Солнечные коллекторы

Современная концепция «энергоэффективного» или «экодома» предполагает установку оборудования, позволяющего использовать нетрадиционные, т.н. возобновляемые источники энергии. Вы уже догадались, что речь идет о солнечных батареях, которые еще совсем недавно казались чем-то диковинным. Эффективность использования возобновляемых источников энергии признана во многих странах Европы, сейчас она активно пополняет ряды своих поклонников в России.

Популярность системы во многом обязана постоянному совершенствованию гелиосистем и существенному их удешевлению. Цена на солнечные коллекторы, применяемые для отопления жилища, сегодня соизмерима со стоимостью привычных для нас отопительных систем. Привлекательным моментом является возможность получать экономию на протяжении всего периода эксплуатации.

Наиболее интенсивно возобновляемые источники питания используются в Китае, количество гелиосистем, которые вводятся в эксплуатацию, достигает 78% от мирового объема, тогда как на европейские страны приходится всего 9%. Китай также является крупным производителем солнечных коллекторов, причем неплохого качества и по приемлемым ценам.

Рациональность использования в средней полосе России

Если в европейских странах, расположенных на юге, отопление дома солнечными коллекторами — дело привычное, то до недавнего времени эффективность использования этих устройств России (в связи с неблагоприятными погодными условиями и географическим расположением), ставилась под сомнение.

Но проведенные в РАН расчеты доказывают обратное. В средней полосе России мощность солнечного потока, излучаемого Солнцем, составляет от 100 до 250 Вт на квадратный метр площади. Максимальное значение равняется 1000 Вт, при условии ясного неба, в полдень.

Эти расчеты дают возможность предположить, что при установке солнечного коллектора площадью 2 м.кв вода в баке емкостью 100л будет ежедневно прогреваться до температуры не ниже, чем 37° (вероятность 50-90%), до температуры 45° (вероятность 30-70%), до 55° (вероятность 30-60). Более высокие значения показателя вероятности относятся к более солнечным весенним и летним месяцам.

Сегодня деятельность конструкторов, работающих над совершенствованием гелиосистем, направлена на максимальную их эффективность и снижение себестоимости. На сегодняшний день наиболее эффективными и простыми по конструкции считаются плоские солнечные коллекторы для отопления дома.

В теплое время года такое устройство позволит пользоваться горячей водой всем обитателям дома, в зимний период — позволит экономить до 50% энергии, затрачиваемой на обогрев дома. При установке солнечных коллекторов площадью в 30 м.кв хозяева получат возможность экономить до 7,7 тонн угля ежегодно. Привлекательным моментом является экологичность системы — при своей работе она не выделяет в атмосферу никаких вредных продуктов.

Устройство

Центральной частью установки для подогрева воды, является солнечный коллектор. Площадь солнечных коллекторов может быть разная, но наиболее часто встречаются устройства площадью от 2 до 8 метров квадратных. В состав системы также входит аккумулятор. Под воздействием солнечного тепла происходит нагрев теплоносителя, затем тепловая энергия через теплообменник, расположенный в баке аккумулятора передается к воде.

Естественная конвекция, которая наблюдается в первом контуре, позволяет обходиться без принудительной циркуляции воды. Такой вариант приемлем для небольших частных домов, бак-аккумулятор при монтаже системы располагают выше коллектора.

Солнечные коллекторы для отопления дома

Схема работы солнечного коллектора

При обустройстве более крупных гелиосистем используются циркуляционные насосы. Такой коллектор можно использовать как для нагрева воды, так и для отопления. В бак-аккумулятор встраивают дублирующее устройство, к примеру, автоматически включающийся электронагреватель. При охлаждении воды до температуры ниже заданной, что может быть в случае продолжительной непогоды или слабой освещенности, электронагреватель автоматически включается и доводит воду до требуемой температуры.

Виды

Изо всех видов выпускаемых промышленностью солнечных коллекторов наибольшее распространение получили коллекторы с вакуумными трубками и плоские. Плоские коллекторы представляют собой элемент, способный поглощать излучение солнца, имеющий прозрачное покрытие и термоизолирующий слой. Привлекательной является низкая цена устройства и отличная эффективность в летний период. Из недостатков следует отметить сложный монтаж, невысокую эффективность в холодное время года, большие потери тепла.

Работа вакуумных солнечных коллекторов для отопления дома построена по принципу термоса. Попадающее на прозрачную внешнюю стенку вакуумной трубки излучение не находит препятствий и проходит к внутренней трубке. Вакуумная прослойка между трубками сохраняет около 95% поступающей в нее энергии. Нижняя часть внутренней трубки заполнена жидкостью, которая при нагревании образует пар, который поднимается вверх и, конденсируясь, передает свое тепло коллектору.

Из преимуществ коллекторов этого типа можно отметить высокий КПД как в летнее, так и в зимнее время, даже в условиях сильного (до-30″) мороза и плохой освещенности. Основные недостатки — высокая стоимость, сложности при монтаже, проблемы с очисткой от снега.

Статьи по теме
Это интересно
Печь Бубафоня Печь Бубафоня длительного горения — отличный вариант для отопления нежилых... 
Лучший радиатор отопления для квартиры В большинстве многоквартирных домов, как и десять лет назад, основным источником... 
Как утеплить цоколь и отмостку пеноплексом или пенополистиролом Правильно выполненная схема утепления цоколя и отмостки пеноплексом или... 
Система отопления ПЛЭН Один из видов современного электрического отопления, а именно таким является...