Вакуумный солнечный коллектор

Солнечная энергия – один из безопасных и восстанавливаемых энергетических источников на нашей планете. Ее использование для получения горячей воды и тепла с каждым годом увеличивается. Есть предположения, что к 2020 году энергия солнца будет обеспечивать пятую часть мирового потребления электроэнергии. Для преобразования солнечной энергии в тепловую применяется гелиосистема – плоский или вакуумный солнечный коллектор.

Экономическая эффективность и функции гелиосистем

Ежегодно в эксплуатацию вводится до 3 млн. гелиоустановок. Солнечные коллекторы применяются не только в странах с теплым климатом. Имеется положительный опыт эффективного использования солнечной энергии на Аляске.

Гелиосистемы полностью автоматизированы и могут подстроиться под разные климатические условия, сохраняя нужную температуру воздуха и воды. При сильных морозах включается режим антизамерзания, а при нехватке солнечного света – срабатывает встроенный нагреватель-дублер (электронагреватель).

На производительность системы существенно влияет мощность солнечного потока и количество ясных дней в регионе, где установлен коллектор. В среднем, показателя в 300 солнечных дней, достаточно для быстрой окупаемости и высокой продуктивности гелиосистемы.

При расчете срока окупаемости экономисты учитывают динамику цен органического топлива, рыночную стоимость солнечных коллекторов и сопутствующие эксплуатационные затраты. Монтаж и использование гелиосистемы полностью окупиться в течение от двух до пяти лет (зависит от климата и вида коллектора), при этом, дальнейшее получение энергии происходит бесплатно. Срок службы солнечных коллекторов – до 30 лет.

Гелиосистемы могут использоваться для удовлетворения различных потребностей человека. К основным функциям солнечных коллекторов можно отнести:

• обогрев воды (позволяет не зависеть от централизованного горячего водоснабжения);
• частичное (временное) или полное отопление помещений;
• подогрев воды, используемой в бассейнах (закрытых и открытых);
• тепличное отопление;
• регулировка работы имеющегося центрального водоснабжения и отопления.

Отмечается высокая эффективность применения солнечных коллекторов при нагреве воды для бассейнов и водяных теплых полов. Особенно, если работа солнечной установки происходит в тандеме с тепловым насосом.

Достоинства и область применения

Использование любого вида гелиосистемы сопровождается рядом преимуществ:

• экологическая безопасность – коллектор во время эксплуатации не загрязняет атмосферу токсичными парами;
• может подсоединяться к общей системе отопления и водоснабжения, оптимизируя их работу;
• экономия затрат по обогреву воды (до 60% за год) и отоплению помещения (до 30%);
• круглогодичное использование.

Перечисленные преимущества и возможности солнечных коллекторов обуславливают широкий спектр их применения:

• частный сектор (дома, коттеджи, дачи);
• производственные предприятия;
• организации и учреждения (детские сады, летние лагеря, школы, базы отдыха);
• спортивные комплексы (бассейны, стадионы);
• туристические и торгово-развлекательные комплексы;
• общепит (столовые, рестораны, кафе и др.);
• автомойки и автозаправки;
• сельскохозяйственные предприятия (теплицы, автономных построек и прочее).

Установка солнечного коллектора возможна в любой момент эксплуатации помещения (на этапе строительства или по завершению). При монтаже гелиосистемы к имеющемуся теплоснабжению, обычный бойлер заменяют накопительным баком, а солнечные коллекторы (плоские или вакуумные) крепят на крыше.

Преимущества и недостатки

Солнечные вакуумные коллекторы имеют меньшие теплопотери, по сравнению с плоскими. Применение вакуумных нанотехнологий в производстве коллекторов позволило добиться высокой эффективности и надежности гелиосистем.

Рассмотрим главные плюсы использования вакуумных коллекторов:

1. Производительность. В трубках коллектора имеется вакуум – идеальный теплоизолятор, что позволяет поддерживать оптимальный уровень тепла даже в осенне-зимний период. За счет сохранения КПД на высоком уровне, производительность вакуумного коллектора на 40% превышает производительность плоского коллектора.
2. Надежность. Срок службы эксплуатации вакуумных коллекторов около 30 лет. Их долговечность и бесперебойность работы обязаны современным прочным материалам. В состав вакуумных трубок входит высококачественная медь. Внешний корпус трубок отлит из боросиликатного стекала, которое способно выдерживать высокие нагрузки. Применение вакуумных коллекторов особенно актуально для климатических зон, где шквалы, ураганы, град – не редкость.
3. Эффективность использования солнечной энергии. Цилиндрическая форма абсорбера вакуумного коллектора улавливает и удерживает даже рассеянную солнечную энергию, которую не способен преобразовать плоский корректор. С одного квадратного метра абсорбера вакуумной гелиосистемы можно удержать солнечной энергии на 40% больше, чем с аналогичной площади солнечной установки плоского типа. Закругленность трубок позволяет получать до 97% солнечной энергии с раннего утра и до позднего вечера.
4. Удобство в эксплуатации. В случае повреждения вакуумной трубки, ее замена происходит без остановки работы системы (не требуется слив циркулирующей жидкости). При недостатке тепла можно добавить несколько трубок, а при его избытке – временно снять. После чистки вакуумного коллектора от снега или оледенения, он быстро приходит в рабочее состояние. Поверхность коллектора обладает низкой тепловой инерцией, за счет тонкого стеклянного покрытия.
5. Дезинфекция воды. Температура нагрева воды при работе гелиосистемы достигает высоких показателей, что обеспечивает ее обеззараживание и предотвращает размножение патогенных организмов.
6. Легкость монтажа. При установке вакуумных коллекторов особых трудностей не возникает, главное, чего надо придерживаться – расположить коллектор под углом, чтоб дать возможность жидкости, внутри трубок, стекать вниз.

Недостатки солнечного отопления сводятся к крайне низкой эффективности при низких температурах и в ночное время, тем самым стоит вопрос о том, что эта система отопления не может быть единственной в доме. Так же вакуумные солнечные коллекторы стоят дороже плоских.

Солнечные установки вакуумного типа приобретают всю большую популярность среди населения и крупных компаний. Если раньше многих отпугивала цена вопроса, то сегодня стоимость оборудования несколько снизилась, а функциональные возможности – улучшились и модифицировались.