуумное уплотнение повреждено; это может также предложить преимущество для установки. Вместо того, чтобы перевозить один тяжелый блок на крышу, будучи модульной системой, его можно разобрать по частям.

Герметичный воздух обеспечивает отличную изоляцию и практически не влияет на коллектор из-за температуры наружного воздуха зимой. Даже в летнюю жару вы могли бы дотронуться до трубок голой рукой, хотя труба внутри вас сразу бы отругала.

Плоские солнечные коллекторы:

Конструкция, конечно, будет отличаться, но типичный плоский коллектор представляет собой не более чем мелкую коробку с медными трубками, которые пронизывают ее, покрытые металлической пластиной-поглотителем и прозрачной крышкой. Охлаждающая жидкость прокачивается через медную трубку под коллекторной пластиной и при этом нагревается.

Как на плоских пластинах, так и на коллекторах с вакуумными трубками используется смесь гликоля, поэтому им обоим нужны специальные резервуары с теплообменниками.

Плоские пластины против солнечных коллекторов с вакуумной трубкой

Каждый солнечный коллектор имеет свои преимущества и недостатки. Воздух внутри герметически закрытых стеклянных трубок вакуумных коллекторов обеспечивает намного лучшую изоляцию, чем плоские коллекторы, но часть вашего потенциального солнечного сбора теряется при прохождении через промежутки между трубками.

Коллектор с плоской пластиной будет терять больше тепла, чем панель с вакуумными трубками, но он способен собирать больше энергии, поскольку вся площадь поверхности представляет собой черный коллектор.

Таким образом, в отсутствие других факторов, плоская пластина будет производить больше энергии, чем конструкция вакуумной трубки летом, потому что она имеет большую площадь поверхности коллектора, а температура окружающего воздуха является меньшей проблемой.

И наоборот, зимой температура воздуха вызывает гораздо большую потерю энергии с плоским коллектором, чем у вакуумной панели, поэтому конструкция вакуумной трубки будет более эффективной.

Выбор дизайна, который принесет вам наибольшую пользу, зависит от вашего использования. Если вы хотите сократить расходы на отопление в течение всего года, то вам, вероятно, будет полезен плоский коллектор. Если вы намереваетесь использовать его вместе с котлом для отопления помещений зимой, вы получите больше преимуществ от конструкции вакуумной трубки, так как они лучше работают зимой, чем плоские коллекторы.

Теплопередача солнечного теплообменника

С гликолевыми системами вам нужен теплообменник для нагрева воды для бытовых нужд, отопления помещений или для того и другого. Нагретая жидкость от солнечных батарей нагревает воду, проходя через змеевик в резервуаре для хранения. Дополнительная газовая или электрическая катушка в баке будет нагревать воду, если солнечная панель не может поддерживать желаемую температуру.

Техническое обслуживание и долговечность солнечных коллекторов:

Опять же, другой знак против солнечного тепла в холодном климате — это гликоль. Хотя это необходимо для зимы, летом пластинчатый коллектор может достигать температуры до 200 ° C, а трубчатый коллектор может достигать температуры до 295 ° C.

Гликоль будет разрушаться и превращаться в кислоту при таких температурах, которые могут оставлять отложения и разъедать компоненты системы. Поэтому важно, чтобы панели имели какой-то охлаждающий компонент, включенный в их конструкцию, будь то ручной или автоматический.

Что такое солнечный тепловой коллектор? Типы коллекторов

Солнечный тепловой коллектор, также известный как солнечный тепловой коллектор, является компонентом солнечной тепловой установки. Солнечный коллектор — это разновидность солнечной панели, которая улавливает солнечное излучение и преобразует его в тепловую энергию. По этой причине этот возобновляемый источник энергии называется солнечной тепловой энергией.

Задачей этого типа солнечной панели является преобразование энергии: солнечное излучение, получаемое солнечными модулями, преобразуется в тепловую энергию.В некоторых типах солнечных тепловых установок это тепло используется для производства пара и получения электроэнергии, но это не функция солнечного коллектора. С другой стороны, фотогальванические панели имеют возможность генерировать электроэнергию непосредственно в виде постоянного тока. Фотоэлектрические панели являются незаменимым элементом фотоэлектрических установок солнечной энергетики.

С физической точки зрения солнечные тепловые коллекторы используют термодинамику для преобразования энергии. Напротив, фотоэлектрические панели не используют законы термодинамики для преобразования солнечной энергии, а скорее электрический процесс.

Типы солнечных тепловых коллекторов

Солнечные коллекторы бывают разных типов. Используемый солнечный коллектор будет зависеть от предполагаемого использования. Например, если мы хотим нагреть бассейн весной до температуры 25-28 градусов по Цельсию, нам нужен простой солнечный коллектор, так как легко температура окружающей среды будет такого же порядка или даже выше. С другой стороны, если мы хотим нагреть жидкость до температуры 200ºC, нам потребуются солнечные коллекторы для концентрации солнечного излучения и передачи его небольшому объему жидкости.

В настоящее время на рынке солнечной энергии мы можем выделить следующие типы солнечных тепловых коллекторов:

  • Плоский или плоский солнечный тепловой коллектор. Этот тип солнечной панели улавливает солнечное излучение, поступающее на поверхность, для нагрева жидкости. Парниковый эффект часто используется для улавливания тепла.
  • Солнечный тепловой коллектор концентрации солнечной радиации. Этот тип коллектора улавливает излучение, полученное на относительно большой поверхности, и концентрирует его через зеркала на меньшей поверхности.
  • Солнечный тепловой коллектор из вакуумных трубок. Этот солнечный тепловой коллектор состоит из набора цилиндрических трубок, образованных селективным поглотителем, расположенных на отражающей опоре и окруженных прозрачным стеклянным цилиндром.

В гелиоустановках при низких температурах в основном используются плоские солнечные тепловые коллекторы. Солнечная аппликация считается проводимой при пониженной температуре, когда температура рабочей жидкости ниже 80°С; таких как обогрев плавательных бассейнов, производство горячей воды для бытовых нужд или даже для отопления.Эти используемые плоские пластины можно носить без застекленной крышки или без нее в зависимости от применения.

Плоские солнечные коллекторы

Основой плоского солнечного коллектора является вертикальная заслонка из металлических труб, для упрощения параллельно проводящих холодную воду, соединенных снизу горизонтальной трубой с выходом холодной воды, а сверху другой похожий на возвращение.

Решетка встроена в крышку, как описано выше, обычно с двойным стеклом вверх и изоляцией сзади.

В некоторых моделях плоских солнечных коллекторов вертикальные трубы приварены к металлической пластине, чтобы обеспечить изоляцию между трубой и трубой.

Солнечные коллекторы из вакуумных трубок «все стекло»

В солнечном коллекторе из вакуумных труб металлические трубки предыдущей системы заменены стеклянными трубками. Стеклянные трубки заключены одна за другой в другую стеклянную трубку, между которой создается вакуум в качестве изоляции.

Большим преимуществом трубчатых солнечных коллекторов является их высокая производительность.С другой стороны, в случае выхода из строя одной из трубок нет необходимости менять всю панель на новую, а необходимо заменить только поврежденную трубку. Наоборот, в качестве неудобства у нас есть то, что по сравнению с плоскими солнечными коллекторами они дороже.

Солнечные коллекторы из вакуумных трубок с «тепловыми трубками» с фазовым переходом

Солнечные панели, в которых используется эта система, используют фазовый переход от пара к жидкости внутри каждой трубки для подачи энергии во второй контур транспортировки жидкости.

Элементы представляют собой закрытые трубки, содержащие жидкость, которая при нагревании на солнце закипает и превращается в пар. Эти трубки обычно медные. Образовавшийся пар поднимается вверх, где имеется более широкий напор (зона конденсации). Внешняя часть зоны конденсации находится в контакте с транспортируемой жидкостью. Поскольку температура трансформирующей жидкости ниже температуры пара в трубке, она улавливает тепло благодаря термодинамическому процессу конвекции и вызывает конденсацию пара.Конденсированная жидкость падает обратно в нижнюю часть трубки, чтобы снова начать цикл.

Жидкостью в трубке может быть вода с низкой температурой кипения, позволяющая работать даже при инсоляции инфракрасных лучей в случае облачности. Тепловая трубка может быть обернута изоляционными материалами для минимизации потерь на излучение.

Наконец, тепловая трубка закрыта внутри другой стеклянной трубки, между которой создается вакуум для изоляции. Стойкие стеклянные трубки обычно используются для уменьшения повреждений в случае небольшого слякоти.

Концентрационные солнечные коллекторы

В солнечной энергетике концентрационные солнечные коллекторы представляют собой солнечные панели, использующие метод концентрации солнечного излучения для получения высоких температур. Этот метод используется в высокотемпературных и очень высокотемпературных солнечных установках.

В зависимости от энергетического приложения, которое вы хотите дать, существуют различные технологии для применения этого метода получения возобновляемой энергии. Таким образом, мы можем найти, например, солнечные коллекторы с параболическим желобом или концентрирующие солнечные печи для получения более высоких температур.

Компоненты солнечного коллектора

Стандартные солнечные коллекторы состоят из следующих элементов:

  • Крышка: Крышка солнечного коллектора прозрачная, может быть или не быть. Обычно он изготавливается из стекла, хотя используется и пластик, так как он дешевле и управляемее, но это должен быть специальный пластик. Его функция состоит в том, чтобы свести к минимуму потери из-за конвекции и излучения, и поэтому он должен иметь максимально возможный коэффициент пропускания солнечного света. Наличие крыши улучшает термодинамические характеристики солнечной панели.
  • Воздушный канал: Это пространство (пустое или нет), которое отделяет покрытие абсорбирующей пластины. Его толщина будет рассчитана с учетом компенсации конвекционных потерь и высоких температур, которые могут возникнуть, если он будет слишком узким.
  • Абсорбирующая пластина: Абсорбирующая пластина — это элемент, который поглощает солнечную энергию и передает ее жидкости, циркулирующей по трубам. Главной характеристикой плиты является то, что она должна иметь большое поглощение солнечной энергии и пониженное тепловыделение.Поскольку обычные материалы не отвечают этому требованию, для получения наилучшего соотношения поглощения/излучения используются комбинированные материалы.
  • Трубки или трубопроводы: Трубки соприкасаются (иногда привариваются) к поглощающей пластине, чтобы обмен энергией был максимально возможным. По трубкам циркулирует жидкость, которая будет нагреваться и пойдет в накопительный бак.
  • Изолирующий слой: Изолирующий слой предназначен для покрытия системы во избежание и минимизации потерь. Поскольку изоляция является наилучшей из возможных, изоляционный материал должен иметь низкую теплопроводность, чтобы уменьшить термодинамическую передачу тепла наружу.
  • Аккумулятор: аккумулятор является дополнительным элементом, иногда он является составной частью солнечной панели и в этих случаях часто виден непосредственно сверху или в непосредственной близости. Очень часто аккумулятор является частью не солнечной панели, а тепловой системы.

Использование солнечных коллекторов

Солнечные коллекторы в основном используются для подачи горячей воды и отопления или для производства электроэнергии.

В случае коллекторов для ГВС и отопления в резервуаре хранится вода для бытового потребления, которая контактирует с жидкостью посредством змеевика.Змеевик позволяет жидкости передавать сохраненную тепловую энергию воде, не загрязняя воду. Эта вода может быть использована в качестве горячей воды в домах (интеграция 80%) или может быть использована для обогрева полов в помещениях (интеграция 10%). Тепловые солнечные панели способны обеспечить подачу горячей воды в хороших количествах, но не могут полностью заменить обычные способы отопления из-за нехватки солнечной энергии.

Солнечные коллекторы, предназначенные для выработки электроэнергии, требуют нагрева теплообменника до кипения.Как только жидкость завершила термодинамический фазовый переход и перешла в газовую фазу, ее направляют в термоэлектрическую турбину, которая будет преобразовывать движение водяного пара в электрическую энергию. Этот тип системы называется солнечной термодинамикой и требует больших площадей для установки солнечных панелей и постоянного присутствия солнца. Примеры этих установок были установлены в пустынях.

Подключение солнечных коллекторов

При определении и установке солнечной тепловой установки необходимо учитывать, что распределение солнечных коллекторов должно производиться группами.

Эти группы солнечных тепловых коллекторов всегда должны состоять из блоков одной модели и с как можно более равномерным распределением.

Существует два основных варианта или типа группировки двух или более коллекторов: последовательно или параллельно. Кроме того, поле коллекции можно настроить, объединив две группы, что мы называем смешанными группами или цепями.

Соединение солнечных коллекторов последовательно

При последовательном соединении выход первого солнечного коллектора напрямую соединяется с входом следующего и т.д.Температура жидкости на входе в каждый коллектор выше, чем у предыдущего коллектора, так что на выходе группы коллекторов можно получить более высокие температуры, чем если бы мы работали с тепловым скачком одиночного коллектора.

Недостаток этого типа подключения состоит в том, что производительность датчиков снижается пропорционально повышению рабочей температуры; Таким образом, этот тип соединения используется только в особых случаях и с максимальным количеством солнечных тепловых коллекторов от 6 до 10 м2, соединенных последовательно, в зависимости от климатической зоны.

Что касается гидравлического поведения этой конфигурации, общий поток группы солнечных панелей будет эквивалентен потоку одной панели, и, наоборот, потеря нагрузки, вызванная группой, будет эквивалентна сумме потери нагрузки всех солнечных коллекторов.

Параллельное подключение солнечных коллекторов

При параллельном подключении солнечных коллекторов выход и вход коллекторов подключаются к общим точкам входа и выхода к остальным коллекторам.

При такой конфигурации температура жидкости на входе одинакова во всех коллекторах и то же самое происходит с температурами на выходе, так что на выходе батареи или группы датчиков мы получаем температуру как если бы мы работали с скачок одноколлекторный тепловой.

Таким образом, все коллекторы работают в одной точке кривой производительности. Это соединение является наиболее распространенным в низкотемпературных тепловых солнечных установках.

Гидравлически эта конфигурация представляет собой общий поток группы, который эквивалентен сумме частичных потоков каждого коллектора, а потеря нагрузки группы будет эквивалентна потере нагрузки одного солнечного теплового коллектора.

Смешанное соединение солнечных коллекторов

В некоторых случаях объем коллекторов и/или потребность в более высоких температурах приводит к установкам, сочетающим последовательное и параллельное расположение. Такой тип соединения солнечных панелей мы называем смешанным.

Балансировка поля датчика

В основном, существует две методики балансировки потока теплоносителя в поле солнечных тепловых коллекторов:

  • Согласование длины контуров.Это достигается с помощью так называемого обратного возврата. То есть выровняйте длину соединительных труб всех солнечных коллекторов, чтобы жидкость имела одинаковый перепад давления.
  • Ввод потерь нагрузки за счет установки балансировочных клапанов на входе в коллекторные батареи. Таким образом, при меньшей длине контура на соответствующем клапане возникает большая потеря давления.

Солнечная тепловая и солнечная фотоэлектрическая энергия: что лучше?

Автор: Сотрудники управления солнечной энергетики

Существует два распространенных способа получения солнечной энергии.Один из них заключается в использовании теплового солнечного коллектора для сбора солнечного тепла, а другой — в использовании фотоэлектрической (PV) батареи, которая преобразует солнечную энергию в электричество. Что лучше?

В случае солнечной тепловой эффективности эффективность преобразования намного выше, чем у фотоэлектрической. Вы можете извлекать до 70% солнечной энергии с помощью солнечного коллектора, что достигается за счет циркуляции жидкости через коллектор солнечной панели и улавливания подъема тепла, который естественным образом возникает, когда солнце светит на коллектор.С другой стороны, фотоэлектрический коллектор в среднем преобразует только около 12% солнечного света в электрическую энергию. Общее эмпирическое правило заключается в том, что энергия, доступная от солнца, составляет около 1 кВт на квадратный метр. Это соответствует примерно 3400 БТЕ/час на квадратный метр. Если вы можете получить 70% этого тепла с помощью теплового солнечного коллектора, то вам потребуется всего около 42 квадратных метров (450 квадратных футов), чтобы вырабатывать столько тепла, сколько обычная домашняя газовая печь (100 000 БТЕ/ч). Еще одним преимуществом является то, что солнечные тепловые панели стоят лишь небольшую часть (около 20%) от стоимости фотоэлектрических панелей за квадратный метр.Когда вы сочетаете 6-кратную эффективность с 5-кратной лучшей ценой, вы получаете что-то в 30 раз лучше, верно? Ну, не совсем так.

Печь на сегодняшний день является крупнейшим потребителем энергии в типичном домашнем хозяйстве в Северной Америке, потребляя в 10 раз больше энергии, когда она работает, чем средний дом использует электричество. В моем собственном доме в Колорадо, взглянув на свой счет за газ, я подсчитал, что в прошлом декабре моя печь работала около 30% времени. Таким образом, средняя тепловая нагрузка составила 33 000 БТЕ/ч.Это эквивалентно 9,7 кВт, или примерно в 10 раз больше моего среднего потребления электроэнергии за тот же месяц. Я также должен упомянуть, что природный газ стоит примерно на 1/3 меньше за БТЕ, чем электрический нагрев. Таким образом, мой счет за газ был не в 10 раз больше, а почти в 3 раза больше, чем мой счет за электричество за этот месяц.

Если солнечная тепловая энергия намного более эффективна и менее затратна, а мои потребности в отоплении требуют в 10 раз больше энергии, чем мои потребности в электричестве, то почему в наши дни солнечное тепловое отопление не вызывает такого же интереса, как фотоэлектрическая солнечная энергия? ?

На это есть несколько причин.Во-первых, тепло очень трудно хранить и распределять. Единственный способ аккумулировать тепло — это термическая масса. В пассивных солнечных домах, то есть в домах с солнечными системами, в которых нет движущихся частей или жидкостей, обычно используется кирпичная кладка для хранения и выделения тепла для достижения комфортного температурного равновесия. Это достигается путем построения дома таким образом, чтобы он имел большое окно, выходящее на юг, и большую тепловую массу, такую ​​как толстые каменные стены и полы, для удержания тепла. Но дом, как правило, с самого начала должен проектироваться с пассивным солнечным коллектором.Было бы сложно добавить пассивный солнечный коллектор в существующий дом. Чаще всего для модернизации существующего дома солнечным теплом используется активная солнечная система с жидкостью для извлечения, хранения и затем распределения тепла, а для этого требуется большой изолированный резервуар для хранения воды в доме для удержания тепла. Если вы хотите накопить достаточно тепла для обогрева моего дома в течение всего дня в холодный зимний день (33 000 БТЕ/ч x 24 часа), вам потребуется бак, вмещающий 2500 галлонов воды (при разнице температур в 40 градусов).Под дельтой температуры я подразумеваю, насколько может измениться температура, прежде чем горячая вода перестанет быть эффективной для обогрева дома. По моим оценкам, вода в резервуаре будет нагреваться примерно до 160 градусов, а когда она опустится ниже 120 градусов, она потеряет свою эффективность в излучении тепла.

В качестве примечания, солнечная тепловая энергия может быть использована для лучистого обогрева пола, но для этого применения вам нужна более низкая температура воды, обычно около 85-120F, и поэтому вы не можете нагреть воду до очень высокой температуры, и, таким образом, вы d нужен еще больший резервуар для хранения эквивалентной энергии.Тем не менее, я могу представить себе систему, в которой используются радиаторы (для которых требуется вода при температуре 120-160F) и лучистое отопление пола, которое использует воду, когда она опускается ниже 120F. Если бы вы могли это сделать, то угол deltaT можно было бы расширить до 75 градусов, что позволило бы использовать накопительный бак меньшего размера на 1300 галлонов. Излишне говорить, что это значительно усложнило бы систему и, вероятно, должно было бы быть спроектировано в доме до начала строительства, потому что полы с лучистым подогревом довольно сложно модернизировать в существующем доме.

В сценарии, о котором я упоминал ранее, где размер солнечного коллектора должен быть около 450 квадратных футов, чтобы соответствовать размеру домашней печи, я не учел, что солнце светит не все время. Зимой в Колорадо солнце светит в среднем около 4 часов полной интенсивности в день. Это около 17% рабочего цикла, а мой дом требует до 33% рабочего цикла от моей газовой печи в самые холодные месяцы. Поэтому мне пришлось бы удвоить размер коллектора до 900 квадратных футов, чтобы компенсировать этот недостаток.

Иногда бывает пасмурная погода несколько дней подряд, поэтому мне нужна была бы резервная система, скорее всего, газовая колонка, которая срабатывала бы, когда температура воды падала ниже 120 градусов и больше не могла обогревать дом. Чтобы помочь принять все решения о том, когда циркулировать жидкость к солнечному коллектору, перекачивать жидкость в различные зоны в доме и включать газовый нагреватель, когда необходимо резервное копирование, потребуется компьютеризированный контроллер.

Если сложить все расходы на насосы, бак, контроллер, сантехнику, радиаторы и установку, экономия топлива займет много времени, чтобы окупить систему.Возможно, именно поэтому, несмотря на значительное преимущество стоимости и эффективности панелей солнечных коллекторов по сравнению с фотоэлектрическими системами, системы теплового солнечного отопления не получили широкого распространения. Кроме того, система будет простаивать около 6 месяцев в году, когда мне не нужно много тепла. В некоторые из этих месяцев мне нужен кондиционер, а солнечная тепловая система не поможет мне в этом случае. Фотоэлектрическая система может генерировать полезную энергию круглый год и будет генерировать на 50% больше в более длинные летние дни, когда я в любом случае склонен потреблять больше электроэнергии.

Использование солнечной тепловой системы для обеспечения дома горячей водой кажется более экономически выгодным. После отопления помещения горячая вода требует больше всего энергии в обычном доме. Я расскажу об этом в следующей статье.

Солнечное тепло – солнечное водонагревание – журнал CIBSE


В этой статье CPD будут рассмотрены некоторые вопросы, связанные с проектированием и выбором коммерческих солнечных тепловых решений.

Использование солнечной энергии для нагрева воды коммерчески доступно в Великобритании в различных формах с середины 1970-х годов.Великобритания может предложить хороший климат для солнечных тепловых решений, извлекая выгоду из около 60% солнечной энергии, получаемой на экваторе, и Великобритания сопоставима с европейскими странами, более известными своими солнечными приложениями (см. Рисунок 1).


Рисунок 1: Месячная солнечная радиация на плоской поверхности, обращенной на юг, с углом наклона 45° для Афин, Бирмингема и Цюриха (данные из BS EN 15316-4-3:2007 Часть 4-3: Системы выработки тепла, тепловая солнечная энергия системы)


В Великобритании среднегодовое доступное солнечное излучение колеблется от 1200 кВтч/м² на южном побережье Англии до 900 кВтч/м² в Шотландии. -красный, и только около 25% солнечного света является прямым, а остальная часть рассеяна.Правильно спроектированная и установленная солнечная тепловая система может максимально использовать эту энергию и преобразовать 60% ее в полезную энергию для систем горячего водоснабжения.

Устанавливаемые на крыше солнечные коллекторы с высокой эффективностью передачи и поглощения обычно улавливают энергию падающего солнечного излучения, передавая тепло в переносящую жидкость — обычно предварительно приготовленную смесь 60 % воды и 40 % гликоля для предотвращения замерзания в периоды низкой температуры наружного воздуха. температуры воздуха. Для разных типов солнечных коллекторов доступны различные спецификации теплоносителя.Жидкий теплоноситель обычно прокачивается через змеевик, расположенный в нижней части невентилируемого непрямого цилиндра, и при этом нагревает хранящуюся воду, которая обычно используется для горячего водоснабжения.

Хорошо спроектированная коммерческая солнечная тепловая система может удовлетворить от 30 до 40% годовой потребности в горячей воде, известной как солнечная доля (SF). Попытка достичь более высокой солнечной доли может привести к проблемам в работе солнечной тепловой системы. В летние месяцы правильно спроектированная солнечная тепловая система во многих случаях должна быть в состоянии удовлетворить почти все потребности в горячей воде.

SF намного ниже в более холодные зимние месяцы, когда доступное солнечное излучение намного ниже, в результате чего уровни SF составляют около 20%. Для увеличения среднегодовой SF в зимние месяцы потребуется большее количество солнечных коллекторов, но размер массива будет слишком велик для летнего периода, что может привести к стагнации и возможному долговременному непоправимому повреждению солнечных коллекторов. .

Основные типы солнечных коллекторов

Существует два основных типа солнечных тепловых коллекторов, которые в настоящее время используются в секторе обслуживания коммерческих зданий Великобритании.Это застекленные плоские коллекторы и вакуумные трубчатые коллекторы.

Типичная конструкция застекленного плоского коллектора состоит из легкого алюминиевого поддона или рамы, которая содержит слой изоляции для предотвращения потерь тепла через теплопроводность через заднюю часть коллектора. Ряд медных труб проложен в виде «арфы» или «змеевика» внутри изоляции для проведения теплоносителя через коллектор. К медным трубам с помощью ультразвуковой сварки приваривается очень тонкий медный поглотитель.Поглотитель имеет селективное покрытие для максимального поглощения солнечного излучения.

Наконец, коллектор имеет прозрачное стеклянное покрытие с низким коэффициентом теплового расширения, такое как боросиликатное стекло (Pyrex), и высокую эффективность пропускания для минимизации конвекционных потерь.

Эффективность передачи для продуктов хорошего качества составляет более 90 %, эффективность поглощения 95 %, выбросы (потери) 5 % и максимальная тепловая эффективность около 78 %. Установка плоских коллекторов показана на рисунке 2.


Рис. 2: Применение плоских солнечных коллекторов, устанавливаемых на крыше – каждая панель имеет общую площадь 2,55², площадь поглощающей поверхности 2,21², эффективность передачи 90,8% и эффективность поглощения 95%


Конструкция коллектора с вакуумной трубкой полностью отличается от конструкции коллектора с остекленной плоской пластиной, хотя используемые материалы являются общими для обоих типов: медные трубки для подачи теплоносителя, медный поглотитель с селективным покрытием и изготовленные трубы. из стекла с низким коэффициентом теплового расширения.

Вакуумные трубчатые коллекторы обычно состоят из коллектора и ряда стеклянных трубок (20 или 30), соединенных параллельно. В процессе производства внутри каждой трубки создается вакуум; это эффективно действует как изолятор для поглотителя и снижает потери на конвекцию, особенно в более холодные зимние периоды. В то время как эффективность передачи, эффективность поглощения и выбросы сравнимы с эффективностью плоских остекленных коллекторов, тепловой КПД выше благодаря наличию вакуума и составляет около 83%.Установка вакуумных трубчатых коллекторов показана на рисунке 3.


Рисунок 3: Солнечные коллекторы с вакуумными трубками, установленные в многофункциональном здании университета на южном побережье. Общая площадь каждого коллектора (каждый с 30 трубками) составляет 4,25² (площадь поверхности поглотителя 3²). Этот массив коллекторов нагревает бойлер косвенного нагрева объемом 1500 литров, используемый для предварительного нагрева воды для двух водонагревателей прямого нагрева


Независимо от того, используются ли стеклянные плоские коллекторы или вакуумные трубчатые коллекторы, оптимальным углом ориентации является южная сторона и оптимальный угол наклона от 30 до 45 градусов от горизонтали.Прямоточные вакуумные трубчатые коллекторы, в которых жидкий теплоноситель прокачивается через каждую трубу, эффективно соединенную параллельно, обеспечивают большую гибкость в отношении позиционирования массива коллекторов. Эти коллекторы могут быть размещены плоско на крыше или вертикально на фасаде, что дает возможность поворачивать каждую трубу для оптимизации ориентации и наклона примерно на +/- 25 градусов. Таким образом, даже если место не выходит прямо на юг, трубы можно отрегулировать соответствующим образом, чтобы максимизировать поглощение солнечной энергии.

Солнечные цилиндры непрямого действия

Часто зимой баланс энергии, необходимой для удовлетворения спроса, обеспечивается первичным отопительным прибором – отопительным котлом или водонагревателем прямого нагрева. В летний период солнечная энергия, поглощаемая коллекторами и передаваемая в горячую воду, может свести на нет потребность в какой-либо энергии, обеспечиваемой первичным отопительным прибором, что может оказать существенное влияние на сокращение выбросов углекислого газа и снижение счетов за электроэнергию. .

Например, рассмотрим систему на рис. 4, водонагреватель с прямым нагревом для повышения температуры поступающей холодной воды с 10°C до безопасной для легионеллы температуры воды 60°C (т.е. отдельный котел используется для отопление помещений). Цилиндр предварительного нагрева, обслуживаемый множеством установленных на крыше солнечных коллекторов, может использоваться для подачи предварительно нагретой питательной воды в накопительный водонагреватель прямого нагрева, поэтому требуется меньше топлива для повышения температуры воды до требуемой уставки 60°C.


Рисунок 4: Схема примера солнечной тепловой системы, интегрированной с прямым газовым водонагревателем


В летние месяцы может быть достаточно солнечного излучения в течение продолжительных периодов дня, так что вода в баке предварительного нагрева может достигать температуры в диапазоне от 75°C до 80°C.В таких обстоятельствах, в зависимости от того, как были выбраны нагревательный бак и коллекторная группа, солнечной энергии может быть достаточно для обеспечения требуемой температуры воды на выходе. При таких температурах воды на выходе необходимо установить термостатический смесительный клапан между горячим выходом бойлера предварительного нагрева и накопительным водонагревателем, если только в здании не используются смесительные клапаны на месте использования.

Другой пример: коммерческие котлы используются для отопления помещений и производства горячей воды с помощью косвенного водонагревателя.Для котлов основной принцип получения солнечной тепловой энергии и использования косвенного цилиндра такой же, как и для водонагревателей прямого нагрева.

Разница заключается в конструкции цилиндра, поскольку он часто имеет два змеевика непрямого нагрева (хотя в некоторых системах используется отдельный цилиндр предварительного нагрева), как показано на рис. 5.

В периоды, когда солнечной энергии недостаточно для нагрева воды до заданного значения (например, 60°C), коммерческие бойлеры обеспечивают дополнительную энергию, необходимую для повышения температуры воды до требуемого заданного значения.


Рис. 5: Накопитель горячей воды для бытового потребления с двумя змеевиками непрямого нагрева (Руководство по проектированию и установке солнечного отопления, CIBSE 2007)


Контроль передачи энергии от коллекторной решетки и бойлера косвенного нагрева осуществляется одинаково, независимо от того, является ли первичный отопительный прибор водонагревателем прямого нагрева или промышленным котлом. Существует дифференциальный контроль температуры с помощью датчика на выходе из массива солнечных коллекторов и датчика, расположенного в нижней части цилиндра.Когда перепад температур превышает, как правило, 7K, блок управления включает насос, позволяя энергии, захваченной солнечными коллекторами, циркулировать и передаваться в воду через змеевик непрямого цилиндра. Когда разница температур обычно меньше 3K, насос отключается.

В коммерческих целях вопрос развития бактерий легионеллы в солнечном цилиндре часто вызывает серьезную озабоченность, поскольку вода может храниться при температурах, при которых бактерии могут развиваться (от 20°C до примерно 45°C благоприятствуют росту).Это можно преодолеть с помощью соответствующего проектирования и правильно информированной эксплуатации. Например, пастеризация в цилиндре может быть проведена за счет использования шунтирующего соединения между водонагревателем для хранения и цилиндром предварительного нагрева, а для цилиндров с двумя змеевиками может использоваться насос для дестратификации.

Выбор цилиндра и конструкция

Существует ряд вопросов, которые необходимо учитывать при выборе емкости солнечного цилиндра и конструкции теплообменника непрямого нагрева. Проблемы относятся как к водонагревателям с прямым нагревом, так и к промышленным котлам.

Чтобы максимизировать SF, емкость солнечного коллектора должна соответствовать ежедневной потребности в горячей воде. Таким образом, в летние месяцы, когда имеющееся солнечное излучение максимально, может быть возможно удовлетворить всю нагрузку горячей воды, в зависимости от профиля потребности объекта. Это могло бы полностью компенсировать необходимость сжигания ископаемого топлива в первичном приборе для производства горячей воды.

Для остекленных плоских коллекторов эмпирическим правилом является 50 литров накопленной воды на м² массива солнечных коллекторов (активная площадь, а не общая физическая площадь).Вакуумные трубы более эффективны, чем застекленные плоские пластины, особенно в холодные зимние месяцы, поскольку этот тип солнечного коллектора менее подвержен потерям тепла посредством конвекции. Для данной площади поверхности вакуумные трубчатые коллекторы могут удерживать более чем в два раза больше теплоносителя. Как следствие, эмпирическое правило при выборе размера и выбора составляет 70 литров хранимой воды на м².

Это соотношение между площадью поверхности коллектора и объемом хранимой воды является одним из ключевых факторов в обеспечении оптимального SF, но в то же время гарантирует, что коллекторы не вступают в частые и длительные периоды застоя.Даже если для данного массива солнечных коллекторов выбран правильный объем хранилища, все равно необходимо иметь возможность отводить эту полезную энергию в воду, хранящуюся в непрямом цилиндре. Соотношение между площадью поверхности непрямого змеевика и площадью поверхности поглотителя массива коллекторов имеет решающее значение для рассеяния солнечной энергии в воду. Подобно горелке, теплообменнику и потоку воды через котел, массив солнечных коллекторов является генератором тепла.Если тепло не отводится в воду, то жидкий теплоноситель будет возвращаться в массив коллекторов, что повлияет на работу коллектора и может привести к застою коллектора.

Заключение

Для применения солнечных тепловых систем используются традиционные навыки с легкодоступными технологиями. В новостройках ведутся работы на крыше здания, во время которых могут быть установлены солнечные коллекторы. За пределами коллекторов и в машинном зале работа преимущественно гидравлическая и может выполняться подрядчиком-механиком, устанавливающим остальную часть оборудования.Наличие солнечных коллекторов на крыше также является видимым признаком того, что конечный пользователь предпринял позитивные действия и вложил средства в технологию, которая уменьшает углеродный след здания.

Солнечные тепловые решения дают возможность значительно сократить выбросы двуокиси углерода – примерно 100 кг CO2/м² коллекторной решетки в год по сравнению с первичным отопительным прибором, работающим на природном газе (исходя из общего теплового КПД 80% с газом 0,193 кг CO2/ кВт·ч) – способствует выполнению обязательств по использованию возобновляемых источников энергии, требуемых местными властями, и повышенным требованиям по включению технологий LZC.Воздействие особенно заметно, поскольку горячее водоснабжение становится все более доминирующей нагрузкой по мере повышения уровня воздухонепроницаемости и изоляции зданий и снижения нагрузки на отопление помещений.

© Составители: Ян Эванс, технический директор коммерческого отдела Baxi, и профессор Тим Дуайер, Лондонский университет Южного берега

Заполнить анкету

Солнечные тепловые коллекторы, Солнечные коллекторы

Существует 4 основные категории солнечных водонагревателей или солнечных коллекторов:

â— Низкотемпературный неглазурованный      â— Концентрирующий      â— Плоская пластина      â— Вакуумная трубка

Низкотемпературные неглазурованные коллекторы

Этот тип коллектора в основном используется для обогрева плавательных бассейнов и состоит из матов черного цвета или трубок, изготовленных из материалов на основе резины или пластика, по которым циркулирует вода в бассейне.Такие панели эффективны при нагреве больших объемов воды за счет небольшого повышения температуры (идеально подходит для бассейна) в теплую солнечную погоду. В жарких солнечных регионах такие панели применялись и для горячего водоснабжения.

Поскольку этот тип коллектора не изолирован, он не может эффективно работать в более прохладных условиях или когда требуется более горячая вода (температура для душа).

Такие коллекторы часто называют «неглазурованными», так как они не имеют стеклянного покрытия, как плоские или вакуумные трубчатые коллекторы.Это название, однако, может вызвать путаницу со следующим типом коллектора «концентрирующий», описанным ниже, который также является «неглазурованным», но сильно отличается по конструкции и принципу действия.

Концентрирующие коллекторы

Когда требуются высокие температуры (>120 90 290 o 90 291 C / 250 90 290 o 90 291 F), например, для производства пара, часто используются концентрирующие коллекторы.

В концентрирующем коллекторе используются зеркала для концентрации солнечного света на поглотительной трубке или панели, что позволяет достичь гораздо более высоких температур.Такие коллекторы обычно требуют 1- или 2-осевого отслеживания, чтобы следовать за солнцем и обеспечивать оптимальный угол отражения. Из-за размера и сложности этих систем они в основном используются для крупномасштабных проектов.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы являются наиболее распространенным и широко используемым типом солнечных терм

.

Коллектор для бытового горячего водоснабжения. Конструкция представляет собой очень простую изолированную коробку с листом поглотителя, приваренным к медной трубе, по которой циркулирует жидкий теплоноситель.

В то время как базовая концепция дизайна довольно едина среди производителей, существуют различия в аспектах дизайна, которые могут улучшить производительность, сделать панели легче, проще в установке и подходят для различных форматов установки и, в конечном итоге, повлиять на стоимость, эффективность и долговечность.

Плоские коллекторы хорошо работают в теплом климате и при достижении температуры для основного использования горячей воды для бытовых нужд (<60 90 290 o 90 291 C / 140 90 290 o 90 291 F).Отсутствие изоляции над поглотителем является неотъемлемым недостатком конструкции и приводит к большим потерям тепла. Эта потеря тепла означает, что плоские пластины не могут эффективно отдавать тепло при более высоких температурах (> 70 90 290 o 90 291 C / 160 90 290 o 90 291 F), а производительность значительно снижается в холодную погоду.

Для получения дополнительной информации о плоских солнечных коллекторах Apricus нажмите здесь.

Вакуумные трубчатые коллекторы

Вакуумные трубки состоят из массива стеклянных трубок с одинарными или двойными стенками с вакуумом, который обеспечивает превосходную изоляцию от потерь тепла.Конструкция очень похожа на стеклянную грелку, в которой хранится горячая вода. 

Одностенные вакуумные трубы обычно имеют ребро с абсорбирующим покрытием, подобное тому, которое используется в плоском коллекторе.

Вакуумные трубки с двойными стенками имеют абсорбирующее покрытие на внутренней трубке, а пространство между двумя трубками «вакуумируется» для образования вакуума.

Apricus использует вакуумные трубки с двойными стенками, поскольку они имеют некоторые преимущества по сравнению с одностенными трубками.Для получения более подробной информации об вакуумных трубах щелкните здесь.

Для получения дополнительной информации о солнечных коллекторах с вакуумными трубками Apricus AP нажмите здесь.

Коллекторы солнечного тепла: площадь по сравнению с апертурой

Каждый проект солнечного отопления неизбежно начинается с оценки размера коллектора. Например, обычно используемое «эмпирическое правило» для условий отопления в Санта-Фе: 10 процентов площади обогреваемого пола плюс 1 квадратный фут на каждые 2 галлона в баке солнечного горячего водоснабжения (SDHW).

Обоснованное предположение можно сделать даже во время неформального телефонного разговора с помощью быстрого расчета на основе площади здания и размера резервуара SDHW. Это дает разумный размер для минимального количества коллекторов, необходимого в общей сумме квадратных футов, что, вероятно, является правильным «примерным» для целей обсуждения.

Двумя наиболее распространенными типами солнечных коллекторов, используемых сегодня для обогрева зданий, являются плоские коллекторы и коллекторы с вакуумными трубами.Они оба имеют застекленные (покрытые стеклом) поверхности теплопоглотителя, но имеют очень разные конфигурации площади поверхности. Знаете ли вы, что у солнечного коллектора есть три различных типа площади поверхности? Давайте подробнее рассмотрим, как это проявляется у этих типов коллекционеров.

Спецификации площади коллектора SRCC

В США корпорация Solar Rating & Certification Corporation (SRCC) предлагает стандартную процедуру тестирования коллекторов солнечного тепла. Коллектор, прошедший процесс сертификации SRCC (OG-100), соответствует определенным разумным стандартам конструкции и эксплуатации коллектора.Результаты испытаний можно использовать для сравнения одного коллектора с другим, понимая, что все они были протестированы одинаково.

Сертификация

SRCC часто требуется для того, чтобы коллектор мог претендовать на налоговые льготы и другие субсидии, продвигающие альтернативную энергию. Таким образом, вы найдете сертификационную наклейку SRCC почти на всех солнечных коллекторах, установленных сегодня в США. Эти рейтинги можно увидеть на веб-странице SRCC по адресу www.solar-rating.org.

При выдаче сертификата SRCC характеристики коллектора указываются вместе с другими результатами.Площадь коллектора указана не как одно значение, а как три возможных значения: общая площадь, полезная площадь апертуры и площадь поглотителя.

Общая площадь — это общий размер поверхности коллектора, обращенной к солнцу. Сюда относится любая часть конструкции коллектора, являющаяся неотъемлемой частью его надлежащего функционирования, которую нельзя снять или отделить от самого коллектора. Так, стекло (остекление), рамы, промежутки между компонентами, встроенная сантехника и фурнитура могут быть включены в общую площадь в зависимости от технического исполнения коллектора.

Чистая площадь апертуры обычно включает только застекленную (покрытую стеклом) площадь коллекторов. Площадь остекления – это часть коллектора, предназначенная для улавливания солнечного излучения.

Площадь поглотителя включает только размер черной поверхности поглотителя внутри стеклянной крышки. Черная поверхность на самом деле является местом, где солнечная радиация перехватывается и преобразуется в тепло. Размер поглотителя может быть меньше или равен площади застекленного проема.

Пример вакуумной трубы

На фотографии на рис. 75-1 показан дом недалеко от Денвера с недавно завершенной системой солнечного водяного отопления New Standard. Солнечные коллекторы, которые можно увидеть на крыше, — это модели Apricus AP-30.

Это вакуумный трубчатый коллектор, состоящий из 30 стеклянных трубок, вставленных в верхний коллектор (светлый колпачок над темными стеклянными трубками). Каждая стеклянная трубка имеет внутри длинную узкую плоскую поверхность поглотителя, которая отдает солнечное тепло на тепловую трубку, которая, в свою очередь, отдает все тепло в верхний коллектор.Вакуум внутри стеклянной трубки окружает черную поверхность, действуя как теплоизоляция, чтобы предотвратить потерю тепла от горячего поглотителя. Гидравлическая жидкость прокачивается через верхний коллектор, чтобы отвести тепло от всех трубок.

Сертификацию SRCC для коллектора AP-30 можно увидеть на веб-сайте SRCC. В нем перечислены характеристики области для этого коллектора следующим образом.

  • Общая площадь – 44,76 квадратных футов
  • Чистая площадь апертуры – 30,05 квадратных футов
  • Площадь абсорбера – 26.35 квадратных футов

Обратите внимание, что разница между общей площадью и чистой площадью составляет 14,7 квадратных футов. Это в основном состоит из коллектора поверх труб, который является важной частью соединительной сантехники, но не частью застекленного проема.

Коллекторы

часто сравнивают по категории C при «средних» условиях солнечного излучения. Это представляет собой тепловую мощность коллектора при типичных условиях температуры горячей воды, характерных для домашних систем отопления.Это значение можно найти на наклейке SRCC на самом коллекторе. Для коллектора AP-30 эта сравнительная тепловая мощность выглядит следующим образом.

ТАБЛИЦА 75-1:
Номинальная тепловая мощность SRCC для коллектора AP-30
Категория C, средняя солнечная радиация
На коллектор – 29 300 БТЕ/день 90 148 На квадратный фут брутто — 654,6 БТЕ/день 90 148 Чистый квадратный фут — 972,0 БТЕ/день

Пример плоской плиты

На фотографии на рис. 75-2 показан еще один дом недалеко от Колорадо-Спрингс с недавно завершенной системой солнечного водяного отопления New Standard.Солнечные коллекторы, которые можно увидеть на крыше, — это модели Solar Skies SS-32. Это коллектор с плоскими пластинами, номинальные размеры которого составляют 4 на 8 футов. Крышка из закаленного стекла установлена ​​на черной поглощающей пластине, которая нагревается под воздействием солнечного излучения. Стеклянная крышка помогает удерживать тепло внутри коллектора, в то время как гидравлическая жидкость прокачивается через коллектор и отводит тепло в дом.

Сертификацию SRCC для коллектора SS-32 можно увидеть на веб-сайте SRCC.Спецификации площади для этого коллектора следующие.

  • Общая площадь – 31,91 квадратных футов
  • Чистая площадь апертуры – 29,93 квадратных футов
  • Площадь абсорбера – 29,93 квадратных футов

Обратите внимание, что разница между общей и чистой площадью составляет 1,98 кв. фута. Это площадь поверхности металлических рам, которые окружают остекление и удерживают стекло на месте.

Сравнительная тепловая мощность (рейтинг SRCC) коллектора SS-32:

ТАБЛИЦА 75-2:
Номинальная тепловая мощность SRCC для коллектора SS-32
Категория C, средняя солнечная радиация
На коллектор – 21 800 БТЕ/день 90 148 За квадратный фут брутто — 683.1 БТЕ/день
Чистый квадратный фут — 728,4 БТЕ/день

Проверка реальности

Стандартная процедура SRCC использует общую площадь коллектора при расчете значений эффективности и производительности на основе «на единицу площади» (на квадратный фут). Итак, чтобы сделать это, мы сравним значение «на квадратный фут брутто» в Таблице 75-1 с Таблицей 75-2.

Вы можете быть удивлены, увидев, что коллектор с плоской пластиной оценивается немного выше (4 процента), чем коллектор с вакуумной трубкой с 683.1 БТЕ/день/квадратный фут по сравнению с 654,6 БТЕ/день/квадратный фут соответственно в этих стандартных условиях испытаний SRCC. Усовершенствованная технология вакуумного коллектора, по-видимому, не дает явного преимущества в производительности в этих типичных условиях домашнего отопления с использованием этого метода анализа.

Площадь остекления обоих этих коллекторов практически одинакового размера, площадь остекления каждого составляет около 30 квадратных футов. И если мы сравним производительность двух коллекторов на основе чистой площади застекленного отверстия, мы обнаружим, что вакуумные трубки работают лучше (25 процентов), чем плоские пластины в этих условиях с оценкой 972.от 0 до 728,4 БТЕ/день/квадратный фут соответственно.

Когда мы проводим сравнение, основанное на чистом остеклении, мы видим явное преимущество в тепловых характеристиках вакуумной трубной системы. В более суровых условиях (например, категория D SRCC) система вакуумных ламп также будет светиться.

Это пример того, как одни и те же данные могут быть использованы для подтверждения двух противоположных выводов. Итак, если мы собираемся выбрать один из этих коллекторов аналогичного размера, а не другой, в этих климатических и температурных условиях, что действительно имеет значение? Производительность брутто-коллекционера или какая-то другая проблема?

Ответ зависит от дизайнера, владельца, бюджета солнечной энергии и совместимости с каждой отдельной установкой.На окончательный выбор могут влиять и другие важные факторы, такие как совместимость с самоохлаждением термосифона, осыпание снега, устойчивость к граду, низкий профиль, экстремальные местные климатические условия и требования к высокой температуре.

Но довольно часто окончательный выбор определяется стоимостью. После разумного анализа всех вышеперечисленных вопросов суть может сводиться к простому вопросу. Например, если один коллектор стоит на 30 % дороже другого, может ли он дать на 30 % большую экономию (или другие реальные преимущества) в этой установке или нет? Правильная интерпретация стандартизированных данных о производительности, таких как данные SRCC, может стать хорошей отправной точкой для ответа на этот вопрос после определения цены коллекторов.

Заключительные примечания

Эти изделия предназначены для жилых и небольших коммерческих зданий площадью менее десяти тысяч квадратных футов. Основное внимание уделяется системам с гликолем/водой под давлением, поскольку эти системы могут применяться в самых разных геометрических формах и ориентациях зданий с небольшими ограничениями. Торговые марки, организации, поставщики и производители упоминаются в этих статьях только в качестве примеров для иллюстрации и обсуждения и не являются рекомендацией или одобрением.

Bristol Компания Stickney занимается проектированием, производством, ремонтом и установкой солнечных водяных систем отопления уже более 30 лет. Он имеет степень бакалавра наук в области машиностроения и является лицензированным подрядчиком по механическому оборудованию в Нью-Мексико. Он является главным техническим директором компании SolarLogic LLC в Санта-Фе, штат Нью-Мексико, где занимается разработкой систем управления солнечным отоплением и инструментов проектирования для профессионалов в области солнечного отопления. Посетите www.solarlogicllc.com для получения дополнительной информации.

Солнечный тепловой коллектор | Green Wiki

Солнечный тепловой коллектор — это солнечный коллектор, специально предназначенный для сбора тепла, то есть для поглощения солнечного света для обеспечения тепла. Хотя этот термин может применяться к простым солнечным панелям горячего водоснабжения, он обычно используется для обозначения более сложных установок. Существуют различные типы тепловых коллекторов, такие как солнечные параболические, солнечные желоба и солнечные башни. Этот тип коллекторов обычно используется на солнечных электростанциях, где солнечное тепло используется для выработки электроэнергии путем нагрева воды для производства пара и привода турбины, подключенной к электрическому генератору.

Типы

Плоские и коробчатые коллекторы обычно используются в быту и легкой промышленности. Параболические желоба, тарелки и башни используются почти исключительно на солнечных электростанциях или в исследовательских целях. Эффективность преобразования солнечного коллектора выражается как эта0 или η0.

Плоская пластина

Файл:Солнечные панели, Санторини.jpg

Солнечная тепловая система для нагрева воды — они развернуты на плоской крыше.

Это наиболее распространенный тип солнечного теплового коллектора, который обычно используется в качестве солнечной панели горячего водоснабжения для получения солнечной горячей воды.защищенный от непогоды, изолированный ящик, содержащий черный металлический поглощающий лист со встроенными трубами, расположен на пути солнечного света. Солнечная энергия нагревает воду в трубах, заставляя ее циркулировать по системе за счет естественной конвекции. Вода обычно подается в накопительный бак, расположенный над коллектором. Эта пассивная солнечная система нагрева воды обычно используется в отелях и домах в солнечном климате, например, в южной Европе.

Для этих целей общепринятой практикой является использование плоских коллекторов солнечной энергии или вакуумных трубчатых коллекторов с фиксированной ориентацией (положением).Наивысшая эффективность с фиксированным плоским коллектором или вакуумным трубчатым коллектором достигается, если он обращен к солнцу и наклонен под углом к ​​горизонту, равным широте плюс около 10 градусов. Солнечные коллекторы делятся на две основные категории: неконцентрирующие и концентрирующие.

В неконцентрирующем типе площадь коллектора (т. е. площадь, поглощающая солнечное излучение) равна площади поглотителя (т. е. площади, поглощающей излучение).

Существует множество конструкций плоских коллекторов, но, как правило, все они состоят из

(1) плоский поглотитель, улавливающий и поглощающий солнечную энергию,
(2) прозрачная(ые) крышка(и), пропускающая солнечную энергию, но уменьшающая потери тепла от поглотителя,
(3) теплоноситель (воздух или вода), протекающий по трубам для отвода тепла от поглотителя, и
(4) теплоизоляционная подложка.Один плоский коллектор предназначен для вакуумирования во избежание потери тепла.

Наиболее эффективно использовать коллекторы с герметичной системой теплообмена, а не с протоком питьевой воды через коллекторы. Смесь воды и пропиленгликоля (которая используется в пищевой промышленности) может использоваться в качестве теплоносителя для защиты от замерзания до температуры, зависящей от доли пропиленгликоля в смеси.

Первая точная модель плоских солнечных коллекторов была разработана Хоттелом и Уиллиером в 1950-х годах.

Вакуумная трубка

Файл:Коллектор вакуумных трубок.gif

Панель вакуумных (или вакуумных) трубок.

Эти коллекторы имеют несколько вакуумированных стеклянных трубок, которые нагревают солнечные поглотители и, в конечном счете, рабочую жидкость солнечной системы (воду или смесь антифриза, обычно пропиленгликоль) для нагрева горячей воды для бытовых нужд или для водяного отопления помещений. Вакуум внутри вакуумированных трубок снижает кондуктивные тепловые потери, позволяя им достигать значительно более высоких температур, чем у большинства плоских коллекторов.По этой причине они могут хорошо работать в более холодных условиях. Преимущество в значительной степени теряется в более теплом климате, за исключением тех случаев, когда желательна очень горячая вода, например техническая техническая вода. Возможные высокие температуры могут потребовать специальной конструкции системы, чтобы избежать или смягчить условия перегрева. Еще одно преимущество этой конструкции по сравнению с плоской пластиной заключается в том, что постоянный профиль круглой трубы означает, что коллектор всегда перпендикулярен солнечным лучам, и, следовательно, поглощаемая энергия примерно постоянна в течение дня.

Бассейн или неглазурованный

Этот тип коллектора очень похож на плоский коллектор, за исключением того, что он не имеет остекления/прозрачной крышки. Он широко используется для обогрева бассейнов, так как работает достаточно хорошо, когда желаемая температура на выходе близка к температуре окружающей среды (то есть, когда на улице тепло). Когда температура окружающей среды становится ниже, эти коллекторы становятся крайне неэффективными.

Воздух

Эти коллекторы нагревают воздух напрямую, почти всегда для отопления помещений.Они также используются для предварительного нагрева подпиточного воздуха в коммерческих и промышленных системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Тип коробки

Обычная солнечная плита представляет собой коллектор коробчатого типа. Это металлическая коробка, открытая сверху и изолированная с боков, с прикрепленным к ней на петлях зеркалом того же размера (как простая коробка с зеркалом, прикрепленным к нижней стороне крышки).

Параболический желоб

File:Smallsketch.jpg

Параболический желоб

Этот тип коллектора обычно используется на солнечных электростанциях.Параболический рефлектор желобообразной формы используется для концентрации солнечного света на изолированной трубке (трубке Дьюара) или тепловой трубе, размещенной в фокусе, содержащей теплоноситель, передающий тепло от коллекторов к котлам электростанции.

Параболическая тарелка

Файл:Parabolic-dish.jpg

Солнечная параболическая тарелка

Это самый мощный тип коллектора, который концентрирует солнечный свет в одной фокусной точке с помощью одной или нескольких параболических тарелок, расположенных подобно телескопу-рефлектору, фокусирующему звездный свет. , или параболическая антенна фокусирует радиоволны.Эта геометрия может быть использована в солнечных печах и солнечных электростанциях.

Есть два ключевых явления, которые необходимо понять, чтобы понять конструкцию параболической тарелки. Во-первых, форма параболы определена таким образом, что входящие лучи, параллельные оси тарелки, будут отражаться в направлении фокуса, независимо от того, на какую часть тарелки они приходят. Второй ключ заключается в том, что световые лучи от Солнца, достигающие земной поверхности, почти полностью параллельны. Таким образом, если тарелку можно выровнять так, чтобы ее ось была направлена ​​на солнце, почти все входящее излучение будет отражаться в направлении фокальной точки тарелки — большинство потерь происходит из-за несовершенства параболической формы и несовершенного отражения.

Потери из-за атмосферы между тарелкой и ее точкой фокусировки минимальны, так как тарелка, как правило, специально спроектирована так, чтобы быть достаточно маленькой, чтобы в ясный солнечный день этот фактор был незначительным. Сравните это с некоторыми другими конструкциями, и вы увидите, что это может быть важным фактором, и если местная погода туманная или туманная, это может значительно снизить эффективность параболической антенны.

В некоторых конструкциях электростанций двигатель Стирлинга, соединенный с динамо-машиной, размещается в фокусе тарелки, которая поглощает тепло падающего солнечного излучения и преобразует его в электричество.См. раздел «Знание параболических концентраторов» и «Концентрация солнечной энергии».

Силовая башня

Файл: Power Tower.jpg

Power Tower

Силовая башня представляет собой большую башню, окруженную небольшими вращающимися (отслеживающими) зеркалами, называемыми гелиостатами. Эти зеркала выравниваются и фокусируют солнечный свет на приемнике наверху башни, собранное тепло передается на электростанцию ​​внизу.

Солнечные пирамиды

Другой дизайн представляет собой структуру в форме пирамиды, которая работает, втягивая воздух, нагревая его солнечной энергией и пропуская его через турбины для выработки электроэнергии.Солнечные пирамиды были построены в таких местах, как Австралия. В настоящее время Индия строит такие пирамиды. [1]

Преимущества

  • Достигнуты очень высокие температуры. Высокие температуры подходят для производства электроэнергии с использованием традиционных методов, таких как паровая турбина или прямая высокотемпературная химическая реакция.
  • Хорошая эффективность. Концентрируя солнечный свет, современные системы могут получить более высокую эффективность, чем простые солнечные элементы.
  • Можно покрыть большую площадь, используя относительно недорогие зеркала, а не дорогие солнечные элементы.
  • Концентрированный свет можно перенаправить в подходящее место с помощью оптоволоконного кабеля. Например, освещение зданий, как здесь (гибридное солнечное освещение).

Недостатки

  • Концентрирующие системы требуют слежения за солнцем по двум осям, чтобы поддерживать фокусировку солнечного света на коллекторе.
  • Невозможность подачи питания в условиях рассеянного света. Солнечные элементы могут обеспечить некоторую мощность, даже если небо становится немного облачным, но выходная мощность концентрирующих систем резко падает в облачных условиях, поскольку рассеянный свет не может пассивно концентрироваться.

Шаблон:Солнечная энергия

солнечных тепловых и фотоэлектрических солнечных батарей: в чем разница?

Знаете ли вы разницу между солнечным тепловым и фотогальваническим? Здесь мы подробно рассмотрим солнечную тепловую и фотоэлектрическую энергию.

Существует два типа технологии прямой солнечной энергии, включая солнечную тепловую и солнечную фотоэлектрическую. В обеих технологиях используется один и тот же принцип, заключающийся в преобразовании сырой энергии солнца в электричество.

Но между ними есть и существенная разница. В этой статье основное внимание будет уделено солнечным тепловым и фотоэлектрическим системам.

Солнечная энергия является одним из самых быстрорастущих источников экологически чистой энергии. Все больше и больше людей во всем мире в настоящее время используют солнечные батареи для удовлетворения своих потребностей в энергии, поскольку они возобновляемы и сокращают выбросы углекислого газа.

Поэтому широко используются солнечные батареи, которые поглощают солнечный свет и преобразуют его в полезную энергию.

Тем не менее, эти люди должны решить, какую технологию они хотят использовать между солнечной фотоэлектрической и солнечной тепловой. Большинство из них едва знают разницу между двумя типами солнечных технологий. В некоторых случаях некоторые домохозяйства в конечном итоге устанавливают обе модели в своем доме.

Ну, это комбинация, которая может хорошо работать, когда кто-то хочет максимально эффективно использовать солнечную тепловую энергию для своих нужд в горячей воде и солнечную фотоэлектрическую энергию для других целей, а также возможность продавать избыточную электроэнергию обратно в сеть.

На самом деле, с новыми гибридными панелями люди смогут использовать как солнечные фотоэлектрические, так и солнечные тепловые элементы в одном и том же устройстве. Это увеличит использование гибридных систем в домашних хозяйствах.

В этой статье мы дадим окончательный обзор солнечной тепловой и фотоэлектрической энергии, чтобы помочь вам различить эти два типа солнечных технологий.

Солнечная тепловая технология

Сначала попробуем ответить: «Что такое солнечная тепловая технология?» Солнечная тепловая энергия — это технология, которая собирает солнечный свет и преобразует его в тепло, сохраняет его, а затем преобразует в электричество.В этой технологии панели на крышах действуют как коллекторы для солнечного света и нагревают жидкость в трубках, которая затем поступает в цилиндр, готовый к использованию.

Жидкость, которая обычно нагревается концентрированным солнечным светом, может быть в форме жидкости или газа. Например, это может быть вода, масло, гелий, соли или воздух. Различные типы двигателей, такие как газовые турбины, двигатели Стирлинга, паровые двигатели и другие, могут легко развивать мощность от 10 до 100 мегаватт.

Солнечная тепловая система отличается от солнечной фотоэлектрической тем, что солнечная тепловая энергия работает за счет концентрации солнечного света для производства тепла.Тепло, в свою очередь, приводит в действие тепловую машину, которая вращает генератор для выработки электроэнергии.

Энергия подходит для использования в промышленности, коммерческом и жилом секторах. Солнечная тепловая энергия в основном идеально подходит для целей нагрева воды.

Компоненты солнечной тепловой системы

Вот некоторые компоненты тепловой солнечной системы.

  • Коллекторы – Одним из основных элементов солнечной тепловой системы является коллектор, который обычно устанавливается на крыше дома с помощью рам и кронштейнов.Этот коллектор содержит армированную стеклянную трубу со специальным покрытием, которая улавливает солнечное излучение и затем преобразует его в тепло. Стеклянные трубы обычно помещают в изолированный контейнер, что помогает предотвратить потери тепловой энергии.
  • Жидкий теплоноситель – В трубах находится жидкий теплоноситель, который состоит из воды, этиленгликоля (экологически чистый антифриз) или их смеси. Жидкость циркулирует через бак горячей воды и коллектор.

Существует два типа баков для горячей воды. Первый нагревает питьевую воду и обычно состоит из стального бака, который заполнен теплообменником и питьевой водой.

Второй — это комбинированный бак, который подает к нагревателю как горячую, так и пресную воду. Резервуар, объединяющий дуэльную систему, имеет два резервуара меньшего размера внутри, которые помогают разделять воду для различных задач.

См. также : Использование солнечной энергии в домашних условиях – плюсы и минусы

Другие компоненты

Это некоторые другие второстепенные компоненты, задействованные в солнечной тепловой системе.

  • Змеевиковый теплообменник — Теплообменник помещается в водяную камеру и включает цилиндр с двойным змеевиком, который заменяет существующую камеру. Кроме того, он состоит из резервного змеевика, обычно от предыдущего котла, чтобы при необходимости обеспечить дополнительный нагрев воды. Два теплообменника соединятся с коллекторами и котлом.
  • Насос – Насос перемещает теплоноситель внутри панелей и водяной камеры (цилиндра). Обычно насос получает питание от электросети, хотя он также может работать за счет использования фотогальванического элемента.
  • Изолированные трубы – это трубы, которые находятся между водяной камерой и панелями и обычно называются подающей и обратной трубами.
  • Панель управления системой – Панель управления системой помогает управлять насосом для теплоносителя. Кроме того, он предлагает данные о производительности системы и любых неисправностях, если они возникают.
  • Измеритель теплового потока — измеряет мощность системы, которая необходима, если вы хотите получать платежи за поощрение возобновляемых источников тепла.

Как работает солнечная тепловая энергия

Основополагающий принцип солнечного теплового отопления заключается в использовании солнечного света и преобразовании его в тепло, которое затем передается в систему отопления вашего предприятия или дома в виде отопления помещений или горячего водоснабжения. Тепло вырабатывается с помощью солнечных панелей, установленных на крыше, которые используются в сочетании с коллектором, бойлером или погружным нагревателем.

Солнечный коллектор использует солнечные лучи для нагрева рабочей жидкости, которая обычно представляет собой смесь гликоля (антифриза) и воды, что предотвращает замерзание воды.Нагретая из коллектора вода затем перекачивается в теплообменник, расположенный внутри резервуара для воды.

Тепло от теплообменника будет нагревать воду, находящуюся внутри бака. Затем вода будет возвращаться в коллекторы для повторного нагрева после того, как жидкость отдаст свое тепло. Контроллер помогает обеспечить циркуляцию жидкости в коллекторе при наличии достаточного количества тепла.

См. также : Являются ли солнечные панели пожароопасными?

Плюсы и минусы солнечной тепловой системы

Преимущества Solar Thermal

  1. Экономит место

В прошлом солнечные тепловые системы были дешевле, чем солнечные фотоэлектрические панели.Это изменилось после введения льготных тарифов из-за поощрения внутреннего возобновляемого тепла.

Сегодня эти две технологии являются относительно дорогостоящими, и, следовательно, это не является существенным определяющим фактором. Таким образом, одной из основных причин выбора солнечного теплового оборудования является экономия места. В то время как солнечная фотоэлектрическая система может занимать до 10 м2 площади крыши, солнечная тепловая система может занимать только 3 м2-4 м2.

  1. Солнечная тепловая энергия имеет более высокую космическую эффективность, чем солнечная фотоэлектрическая батарея

Солнечная тепловая энергия может иметь уровень эффективности до 70% при сборе тепла от солнца, что больше, чем у фотоэлектрических солнечных батарей.Солнечная тепловая энергия очень эффективна и может превращать примерно 90% излучения в тепло, в отличие от солнечной фотоэлектрической энергии, эффективность которой составляет от 15% до 20%.

Тем не менее, технология солнечных панелей совершенствуется, и это число постоянно увеличивается. Технология солнечной тепловой энергии не так сложна, как в солнечных фотоэлектрических панелях.

См. также : Являются ли солнечные панели пожароопасными?

  1. Солнечная тепловая энергия предлагает превосходную ценность для бизнеса по сравнению с солнечной фотоэлектрической.

Солнечная тепловая печь пригодится, когда вам нужна горячая вода, так как это идеальное решение для нагрева воды и помещений. Аккумулирование тепла является эффективным и более удобным методом, который делает солнечные тепловые панели более привлекательными для крупномасштабного производства.

Это потому, что он может накапливать тепло в течение дня и преобразовывать его в электричество позже ночью. Аккумулирующая способность солнечной тепловой энергии помогает повысить как экономику, так и возможности диспетчеризации солнечной энергии.

Минусы солнечной тепловой

  • В холодное время года, например зимой, солнечная тепловая энергия становится менее эффективной, за исключением термодинамических панелей
  • Их срок службы также короче, чем у солнечных панелей
  • Иногда бывает очень сложно найти идеального поставщика
  • Солнечная тепловая энергия не так универсальна, как солнечные фотоэлектрические панели
  • Он хорошо работает только в том случае, если предлагает решения для нагрева воды

Применение для солнечных тепловых систем

Солнечная тепловая система в основном используется в коммерческих целях, но она также может идеально подходить для жилых помещений, где владелец хочет сократить счета за электроэнергию.В основном, он более экономичен при использовании на объектах с высоким потреблением энергии и системами отопления, требующими частого обслуживания.

Интеграция солнечной тепловой системы в уже существующую систему горячего водоснабжения относительно проста. Солнечная тепловая система более эффективна и служит дольше, что может достигать 20 лет.

Солнечная фотоэлектрическая технология

Давайте сначала ответим: «Что такое солнечные фотоэлектрические панели?» Солнечные фотоэлектрические системы используют фотоэлектрическую технологию для улавливания солнечных лучей и прямого преобразования солнечного света в электрическую энергию.Эти панели лучше всего работают в течение дня, когда есть солнечный свет.

Как работает солнечная фотоэлектрическая энергия

Фотогальваника напрямую преобразует солнечный свет в электричество. Это показывает, что солнечные панели могут работать только в светлое время суток.

Солнечная фотоэлектрическая панель работает таким образом, что позволяет световым частицам или фотонам нагревать электроны от атомов, что, в свою очередь, генерирует поток электроэнергии.

Солнечные панели состоят из более мелких блоков, которые мы также называем фотогальваническими элементами.Каждый фотогальванический элемент обычно представляет собой сэндвич, состоящий из двух полупроводниковых пластин, таких как кремний.

Типы солнечных фотоэлектрических панелей

Солнечные фотоэлектрические панели являются более новой технологией, чем тепловые панели. Солнечные панели поглощают солнечный свет и преобразуют его в электричество с помощью технологии на основе кремния. Вот три типа солнечных фотоэлектрических панелей.

  • Монокристаллические солнечные модули

Монокристаллические солнечные элементы изготавливаются из монокристаллического кремния (mono-Si), также известного как монокристаллический кремний (single-crystal-Si).Они имеют внешнюю однородность или ровную окраску, что обычно указывает на кремний высокой чистоты.

Кремний формуется в бруски, а затем разрезается на пластины для изготовления солнечных элементов для монокристаллических солнечных панелей. Монокристаллы получили свое название из-за того, что кремний, из которого они сделаны, представляет собой монокристаллический кремний.

Поскольку ячейка состоит из одного кристалла, электроны, которые обычно генерируют поток электричества, имеют большее пространство для движения.

Таким образом, монокристаллические панели более эффективны, чем их поликристаллические панели.

  • Поликристаллические солнечные панели

Как и монокристаллические солнечные панели, поликристаллические также состоят из кремния. Однако производители сплавляют несколько фрагментов кремния вместе, чтобы сформировать пластины вместо одного кристалла кремния.

Поликристаллический кремний, также называемый мультикристаллическим или многокристаллическим кремнием, указывает на то, что в каждой ячейке имеется множество кристаллов, и поэтому у электронов меньше свободы для движения.

Это приводит к тому, что поликристаллические солнечные панели имеют более низкий рейтинг эффективности, чем монокристаллические панели.

См. также : Угол наклона солнечной панели по почтовому индексу (полный анализ)

  • TFSC (тонкопленочные солнечные элементы)

Это солнечные элементы, которые изготавливаются путем нанесения на подложку одного или нескольких тонких слоев фотогальванического материала. Существуют различные модели этих тонкопленочных элементов, и мы можем классифицировать их на основе фотогальванического материала, нанесенного на подложку.

Эти материалы могут включать органические фотоэлектрические элементы, теллурид кадмия, аморфный кремний и селенид меди, индия, галлия.

В зависимости от типа технологии КПД образцов тонкопленочных модулей составляет около 7–13%, а модули генерации работают в среднем на уровне 9%.

См. также : Лучшие портативные солнечные панели для кемпинга

Плюсы и минусы солнечных фотоэлектрических панелей против. Фотоэлектрический

Плюсы

  1. Солнечная фотоэлектрическая энергия дешевле, чем солнечная тепловая, потому что правительство компенсирует цены с помощью таких инициатив, как льготные тарифы.Это делает их надежными долгосрочными инвестициями для домохозяйств в стремлении снизить выбросы углекислого газа.
  2. Солнечные фотоэлектрические установки вырабатывают электроэнергию, в то время как солнечные тепловые в основном нагревают воду или воздух. Это дает владельцам фотоэлектрических солнечных батарей возможность продавать свою избыточную энергию обратно в сеть и, таким образом, может генерировать дополнительный доход или чистые кредиты на измерения
  3. .
  4. Фотоэлектрические панели могут предлагать экологически чистую энергию для пользователей в течение длительного периода времени, который может достигать 30 лет. Большинство производителей предоставляют около 25 лет гарантии при продаже панелей, потому что их долговечность невероятна.
  5. С солнечными панелями вы можете покрыть около 60% общих энергетических потребностей домохозяйства
  6. Солнечные панели невероятно эффективны летом и не замерзают зимой
  7. Кроме того, они отвечают всем требованиям приборов с высоким потреблением энергии, включая морозильники, холодильники, сушилки и многое другое.

Минусы

  • В большинстве случаев для их установки потребуются значительные первоначальные инвестиции
  • Кроме того, они занимают больше места для установки, чем солнечные панели… Ознакомьтесь с этим руководством по размерам солнечных панелей, чтобы узнать больше
  • Поиск подходящего поставщика может быть довольно сложным и трудоемким делом

Заключение по солнечной тепловой энергии по сравнению сФотоэлектрические (PV)

Две технологии; Солнечные фотоэлектрические и солнечные тепловые технологии представляют собой технологии высокой энергии, которые гарантируют вам чистую и зеленую энергию.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.