Солнечный коллектор

Что такое солнечный коллектор

Солнечный коллектор — это объект, который используется для сбора энергии от солнца, что он делает, поглощая солнечное излучение и преобразуя его в тепло или электричество. Тип материала и покрытие солнечного коллектора используются для максимального поглощения солнечной энергии.

Типы солнечных коллекторов

Плоские коллекторы
Эти коллекторы представляют собой просто металлические коробки, которые имеют некое подобие прозрачного остекления в качестве покрытия поверх темной пластины-поглотителя. Боковые стороны и дно коллектора обычно покрыты изоляцией, чтобы минимизировать потери тепла в других частях коллектора. Солнечное излучение проходит через прозрачный материал остекления и попадает на пластину-поглотитель. Эта пластина нагревается, передавая тепло либо воде, либо воздуху, которые удерживаются между остеклением и пластиной-поглотителем. Иногда эти пластины-поглотители окрашиваются специальными покрытиями, предназначенными для лучшего поглощения и сохранения тепла, чем традиционная черная краска. Эти пластины обычно изготавливаются из металла, который является хорошим проводником, — обычно меди или алюминия.

Вакуумные трубчатые коллекторы
Этот тип солнечного коллектора использует ряд вакуумных трубок для нагрева воды для использования. Эти трубки используют вакуум или вакуумное пространство для захвата солнечной энергии, сводя к минимуму потери тепла в окружающую среду. Они имеют внутреннюю металлическую трубку, которая действует как поглощающая пластина, которая соединена с тепловой трубкой для переноса тепла, собранного от Солнца, в воду. Эта тепловая трубка по сути является трубкой, в которой содержимое жидкости находится под очень определенным давлением.[6] При этом давлении «горячий» конец трубы имеет кипящую жидкость, в то время как «холодный» конец имеет конденсирующийся пар. Это позволяет тепловой энергии перемещаться более эффективно от одного конца трубы к другому. Как только тепло от Солнца перемещается от горячего конца тепловой трубы к конденсирующемуся концу, тепловая энергия передается в воду, нагреваемую для использования.

Линейные фокусные коллекторы
Эти коллекторы, иногда называемые параболическими желобами, используют высокоотражающие материалы для сбора и концентрации тепловой энергии от солнечного излучения.[8] Эти коллекторы состоят из параболических отражающих секций, соединенных в длинный желоб. Труба, по которой течет вода, помещается в центр этого желоба, так что солнечный свет, собранный отражающим материалом, фокусируется на трубе, нагревая ее содержимое. Это очень мощные коллекторы, и поэтому они обычно используются для генерации пара для солнечных тепловых электростанций и не используются в жилых помещениях. Эти желоба могут быть чрезвычайно эффективными в производстве тепла от Солнца, особенно те, которые могут поворачиваться, отслеживая Солнце в небе, чтобы обеспечить максимальный сбор солнечного света.

Коллекторы точечного фокуса
Эти коллекторы представляют собой большие параболические тарелки, состоящие из некоторого отражающего материала, который фокусирует энергию Солнца в одной точке. Тепло от этих коллекторов обычно используется для работы двигателей Стирлинга. Хотя они очень эффективны в сборе солнечного света, они должны активно отслеживать Солнце по небу, чтобы иметь какую-либо ценность. Эти тарелки могут работать по отдельности или быть объединены в массив для сбора еще большего количества энергии от Солнца.

Компоненты солнечного коллектора

Как выбрать солнечный коллектор

Расходы
Стоимость имеет решающее значение при выборе солнечного коллектора для солнечной водонагревательной системы. Преимущество отдается плоским коллекторам. Обычно солнечные вакуумные трубки стоят на 20%-40% дороже плоских коллекторов. Но вы можете получить максимальную отдачу от своих инвестиций в солнечные вакуумные трубчатые коллекторы в течение нескольких лет, что делает их экономически эффективным вложением для солнечных водонагревательных систем.

Эффективность
В вакуумных трубчатых коллекторах нет потерь тепла за счет конвекции и теплопроводности. Следовательно, эти системы нагревают воду более эффективно, чем плоские пластинчатые коллекторы. Эффективность означает эффективность нагрева на активный коллектор, а не общую производительность устройства или эффективность. Вы можете ожидать более высокой эффективности от солнечных вакуумных трубчатых коллекторов круглый год, особенно зимой. Однако плоские пластинчатые коллекторы могут сравниться с ними по эффективности летом, когда есть небольшая разница между температурой нагретой воды и окружающей среды.

Процесс установки
Монтаж плоских солнечных коллекторов — сложная задача. Коллекторы тяжелые и имеют форму панелей. Эти коллекторы необходимо поднять на крышу и смонтировать. Между тем, вакуумные трубчатые коллекторы поставляются с легкими отдельными трубками, что делает их гораздо более простыми в сборке и установке, чем их аналоги.

Прочность
Конвекция в солнечных коллекторах вызывает коррозию, которая плохо влияет на производительность системы. Как правило, в солнечных вакуумных трубчатых коллекторах нет воздуха, поэтому в этих устройствах не может быть конвекции. Это делает их более долговечными коллекторами, чем плоские пластины. В настоящее время большинство солнечных коллекторов доступны с десятилетней гарантией производителя и 25-летней гарантией на 80% мощности.

Обслуживание
С практической точки зрения, солнечные вакуумные трубки не требуют обслуживания. Если трубка теряет вакуум, вам может потребоваться ее замена. Но если плоский коллектор поврежден, вам необходимо заменить всю пластину, что может стоить вам значительного времени и денег.

Советы по регулярной очистке солнечного коллектора