Тепловые коллекторы: Гелиоколлектор купить. Гелиоустановка, солнечный коллектор цена в Москве

Солнечный коллектор зимой. Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой.

В этой статье: Работает ли зимой солнечный коллектор? Сравнение эффективности работы зимой вакуумного и плоского солнечного коллектора. Плюсы и минусы гелиосистемы. Отзыв владельца. Видео по теме.

Солнечный коллектор зимой.

Эффективность использования плоского и вакуумного коллектора зимой.

В последнее время альтернативные источники энергии вызывают все более живой интерес со стороны наших соотечественников. Наиболее простыми из них в устройстве являются солнечные коллекторы, благодаря чему их доля в нетрадиционной энергетике, особенно бытовой, чрезвычайно велика. Данная статья поможет найти ответ на вопрос: насколько эффективным является солнечный коллектор зимой?

Работает ли зимой солнечный коллектор?

Как свидетельствует статистика (данные приведены в Википедии), на 1 тыс. россиян приходится примерно 0,2 кв. м применяемых у нас солнечных коллекторов, тогда как в Германии этот показатель составляет 140 кв. м, а в Австрии – целых 450 кв. м. на 1 тыс. жителей.

Столь значительную разницу нельзя объяснить одними только климатическими условиями. Ведь на большей части России за день поверхности земли достигает такое же количество солнечной энергии, как и на юге Германии – в теплое время эта величина составляет от 4 до 5 кВт*ч/кв. м.

Чем же вызвано наше отставание? Отчасти оно обусловлено сравнительно низкими доходами россиян (гелиоустановки являются пока довольно дорогим удовольствием), отчасти – наличием собственных крупных газовых месторождений и, как следствие, доступностью голубого топлива.

Но немалую роль сыграло и предвзятое отношение со стороны многих потенциальных пользователей, считающих установку солнечного коллектора нецелесообразной. Дескать, летом и так тепло, а зимой от подобной системы мало проку.

Вот какие аргументы выдвигают скептики касательно эксплуатации гелиоустановок зимой:

1. Установку постоянно засыпает снегом, так что солнечное излучение достигает её не так уж часто. Если, конечно, владелец не дежурит постоянно на крыше с веником или щеткой.

2. Холодный морозный воздух отбирает почти все тепло, накапливаемое коллектором.

3. Часто упоминают и всесезонный поражающий фактор – град, который может разнести гелиоустановку вдребезги.

Чтобы понять, насколько справедливы эти доводы, рассмотрим устройство различных видов солнечных коллекторов.

Устройство и область применения в быту.

На сегодняшний день наибольшее распространение нашли плоские и вакуумные солнечные коллекторы.

Плоские солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

Абсорбер связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрной краской либо специальным селективным покрытием (обычно чёрный никель или напыление оксида титана) для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурат). Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметикой.

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть теплоноситель до 190—210°C. Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре, эффективность которого может составлять около 95%. Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности, поскольку применение меди против алюминия даёт выигрыш 4 % (хотя теплопроводность алюминия вдвое меньше, что означает значительное превышение «запаса мощности» по теплопередаче), что незначительно в сравнении с ценой). Также высокая эффективность достигается увеличением площади контакта трубки и медного листа: у формованного листа и паянного соединение она максимальна, у соединения ультразвуковой сваркой — меньше. Используется также алюминиевый экран.

Вакуумные солнечные коллекторы.

Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума.

Фактически солнечная вакуумная труба имеет устройство, схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие, улавливающее солнечную энергию. Между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка даёт возможность сохранить около 95 % улавливаемой тепловой энергии.

Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение медные тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При воздействии на коллектор солнечным светом жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь, превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору.

Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности.

Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.

Видео сравнение работы плоского и вакуумного коллектора зимой

В быту гелиоустановки применяются для приготовления горячей воды, в том числе для бань, подогрева бассейна либо в качестве дополнительного источника тепла для системы отопления.

В промышленности сфера применения таких систем является более широкой: на их основе сооружают опреснители воды, парогенераторы (пар приводит в движение различные машины) и даже электростанции.

Эффективность зимой

Эффективно ли отопление дома солнечными коллекторами зимой? Ну что же, теперь посмотрим, как различные виды солнечных коллекторов работают в условиях зимы. Напомним, что противники внедрения таких установок выдвигают следующие аргументы:

Засыпание панели снегом: данная проблема актуальна только для плоско-пластинчатых коллекторов. На трубках вакуумных установок, как показала практика, снег задерживается только в тех редких случаях, когда в силу особых погодных условий на их поверхности образуется изморозь. Если же во время снегопада дует хотя бы слабый ветер (от 3 м/с), панель точно останется чистой.

Из-за того, что коллектор окружен холодным воздухом, все тепло с коллектора улетучивается: этот аргумент опять же справедлив только в отношении плоско-пластинчатых коллекторов. Действительно, зимой производительность такой установки в сравнении с летней уменьшается пятикратно. В более совершенных вакуумных моделях прослойка вакуума позволяет сберечь до 95% усвоенного тепла. Самые современные модели даже в сильный мороз способны довести воду до кипения.

Коллектор легко может быть поврежден градом: в заводских условиях коллекторы изготавливаются из высокопрочных материалов. Посмотрите видеоролик, снятый во время испытаний вакуумной трубки на ударную прочность.

Видео. Испытание солнечного коллектора на прочность.

Трубка выполнена из чрезвычайно крепкого боросиликатного стекла которое выдерживает удары града который падает со скоростью 18 м/с и имеет 35 мм диаметре.

  Как видно, солнечные коллекторы зимой вполне работоспособны. Хотя, конечно, производительность их в сравнении с летним периодом ощутимо снижается.  

Плюсы и минусы гелиосистемы

 Им присущ более высокий КПД по сравнению с фотоэлектрическими элементами и ветрогенераторами.

 Усваиваемая с их помощью энергия является абсолютно бесплатной.

 Работа солнечного коллектора полностью безвредна для экологии: используемый ресурс – солнечное тепло — является неисчерпаемым и усваивается напрямую, без сжигания чего-либо и загрязнения окружающей среды.

 Теперь укажем слабые места гелиоустановок:

• Коллекторы стоят пока сравнительно дорого

• Из-за переменчивости погодных условий производительность коллектора не стабильна.

• Систему приходится оснащать довольно вместительным баком-накопителем с хорошей теплоизоляцией.

Отзыв владельца о работе солнечного коллектора зимой.

Видео о работе солнечной сплит-системы SH-200-24 торговой марки «АНДИ Групп»

Предлагаем Вашему вниманию всесезонные солнечные коллекторы торговой марки АНДИ Групп

Солнечная сплит-система ЭЛИТ

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 200 до 1000л)

 

Солнечная сплит-система СТАНДАРТ

Система на основе вакумного солнечного коллектора: (объём бака от 100 до 500л)

 

Солнечный вакуумный коллектор ПАНЕЛЬ

Количество трубок в коллекторе: 12,15,18,20,24,30 (в зависимости о модели)

 

Солнечный коллектор УНИВЕРСАЛ

Количество трубок в коллекторе: 15,20,24,30 (в зависимости о модели)

   Остались вопросы? Напишите нам!

Солнечные коллекторы. Часто задаваемые вопросы.

 

1. Могут ли солнечные водонагреватели являться конкурентоспособной альтернативой газа или электричества?

Солнечная энергия не должна рассматриваться в качестве альтернативы газа или электричества, скорее в качестве дополнения к ним. Она не может полностью заменить потребность в газе или электрическом отоплении, поскольку есть дни с недостаточным уровнем солнечного освещения. Правильный расчёт системы, солнечного нагрева воды, может обеспечить 60% -70% от потребности горячей воды.

Можно точно утверждать что, гелиосистема будет выгодна в том случае, если на объекте отсутствует газ или нагрев воды происходит за счет электричества.

 

2. В течение какого срока солнечный коллектор сможет окупить мои инвестиции?

Для семи из 3-5 человек, стоимость гелиосистемы будет схожа со стоимостью газовой или электрической системой нагрева воды. Сроки окупаемости напрямую зависят от того, в каком колличестве будет потребляться вода, нагретая солнечным коллектором и размера системы.

Эсли на объекте нагрев воды осуществляется за счет электричества, то срок окупаемости будет от 1 года до 2 лет, причем необходимо учитывать, что и работоспособность электрокотлов, электробойлеров и другого отопительного оборудование имеет не такой уж большой срок службы, в отличие от гелиосистемы, которая может проработать не менее 20-25 лет без замены главных и дорогостоящих частей системы. Работая совместно с действующей системой нагрева воды, солнечные коллектора могут экономить до 75% топлива или электроэнергии в осенне-весенний период.

 

3. Могут ли солнечные коллекторы быть использованы в холодных условиях?

Да. Наши вакуумные трубчатые коллекторы могут использоваться при очень низких температурах, в солнечных системах водонагрева, установленных в регионах России, температура в которых достигает -45°C. Удивительно, но даже при этих температурах система может производить горячую воду с хорошей эффективностью за счет вакуума в трубках коллекторов, который является идеальным теплоизолятором. В яркий солнечный день, эффективность коллектора будет примерно одинаковой как в зимний период времени, так и в летний.

 

 

4. Что произойдет, если целостность одной из вакуумных трубок нарушится?

Вакуумные трубки достаточно прочные, и их нелегко разбить, но если это всё-таки произошло, это с лёгкостью решается заменой вакуумной трубки на новую. Хотя наши солнечные коллекторы обладают способностью работать с некоторым количеством повреждённых трубок, рекомендуется повреждённые трубки немедленно заменить, чтобы удерживать эффективность солнечного коллектора на должном уровне. Запасные трубки Вы всегда можете приобрести в нашем магазине.

 

5. Будет ли вода нагреваться в пасмурный день?

Да. Несмотря на то, что тепловая мощность солнечного коллектора снижается в пасмурные дни, поглощаемой энергии хватает для нагрева воды. Если это, по большей степени, туманный день или дождь, то может потребоваться больше ресурсов газового или электрического нагрева, чтобы сохранить температуру воды оптимальной для использования. Солнечная система нагрева воды является автоматизированной, так что вам не придется беспокоиться о нехватке горячей воды в дождливый день.

За своевременным включением котлов, ТЭНов и др нагревательных приборов следит контроллер гелиосистемы.

 

6. Могу ли я использовать солнечный коллектор с системой горячего водоснабжения, которая у меня уже есть?

ДА. Клапаны попросту модернизированы, и они зачастую могут быть использованы, чтобы позволить солнечной энергии подключаться к существующей подаче холодной воды. Если ваш бак не может принять солнечную энергию напрямую, вы можете установить дополнительный накопительный бак для предварительного нагрева холодной воды перед входом в уже существующий. Любая действующая система отопления и водоснабжения может быть доработана гелиосистемой без глобальной реконструкции котельной. Действующая котельная прекрасно будет работать совместно с гелиосистемой, причем экономия топлива и электроэнергии традиционной котельной будет значительной.

 

 

7. Могут ли солнечные коллекторы быть установлены на плоской поверхности?

Да. Они могут быть установлены на плоской крыше или на земле с помощью алюминиевых опорных подставок. Для оптимальной работы солнечного коллектора, его следует установить под углом 45 градусов, чтобы гарантировать оптимальную работу тепловых трубок.

 

8. Как я могу защитить свою солнечную систему при минусовых температурах?

Если ваша солнечная система нагрева воды работает в регионах с минусовыми температурами, то Вам следует принять меры по защите от замерзания. Самым простым способом предотвращения замерзания является использование солнечного контроллера с настройками низких температур. Таким образом, когда температура падает ниже определенной заранее установленной температуры (5°C), насос будет циркулировать и нагревать коллектор водой снизу из резервуара. Насос будет работать сессионно, частота сессий которого зависит от температуры наружного воздуха. В особо холодных регионах целесообразно использовать замкнутый контур с помощью пропиленгликоля, температура замерзания которого ниже 30 градусов.

 

9. Может ли солнечный коллектор стать причиной возникновения пожара во время жаркой и засушливой погоды?

Нет. Все компоненты наших тепловых солнечных коллекторов рассчитаны на воздействие высоких температур и не воспламеняются, так что даже при сильном солнечном свете система нагрева воды не загорится и не подожжёт сухой материал. Даже самым жарким летом к вакуумным трубкам можно прикоснуться и не обжечься, т. к. вся температура находится в самой трубке, за вакуумом.

 

 

10. Может ли солнечный коллектор нагревать воду до достаточно высокой температуры?

Да, в хорошую погоду коллектор может довести воду до кипения. Как правило, это не является необходимым, поэтому система должна быть разработана грамотно. Нелогично доводить воду до кипения в домашних условиях солнечным коллектором, т. к. из за температуры близкой к кипению может произойти деформация пластиковых и резиновых уплотнителей в системе, тем самым увеличивается риск протечек. Если горячая вода не используется в течение одного дня, то на следующий день система будет сбрасывать воду через предохранительный клапан. Это пустая трата энергии и воды! Пожалуйста, используйте разумно энергию, получаемую солнечным водонагревателем, для обеспечения оптимальной производительности и минимального расхода воды.

 

11. Что требуется для обслуживания солнечного коллектора?

При нормальных обстоятельствах обслуживание не требуется. Хотя солнечные коллекторы могут работать с несколькими сломанными трубами, тепловая эффективность будет снижена незначительно. Но разбитые трубки всё же следует заменить как можно скорее.

 

12. Могут ли солнечные коллекторы быть использованы для крупномасштабного производства горячей воды?

Да. Наши солнечные тепловые коллекторы могут быть соединены последовательно или параллельно, чтобы обеспечить крупномасштабное производство горячей воды для нужд коммерческих и муниципальных организаций, таких как школы, гостиницы или офисные здания.

 

 

13. Могу ли я нагреть воду в своём бассейне или спа, используя солнечный коллектор?

Да. Вакуумные трубчатые коллекторы могут быть использованы для нагрева спа или жилого плавательного бассейна. Для любого бассейна, который необходимо нагреть, должен быть использован изолирующий защитный слой, чтобы свести к минимуму потери тепла и испарение.

 

 

14. Вакуумные трубчатые коллекторы более эффективные, чем плоские?

 

Существует небольшая разница между вакуумным трубчатым коллектором и плоским коллектором при сравнении максимальной эффективности. На самом деле, эффективность плоской пластины коллектора может быть выше трубки вакуумного коллектора, но при условиях с минимальными потерями тепла. При средних же показателях за год, вакуумный трубчатый коллектор имеет явные преимущества. Ключевыми являются следующие моменты:

 

1) Солнечные вакуумные трубки могут пассивно отслеживать положение солнца в течение дня из-за цилиндрической формы трубок. Пластина плоского солнечного коллектора обеспечивает выходной импульсной энергии в полдень, когда солнце находится в зените

2) Вакуум в трубках значительно снижает потери конвективного тепла из внутренней части трубки. Таким образом, ветра и низкие температуры оказывают намного меньшее влияние на эффективность вакуумного коллектора.

3) Вакуумные трубки прочны и долговечны, так как сделаны из сверхпрочного боросиликатного стекла. По отдельности трубки стоят недорого и сломанную легко заменить.

4) Из-за различных преимуществ вакуумной трубки коллектора над плоской пластиной коллектора, понадобится меньшее количество коллекторов, чтобы обеспечить такую же производительность нагрева. Например, в семье из 4-5 человек, как правило, потребуется резервуар с 250-300 литров воды. В зависимости от вашего местоположения, летом все 30 вакуумных трубок коллектора будут обязаны предоставлять все потребности в горячей воде и большой процент в другие сезоны.

5) Плоские солнечные коллекторы могут производить подобный выход тепла в вакуумных трубчатых коллекторах, но, как правило, исключительно в солнечных условиях. При среднем в течение всего года, тепловая мощность вакуумной трубки коллектора на квадратный метр на 25%-40% больше, чем плоской пластины коллектора.

 

Солнечный коллектор — Что такое Солнечный коллектор?

Солнечный коллектор – гелиоустановка (для сбора тепловой энергии Солнца), способная нагревать материал-теплоноситель.

Солнечный коллектор — гелиоустановка (для сбора тепловой энергии Солнца), способная нагревать материал-теплоноситель.

Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд.
Пищевая и текстильная промышленности больше остальных отраслей нуждаются в использовании солнечных коллекторов (при производственных процессах требуется вода с температурой 30-90 °C).

В Европе в 2000 г. общая площадь солнечных коллекторов составляла 14,89 млн м², а во всём мире — 71,341 млн м².

Солнечные коллекторы способны производить электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов или двигателя Стирлинга.

Известны 2 основных типа солнечных коллекторов:

Плоские

Плоский коллектор состоит из абсорбера, поглощающего солнечное излучение, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

В плоском коллекторе работает следующий механизм: падающая энергия передается теплоносителю в коллекторе, эффективность коллектора пропорциональна количеству падающей энергии.

При отсутствии расхода тепла плоские коллекторы способны нагреть воду до 190-200 °C.

Вакуумные

В вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль теплопроводников.

При облучении установки солнечным светом, жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагревается и превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки, где, конденсируясь, передают тепло коллектору.

В вакуумных установках возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250-300 °C в режиме ограничения отбора тепла.

Известен также отдельный тип солнечных коллекторов: Солнечные воздушные коллекторы.

Солнечные воздушные коллекторы — это приборы, работающие по принципу гелиоэнергетики, способные нагревать воздух.

Чаще всего солнечные воздушные коллекторы представлены простыми плоскими коллекторными конструкциями.

Они используются:

• для отопления помещений,

• для просушивания с/х продукции.

Солнечные коллекторы Buderus Logasol

Классификация солнечных коллекторов

Все солнечные коллекторы условно делятся на плоские, или плоскопанельные, и вакуумные.

Плоскопанельные солнечные коллекторы представляют собой абсорбер, элемент, поглощающий солнечную радиацию и связанный с теплопроводной системой. С внешней стороны элемент закрыт слоем прозрачного материала, прозрачного покрытия. Чаще всего это покрытие выполняется из специального закаленного стекла, в котором максимально снижено содержание металлов. Обратная сторона, для уменьшения теплопотерь закрыта теплоизолятором. Если тепло не передается на внешние потребители, то такой плоский коллектор в состоянии нагревать промежуточный теплоноситель до ста сорока градусов. В настоящее время разрабатываются и применяются специальные оптические оболочки. Поскольку из всех используемых материалов наиболее высокая теплопроводность у меди, то она стала основным сырьем для производства абсорбера.

У солнечных вакуумных коллекторов главная часть – это специальная вакуумная трубка, покрытая чернением, для нагревания, в которой находится вода или антифриз. Вся конструкция сделана по принципу устройства термоса. Вокруг полости заполненной жидкостью для уменьшения непродуктивных потерь тепла создается своеобразная вакуумная камера. Применение систем, построенных на вакуумных солнечных коллекторах, в большинстве российских регионах могут обеспечить население третью энергии, необходимой для теплоснабжения осенью или весной. И процентов на 60 удовлетворить потребность в горячей воде.

С целью повышения эффективности приборов, внутренние вакуумные трубки делаются граненой формы или в форме буквы «U». Внешняя оболочка трубок изготавливается из специального стекла, имеющего повышенную прочность и длительное время не теряющего своих оптических свойств. Но даже при использовании специального стекла, широко распространены случаи повреждения вакуумных трубок. Данный недостаток объясняет значительную привлекательность плоских солнечных коллекторов.
Последнее время распространяются солнечные тепловые коллекторы, оснащенные тепловыми трубками, такими, какие используются в системе охлаждения дорогих компьютеров. Внутри такой трубки находится жидкость, имеющая пониженную точку кипения, к примеру, аммиак. Один конец трубки вставлен в теплообменный бак. Нагреваясь от солнечного излучения, жидкость закипает, пар, поднявшись вверх, передает тепло воде. Солнечные коллекторы с подобными трубками намного эффективней любых других. Помимо повышенного КПД, он еще чрезвычайно устойчив к механическим воздействиям.

Солнечные коллекторы будут обладать максимальной эффективностью, если угол падения солнечных лучей равен 90 градусам. Это хорошо известно всем из школьного курса физики. Но в течение дня солнце описывает над нами дугу, а в разное время года еще и поднимается на различную высоту. Поэтому идеальным был бы вариант, когда солнцепринимающее устройство поворачивалось бы вслед за перемещающимся светилом, поддерживая постоянно прямой угол по отношению к падающим лучам. Технически это вполне осуществимо и при различных экспериментах такие системы изготавливаются. Но тогда цена солнечного коллектора будет зависить от стоимости следящей конструкции, которая может превышать стоимость всего вашего дома и окупится она очень не скоро.

Обычно солнечные коллекторы устанавливаются неподвижно, а угол наклона выбирают в зависимости от основного назначения устройства. При установке коллектор стараются ориентировать в сторону юга, но обязательно ориентируясь на рельеф местности. Рекомендуется отклоняться от ориентации на юг не более чем на тридцать градусов, тогда и тепло будет вырабатываться в пределах нормы. В северных районах может представить интерес вариант установки под углом близким к вертикали, когда приемник будет больше использовать лучи отраженные от поверхности снежного наста.

виды, принцип работы, устройство системы

Тепловые насосы черпают энергию из грунта, воды или воздуха, согретых солнцем. Котлы используют тепло, высвобождающееся при сгорании топлива, которое в конечном итоге тоже является продуктом преобразования солнечной энергии в ходе длительной эволюции Земли. Гелиоколлекторы в некотором смысле уникальны: они получают энергию непосредственно от солнца.

Чтобы завтра иметь возможность абсолютно бесплатно нагревать воду для ГВС или отапливать свой дом, сегодня придется все-таки потратиться на приобретение солнечных коллекторов. С учетом немалой стоимости подобного оборудования очень важно не допустить ошибку при выборе. А значит, следует заранее получить хотя бы общие представления о специфике гелиоколлекторов и нюансах их работы.

Специфика использования солнечных коллекторов

Главной особенностью гелиоколлекторов, отличающей их от теплогенераторов других типов, является цикличность их работы. Нет солнца – нет и тепловой энергии. Как следствие, в ночное время подобные установки пассивны.

Среднесуточная выработка тепла напрямую зависит от продолжительности светового дня. Последняя же определяется, во-первых, географической широтой местности, и во-вторых, временем года. В летний период, на который в северном полушарии приходится пик инсоляции, коллектор будет работать с максимальной отдачей. Зимою же его продуктивность падает, достигая минимума в декабре-январе.

В зимний период эффективность гелиоколлекторов снижается не только из-за уменьшения продолжительности светового дня, но и из-за изменения угла падения солнечных лучей. Колебания производительности солнечного коллектора в течение года следует учитывать при расчетах его вклада в систему теплоснабжения.

Еще один фактор, который может повлиять на продуктивность солнечного коллектора, – климатические особенности региона. На территории нашей страны есть немало мест, где 200 и более дней в году солнце скрыто за толстым слоем туч или за пеленой тумана. В пасмурную погоду производительность гелиоколлектора не падает до нуля, поскольку он способен улавливать рассеянные солнечные лучи, но существенно снижается.

Принцип работы и виды солнечных коллекторов

Настала пора сказать несколько слов об устройстве и принципе работы солнечного коллектора. Основным элементом его конструкции является адсорбер, представляющий собой медную пластину с приваренной к ней трубой. Поглощая тепло падающих на нее солнечных лучей, пластина (а вместе с ней и труба) быстро нагревается. Это тепло передается циркулирующему по трубе жидкому теплоносителю, а тот в свою очередь транспортирует его далее по системе.

Способность физического тела поглощать или отражать солнечные лучи зависит, прежде всего, от характера его поверхности. Например, зеркальная поверхность отлично отражает свет и тепло, а вот черная, напротив, поглощает. Именно поэтому на медную пластину адсорбера наносится черное покрытие (простейший вариант – черная краска).

Принцип работы солнечного коллектора

1. Солнечный коллектор.
2. Буферный бак.
3. Горячая вода.

4. Холодная вода.
5. Котроллер.
6. Теплообменник.

7. Помпа.
8. Горячий поток.
9. Холодный поток.

Увеличить количество получаемого от солнца тепла можно и путем правильного подбора стекла, прикрывающего адсорбер. Обычное стекло недостаточно прозрачно. Кроме того, оно бликует, отражая часть падающего на него солнечного света. В гелиоколлекторах, как правило, стараются использовать специальное стекло с пониженным содержанием железа, что повышает его прозрачность. Для снижения доли отраженного поверхностью света на стекло наносят антибликовое покрытие. А чтобы внутрь коллектора не попадали пыль и влага, которые тоже снижают пропускную способность стекла, корпус делают герметичным, а иногда даже заполняют инертным газом.

Несмотря на все эти ухищрения, КПД солнечных коллекторов все же далек от 100%, что связано с несовершенством их конструкции. Часть полученного тепла нагретая пластина адсорбера излучает в окружающую среду, нагревая контактирующий с ней воздух. Чтобы свести к минимуму теплопотери, адсорбер необходимо изолировать. Поиск эффективного способа теплоизоляции адсорбера привел инженеров к созданию нескольких разновидностей солнечных коллекторов, самыми распространенными из которых являются плоские и трубчатые вакуумные.

Плоские солнечные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы.

Конструкция плоского солнечного коллектора предельно проста: это металлический короб, покрытый сверху стеклом. Для теплоизоляции дна и стенок корпуса, как правило, используется минеральная вата. Вариант этот далеко не идеален, поскольку не исключен перенос тепла от адсорбера к стеклу посредством воздуха, находящегося внутри короба. При большой разнице температур внутри коллектора и снаружи потери тепла бывают довольно существенными. В результате плоский гелиоколлектор, прекрасно функционирующий весной и летом, зимой становится крайне неэффективным.

Устройство плоского солнечного коллектора

1. Впускной патрубок.
2. Защитное стекло.

3. Абсорбционный слой.
4. Алюминиевая рама.

5. Медные трубки.
6. Теплоизолятор.
7. Выпускной патрубок.

Трубчатые вакуумные солнечные коллекторы

Трубчатые вакуумные солнечные коллекторы.

Вакуумный солнечный коллектор представляет собой панель, состоящую из большого количества сравнительно тонких стеклянных трубок. Внутри каждой из них расположен адсорбер. Чтобы исключить перенос тепла газом (воздухом), трубки вакуумированы. Именно благодаря отсутствию газа вблизи адсорберов, вакуумные коллекторы отличаются низкими теплопотерями даже в морозную погоду.

Устройство вакуумного коллектора

1. Теплоизоляция.
2. Корпус теплообменника.
3. Теплообменник (коллектор)

4. Герметичная пробка.
5. Вакуумная трубка.
6. Конденсатор.

7. Поглощающая пластина.
8. Тепловая трубка с рабочей жидкостью.

Области применения солнечных коллекторов

Главное назначение солнечных коллекторов, как и любых других теплогенераторов, – отопление зданий и подготовка воды для системы горячего водоснабжения. Осталось выяснить, какой именно тип гелиоколлекторов лучше подходит для выполнения той или иной функции.

Плоские солнечные коллекторы, как мы выяснили, отличаются хорошей производительностью в весенне-летний период, но малоэффективны зимой. Из этого следует, что использовать их для отопления, потребность в котором появляется именно с наступлением холодов, нецелесообразно. Это, однако, не означает, что для данного оборудования вовсе не найдется дела.

У плоских коллекторов есть одно неоспоримое преимущество – они существенно дешевле вакуумных моделей, поэтому в тех случаях, когда планируется использовать солнечную энергию исключительно летом, имеет смысл приобретать именно их. Плоские гелиоколлекторы прекрасно справляются с задачей подготовки воды для ГВС в летний период. Еще чаще их используют для подогрева до комфортной температуры воды в открытых бассейнах.

Трубчатые вакуумные коллекторы более универсальны. С приходом зимних холодов их производительность снижается не столь существенно, как в случае плоских моделей, а значит, они могут использоваться круглогодично. Это дает возможность задействовать подобные гелиоколлекторы не только для горячего водоснабжения, но и в системе отопления.

Сравнение плоских и вакуумных солнечных коллекторов.

Расположение солнечных коллекторов

Эффективность гелиоколлектора напрямую зависит от количества солнечного света, попадающего на адсорбер. Из этого следует, что коллектор должен располагаться на открытом пространстве, куда никогда (или, по крайней мере, максимально долго) не падает тень от соседних зданий, деревьев, расположенных вблизи гор и т. д.

Большое значение имеет не только расположение коллектора, но и его ориентация. Самой «солнечной» стороной в нашем северном полушарии является южная, а значит, в идеале «зеркала» коллектора должны быть развернуты строго на юг. Если технически сделать этого невозможно, то следует выбрать направление, максимально приближенное к южному, – юго-запад или юго-восток.

Не следует выпускать из внимания и такой параметр, как угол наклона гелиоколлектора. Величина угла зависит от отклонения положения Солнца от зенита, которое в свою очередь определяется географической широтой той местности, в которой будет эксплуатироваться оборудование. Если угол наклона будет выставлен неправильно, то существенно возрастут оптические потери энергии, поскольку значительная часть солнечного света будет отражаться от стекла коллектора и, следовательно, не достигнет абсорбера.

Как подобрать солнечный коллектор нужной мощности

Если вы хотите, чтобы отопительная система вашего дома справлялась с задачей поддержания в помещениях комфортной температуры, а из кранов текла горячая, а не еле теплая вода, и при этом планируете использовать в качестве генератора тепла солнечный коллектор, нужно заранее вычислить необходимую мощность оборудования.

При этом потребуется учесть довольно большое количество параметров, в том числе назначение коллектора (ГВС, отопление или их комбинация), потребности объекта в тепле (суммарная площадь обогреваемых помещений или средний суточный расход горячей воды), климатические особенности региона, особенности установки коллектора.

В принципе, произвести подобные расчеты не так уж и сложно. Производительность каждой модели известна, а значит, вы без труда оцените количество коллекторов, необходимое для обеспечения дома теплом. Компании, занимающиеся выпуском солнечных коллекторов, обладают информацией (и могут предоставить ее потребителю) об изменении мощности оборудования в зависимости от географической широты местности, угла наклона «зеркал», отклонения их ориентации от южного направления и т. д., что позволяет внести необходимые поправки при расчете производительности коллектора.

При подборе необходимой мощности коллектора очень важно достичь баланса между нехваткой и избытком генерируемого тепла. Специалисты рекомендуют ориентироваться на максимально возможную мощность коллектора, т. е. использовать в расчетах показатель для самого продуктивного летнего сезона. Это идет в разрез с желанием среднестатистического пользователя взять оборудование с запасом (т. е. посчитать по мощности самого холодного месяца), чтобы тепла от коллектора хватала и в менее солнечные осенние и зимние дни.

Однако если вы пойдете по пути выбора солнечного коллектора повышенной мощности, то на пике его производительности, т. е. в теплую солнечную погоду, вы столкнетесь с серьезной проблемой: тепла будет производиться больше, чем потребляться, а это грозит перегревом контура и прочими малоприятными последствиями. Существует два варианта решения этой задачи: либо устанавливать маломощный солнечный коллектор и в зимний период параллельно подключать резервные источники тепла, либо приобрести модель с большим запасом по мощности и предусмотреть при этом пути сброса избыточного тепла в весенне-летний сезон.

Стагнация системы

Поговорим чуть подробнее о проблемах, связанных с переизбытком генерируемого тепла. Итак, предположим, что вы установили достаточно мощный гелиоколлектор, способный полностью обеспечить теплом отопительную систему вашего дома. Но наступило лето, и потребность в отоплении отпала. Если у электрического котла можно отключить электропитание, у газового – перекрыть подачу топлива, то над солнцем мы не властны – «выключить» его, когда стало слишком жарко, нам не под силу.

Стагнация системы – одна из главных потенциальных проблем солнечных коллекторов. Если из контура коллектора забирается недостаточно тепла, происходит перегрев теплоносителя. В определенный момент последний может закипеть, что приведет к прекращению его циркуляции по контуру. Когда теплоноситель остынет и конденсируется, работа системы возобновится. Однако далеко не все виды теплоносителей спокойно переносят переход из жидкого состояния в газообразное и обратно. Некоторые в результате перегрева приобретают желеобразную консистенцию, что делает невозможной дальнейшую эксплуатацию контура.

Избежать стагнации поможет лишь стабильный отвод производимого коллектором тепла. Если расчет мощности оборудования сделан правильно, вероятность возникновения проблем практически нулевая.

Однако даже в этом случае не исключено возникновение форс-мажорных обстоятельств, поэтому следует заранее предусмотреть способы защиты от перегрева:

1. Установка резервной емкости для накопления горячей воды. Если вода в основном баке системы горячего водоснабжения достигла установленного максимума, а гелиоколлектор продолжает поставлять тепло, автоматически произойдет переключение, и вода начнет греться уже в резервной емкости. Созданный запас теплой воды можно будет использовать для бытовых нужд позже, в пасмурную погоду.

2. Подогрев воды в бассейне. У владельцев домов с бассейном (не важно, крытым или размещенным под открытым небом) имеется прекрасная возможность отводить излишки тепловой энергии. Объем бассейна несравнимо больше объема любого бытового накопителя, из чего следует, что вода в нем не нагреется так сильно, что уже не сможет поглощать тепло.

3. Слив горячей воды. При отсутствии возможности тратить избыток тепла с пользой можно попросту сливать небольшими порциями нагретую воду из накопительного резервуара для ГВС в канализацию. Поступающая при этом в емкость холодная вода будет понижать температуру всего объема, что позволит продолжать отводить тепло от контура.

4. Внешний теплообменник с вентилятором. Если гелиоколлектор обладает большой производительностью, избыток тепла может быть тоже очень велик. В этом случае система оборудуется дополнительным контуром, заполненным хладагентом. Этот дополнительный контур сопряжен с системой посредством теплообменника, оснащенного вентилятором и монтируемого за пределами здания. При возникновении риска перегрева избыточное тепло поступает в дополнительный контур и через теплообменник «выбрасывается» в воздух.

5. Сброс тепла в грунт. Если помимо солнечного коллектора в доме имеется грунтовый тепловой насос, избыток тепла можно направить в скважину. При этом вы решаете сразу две задачи: с одной стороны, защищаете контур коллектора от перегрева, с другой – восстанавливаете истощенный за зиму запас тепла в грунте.

6. Изоляция гелиоколлектора от прямых солнечных лучей. Этот способ с технической точки зрения один из самых простых. Конечно, забираться на крышу и занавешивать коллектор вручную не стоит – это тяжело и небезопасно. Гораздо рациональнее установить дистанционно управляемый заслон, наподобие рольставень. Можно даже подключить блок управления заслоном к контроллеру – при опасном повышении температуры в контуре коллектор будет закрываться автоматически.

7. Слив теплоносителя. Этот способ можно считать кардинальным, но в то же время он довольно прост. При возникновении риска перегрева теплоноситель посредством насоса сливается в специальную емкость, интегрированную в контур системы. Когда условия вновь станут благоприятными, насос вернет теплоноситель в контур, и работа коллектора будет восстановлена.

Другие компоненты системы

Недостаточно просто собрать излучаемое солнцем тепло. Нужно его еще транспортировать, накопить, передать потребителям, нужно контролировать все эти процессы и т. д. А это означает, что помимо расположенных на крыше коллеторов система содержит множество других компонентов, может быть менее заметных, но при этом не менее важных. Остановим ваше внимание лишь на некоторых из них.

Теплоноситель

Функцию теплоносителя в контуре коллектора может выполнять либо вода, либо незамерзающая жидкость.

Вода имеет ряд недостатков, накладывающих определенные ограничения на использование ее в качестве теплоносителя в гелиоколлекторах:

• Во-первых, при отрицательных температурах она застывает. Чтобы замерзший теплоноситель не разорвал трубы контура, с приближением холодов его придется сливать, а значит, зимой вы не получите от коллектора даже небольших количеств тепловой энергии.
• Во-вторых, не слишком высокая температура кипения воды может стать причиной частых стагнаций в летний период.

Незамерзающая жидкость в отличие от воды обладает значительно более низкой температурой замерзания и несравнимо более высокой температурой кипения, что повышает удобство использования ее в качестве теплоносителя. Однако при высоких температурах «незамерзайка» может претерпеть необратимые изменения, поэтому ее следует оберегать от чрезмерного перегрева.

Насос адаптированный для гелиосистем

Для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя по контуру коллектора необходим насос, адаптированный для гелиосистем.

Теплообменник для ГВС

Перенос тепла от контура гелиоколлектора к воде, используемой в ГВС, или к теплоносителю системы отопления осуществляется посредством теплообменника. Как правило, для накопления горячей воды используют резервуар большого объема с уже встроенным теплообменником. Рационально использовать баки с двумя и более теплообменниками: это позволит забирать тепло не только у солнечного коллектора, но и у других источников (газовый или электрический котел, тепловой насос и т. д.).

Автоматика

Такой сложной системе не обойтись без автоматики, осуществляющий контроль и управление процессом. Контроллер позволяет автоматизировать работу коллектора: он осуществляет анализ температуры в контуре и накопительном резервуаре, управляет насосом и клапанами, ответственными за движение теплоносителя по контуру. При перегреве теплоносителя в контуре и воды в баке контроллер отдаст команду на сброс тепла в альтернативный теплоприемник – дополнительный резервуар с водой или уличный воздушный теплообменник.

Если в конце светового дня температура воды в накопительной емкости превысит температуру теплоносителя в контуре коллектора, автоматика остановит циркуляцию теплоносителя по контуру, чтобы накопленное тепло не выбрасывалось в атмосферу через сам коллектор. Современные контроллеры дают возможность удаленно следить за работой системы и при необходимости вносить корректировки.

Сегодня не составит труда найти на рынке гелиоколлектор и любой из компонентов, необходимых для его работы. Вполне реально собрать систему из купленных по отдельности элементов. Однако производители предлагают уже готовые комплекты, которые включают в себя коллектор, насосы, накопительные резервуары, управляющую автоматику и т. д. Приобретение такого комплекта – это не только экономия вашего времени, но и гарантия работоспособности системы.

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Солнечные коллекторы. Какие они бывают?

Классический солнечный коллектор представляет собой металлические пластины черного цвета, установленные на крыше дома. Цвет и положение коллектора предполагает максимальное поглощение и накапливание солнечной энергии. Эти металлические пластины помещаются в корпус, изготовленный из стекла или пластмассы. Наклон к южной стороне, при установке позволит увеличить количество поглощаемой радиации. Проще говоря, солнечный коллектор – это миниатюрная теплица, которая накапливает солнечную энергию под стеклянной панелью. Солнечная радиация распределяется по поверхности равномерно, по этому, чем больше площадь коллектора, тем больше энергии будет поглощено.

На сегодняшний день солнечная энергетика развита достаточно обширно, это дает возможность устанавливать солнечные панели различных комплектаций и размеров. Этот аспект позволяет солнечным коллекторам обеспечивать хозяйственные нужды человека, такие как отопление и снабжение горячей водой.

К примеру, существует несколько отдельных видов солнечных коллекторов, которые различаются, в зависимости от температуры, до которой они способны достигать:

• Коллекторы низких температур. Такие коллекторы дают достаточно низкие температуры – не выше 50 С. Такие коллекторы, широко применяются для подогрева воды в бассейнах, и в других случаях, когда не требуется слишком высокая температура воды.
• Коллекторы средних температур. Такой тип коллекторов способен нагревать воду от 50 до 80 С. Зачастую, такой коллектор представляет собой плоскую остекленную пластину, в которой с помощью жидкости происходит теплопередача или же это коллекторы-концентраторы. В последних тепло концентрируется и может использоваться для нагрева воды в жилых секторах.Представлен коллектор-концентратор, в большинстве случаев, вакуумированным трубчатым коллектором
• Коллектор высоких температур. Зачастую имеют форму параболических тарелок. Такое устройство, в большинстве случаев используется большими предприятиями, которые генерируют электричество и распределяют его для городских электросетей

Интегрированный коллектор

Накопительный интегрированный коллектор

На данный момент одним из самых простых видов солнечных коллектором является емкостной коллектор, который еще называются термосифонным коллектором. Такое название, данный генератор получил за счет того, что он одновременно может и аккумулировать тепло и хранить определенное, уже нагретое, количество воды. Такие коллекторы, зачастую используются для начального нагрева воды, которая впоследствии нагревается до необходимой температуры стандартными установками (газовыми, электрическими колонками и т.д.). Такой метод позволяет экономить на потреблении электричества, за счет того, что в бак котла поступает уже подогретая вода.

Рассмотрим основные плюсы такого вида коллекторов. Первое – это, конечно же, экономия на электричестве. Второе – это возможность использовать достаточно дешевую альтернативу солнечной водонагревательной системе. Третьим плюсом стоит отметить простоту использования коллектора – минимум технического обслуживания, за счет отсутствия в нем движущихся частей (насосов и прочего).

Такие коллекторы бывают также «Integrated Collector and Storage», или, проще говоря, интегрированными коллекторами-накопителями. Такой вид коллектора, зачастую представлен одним или несколькими баками, которые заполнены водой. Эти баки помещаются в теплоизоляционный ящик и накрываются стеклянной крышкой. Порою, в этот же ящик помещаются прибор-рефлектор, который позволяет увеличивать солнечное излучение. Принцип действия данного устройства достаточно прост – солнечный свет, проходя через стекло, нагревает воду. Такая простота функционирования обуславливает достаточно не большую цену самого устройства. Однако стоит помнить, что в холодное время года, воду стоит защищать от замерзания, или же сливать.

Плоские коллекторы

Такие коллекторы, пожалуй, самые популярные для использования в бытовых условиях, для нагрева воды и в отопительных системах. Внешне, такое устройство выглядит как обычный металлический ящик. Однако внутри него находиться черная платина, которая поглощает солнечный свет. Крышка у этого ящика должна быть в обязательном порядке, стеклянной или пластмассовой, дабы лучше пропускать солнечную энергию.

Остекление плоского солнечного коллектора может быть прозрачным или матовым. Зачастую, все же, отдается предпочтение матовому остеклению, поскольку такое стекло позволяет пропускать только свет. А также, содержание железа в стекле должно быть очень низким, что бы позволить пропускать большую часть поступающего света, в коллектор. Принцип действия заключается в том, что солнечный свет, попадая на пластину, тепловоспринимающую пластину, которая и вырабатывает тепло. Стекло служит теплоизоляцией, а для повышения КПД коллектора, его стенки прокладывают теплоизолятором. Такая конструкция, позволяет снизить тепловые потери до минимума.

Пластина абсорбента, или же пластина, поглощающая солнечный свет, зачастую окрашена в черный цвет, дабы увеличить количество поглощаемой солнечной энергии, ведь тот факт, то темные тела притягивают ее больше – ни для кого не секрет. Проходя через стекло, и попадая на поглощающую пластину, солнечная радиация превращается в тепловую энергию. Далее, чтобы продолжить процесс, полученное тепло передается тепловому носителю. Тепловым носителем может выступать воздух или жидкость, которые циркулируют в трубах. К сожалению, даже полностью черные поверхности, способны отражать около 10% солнечной радиации, падающей на нее. Дабы избежать этого, абсорбирующие пластины покрываются дополнительно специальным покрытием, которое призвано удерживать солнечный свет попадающие на пластину. Такое покрытие служит дольше обычной краски и позволяет повысить КПД коллектора. В состав такого селективного покрытия входит слой аморфного полупроводника, который наноситься на металлическое основание пластины.

Абсорбирующие пластины изготавливаются из металла, который наилучшим образом проводит тепло. Высокий уровень теплопроводности металла позволит уменьшить теплопотери при передаче переработанной энергии теплоносителю. К списку таких металлов можно причислить медь и алюминий. Разница между ними заключается в том, что медная пластина способна лучше проводить тепло, и более устойчива к коррозиям, в отличии от алюминиевой пластины.

Плоские солнечные коллекторы бывают жидкостными или воздушными. А в зависимости от наличия остекления, и тот и другой вид бывает как остекленным, так и не остекленным.

Жидкостные коллекторы

В солнечных коллекторах этого типа, теплоносителем выступает жидкость. Солнечная энергия, перерабатывается в поглощающей пластине в тепло, и передается жидкости, которая течет по трубам, прикрепленным к пластине. Эти трубы могут идти параллельно друг другу, но на каждой, в обязательном порядке должно быть входное и выходное отверстие. Существует возможность расположение труб в виде змеевика. Такое положение уменьшает количество соединительных отверстий, что, в свою очередь, снижает вероятность протекания. Таким образом, змеевидное расположение обеспечивает более равномерный поток жидкости-теплоносителя. Однако, могут возникать сложности при спуске жидкости перед похолоданием, поскольку в изгибах трубы может остаться жидкость.

Простые системы жидкостных солнечных коллекторов предполагают использование обычной воды, которая сразу же, нагреваясь в коллекторе, поступает пользователю. Такие модели называют «разомкнутыми» или «прямыми» системами. Однако применение таких коллекторов неудобно в регионах с низким температурным режимом. Поскольку, при снижении температуры ниже точки замерзания – необходимо сливать воду. В этот период систему использовать невозможно. Альтернативой является использование незамерзающих жидкостей вместо воды. Этот вид системы жидкостных солнечных коллекторов использует жидкие теплоноситель, который, поглощая тепло, направляется в теплообменник. Зачастую теплообменником является водяной бак, конструкция которого предполагает передачу тепла воде. Такую систему называют «замкнутой» или «непрямой».

Остекление жидкостных коллекторов позволяет нагревать воду для бытовых нужд, и для отопления дома, поскольку их КПД выше, чем у неостекленных аналогов. Неостекленные коллекторы, зачастую используют для нагрева воды в бассейнах. В последних приборах не требуется нагревать температуру до высоких температур. Это позволяет использовать менее дорогие материалы, такие как пластмасса и резина.

Воздушные коллекторы

Теплоносителем в воздушных коллекторах выступает воздух, а он не замерзает и не кипит, в отличие от воды. Этот факт позволяет избежать проблем, которым подвержены жидкостные коллекторы. К тому же, утечка в системе воздушных коллекторов приносит намного меньше трудностей, хотя, конечно же, обнаружить ее достаточно сложно. Стоит помнить, что перед материалами, используемыми в воздушных солнечных коллекторах, не стоят особо сложные эксплуатационные задачи. По этому, в воздушных системах возможно использование более дешевых материалов.

Конструкция воздушных коллекторов, представляет собой сочетание плоских коллекторов. Такой прибор используется в основном для просушки сельскохозяйственной продукции, или же для отопления помещений. Металлические панели и многослойные неметаллические экраны могут послужить поглощающими пластинами в конструкции воздушных коллекторов. Теплоноситель проходит через стенки поглотителя с помощью естественной конвекции, или с помощью специального вентилятора.

Теплопроводимость воздуха, на порядок хуже, чем проводимость тепла, жидкостью. По этому, поглотитель получает значительно меньше тепла от воздуха, чем от жидкости. Вентилятор, присоединенный к поглощающей пластине, позволяет увеличить поток воздуха, таким образом, улучшая теплоотдачу. Однако и в этой конструкции есть свои недостатки. Для работы вентиляторов, необходимо дополнительно использовать электроэнергию, а это, в свою очередь увеличивает затраты на работу системы. В условиях холодного климата, необходимо направлять воздух между поглощающей пластиной и утепленной стенкой коллектора, это позволяет избежать потерь тепла. Но не стоит применять такою циркуляцию, если, все же, воздух в помещении, нагревается на 17 С больше, чем воздух на улице. В этом случае, воздух может спокойно циркулировать без потерь эффективности.

Поговорим о достоинствах воздушных коллекторов. В первую очередь – это простота и надежность. Воздушные коллекторы имеют достаточно простое устройство, благодаря этому снижается уровень необходимости технического обслуживания, при этом увеличивая их безусловную надежность. При достойных условиях эксплуатации, срок службы качественного воздушного коллектора колеблется от 10 до 20 лет. За счет того, что теплоносителем выступает воздух, исключается необходимость использования теплообменника и термоизоляции в холодное время года.

Однако не все так красочно, в сфере солнечных воздухонагревателей. Все дело в том, что применение таких установок распространено исключительно для отопления помещений и просушки сельскохозяйственной продукции, причем, в основном, в развивающих странах. Причиной этому стало то, что существуют некоторые ограничения, для использования в промышленных условиях. Начнем с того, что по сравнению с жидкостными, воздушные коллекторы занимают достаточно большую площадь, за счет низкого уровня удельной теплоемкости. К тому же, требуется оборудовать длинный воздуховод для эффективной работы коллектора. И самая главная трудность – это необходимость использования электроэнергии для прогонки воздуха через функциональные части коллектора. Еще иногда встречаются сложности с аккумулированием самой теплоты. Все эти проблемы, даже в регионах с достаточным количеством солнечных дней, приводит к значительному увеличению стоимости на эксплуатацию и установку воздушных коллекторов.

Принцип действия солнечных коллекторов

Элементарный воздушный коллектор

Воздушные солнечные коллекторы делятся на две группы, в зависимости от способа циркуляции воздуха. В самом простейшем случае, поток теплоносителя (воздуха) в коллекторе проходит как раз под поглотителем. Таким образом, данный коллектор позволяет повысить температуру воздуха, не больше чем на 3-5 С. Причиной такого низкого КПД является потери тепла на конвекцию и излучение.

Любой прозрачный материал, с низкой проводимостью инфракрасного излучения, позволяет снижать уровень теплопотерь, при накрывании им поглотителя. Все дело в том, что поток воздуха, образовывается или под поглотителем, или между поглотителем и данным прозрачным покрытием. Прозрачная крышка (из особого стекла или пластмассы) позволяет не на много снижать уровень излучения тепла с поглотителя. Однако, это снижение конвективных тепловых потерь, может позволить увеличить температуру до 20-50 С. Но и этот параметр будет зависеть от интенсивности солнечной энергии попадающей в коллектор и качества воздушного потока. Как плюс к этому всему, наблюдается, также снижение тепловых потерь на излучение, за счет снижения температуры поглотителя. Но стоит помнит, что при этом происходит еще и снижение возможности абсорбента поглощать энергию, за счет его запыления, в том случае, если поток воздуха проходит с обеих сторон.

Накрытый поглотитель в воздушном коллекторе

Отказ от остекления металлического ящика и теплоизоляции, в некоторых случаях, позволяет существенно снижать затраты. Дело в том, что изготовляется такой коллектор из перфорированного металла черно цвета. Такой материал позволяет улучшать качество теплообмена. Принцип этого процесса заключается в том, что этот металл нагревается достаточно быстро, а вмонтированный вентилятор втягивает теплый воздух, через отверстия в металлических листах. Коллекторы такого типа, достаточно часто используются в жилых домах. Зачастую размеры такого прибора составляют 2,4 м?0,8 м, при этом скорость нагрева воздуха составляет 0,002 м3/с. Даже в солнечный зимний день, температура воздуха, который нагревается в коллекторе, может достигать разницы в 28 ?С по сравнению с наружным. К тому же, стоит учесть, что в значительной мере улучшается качество воздуха, поскольку нагревается непосредственно воздух, поступающий снаружи.

Одним из главных плюсов подобных коллекторов, является тот факт, что они достаточно эффективны. КПД некоторых промышленных моделей может достигать 70%. А их стоимость снижается, за счет уменьшается количество используемых материалов.

Вакуумированный солнечный коллектор

Плоские солнечные коллекторы, изначально создавались для использования в местах с большим количеством солнечной энергии. При плохой погоде, их эффективность достаточно не значительна. Холодная, ветреная, пасмурная погода – не позволяют работать таким коллекторам в полную мощь. Но и это не все – повышенная влажность в значительной мере неблагоприятно сказывается на состоянии внутренних деталей такого коллектора. А это влечет за собой уменьшение срока службы коллектора, а также ухудшение эффективности его работы. Дабы устранить такие недостатки были созданы вакуумированные солнечные коллекторы.

Современные вакуумированные солнечные коллекторы способны нагревать воду, для обеспечения хозяйственных нужд. Принцип действия такого прибора заключается в следующем: солнечная энергия, проходя через наружную трубку, попадает в поглощающую трубку, где и происходит превращение солнечной энергии в тепло. А далее, переработанное тепло передается теплоносителю (жидкости). Сам коллектор представляет собой сочетание определенного количества параллельных рядов стеклянных трубок. К каждой из этих трубок прикрепляется трубчатый поглотитель с селективным покрытием (аналог пластины-поглатителя в вышеописанных плоских коллекторах). Нагретая в коллекторе жидкость поступает в бак накопитель, и уже там отдает все полученное тепло воде.

Трубки в вакуумированном коллекторе можно менять. Добавлять или даже убирать, в зависимости от необходимости. Это позволяет называть такие коллекторы модульными. Но стоит помнить, что между трубками коллектора должен быть вакуум, что бы уменьшить потери тепла в процессе конвекции. Однако, радиационная потеря тепла остается. Уточним, что радиационная потеря тепла – это то тепло, которое идет на нагревание поверхностей рабочих частей коллектора. Но не стоит думать, что эти потери существенно повлияют на эффективность работы коллектора. Радиационная потеря достаточно мала, по этому можно уверенно считать, что рабочие характеристики вакуумированного коллектора достаточно велики.

На данный момент, создано большое количество вакуумированных коллекторов, которые имеют различные комплектации, а, следовательно, и разные эксплуатационные характеристики и особенности.

Создание вакуумированного коллектора – это достаточно сложный и трудоемкий процесс. Особенные трудности вызывает запайка оболочки коллектора. Проблема заключается в том, что по сей день не найдено достаточно эффективного метода создания эффективной высоковакуумной системы, при не больших затратах.

Стоит помнить, что такие вакуумированные коллекторы достаточно эффективны, по сравнению с обычными плоскими коллекторами. Все дело в том, что эффективность работы вакуумированного коллектора не зависит от качества радиации, т.е. как в условиях прямой, так и рассеянной радиации, данный коллектор работает одинаково эффективно. К тому же, вакуумное строение коллектора позволяет свести к минимуму потери тепла. Помимо всего вышесказанного, такие приборы достаточно долго и качественно служат, полностью обеспечивая все хозяйственные нужды человека.

Концентраторы

Фокусирующий солнечный коллектор

Концентраторы или же коллекторы отличаются от предыдущих описанных коллекторов тем, что их принцип действия заключается в концентрации солнечных лучей. Делается это за счет зеркальных поверхностей, которые направляют солнечную энергию конкретно на поглотители. Температура, которая обеспечивается концентраторами значительно выше, чем максимальная температура плоских коллекторов. Но стоит помнить, что концентраторы могут воспринимать исключительно прямую солнечную радиацию, по этому. В пасмурную погоду их использование не возможно. Такой тип коллекторов-концентраторов, особенно эффективен в регионах близких к экватору и в пустынных районах с большим количеством солнечных дней.

Для более эффективной работы концентратора, используется специальный прибор, который отслеживает направление солнечных лучей и поворачивает прибор к солнцу. В зависимости от оси, по которой может вращаться, такой коллектор различают одноосные и двуосные следящие устройства. Первые предполагают вращение устройства с востока на запад, а вторые, предполагают поворот устройства во все четыре стороны света, для того что бы точно отслеживать направление солнца в течение всего года. Данные коллекторы-концентраторы, в основном используются в промышленных условиях. Причиной этому стала достаточно большая стоимость этого устройства, а также необходимость постоянного технического обслуживания. Для бытового применения, они просто не приемлемы.

Солнечные печи и дистилляторы.

Солнечная печь

Помимо всех вышеописанных приборов, существуют также приборы, которые имеют достаточно простую структуру, и узкую сферу применения. К примеру, такие приборы могут выступать в роли солнечной печи, для приготовления пищи, или солнечного дистиллятора – прибора достаточно дешево очищающего воду любого состояния.

Поговорим про солнечные печи. Они достаточно просты, как при эксплуатации, таки при изготовлении. Солнечные печи представляют собой достаточно хорошо теплоизолированную коробку, которая покрыта материалом, отражающим свет (фольгой, например). Эта коробка накрывается стеклом и оборудована внешним отражателем. Кастрюля черного цвета послужит поглотителем, поскольку может намного быстрее нагреваться. Такие печи, можно использовать для стерилизации воды, при кипении.

Что касается солнечных дистилляторов, то они могут в результате своей работы предоставлять дистиллированную воду достаточно дешево, притом, что брать воду, можно практически из любого источника. Принцип работы солнечного дистиллятора лежит в основе процесса испарения, а сам прибор использует солнечную энергию, с целью ускорить этот процесс. За день работы, небольшой солнечный дистиллятор может произвести около 10 литров идеально чистой воды.

На данный момент солнечная энергия используется достаточно обширно. Одним из самых эффективных примеров его использования является метод нагрева воды солнечной энергией. Несколько миллионов жителей нашей планеты, уже достаточно долго и давно используют солнечные коллекторы для обеспечения своих нужд. Такие приборы достаточно эффективны, не требуют особых затрат на эксплуатацию, к тому же не приносят вреда окружающей среде.

Солнечные коллектора VMtec (Германия), NIBE (Швеция)

Преимущества гелиосистем

Энергия Cолнца не только неистощима и бесплатна, но и экологичнее любого из доступных человеку видов энергии. Каждые 8 минут Солнце поставляет нам столько энергии, сколько человечество расходует за год. Вся потребность человечества в энергии на 180 лет вперёд может быть обеспечена солнечной энергией, которая достигает Земли только за один день. В численном выражении Солнце посылает Земле ежедневно 960 миллиардов киловатт энергии. Это означает, что в будущем ни один из способов получения энергии не пройдёт мимо использования энергии Солнца. VMtec предлагает Вам гелиосистемы с солнечными коллекторами vmTHERM, которые оптимально используют энергию Солнца для приготовления горячей воды и, при необходимости, могут поддерживать систему отопления.

Сделано в Германии

На заводе в г. Оффенбах-на-Майне (Германия) установлена современная роботизированная производственная линия, инвестиции в которую составили около 5 миллионнов евро. На ней производятся около 100.000 плоских коллекторов в год общей площадью 250.000 кв.м. В среднем, плоский коллектор аккумулирует 1.350 кВт часов энергии в год (нормированные климатичестие условия Германии) и сокращает тем самым вредные выбросы CO2 в атмосферу на 450 кг.

Солнечные коллекторы Nibe (Швеция) Предназначен для нагрева воды, вспомогательного отопления и для использования в технологических энергетических системах. Подходит для использования в системах высокого и низ- кого давления.

Солнечные коллекторы VMtec (Германия) Солнечные коллекторы Vmtec это высококлассный коллекторы с селективным абсорбером змеевикового типа, сваренным по лазерной технологии, и инновационным дизайном малой массы.

Плоскопанельные коллекторы VMtec

Плоскопанельные солнечные коллекторы представляют собой абсорбер, элемент, поглощающий солнечную радиацию и связанный с теплопроводной системой. С внешней стороны элемент закрыт слоем прозрачного материала, прозрачного покрытия. Чаще всего это покрытие выполняется из специального закаленного стекла, в котором максимально снижено содержание металлов. Обратная сторона, для уменьшения теплопотерь закрыта теплоизолятором. Если тепло не передается на внешние потребители, то такой плоский коллектор в состоянии нагревать промежуточный теплоноситель до ста сорока градусов. В настоящее время разрабатываются и применяются специальные оптические оболочки. Поскольку из всех используемых материалов наиболее высокая теплопроводность у меди, то она стала основным сырьем для производства абсорбера.

Вакуумные коллекторы VMtec

У вакуумных коллекторов главная часть – это специальная вакуумная трубка, покрытая чернением для нагревания, в которой находится вода или антифриз. Вся конструкция сделана по принципу устройства термоса. Вокруг полости заполненной жидкостью для уменьшения непродуктивных потерь тепла создается своеобразная вакуумная камера. Используя такой элемент можно нагреть воду даже в том случае, если температура окружающей среды минусовая. Применение систем, построенных на вакуумных солнечных коллекторах, в большинстве российских регионах могут обеспечить население третью часть энергии, необходимой для теплоснабжения осенью или весной. И процентов на 60 удовлетворить потребность в горячей воде. С целью повышения эффективности приборов, внутренние вакуумные трубки делаются граненой формы или в форме буквы «U». Внешняя оболочка трубок изготавливается из боросиликатного стекла, имеющего повышенную прочность и длительное время не теряющего своих оптических свойств.

Награда red dot

В 2009 году коллекторы VMtec стали обладателем сразу трёх престижных международных наград red dot. Награда red dot выдается престижным немецким институтом «Центр Дизайна» в Северной Вестфалии (а с 2005 года и центром дизайна Сингапура) и является одной из самых престижных наград в области дизайна в мире. В состав компетентного жюри входят эксперты в области дизайна со всего мира, что гарантирует самую высокую объективность выбора лучших продуктов. Оцениваемыми критериями являются: инновативность, функциональность, качество и эргономика продукта.

Солнечные тепловые коллекторы — Управление энергетической информации США (EIA)

Отопление солнечной энергией

Люди используют солнечную тепловую энергию для многих целей, включая нагрев воды, воздуха, внутренних помещений зданий и выработку электроэнергии. Существует два основных типа солнечных систем отопления: пассивных систем и активных систем .

Пассивное солнечное отопление помещения происходит, когда солнце светит через окна здания и согревает интерьер.Конструкции зданий, которые оптимизируют пассивное солнечное отопление (в северном полушарии), обычно имеют окна, выходящие на юг, которые позволяют солнцу светить на поглощающие солнечное тепло стены или полы в здании зимой. Солнечная энергия поглощается строительными материалами и нагревает внутренние помещения зданий за счет естественного излучения и конвекции. Оконные выступы или шторы блокируют попадание солнца в окна летом, чтобы в здании было прохладно.

Активные солнечные системы отопления имеют коллекторы для нагрева текучей среды (воздуха или жидкости) и вентиляторы или насосы для перемещения текучей среды через коллекторы, где она нагревается, во внутреннюю часть здания или в систему аккумулирования тепла, где тепло выпускается и возвращается в коллектор для повторного нагрева.Активные солнечные водонагревательные системы обычно имеют резервуар для хранения воды, нагретой солнцем.

Солнечные коллекторы либо неконцентрирующие, либо концентрирующие

Неконцентрирующие коллекторы — Площадь коллектора (область, которая задерживает солнечное излучение) совпадает с площадью поглотителя (площадью, поглощающей солнечную энергию / излучение). Системы солнечной энергии для нагрева воды или воздуха обычно имеют неконцентрирующие коллекторы. Плоские коллекторы являются наиболее распространенным типом неконцентрирующих коллекторов для воды и отопления помещений в зданиях и используются, когда достаточно температуры ниже 200 ° F.

• Плоская металлическая пластина, улавливающая и поглощающая солнечную энергию
• Прозрачная крышка, которая пропускает солнечную энергию через крышку и снижает потери тепла от поглотителя
• Слой изоляции на задней части поглотителя для уменьшения потерь тепла

Солнечные водонагревательные коллекторы имеют металлические трубки, прикрепленные к поглотителю.Жидкий теплоноситель прокачивается через трубы абсорбера для отвода тепла от абсорбера и передачи тепла воде в резервуаре для хранения. Солнечные системы для нагрева воды в бассейне в теплом климате обычно не имеют крышек или изоляции для абсорбера, и вода из бассейна циркулирует из бассейна через коллекторы и обратно в бассейн.

Солнечные системы воздушного отопления используют вентиляторы для перемещения воздуха через плоские коллекторы внутрь зданий.

Концентрирующие коллекторы —Площадь, задерживающая солнечное излучение, больше, иногда в сотни раз больше, чем площадь поглотителя.Коллектор фокусирует или концентрирует солнечную энергию на поглотителе. Коллектор обычно перемещается в течение дня, чтобы поддерживать высокую степень концентрации на поглотителе. Солнечные тепловые электростанции используют концентрирующие системы солнечных коллекторов, поскольку они могут производить высокотемпературное тепло, необходимое для выработки электроэнергии.

Последнее обновление: 9 декабря 2020 г.

Солнечные тепловые коллекторы, Солнечные коллекторы

Есть 4 основные категории солнечных водонагревателей или солнечных коллекторов:

— Низкотемпературная неглазурованная — Концентрирующая — Плоская пластина — Вакуумная трубка

Низкотемпературные неглазурованные коллекторы

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

Такие коллекторы часто называют «неглазурованными», поскольку они не имеют стеклянной крышки, как плоские пластины или вакуумные трубчатые коллекторы.Это название, однако, может вызвать путаницу со следующим типом «концентрирующего» коллектора, описанным ниже, который также является «неглазурованным», но очень отличается по конструкции и принципу действия.

Коллекторы-концентраторы

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

Концентрирующий коллектор использует зеркала для концентрации солнечного света на абсорбирующей трубе или панели, что позволяет достичь гораздо более высоких температур.Такие коллекторы обычно требуют отслеживания по одной или двум осям, 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 батарей

.

коллектор для горячего водоснабжения. Конструкция представляет собой очень простую изолированную коробку с листом абсорбера, приваренным к медной трубе, по которой циркулирует теплоноситель.

Несмотря на то, что основная концепция дизайна довольно последовательна у производителей, существуют различия в аспектах конструкции, которые могут улучшить производительность, сделать панели легче, проще в установке и подходящими для различных форматов установки и, в конечном итоге, влияют на стоимость, эффективность и долговечность.

Коллекторы с плоской пластиной хорошо работают в теплом климате и при достижении температуры для основного горячего водоснабжения (<60 ^o C / 140 ^o 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 нагреться при более высоких температурах (> 70 ^o C / 160 ^o F), а производительность значительно снижается в холодную погоду.

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

Коллекторы вакуумные

Вакуумные трубки состоят из массива стеклянных трубок с одной или двумя стенками с вакуумом, который обеспечивает отличную изоляцию от потерь тепла.Конструкция очень похожа на стеклянную колбу с горячей водой, в которой хранится горячая вода.

Одностенные вакуумные трубки обычно имеют ребро с абсорбирующим покрытием, аналогичное тому, которое используется в плоском пластинчатом коллекторе.

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

Apricus использует вакуумные трубы с двойными стенками, так как они обладают некоторыми преимуществами по сравнению с одностенными.Для получения более подробной информации о вакуумированных трубках щелкните здесь.

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

Солнечные технологии отопления и охлаждения | Возобновляемое отопление и охлаждение: преимущество тепловой энергии

Солнечные тепловые технологии поглощают солнечное тепло и передают его в полезные приложения, такие как отопление зданий или водоснабжение.Используется несколько основных типов солнечных тепловых технологий:

В дополнение к вышеупомянутым солнечным тепловым технологиям, такие технологии, как солнечные фотоэлектрические модули , могут производить электричество, а здания могут быть спроектированы так, чтобы улавливать пассивное солнечное тепло .

Солнечная энергия считается возобновляемым ресурсом, потому что она постоянно поступает на Землю от Солнца. Посетите веб-сайт EPA Clean Energy, чтобы узнать больше о нетепловых солнечных технологиях, а также о преимуществах и влиянии солнечной энергии на окружающую среду.

---

Неглазурованные солнечные коллекторы

Неостекленный солнечный коллектор на крыше бассейна и фитнес-центра.
Кредит: Альберт Нуньес, NREL 10651

Неглазурованный солнечный коллектор — одна из самых простых форм солнечной тепловой технологии. Теплопроводящий материал, обычно темный металл или пластик, поглощает солнечный свет и передает энергию жидкости, проходящей через теплопроводную поверхность или за ней. Этот процесс похож на то, как садовый шланг, лежащий на открытом воздухе, поглощает солнечную энергию и нагревает воду внутри шланга.

Эти коллекторы описываются как «неглазурованные», потому что они не имеют стеклянного покрытия или «остекления» на коллекторной коробке для улавливания тепла. Отсутствие остекления создает компромисс. Неглазурованные солнечные коллекторы просты и недороги, но, не имея возможности удерживать тепло, они теряют тепло обратно в окружающую среду и работают при относительно низких температурах. Таким образом, неглазурованные коллекторы обычно лучше всего работают с небольшими или умеренными системами отопления или в качестве дополнения к традиционным системам отопления, где они могут снизить топливную нагрузку за счет предварительного нагрева воды или воздуха.

Солнечные коллекторы для обогрева бассейнов — это наиболее часто используемая неглазурованная солнечная технология в Соединенных Штатах. Эти устройства часто используют черные пластиковые трубчатые панели, установленные на крыше или другой опорной конструкции. Водяной насос обеспечивает циркуляцию воды в бассейне непосредственно через трубчатые панели, а затем возвращает воду в бассейн с более высокой температурой. Хотя эти коллекторы используются в основном для обогрева бассейнов, они также могут предварительно нагревать большие объемы воды для других коммерческих и промышленных применений.

Как это работает

1. Солнечный свет: Солнечный свет попадает на темный материал в коллекторе, который нагревается.
2. Циркуляция: Холодная жидкость (вода) или воздух циркулирует через коллектор, поглощая тепло.
3. Использование: Более теплая жидкость используется для таких применений, как обогрев бассейна.

Узнайте больше о неглазурованных солнечных коллекторах

Начало страницы

Солнечные коллекторы Transpired

На южной стене этого склада установлен солнечный коллектор.
Кредит: Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Солнечные коллекторы с просвечиваемым воздухом обычно состоят из перфорированного металлического облицовочного материала темного цвета, установленного на существующей стене на южной стороне здания. Вентилятор втягивает наружный воздух через перфорацию в пространство за металлической обшивкой, где воздух нагревается до температуры на 30–100 ° F выше температуры окружающего воздуха. Затем вентилятор втягивает воздух в здание, где он распределяется через систему вентиляции здания.

Солнечный коллектор — это проверенная, но все еще развивающаяся технология солнечного отопления. Этот вид техники лучше всего подходит для обогрева воздуха и вентиляции помещений. Его также можно применять в различных производственных и сельскохозяйственных целях, например, для сушки сельскохозяйственных культур.

Как это работает

1. Солнечный свет: Солнечный свет попадает на темную перфорированную металлическую облицовку, которая нагревается.
2. Циркуляция: Циркуляционный вентилятор втягивает воздух через отверстия за металлической обшивкой, нагревая воздух, который затем втягивается в здание для распределения.

Узнайте больше о солнечных коллекторах воздуха Transpired

Начало страницы

Плоские солнечные коллекторы

Множество плоских солнечных коллекторов на крыше школы.
Кредит: Джо Райан, NREL 19690

Большинство плоских коллекторов состоят из медных трубок и других теплопоглощающих материалов внутри изолированного каркаса или корпуса, покрытого прозрачным стеклом (стеклом). Теплопоглощающие материалы могут иметь специальное покрытие, которое поглощает тепло более эффективно, чем поверхность без покрытия.

Плоские остекленные коллекторы могут эффективно работать в более широком диапазоне температур, чем неглазурованные коллекторы. Плоские коллекторы часто используются в дополнение к традиционным водогрейным котлам, предварительно нагревая воду, чтобы снизить потребность в топливе. Они также могут быть эффективны для обогрева помещений. Используя систему теплообмена, они могут надежно производить горячий воздух для больших зданий в светлое время суток.

Как это работает

1. Солнечный свет: Солнечный свет проходит сквозь стекло и попадает на темный материал внутри коллектора, который нагревается.
2. Отражение тепла: Прозрачный стеклянный или пластиковый корпус улавливает тепло, которое в противном случае могло бы излучаться. Это похоже на то, как теплица улавливает тепло внутри.
3. Циркуляция: Холодная вода или другая жидкость циркулирует через коллектор, поглощая тепло.

Узнайте больше о плоских солнечных коллекторах

Начало страницы

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками

Вакуумный трубчатый солнечный коллектор на крыше.
Кредит: NREL PIX 09501

Вакуумные трубчатые коллекторы представляют собой тонкие медные трубки, наполненные жидкостью, например водой, помещенные внутри более крупных герметичных прозрачных стеклянных или пластиковых трубок.

Вакуумные трубки более эффективно используют солнечную энергию и могут производить более высокие температуры, чем плоские коллекторы, по нескольким причинам. Во-первых, конструкция трубки увеличивает доступную для солнца площадь поверхности, эффективно поглощая прямой солнечный свет под разными углами.Во-вторых, внутри прозрачного стеклянного корпуса трубок также создается частичный вакуум, что значительно снижает потери тепла во внешнюю среду.

Как это работает

1. Солнечный свет: Солнечный свет попадает в темный цилиндр, эффективно нагревая его под любым углом.
2. Отражение тепла: Прозрачный стеклянный или пластиковый корпус улавливает тепло, которое в противном случае могло бы излучаться. Это похоже на то, как теплица улавливает тепло внутри.
3. Конвекция: Медная трубка, проходящая через каждый цилиндр, поглощает накопленное в цилиндре тепло, в результате чего жидкость внутри трубки нагревается и поднимается к верхней части цилиндра.
4. Циркуляция: Холодная вода циркулирует через верхнюю часть цилиндров, поглощая тепло.

Системы с вакуумированными трубками обычно дороже плоских коллекторов, но они более эффективны и могут обеспечивать более высокие температуры. Вакуумные трубы могут надежно производить очень горячую воду для периодического нагрева воды или нагрева воды по запросу, а также для многих промышленных процессов, и они могут производить достаточно тепла для решения практически любых задач отопления или охлаждения помещений.

Подробнее о солнечных коллекторах с вакуумными трубками

Начало страницы

Концентрирующие солнечные системы

Этот набор концентрирующих солнечных коллекторов с параболическим желобом на крыше обеспечивает технологическое тепло для винодельни. Эти коллекторы имеют уникальную конструкцию, которая позволяет им вырабатывать не только тепло, но и электричество.
Кредит: SunWater Solar

Концентрирующие солнечные системы работают, отражая и направляя солнечную энергию с большой площади на маленькую.Меньшие по размеру отражающие массивы в форме чаши могут производить воду с температурой в несколько сотен градусов для промышленных или сельскохозяйственных процессов или для нагрева больших объемов воды, таких как бассейны курортных отелей. Некоторые массивы работают с длинными параболическими желобами, которые концентрируют солнечный свет на трубе, проходящей по всей длине желоба, по которой переносится теплоноситель. Даже в более крупных системах используются поля зеркал для отражения солнечного света на центральную башню. Эти типы массивов производят пар высокого давления или другие перегретые жидкости для различных видов деятельности, от теплоемкой химической обработки до выработки электроэнергии.

Как это работает

1. Солнечный свет: Солнечный свет попадает на отражающий материал (т. Е. На зеркальную поверхность), обычно имеющий форму желоба (показанного здесь) или тарелки.
2. Отражение солнца: Отражающий материал перенаправляет солнечный свет в одну точку (для тарелки) или трубу (для желоба).
3. Циркуляция: Холодная вода или специальный теплоноситель циркулирует по трубе, поглощая тепло.

Концентрационные системы способны производить чрезвычайно горячие жидкости для различных процессов, и они могут производить относительно большое количество энергии на каждый вложенный доллар. Однако эти системы, как правило, намного больше и сложнее, чем другие типы солнечных коллекторов, описанных выше, с более высокой общей ценой. Таким образом, концентрированная солнечная технология имеет тенденцию быть наиболее эффективной для крупномасштабных высокотемпературных применений, хотя более низкотемпературные применения могут по-прежнему быть рентабельными при определенных обстоятельствах.

Узнайте больше о концентрирующих солнечных системах

Начало страницы

Что такое солнечный тепловой коллектор? Типы коллекторов

Солнечный тепловой коллектор, также известный как солнечный тепловой коллектор, является составной частью солнечной тепловой установки. Солнечный коллектор — это тип солнечной панели, отвечающий за улавливание солнечного излучения и преобразование его в тепловую энергию. По этой причине этот возобновляемый источник энергии называется солнечной тепловой энергией.

Целью этого типа солнечных панелей является преобразование энергии: солнечное излучение, испытываемое солнечными модулями, преобразуется в тепловую энергию. В некоторых типах солнечных тепловых установок это тепло используется для выработки пара и получения электроэнергии, но это не функция солнечного коллектора. С другой стороны, фотоэлектрические панели могут вырабатывать электричество непосредственно в виде постоянного тока. Фотоэлектрические панели — незаменимый элемент фотоэлектрических установок солнечной энергии.

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 представляют собой электрический процесс.

Типы солнечных тепловых коллекторов

Солнечных коллекторов существует много типов. Используемый солнечный коллектор будет зависеть от предполагаемого использования. Например, если мы хотим нагреть бассейн до температуры 25-28 градусов Цельсия, весной нам понадобится простой солнечный коллектор, так как легко температура окружающей среды будет такого порядка или даже выше.С другой стороны, если мы хотим нагреть жидкость до температуры 200ºC, нам понадобятся солнечные коллекторы концентрации, чтобы сконцентрировать солнечное излучение и передать его небольшому объему жидкости.

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

• Плоские или плоские солнечные тепловые коллекторы. Этот тип солнечной панели улавливает солнечное излучение, попадающее 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 вакуумных трубок. Этот солнечный тепловой коллектор состоит из набора цилиндрических трубок, образованных селективным поглотителем, расположенных на отражающем основании и окруженных прозрачным стеклянным цилиндром.

В солнечных установках при низких температурах используются в основном плоские солнечные тепловые коллекторы.Считается, что применение солнечной энергии осуществляется при низкой температуре, когда температура рабочей жидкости ниже 80 ° C; например, обогрев плавательных бассейнов, производство горячей воды для бытового потребления или даже отопление. Эти плоские пластины можно носить без застекленного покрытия или без него, в зависимости от области применения.

Плоские солнечные коллекторы

Душа плоского солнечного коллектора — это вертикальные ворота из металлических труб, для упрощения, которые проводят холодную воду параллельно, соединенные снизу горизонтальной трубкой с выпуском холодной воды и сверху с помощью еще один похожий на возврат.

Решетка встроена в крышку, как описано выше, обычно двойным стеклом вверх и изолирующим позади.

В некоторых моделях плоских солнечных коллекторов вертикальные трубы привариваются к металлической пластине, чтобы использовать изоляцию между трубкой и трубкой.

Солнечные коллекторы вакуумных трубок «все стекло»

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

Большим преимуществом солнечных вакуумных трубчатых коллекторов является их высокая производительность. С другой стороны, в случае выхода из строя одной из трубок, нет необходимости менять всю панель на новую, необходимо заменить только поврежденную трубку. Напротив, у нас есть неудобство в том, что по сравнению с плоскими солнечными коллекторами они более дорогие.

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками с «тепловыми трубками» с помощью фазового перехода

Солнечные панели, в которых используется эта система, используют преимущество фазового перехода от пара к жидкости внутри каждой трубки, чтобы доставлять энергию во второй контур транспортной жидкости.

Элементы представляют собой закрытые трубки, содержащие жидкость, которая при нагревании на солнце кипит и превращается в пар. Эти трубки обычно медные. Образующийся пар поднимается вверх, где имеется более широкий напор (зона конденсации). Внешняя часть зоны конденсации контактирует с транспортируемой жидкостью. Поскольку температура трансформирующей жидкости ниже температуры пара в трубке, она улавливает тепло благодаря процессу термодинамической конвекции и заставляет пар конденсироваться.Конденсированная жидкость падает обратно в нижнюю часть трубки, чтобы снова запустить цикл.

Жидкость в трубке может быть водой с низкой температурой кипения, чтобы работать даже при освещении инфракрасными лучами в случае облачности. Тепловую трубку можно обернуть изоляционным материалом, чтобы минимизировать потери на облучение.

Наконец, тепловая трубка закрывается внутри другой стеклянной трубки, между которой создается вакуум для изоляции. Прочные стеклянные трубки обычно используются для уменьшения повреждений в случае небольшой слякоти.

Концентрационные солнечные коллекторы

В солнечной энергии концентрационный солнечный коллектор — это солнечная панель, в которой используется метод концентрации солнечного излучения для получения высоких температур. Этот метод используется в солнечных установках с высокими и очень высокими температурами.

В зависимости от области применения энергии, которую вы хотите предоставить, 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 присутствовать или отсутствовать. Обычно он изготавливается из стекла, хотя также используется пластик, поскольку он менее дорогой и управляемый, но это должен быть специальный пластик. Его функция — минимизировать 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 пустое), разделяющее крышку абсорбирующей пластины. Его толщина будет рассчитана с учетом цели уравновешивания конвекционных потерь и высоких температур, которые могут возникнуть, если он слишком узкий.
• Впитывающая пластина: Впитывающая пластина — это элемент, который поглощает солнечную энергию и передает ее жидкости, которая циркулирует по трубам. Основная характеристика пластины заключается в том, что она должна иметь хорошее поглощение солнечного света и пониженное тепловыделение.Поскольку обычные материалы не соответствуют этому требованию, используются комбинированные материалы для получения наилучшего отношения поглощения / выбросов.
• Трубки или трубопроводы: Трубки соприкасаются (иногда свариваются) с абсорбирующей пластиной, так что обмен энергией является как можно большим. По трубкам циркулирует жидкость, которая нагревается и поступает в накопительный бак.
• Изолирующий слой: Изолирующий слой предназначен для покрытия системы, чтобы избежать и минимизировать потери. 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 неотъемлемой частью солнечной панели и в этих случаях часто виден непосредственно над 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 выработки электроэнергии.

В случае коллекторов для ГВС и отопления в баке хранится вода для бытового потребления, которая контактирует с жидкостью посредством змеевика.Змеевик позволяет жидкости передавать накопленную тепловую энергию воде, не загрязняя воду. Эта вода может использоваться в качестве горячей воды в домах (интеграция 80%) или может использоваться для дополнения отопления полов в комнатах (интеграция 10%). Тепловые солнечные панели способны обеспечивать горячую воду в больших количествах, но не могут полностью заменить обычные методы отопления из-за отсутствия солнечной энергии.

Солнечные коллекторы, предназначенные для выработки электроэнергии, требуют нагрева теплообменника до кипения.После того, как жидкость завершила термодинамический фазовый переход и перешла в газовую фазу, она направляется в термоэлектрическую турбину, которая преобразует движение водяного пара в электрическую энергию. Этот тип системы называется солнечной термодинамикой и требует большого пространства для установки солнечных панелей и постоянного присутствия солнца. Примеры этих растений были установлены в пустынях.

Подключение солнечных тепловых коллекторов

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

Эти группы солнечных коллекторов всегда должны состоять из блоков одной модели и с максимально равномерным распределением.

Существует два основных варианта или типа группирования двух или более коллекторов: последовательный или параллельный. Кроме того, поле сбора можно настроить путем объединения двух группировок, что мы называем смешанными группировками или схемами.

Последовательное подключение солнечных коллекторов

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

Этот тип подключения имеет недостаток, заключающийся в том, что производительность датчиков снижается пропорционально увеличению рабочей температуры; Таким образом, этот тип подключения используется только в особых случаях, когда в зависимости от климатической зоны максимум от 6 до 10 м2 соединенных последовательно солнечных коллекторов.

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 входам, а выходы — к остальным коллекторам.

В этой конфигурации температура входящей жидкости одинакова во всех коллекторах и то же самое происходит с температурами на выходе, так что на выходе из батареи или группы датчиков мы получаем температуру, как если бы мы работали с скачок одиночный коллектор термический.

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

С гидравлической точки зрения эта конфигурация представляет общий поток группы, который эквивалентен сумме частичных потоков каждого коллектора, в то время как потеря нагрузки группы будет эквивалентна потоку одного солнечного теплового коллектора.

Смешанное соединение солнечных коллекторов

В некоторых случаях объем коллекторов и / или потребность в более высоких температурах приводят к установкам, которые сочетают расположение последовательно и параллельно. Мы называем этот тип подключения солнечных панелей смешанным.

Уравновешивание поля приема

По сути, существует две методологии для уравновешивания потока теплоносителя в области солнечных тепловых коллекторов:

• Соответствие 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.
• Внесение потерь нагрузки за счет установки балансировочных клапанов на входе в коллекторные батареи. Таким образом, чем меньше длина контура, тем больше потеря давления с соответствующим клапаном.

Солнечный коллектор — Energy Education

Рисунок 1. Солнечный коллектор. ^[1]

A Солнечный коллектор — это устройство, которое собирает и / или концентрирует солнечное излучение от Солнца.Эти устройства в основном используются для активного солнечного нагрева и позволяют нагревать воду для личного пользования. ^[2] Эти коллекторы обычно устанавливаются на крыше и должны быть очень прочными, поскольку они подвергаются воздействию различных погодных условий. ^[2]

Использование этих солнечных коллекторов обеспечивает альтернативу традиционному нагреву воды для бытовых нужд с помощью водонагревателя, потенциально снижая затраты на электроэнергию с течением времени. Как и в домашних условиях, большое количество этих коллекторов можно объединить в массив и использовать для выработки электроэнергии на солнечных тепловых электростанциях.

Типы солнечных коллекторов

Существует много разных типов солнечных коллекторов, но все они сконструированы с учетом одной и той же основной предпосылки. В общем, есть материал, который используется для сбора и фокусировки энергии Солнца и использования ее для нагрева воды. В простейшем из этих устройств используется черный материал, окружающий трубы, по которым течет вода. Черный материал очень хорошо поглощает солнечное излучение и, поскольку материал нагревает воду, он окружает. Это очень простой дизайн, но коллекционеры могут стать очень сложными.Абсорбирующие пластины можно использовать, если нет необходимости в повышении температуры, но обычно устройства, в которых используются отражающие материалы для фокусировки солнечного света, приводят к большему повышению температуры.

Плоские коллекторы

Рисунок 2. Схема плоского солнечного коллектора. ^[3]

Эти коллекторы представляют собой простые металлические коробки с каким-то прозрачным стеклом в качестве крышки поверх темной поглощающей пластины. Боковые стороны и дно коллектора обычно покрываются изоляцией, чтобы минимизировать тепловые потери в другие части коллектора.Солнечное излучение проходит через прозрачное остекление и попадает на пластину поглотителя. ^[4] Эта пластина нагревается, передавая тепло воде или воздуху, находящимся между стеклом и пластиной-поглотителем. Иногда эти абсорбирующие пластины окрашиваются специальными покрытиями, которые лучше поглощают и удерживают тепло, чем традиционная черная краска. Эти пластины обычно делают из металла, который является хорошим проводником — обычно из меди или алюминия. ^[4]

Коллекторы вакуумные

Рисунок 3.Схема вакуумного трубчатого солнечного коллектора. ^[5]

В этом типе солнечных коллекторов используется серия откачанных трубок для нагрева воды для использования. ^[2] В этих трубках используется вакуум, или откачанное пространство, для улавливания солнечной энергии и минимизации потерь тепла в окружающую среду. У них есть внутренняя металлическая трубка, которая действует как пластина поглотителя, которая соединена с тепловой трубкой, чтобы переносить тепло, собираемое от Солнца, к воде. Эта тепловая труба по сути представляет собой трубу, в которой содержимое жидкости находится под очень определенным давлением. ^[6] При этом давлении на «горячем» конце трубы находится кипящая жидкость, а на «холодном» конце — конденсирующийся пар. Это позволяет тепловой энергии более эффективно перемещаться от одного конца трубы к другому. Когда тепло от Солнца переходит от горячего конца тепловой трубы к конденсирующему концу, тепловая энергия переносится в воду, которая нагревается для использования. ^[2]

Коллекторы Line Focus

Рисунок 4. Схема солнечного коллектора с линейным фокусом. ^[7]

В этих коллекторах, иногда называемых параболическими желобами, используются материалы с высокой отражающей способностью для сбора и концентрации тепловой энергии от солнечного излучения. ^[8] Эти коллекторы состоят из отражающих секций параболической формы, соединенных в длинный желоб. ^[2] Труба, по которой течет вода, помещается в центре этого желоба, так что солнечный свет, собираемый отражающим материалом, фокусируется на трубе, нагревая ее содержимое. Это коллекторы очень высокой мощности, поэтому они обычно используются для выработки пара для солнечных тепловых электростанций и не используются в жилых помещениях.Эти желоба могут быть чрезвычайно эффективными для выработки тепла от Солнца, особенно те, которые могут поворачиваться, отслеживая Солнце в небе для обеспечения максимального сбора солнечного света. ^[2]

Коллекторы точечного фокуса

Рисунок 5. Точечный солнечный коллектор. ^[9]

Эти коллекторы представляют собой большие параболические тарелки, состоящие из некоторого отражающего материала, которые фокусируют энергию Солнца в одной точке. Тепло от этих коллекторов обычно используется для привода двигателей Стирлинга. ^[2] Хотя они очень эффективны для сбора солнечного света, они должны активно отслеживать Солнце по небу, чтобы иметь какую-либо ценность. Эти тарелки могут работать по отдельности или быть объединены в группу, чтобы собрать еще больше энергии от Солнца. ^[10]

Коллекторы точечного фокуса и аналогичные устройства также могут использоваться для концентрирования солнечной энергии для использования с концентрированной фотоэлектрической системой. В этом случае вместо производства тепла энергия Солнца преобразуется непосредственно в электричество с помощью высокоэффективных фотоэлектрических элементов, специально разработанных для использования концентрированной солнечной энергии.

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

Список литературы

1. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Flatplate.png
2. ↑ ^{2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6} Г. Бойля. Возобновляемые источники энергии: энергия для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2004.
3. ↑ Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Плоский остекленный коллектор [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Flat_plate_glazed_collector.gif
4. ↑ ^{4,0 4,1} Флазолар. (10 августа 2015 г.). Плоские солнечные коллекторы [Онлайн]. Доступно: http://www.flasolar.com/active_dhw_flat_plate.htm
5. ↑ Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Коллектор откачанных труб [Онлайн]. Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Evacuated_tube_collector.gif
6. ↑ RedSun. (10 августа 2015 г.). Коллектор откачанных труб [Онлайн]. Доступно: http://www.redsunin.com/products/evacuated-tube-collector-solar-water-heaters/
7. ↑> Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Коллектор линейного фокуса [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/ad/Solarpipe-scheme.svg/2000px-Solarpipe-scheme.svg.png
8. ↑ Министерство энергетики США.(10 августа 2015 г.). Солнечный коллектор Line Focus [Онлайн]. Доступно: https://www.eeremultimedia.energy.gov/solar/photographs/line_focus_solar_collector
9. ↑ Wikimedia Commons. (10 августа 2015 г.). Солнечный двигатель Стирлинга [Интернет]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/59/SolarStirlingEngine.jpg
10. ↑ JC Solar Homes. (10 августа 2015 г.). Концентраторы и плоские коллекторы [Online]. Доступно: http: //www.jc-solarhomes.ru / КОЛЛЕКТОРЫ / концентраторы_vs_flat_plates.htm

Обзор концентрирующих солнечных тепловых коллекторов с наножидкостями и без них

1.

Сабиха М.А., Сайдур Р., Мехилеф С., Махиан О. Прогресс и последние разработки солнечных коллекторов с вакуумными трубками. Renew Sustain Energy Rev.2015; 51: 1038–54.

Артикул Google Scholar

2.

Файзал М., Саидур Р., Мехилеф С. Возможности уменьшения размеров плоских солнечных коллекторов при применении наножидкости Al2O3.Adv Mater Res. 2014; 832: 149–53.

Артикул CAS Google Scholar

3.

Fernández AG, Galleguillos H, Fuentealba E, Pérez FJ. Тепловые характеристики расплавленной соли HITEC для хранения энергии в солнечной линейной концентрированной технологии. J Therm Anal Calorim. 2017; 122: 3–9.

Артикул CAS Google Scholar

4.

Mahian O, Kianifar A, Kalogirou SA, Pop I, Wongwises S.Обзор применения наножидкостей в солнечной энергии. Int J Heat Mass Transf. 2013. 57 (2): 582–94.

Артикул CAS Google Scholar

5.

Беллос Е., Циванидис С., Симеу С., Антонопулос К.А. Энергетическая, эксергетическая и финансовая оценка абсорбционного чиллера с солнечным приводом: динамический подход. Energy Convers Manag. 2017; 137: 34–48.

Артикул CAS Google Scholar

6.

Чой С.У., Истман Дж. Повышение теплопроводности жидкостей с помощью наночастиц. Лемонт: Национальная лаборатория Аргонны; 1995.

Google Scholar

7.

Саид З., Сабиха М.А., Саидур Р., Хепбасли А., Рахим Н.А., Мехилеф С., Уорд Т.А. Повышение производительности плоского солнечного коллектора с использованием наножидкости диоксида титана и диспергатора полиэтиленгликоля. J Clean Prod. 2015; 92: 343–53.

Артикул CAS Google Scholar

8.

Рашиди С., Махиан О, Лангури Э.М. Применение наножидкостей в конденсационных и испарительных системах. J Therm Anal Calorim. 2017. https://doi.org/10.1007/s10973-017-6773-7.

Артикул Google Scholar

9.

Эстелле П., Халельфадл С., Маре Т. Теплофизические свойства и характеристики теплопередачи углеродных нанотрубок, наножидкостей на водной основе. J Therm Anal Calorim. 2017; 127 (3): 2075–81.

Артикул CAS Google Scholar

10.

Акилу С., Шарма К.В., Бахета А.Т., Мамат Р. Обзор теплофизических свойств композитных наножидкостей на водной основе. Renew Sustain Energy Rev.2016; 66: 654–78.

Артикул CAS Google Scholar

11.

Ханафер К., Вафай К. Критический синтез теплофизических характеристик наножидкостей. Int J Heat Mass Transf. 2011. 54 (19): 4410–28.

Артикул CAS Google Scholar

12.

Махиан О, Кианифар А., Херис С.З., Вонгвизес С. Анализ первого и второго законов солнечного коллектора на основе миниканала с использованием наножидкостей из оксида алюминия бемита: влияние формы наночастиц и материалов трубок. Int J Heat Mass Transf. 2014; 78: 1166–76.

Артикул CAS Google Scholar

13.

Уинстон Р. Принципы цилиндрических концентраторов для солнечной энергии. Sol Energy. 1975; 17: 255–8.

Артикул Google Scholar

14.

Рабл А. Сравнение солнечных концентраторов. Sol Energy. 1976; 11: 93–111.

Артикул Google Scholar

15.

Чжан Х., Чен Х., Хань Й., Лю Х., Ли М. Экспериментальные исследования и моделирование нового составного параболического концентратора. Возобновляемая энергия. 2017; 113: 784–94.

Артикул Google Scholar

16.

Беллос Э, Коррес Д., Циванидис К., Антонопулос К.А. Проектирование, моделирование и оптимизация составного параболического коллектора.Оценка Sustain Energy Technol. 2016; 16: 53–63.

Google Scholar

17.

Момени Ф., Ни Дж. Интеллектуальные солнечные концентраторы, вдохновленные природой, с помощью 4D-печати. Возобновляемая энергия. 2018; 122: 35–44.

Артикул Google Scholar

18.

Видиолар Б., Цзян Л., Уинстон Р. Термодинамика и сегментированный составной параболический концентратор. Дж. Фотонная энергия. 2017; 7 (2): 028002. https: // doi.org / 10.1117 / 1.JPE.7.028002.

Артикул Google Scholar

19.

Tang F, Li G, Tang R. Конструкция и оптические характеристики концентраторов составных плоскостей на основе CPC. Возобновляемая энергия. 2016; 95: 140–51.

Артикул Google Scholar

20.

Коррес Д., Циванидис К. Новый мини-КПК с U-образной откачиваемой трубкой под термическим и оптическим исследованием. Возобновляемая энергия. 2017 г.https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.06.054.

Артикул Google Scholar

21.

Цзян Л., Видиолар Б., Уинстон Р. Характеристика новых среднетемпературных солнечных тепловых коллекторов CPC. Энергетические процедуры. 2015; 70: 65–70.

Артикул Google Scholar

22.

Абдуллахи Б., Аль-Дадаха Р.К., Мухмуд С. Оптические характеристики параболического концентратора с двойным приемником.Энергетические процедуры. 2014; 61: 2625–8.

Артикул Google Scholar

23.

Souliotis M, Papaefthimiou S, Caouris YG, Zacharopoulos A, Quinlan P, Smyth M. Интегрированный коллекторный накопительный солнечный водонагреватель под частичным вакуумом. Энергия. 2017; 139: 991–1002.

Артикул Google Scholar

24.

Лю Л, Лю З. Х., Сяо Х. С. Тепловые характеристики открытого термосифона с использованием наножидкостей для высокотемпературных вакуумированных трубчатых солнечных коллекторов: часть 1: эксперимент в помещении.Sol Energy. 2011. 85 (2): 379–87.

Артикул CAS Google Scholar

25.

Лю Чж, Ху Р-Л, Лу Л, Чжао Ф, Сяо Х-Ш. Тепловые характеристики открытого термосифона с использованием наножидкости для откачиваемого трубчатого высокотемпературного воздушного солнечного коллектора. Energy Convers Manag. 2013; 73: 135–43.

Артикул CAS Google Scholar

26.

Ghadirijafarbeigloo Sh, Zamzamian AH, Yaghoubi M.Трехмерное численное моделирование теплопередачи и турбулентного течения в приемной трубе солнечного параболического желобного концентратора с пластинчатыми вставками из скрученной ленты. Энергетические процедуры. 2014; 49: 373–80.

Артикул Google Scholar

27.

Харамилло О.А., Борунда М., Веласкес-Лучо К.М., Роблес М. Параболический желобный солнечный коллектор для процессов с низкой энтальпией: анализ повышения эффективности за счет использования вкладышей из скрученной ленты. Возобновляемая энергия.2016; 93: 125–41.

Артикул Google Scholar

28.

Mwesigye A, Bello-Ochende T, Meyer JP. Теплообмен и генерация энтропии в параболическом желобе приемника со вставками из скрученной ленты, отстраненными от стенки. Int J Therm Sci. 2016; 99: 238–57.

Артикул Google Scholar

29.

Zhu X, Zhu L, Zhao J. Вставка из волнистой ленты, предназначенная для управления высококонцентрированной солнечной энергией на трубке поглотителя параболического желоба приемника.Энергия. 2017. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.10.010.

Артикул Google Scholar

30.

Чанг Ц., Сюй Ц., Ву З.Й., Ли Х, Чжан Ц.К., Ван Ц.Ф. Повышение теплопередачи и улучшение характеристик трубок гелиотермопоглотителя с неоднородным по окружности тепловым потоком. Энергетические процедуры. 2015; 69: 320–7.

Артикул Google Scholar

31.

Равани А., Шарма С.П., Сингх ДПК.Повышение эффективности параболического лоткового коллектора с зубчатыми вставками из скрученной ленты. Int J Thermodyn. 2017; 20 (2): 111–9.

Артикул CAS Google Scholar

32.

Диван К., Sony MS. Повышение теплоотдачи в поглотительной трубе параболических желобных концентраторов с помощью вставок из проволоки-катушки. Univ J Mech Eng. 2015; 3 (3): 107–12.

Артикул Google Scholar

33.

ahin HM, Baysal E, Dal Rıza A, ahin Necmettin. Исследование увеличения теплоотдачи в теплообменнике нового типа с использованием солнечных параболических желобов. Int J Hydrog Energy. 2015; 40 (44): 15254–66.

Артикул CAS Google Scholar

34.

Song X, Dong G, Gao F, Diao X, Zheng L, Zhou F. Численное исследование параболического желобного приемника с неоднородным тепловым потоком и винтовыми ленточными вставками. Энергия. 2014; 77: 771–82.

Артикул Google Scholar

35.

Лю И, Чен Кью, Ху К., Хао Дж.Х. Оптимизация поля потока солнечных параболических желобов в системах прямого паропроизводства по вариационному принципу. Int J Heat Mass Transf. 2016; 102: 1073–81.

Артикул Google Scholar

36.

Chang C, Peng X, Nie B, Ленг G, Li C, Hao Y, She X. Повышение теплоотдачи параболического желоба солнечного приемника с расплавленной солью с концентрическими и эксцентрическими вставками труб.Энергетические процедуры. 2017; 142: 624–9.

Артикул CAS Google Scholar

37.

Джамал-Абад М.Т., Саедодин С., Амини М. Экспериментальное исследование солнечного параболического желобного коллектора для трубки поглотителя, заполненной пористой средой. Возобновляемая энергия. 2017; 107: 156–63.

Артикул Google Scholar

38.

Ван П., Лю Д. Я., Сюй С. Численное исследование увеличения теплоотдачи в приемной трубе прямого генерирования пара с параболическим желобом путем введения металлических пен.Appl Energy. 2013; 102: 449–60.

Артикул Google Scholar

39.

Mwesigye A, Bello-Ochende T, Meyer JP. Теплопередача и термодинамические характеристики приемника параболического желоба с перфорированными пластинами, расположенными по центру. Appl Energy. 2014; 136: 989–1003.

Артикул Google Scholar

40.

Ghasemi SE, Ranjbar AA. Численное тепловое исследование влияния пористых колец на характеристики солнечного параболического желобного коллектора.Appl Therm Eng. 2017; 118: 807–16.

Артикул CAS Google Scholar

41.

Редди К.С., Рави Кумар К., Аджай К.С. Экспериментальное исследование приемника с пористым диском для солнечного параболического желоба. Возобновляемая энергия. 2015; 77: 308–19.

Артикул Google Scholar

42.

Cheng ZD, He YL, Cui FQ. Численное исследование усиления теплопередачи односторонними генераторами продольных вихрей внутри параболических желобных солнечных приемников.Int J Heat Mass Transf. 2012; 55: 5631–41.

Артикул Google Scholar

43.

Редди К.С., Рави Кумар К., Сатьянараяна Г.В. Численное исследование энергоэффективного приемника солнечного параболического желобного концентратора. Heat Transf Eng. 2008. 29 (11): 961–72.

Артикул CAS Google Scholar

44.

Xiangtao G, Fuqiang W, Haiyan W, Jianyu T., Qingzhi L, Huaizhi H.Анализ улучшения теплопередачи трубчатого приемника параболического желоба солнечного коллектора со вставкой решеток с ребрами жесткости. Sol Energy. 2017; 144: 185–202.

Артикул Google Scholar

45.

Беллос Э., Циванидис Ц., Цимпукис Д. Тепловое усиление параболического желобного коллектора с поглотителями с внутренними ребрами. Sol Energy. 2017; 157: 514–31.

Артикул Google Scholar

46.

Беллос Э., Циванидис Ч., Цимпукис Д. Многокритериальная оценка параболического желобного коллектора с поглотителями с внутренними ребрами. Appl Energy. 2017; 205: 540–61.

Артикул Google Scholar

47.

Муньос Дж., Абанадес А. Анализ труб с внутренними спиральными ребрами для проектирования параболического желоба с помощью инструментов CFD. Appl Energy. 2011; 88: 4139–49.

Артикул Google Scholar

48.

Fuqiang W, Zhexiang T, Xiangtao G, Jianyu T, Huaizhi H, Bingxi L. Повышение эффективности теплопередачи и ограничение тепловой деформации трубчатого приемника параболического желобного солнечного коллектора за счет использования асимметричной гофрированной трубы с выпуклым наружу. Энергия. 2016; 114: 275–92.

Артикул Google Scholar

49.

Хуан З, Ли Зи Й, Ю Джи Л, Тао З. Численные исследования развитой смешанной турбулентной конвекции в приемных трубках параболического желоба с углублениями.Appl Therm Eng. 2017; 114: 1287–99.

Артикул CAS Google Scholar

50.

Беллос Э., Циванидис С., Антонопулос К.А., Гкинис Г. Тепловое усиление солнечных параболических желобных коллекторов с помощью наножидкостей и сходящейся-расходящейся поглотительной трубки. Возобновляемая энергия. 2016; 94: 213–22.

Артикул CAS Google Scholar

51.

Беллос Э., Циванидис С. Оценка методов термического усиления в коллекторах с параболическими желобами.Int J Energy Environ Eng. 2017. https://doi.org/10.1007/s4009.

Артикул Google Scholar

52.

Чаудхари К.С., Уолк П.В., Ванхеде США, Шелке Р.С. Экспериментальное исследование параболических желобных солнечных коллекторов на основе наножидкости (Al2O3 + h3O). Br J Appl Sci Technol. 2015; 9 (6): 551–7.

Артикул Google Scholar

53.

Coccia G, Di Nicola G, Colla L, Fedele L, Scattolini M.Применение наножидкостей в низкоэнтальпийных параболических солнечных коллекторах: численное моделирование годовой урожайности. Energy Convers Manag. 2016; 118: 306–19.

Артикул CAS Google Scholar

54.

de los Rios MSB, Rivera-Solorio CI, García-Cuéllar AJ. Тепловые характеристики линейного коллектора с параболическим желобом с использованием наножидкостей Al2O3 / h3O. Возобновляемая энергия. 2018. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.01.094.

Артикул Google Scholar

55.

Рехан М.А., Али М., Шейх Н.А., Халил М.С., Чаудхари Г.К., Рашид Т., Шехриар М. Анализ экспериментальных характеристик солнечных параболических желобных коллекторов с низким коэффициентом концентрации и наножидкостями в зимних условиях. Возобновляемая энергия. 2018; 118: 742–51.

Артикул CAS Google Scholar

56.

Субрамани Дж., Нагараджан П.К., Вонгвизес С., Эль-Агуз С.А., Сатьямуртия Р. Экспериментальное исследование тепловых характеристик и характеристик теплопередачи солнечного параболического желобного коллектора с использованием наножидкостей Al2O3.Environ Prog Sustain Energy. 2017. https://doi.org/10.1002/ep.12767.

Артикул Google Scholar

57.

Субрамани Дж., Нагараджан П.К., Махиан О., Сатьямурти Р. Повышение эффективности и теплопередачи в солнечном коллекторе с параболическим желобом с использованием наножидкостей TiO2 в режиме турбулентного потока. Возобновляемая энергия. 2018; 119: 19–31.

Артикул CAS Google Scholar

58.

Касаэян А., Давиран С., Данеш Азарян Р., Рашиди А. Оценка производительности и исследование возможностей наножидкостей солнечного параболического желоба. Energy Convers Manag. 2015; 89: 368–75.

Артикул CAS Google Scholar

59.

Аллухи А., Амин М.Б., Сайдур Р., Кусксу Т., Джамиль А. Энергетический и эксергетический анализ параболического желобного коллектора, работающего с наножидкостями, для средне- и высокотемпературных применений. Energy Convers Manag.2018; 155: 201–17.

Артикул CAS Google Scholar

60.

Basbous N, Taqi M, Belouaggadia N. Численное исследование исследования параболического коллектора желоба с использованием наножидкости. Азиатский J Curr Eng Math. 2015; 3: 40–4.

Google Scholar

61.

Basbous N, Taqi M, Janan MA. Анализ тепловых характеристик солнечного коллектора с параболическим желобом с использованием различных наножидкостей.Renew Sust Energy Conf (IRSEC). 2016. https://doi.org/10.1109/IRSEC.2016.7984006.

Артикул Google Scholar

62.

Беллос Э., Циванидис К. Параметрическое исследование использования наножидкостей в коллекторах параболического желоба. Therm Sci Eng Prog. 2017; 2: 71–9.

Артикул Google Scholar

63.

Беллос Э., Циванидис С. Термический анализ параболического желобного коллектора, работающего с моно- и гибридными наножидкостями.Оценка Sustain Energy Technol. 2017. https://doi.org/10.1016/j.seta.2017.

Артикул Google Scholar

64.

Ferraro V, Settino J, Cucumo MA, Kaliakatsos D. Параболическая желобная система, работающая с наножидкостями: сравнение с обычными рабочими жидкостями и влияние на производительность системы. Энергетические процедуры. 2016; 101: 782–9.

Артикул CAS Google Scholar

65.

Marefati M, Mehrpooya M, Shafii MB. Оптический и термический анализ солнечного коллектора с параболическим желобом для производства тепловой энергии в различных климатических условиях в Иране в сравнении с обычными наножидкостями. J Clean Prod. 2018; 175: 294–313.

Артикул CAS Google Scholar

66.

Беллос Э., Циванидис С., Цимпукис Д. Тепловая, гидравлическая и эксергетическая оценка параболического желобного коллектора, работающего с наножидкостями на основе термомасла и расплавов солей.Energy Convers Manag. 2018; 156: 388–402.

Артикул CAS Google Scholar

67.

Ghasemi SE, Ranjbar AA. Анализ тепловых характеристик солнечного параболического желобного коллектора с использованием наножидкости в качестве рабочей жидкости: исследование CFD-моделирования. J Mol Liq. 2016; 222: 159–66.

Артикул CAS Google Scholar

68.

Ghasemi SE, Ranjbar AA. Влияние использования наножидкостей на эффективность параболических желобных коллекторов солнечных тепловых электростанций.Int J Hydrogen Energy. 2017; 42 (34): 21626–34.

Артикул CAS Google Scholar

69.

Khakrah H, Shamloo A, Hannani SK. Определение эффективности параболического желоба солнечного коллектора с использованием наножидкости: всестороннее численное исследование. ASME J Sol Energy Eng. 2017; 139 (5): 5100–1.

Артикул CAS Google Scholar

70.

Minea AA, El-Maghlany WM. Влияние гибридных наножидкостей на характеристики параболических желобных коллекторов в солнечных тепловых системах: последние результаты и численное сравнение.Возобновляемая энергия. 2018; 120: 350–64.

Артикул CAS Google Scholar

71.

Mwesigye A, Huan Z, Meyer JP. Термодинамическая оптимизация характеристик приемника параболического желоба с использованием синтетического масла и наножидкости Al2O3. Appl Energy. 2015; 156: 398–412.

Артикул CAS Google Scholar

72.

A. Mwesigye, Z. Huan, J.P. Meyer, Тепловые характеристики приемной трубы для системы параболического желоба с высоким коэффициентом концентрации и потенциал для улучшения характеристик с наножидкостью Syltherm 800-CuO.В материалах международного конгресса и выставки по машиностроению ASME 2015 IMECE2015 13–19 ноября 2015 г., Хьюстон, Техас.

73.

Mwesigye A, Huan Z. Термодинамический анализ и оптимизация полностью развитой турбулентной принудительной конвекции в круглой трубе с наножидкостью вода – Al2O3. Int J Heat Mass Transf. 2015; 89: 694–706.

Артикул CAS Google Scholar

74.

Mwesigye A, Huan Z, Meyer JP.Анализ тепловых характеристик и генерации энтропии параболического желоба солнечного коллектора с высоким коэффициентом концентрации с наножидкостью CuTherminol ^® VP-1. Energy Convers Manag. 2016; 120: 449–65.

Артикул CAS Google Scholar

75.

Mwesigye A, Meyer JP. Оптимальные тепловые и термодинамические характеристики солнечного параболического желоба с различными наножидкостями и различными соотношениями концентраций. Appl Energy.2017; 193: 393–413.

Артикул CAS Google Scholar

76.

Mwesigye A, Yılmaz DH, Meyer JP. Численный анализ тепловых и термодинамических характеристик солнечного коллектора с параболическим желобом с использованием наножидкости SWCNTs-Therminol ^® VP-1. Возобновляемая энергия. 2018; 119: 844–62.

Артикул CAS Google Scholar

77.

Сохансефат Т., Касаэян А.Б., Ковсары Ф.Повышение теплопередачи в трубе коллектора параболического желоба с использованием наножидкости Al2O3 / синтетическое масло. Renew Sustain Energy Rev.2014; 33: 636–44.

Артикул CAS Google Scholar

78.

Ван И, Сюй Дж., Лю Q, Чен И, Лю Х. Анализ производительности параболического желоба солнечного коллектора с использованием наножидкости Al2O3 / синтетического масла. Appl Therm Eng. 2016; 107: 469–78.

Артикул CAS Google Scholar

79.

Заде П.М., Сохансефат Т., Касаеян А.Б., Ковсари Ф., Акбарзаде А. Гибридный алгоритм оптимизации термического анализа в солнечном параболическом желобном коллекторе на основе наножидкости. Энергия. 2015; 82: 857–64.

Артикул CAS Google Scholar

80.

Benabderrahmane A, Aminallah M, Laouedj S, Benazza A, Solano JP. Повышение теплопередачи в солнечном приемнике с параболическим желобом с использованием продольных ребер и наножидкостей. J Therm Sci.2016; 25: 410–7.

Артикул CAS Google Scholar

81.

Benabderrahmane A, Benazza A, Aminallah M, Laouedj S. Поведение теплопередачи в трубе солнечного коллектора с параболическим желобом с комбинированной техникой. Int J Sci Res Eng Technol. 2016; 5 (11): 568–75.

Google Scholar

82.

Билал FR, Arunachala UC, Sandeep HM. Экспериментальная проверка энергетических параметров параболического желобного коллектора с плоским поглотителем и анализ методов повышения теплоотдачи.J Phys: Conf Ser. 2018; 953: 012030.

Google Scholar

83.

Hatami M, Geng J, Jing D. Повышенная эффективность концентрированного параболического солнечного коллектора (CPSC) с пористой трубкой поглотителя, заполненной суспензией металлических наночастиц. Зеленая энергия окружающей среды. 2018. https://doi.org/10.1016/j.gee.2017.12.002.

Артикул Google Scholar

84.

Kaloudis E, Papanicolaou E, Belessiotis V.Численное моделирование параболического желоба солнечного коллектора с наножидкостью с использованием двухфазной модели. Возобновляемая энергия. 2016; 97: 218–29.

Артикул CAS Google Scholar

85.

Montes MJ, Abbas R, Muñoz M, Muñoz-Antón J, Martínez-Val JM. Достижения в линейных однотрубных приемниках Френеля: гибридные контуры с невакуумированными и эвакуированными приемниками. Energy Convers Manag. 2017; 49: 318–33.

Артикул Google Scholar

86.

Монтес М.Дж., Барберо Р., Аббас Р., Ровира А. Модель производительности и сравнение тепловых характеристик различных альтернатив однолампового приемника Френеля. Appl Therm Eng. 2016; 104: 162–75.

Артикул Google Scholar

87.

Moghimi MA, Craig KJ, Meyer JP. Оптимизация поглотителя с трапециевидным резонатором для линейного отражателя Френеля. Sol Energy. 2015; 119: 343–61.

Артикул Google Scholar

88.

Матиулакис Э., Папаниколау Э., Белессиотис В. Расчет оптических характеристик и мгновенного КПД линейных солнечных коллекторов Френеля. Int J Energy Res. 2017. https://doi.org/10.1002/er.3925.

Артикул Google Scholar

89.

Чжу Дж., Хуанг Х. Конструкция и тепловые характеристики полупараболического коллектора солнечной концентрации с линейным отражателем Френеля. Energy Convers Manag. 2014; 77: 733–7.

Артикул Google Scholar

90.

Rungasamy AE, Craig KJ, Meyer JP. 3-D CFD-моделирование наклонного приемника в компактной линейной установке Френеля с согласованным по длине зеркальным полем. Энергетические процедуры. 2015; 69: 188–97.

Артикул Google Scholar

91.

Беняхлеф С., Аль Мерс А., Мерроун О, Буатем А., Бутаммачте Н., Эль Альдж С., Аждад Х, Эррегераги З., Земмури Э. Влияние кривизны гелиостата на оптические характеристики линейных концентраторов Френеля. Возобновляемая энергия.2016; 89: 463–74.

Артикул Google Scholar

92.

Бойто П., Грена Р. Оптимизация геометрии линейных коллекторов Френеля. Sol Energy. 2016; 135: 479–86.

Артикул Google Scholar

93.

Huang F, Li L, Huang W. Оптические характеристики линейного солнечного концентратора Френеля с отслеживанием азимута. Sol Energy. 2014; 108: 1–12.

Артикул Google Scholar

94.

Zhu Y, Shi J, Li Y, Wang L, Huang Q, Xu G. Конструкция и тепловые характеристики масштабируемой солнечной системы с линейным рефлектором Френеля. Energy Convers Manag. 2017; 146: 174–81.

Артикул Google Scholar

95.

Баладжи С., Редди К.С., Сундарараджан Т. Оптическое моделирование и анализ характеристик солнечной системы приемника LFR с параболическими и эвольвентными вторичными отражателями. Appl Energy. 2016; 179: 1138–51.

Артикул Google Scholar

96.

Беллос Э., Циванидис Ч., Пападопулос А. Оптический и термический анализ линейного отражателя Френеля, работающего с термомаслом, расплавом солей и жидким натрием. Appl Therm Eng. 2018; 133: 70–80.

Артикул CAS Google Scholar

97.

Грена Р., Тарквини П. Солнечный линейный коллектор Френеля, использующий расплавленные нитраты в качестве теплоносителя. Энергия. 2011; 36 (2): 1048–56.

Артикул CAS Google Scholar

98.

Канаварро Д., Чавес Дж., Колларес-Перейра М. Новый двойной асимметричный линейный концентратор Френеля CEC для откачанных трубчатых приемников. AIP Conf Proc. 2017; 1850: 040001.

Артикул Google Scholar

99.

Канаварро Д., Чавес Дж., Колларес-Перейра М. Новый составной концентратор эллиптического типа для параболических первичных обмоток с трубчатым приемником. Sol Energy. 2016; 134: 383–91.

Артикул Google Scholar

100.

Lin M, Sumathy K, Dai YJ, Wang RZ, Chen Y. Экспериментальный и теоретический анализ прототипа солнечного коллектора с линейным рефлектором Френеля с V-образным резонаторным приемником. Appl Therm Eng. 2013. 51 (1–2): 963–72.

Артикул Google Scholar

101.

Хак М., Чжу Г., Венделин Т. Оценка и сравнение метода адаптивного метода для повышения производительности линейных вторичных схем Френеля. Appl Energy. 2017; 208: 1441–51.

Артикул Google Scholar

102.

Moghimi MA, Craig KJ, Meyer JP. Оптимизация на основе моделирования линейного поля зеркала коллектора Френеля и приемника для оптических, тепловых и экономических характеристик. Sol Energy. 2017; 153: 655–78.

Артикул Google Scholar

103.

Prasad GSC, Reddy KS, Sundararajan T. Оптимизация солнечной системы линейных отражателей Френеля со вторичным концентратором для равномерного распределения потока по трубке поглотителя. Sol Energy. 2017; 150: 1–12.

Артикул Google Scholar

104.

Цю И, Ли М-Дж, Ван К., Лю З-Б, Сюэ Х-Д. Оптимизация стратегии прицеливания для равномерного распределения потока в приемнике линейного солнечного отражателя Френеля с использованием многоцелевого генетического алгоритма. Appl Energy. 2017; 205: 1394–407.

Артикул Google Scholar

105.

Беллос Е., Матиулакис Е., Циванидис С., Белессиотис В., Антонопулос К.А.Экспериментальное и численное исследование линейного солнечного коллектора Френеля с пластинчатым приемником. Energy Convers Manag. 2016; 130: 44–59.

Артикул CAS Google Scholar

106.

Паулетта С. Солнечный коллектор Френеля на основе откачанного плоского приемника. Энергетические процедуры. 2016; 101: 480–7.

Артикул Google Scholar

107.

Беллос Э., Циванидис К.Многокритериальная оценка линейного солнечного коллектора Френеля на основе наножидкости. Sol Energy. 2018; 163: 200–14.

Артикул CAS Google Scholar

108.

Беллос Э., Циванидис С. Повышение термической эффективности параболических желобных коллекторов на основе наножидкостей. J Therm Anal Calorim. 2018. https://doi.org/10.1007/s10973-018-7056-7.

Артикул Google Scholar

109.

Ковентри Дж., Андрака К. Системы посуды для CSP. Sol Energy. 2017; 152: 140–70.

Артикул Google Scholar

110.

Чандрашекара М., Ядав А. Экспериментальное исследование эффекта солнечного покрытия из расслоенного графита с накопителем явного тепла и тарелкой Шеффлера для опреснения. Appl Therm Eng. 2017; 123: 111–22.

Артикул Google Scholar

111.

Ван Дж., Ян С., Цзян К., Ян Кью, Лунд, PD.Новый двухступенчатый концентратор с улучшенными оптическими характеристиками для концентрирования солнечных электростанций. Возобновляемая энергия. 2017; 108: 92–7.

Артикул Google Scholar

112.

Przenzak E, Szubel M, Filipowicz M. Численная модель высокотемпературного приемника концентрированного солнечного излучения. Energy Convers Manag. 2016; 125: 97–106.

Артикул Google Scholar

113.

Шмитц М., Амброзетти Дж., Купер Т., Стейнфельд А. Оптические характеристики солнечного тарельчатого концентратора на основе эллиптических граней вакуумной мембраны. Sol Energy. 2017; 153: 732–43.

Артикул Google Scholar

114.

Yu T, Yuan Q, Lu J, Ding J, Lu Y. Термохимические характеристики накопления при реформинге метана с двуокисью углерода в трубчатых и полуполостных реакторах, нагреваемых системой солнечных тарелок. Appl Energy. 2017; 185 (2): 1994–2004.

Артикул CAS Google Scholar

115.

Коэн С., Гроссман Г. Разработка солнечного коллектора со стационарным сферическим отражателем / поглотителем трекинга для промышленного тепла. Sol Energy. 2016; 128: 31–40.

Артикул Google Scholar

116.

Аваргани В., Рахими А., Таваколи Т. Эксергетическая оптимизация и оптимальная работа солнечного тарельчатого коллектора с цилиндрическим приемником.J Energy Eng. 2016; 146 (4): 04015049-1.

Google Scholar

117.

Лони Р., Касаэян А.Б., Аскари Асли-Арде Э., Гобадиан Б. Оптимизация эффективности солнечного приемника с трубчатой ​​цилиндрической полостью для органического цикла Ренкина на солнечной энергии. Энергия. 2016; 112: 1259–72.

Артикул CAS Google Scholar

118.

Azzouzi D, Boumeddane B, Abene A. Экспериментальный и аналитический термический анализ приемника цилиндрической полости для солнечной антенны.Возобновляемая энергия. 2017; 106: 111–21.

Артикул Google Scholar

119.

Цзоу Ц., Чжан Ю., Фалькоз К., Невеу П., Чжан Ц., Шу В., Хуанг С. Разработка и оптимизация высокотемпературного резонаторного приемника для системы использования каскада солнечной энергии. Возобновляемая энергия. 2017; 103: 478–89.

Артикул Google Scholar

120.

Редди К.С., Викрам Т.С., Виршетти Г. Комбинированный анализ тепловых потерь солнечной параболической тарелки — модифицированный резонаторный приемник для генерации перегретого пара.Sol Energy. 2015; 121: 78–93.

Артикул Google Scholar

121.

Tan Y, Zhao L, Bao J, Liu Q. Экспериментальное исследование тепловых потерь приемника полусферического резонатора. Energy Convers Manag. 2014; 87: 576–83.

Артикул Google Scholar

122.

Loni R, Kasaeian AB, Askari Asli-Ardeh E, Ghobadian B, Le Roux WG. Исследование производительности органического цикла Ренкина с использованием солнечной энергии с использованием установленного на тарелке трубчатого солнечного приемника с прямоугольной полостью.Appl Therm Eng. 2016; 108: 1298–309.

Артикул CAS Google Scholar

123.

Джованнелли А., Башир М.А. Разработка солнечного резонаторного приемника с системой кратковременного хранения. Энергетические процедуры. 2017; 136: 258–63.

Артикул Google Scholar

124.

Павлович С., Беллос Э., Ле Ру В.Г., Стефанович В., Циванидис К. Экспериментальное исследование и параметрический анализ солнечного теплового тарельчатого коллектора со спиральным поглотителем.Appl Therm Eng. 2017; 121: 126–35.

Артикул Google Scholar

125.

Павлович С., Даабо А.М., Беллос Э., Стефанович В., Махмуд С., Аль-Дада Р.К. Экспериментальное и численное исследование оптических и тепловых характеристик солнечной параболической антенны и гофрированного спирального резонатора. J Clean Prod. 2017; 150: 75–92.

Артикул CAS Google Scholar

126.

Даабо AM, Махмуд С., Аль-Дада РК. Влияние геометрии приемника на оптические характеристики малогабаритного приемника с солнечным резонатором для параболических антенн. Энергия. 2016; 114: 513–25.

Артикул Google Scholar

127.

Лони Р., Аскари Асли-арде Э., Гобадиан Б., Касаэян А.Б., Горджиан Ш. Термодинамический анализ солнечного тарельчатого приемника с использованием различных наножидкостей. Энергия. 2017; 133: 749–60.

Артикул Google Scholar

128.

Pakhare JN, Pandey H, Selvam M, Jawahar CP. Экспериментальная оценка характеристик параболического солнечного тарельчатого коллектора с наножидкостью. книга: технологии концентрированной солнечной тепловой энергии 2018. Берлин: Springer; 2018. с. 115–23.

Google Scholar

129.

Павлович С., Беллос Э, Лони Р. Эксергетическое исследование солнечного тарельчатого коллектора с гладким и гофрированным спиральным поглотителем, работающим с различными наножидкостями. J Clean Prod.2018; 174: 1147–60.

Артикул CAS Google Scholar

130.

Раджендран Д.Р., Сундарам Э.Г., Джавахар П. Экспериментальные исследования влияния повышенной теплопроводности наножидкости SiC + вода на работу малогабаритного солнечного параболического тарелочного приемника. Int J Nanosci. 2018; 17: 1760025.

Артикул CAS Google Scholar

131.

Toghyani S, Baniasadi E, Afshari E.Термодинамический анализ и оптимизация интегрированного энергетического цикла Ренкина и параболоцилиндрического солнечного коллектора на основе наножидкостей. Energy Convers Manag. 2016; 121: 93–104.

Артикул CAS Google Scholar

132.

Алашкар А., Гадалла М. Термоэкономический анализ интегрированной системы производства солнечной энергии с использованием наножидкостей. Appl Energy. 2017; 191: 469–91.

Артикул CAS Google Scholar

133.

А. Алашкар, М. Гадалла, Анализ производительности интегрированной солнечной электростанции с использованием наножидкостей, Int J Energy Res. 2018; 1-26.

134.

Abid M, Ratlamwala TAH, Atikol U. Оценка производительности солнечной тепловой электростанции с параболической тарелкой и параболическим желобом с использованием наножидкостей и расплавов солей Int. J Energy Res. 2016; 40: 550–63.

Артикул CAS Google Scholar

135.

Беллос Э., Циванидис К.Параметрический анализ и оптимизация органического цикла Ренкина с солнечными параболическими желобными коллекторами на основе наножидкостей. Возобновляемая энергия. 2017; 114В: 1376–93.

Артикул CAS Google Scholar

136.

Абид М., Ратламвала ТАХ, Атикол У. Солнечная система с несколькими поколениями с использованием наножидкостей: сравнительный анализ. Int J Hydrogen Energy. 2017; 42 (33): 21429–42.

Артикул CAS Google Scholar

137.

Беллос Э., Циванидис К. Оптимизация системы тригенерации, работающей от солнечной энергии, с параболическими желобными коллекторами на основе наножидкостей. Энергии. 2017; 10: 848.

Артикул Google Scholar

138.

Abu-Hamdeh NH, Almitani KH. Солнечная регенерация жидкого осушителя и наножидкости в испарительном охлаждении для тепличного производства продуктов питания в Саудовской Аравии. Sol Energy. 2016; 134: 202–10.

Артикул CAS Google Scholar

139.

Рахман М.М., Моджумдер С., Саха С., Мехилеф С., Сайдур Р. Влияние объемной доли твердой фазы и угла наклона в четвертькруговых солнечных тепловых коллекторах, заполненных наножидкостью УНТ – вода. Int Commun. Тепломассообмен. 2014; 57: 79–90.

Артикул CAS Google Scholar

140.

Сабиха М.А., Саидур Р., Хассани С., Саид З., Мехилеф С. Энергетические характеристики вакуумного трубчатого солнечного коллектора с использованием однослойных наножидкостей из углеродных нанотрубок.Energy Convers Manag. 2015; 105: 1377–88.

Артикул CAS Google Scholar

Солнечная тепловая энергия | Учебники по альтернативной энергии

Солнечная тепловая энергия Статья Учебники по альтернативной энергии 18.06.2010 03.06.2021 Учебники по альтернативной энергии

Поделитесь / добавьте в закладки с:

Солнечная тепловая энергия, горячая вода от солнца

Солнечная энергия — это бесплатная энергия, которую мы получаем от солнца в двух основных формах: Свет, и Тепло. Есть два способа превратить эти формы в полезную для дома энергию. Первый заключается в использовании энергии солнечного фотона для генерации электрического тока, известного как фотоэлектрический процесс, который мы рассмотрим в учебных пособиях по солнечной энергии. Второй — использование солнечной тепловой энергии с помощью солнечных тепловых коллекторов для производства солнечной горячей воды, солнечной тепловой энергии, солнечного нагрева бассейна, солнечного отопления помещений и солнечного охлаждения и т. Д.

Важно понимать, что Solar Thermal Energy — это не то же самое, что солнечная энергия или солнечная фотоэлектрическая энергия, поскольку фотоэлектрические установки преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество.Однако солнечная тепловая энергия может использоваться для концентрации солнечных лучей, создавая тепло, которое затем используется для производства пара, который превращает генератор в электричество.

Солнечные тепловые коллекторы

Количество электроэнергии и энергии газа, используемых сегодня для нагрева воды для бытовых нужд и отопления помещений в наших домах и офисах, огромно. Термин «системы солнечной тепловой энергии» обозначает технологии и устройства для солнечного нагрева и горячего водоснабжения, которые используют энергию солнца для обеспечения горячей водой и обогревом наших домов, офисов, фабрик и других подобных приложений с использованием возобновляемой солнечной энергии.

Системы солнечной тепловой энергии обычно включают монтируемый на крыше коллектор солнечной энергии, обычно называемый «солнечным тепловым коллектором», который принимает солнечный свет и преобразует его в полезное тепло, производя экологически чистое отопление и горячую воду, что снижает потребность в электроэнергии и природном газе, а также другие виды топлива для отопления и, конечно же, счета.

Солнечные системы водяного отопления можно охарактеризовать как прямые или косвенные, в зависимости от того, нагревается ли бытовая вода непосредственно в солнечном коллекторе или через отдельный теплообменник.

Затем солнечная тепловая энергия относится к технологии, которая использует энергию солнца для нагрева воды или других типов теплоносителей для различных жилых, промышленных и других применений, включая обогрев плавательных бассейнов, подогрев горячей воды и обогрев помещений, которые в настоящее время являются основными приложениями. солнечной тепловой энергии .

Количество солнечной радиации, которую получает мир, достаточно велико для того, чтобы солнечные тепловые технологии стали неотъемлемой частью экологически чистой энергии будущего в любом месте.Солнечные тепловые системы состоят из трех основных элементов: солнечного коллектора (-ов), изолированного теплопроводного трубопровода и некоторой формы хранения тепла, такой как резервуар для горячей воды. В системах активной солнечной тепловой энергии также используются насосы и / или вентиляторы для распределения тепла, электронные таймеры, средства управления и термостаты, а в более холодном климате — антифриз и другие подобные химические вещества для защиты.

Типы солнечных коллекторов тепловой энергии

Солнечные тепловые коллекторы являются сердцем любой солнечной тепловой энергетической системы, вырабатывая необходимое количество солнечной энергии для нагрева воды.Солнечные тепловые коллекторы отличаются от фотоэлектрических (PV) панелей, которые производят только солнечную электроэнергию. Солнечный коллектор может быть таким же простым, как прямая или свернутая в спираль пластиковая или медная труба.

Даже старый кусок садового шланга, установленный на солнечном месте на земле, можно использовать для предварительного нагрева воды, протекающей через него, прежде чем она попадет в стандартный электрический водонагреватель. Хотя эта установка определенно будет работать, она имеет свои ограничения в эффективности и практичности, особенно ночью или в холодные зимние месяцы.

Количество солнечного тепла, производимого солнечными тепловыми коллекторами, варьируется в зависимости от конструкции коллектора, площади поверхности коллекторных труб, а также от местного климата и условий местности, и существует несколько типов коммерческих солнечных тепловых коллекторов, таких как: Плоская пластина , Вакуумная трубка , Накопитель со встроенным коллектором (ICS), Термосифон и Концентрирующая солнечная энергия (CSP). Все они выполняют одну и ту же работу, производят «горячую воду от солнечных батарей», причем каждый тип имеет свои собственные применения, преимущества и недостатки.

Солнечные тепловые коллекторы улавливают солнечное тепло для нагрева горячей воды и / или отопления помещений и обычно устанавливаются на крышах, где они подвергаются максимальному солнечному излучению для максимальной эффективности. Большинство солнечных коллекторов горячей воды представляют собой пассивные устройства, состоящие из коробок, рам, резервуаров или закрытых труб, которые содержат следующие основные части:

• Прозрачная стеклянная или пластиковая крышка или трубка для впуска солнечной энергии.
• Внутренние поверхности, окрашенные в темный цвет, называемые поглотителями, которые впитывают солнечное тепло, передавая его теплоносителю или воздуху.
• Изоляционные материалы для предотвращения утечки захваченного тепла обратно в атмосферу.
• Трубы, вентиляционные отверстия или воздуховоды для транспортировки нагретой жидкости или воздуха из солнечного коллектора туда, где их можно использовать или хранить.

• Плоские коллекторы — плоские солнечные тепловые коллекторы являются наиболее распространенным и самым простым типом солнечных коллекторов, доступных для использования в домашних условиях с помощью солнечной энергии для нагрева воды от низкой до средней температуры и отопления помещений. Большинство плоских пластинчатых коллекторов обычно состоят из нескольких отдельных медных труб или одной катушки, которая прикреплена к темной теплоизоляционной пластине, запечатанной в большом изолированном деревянном или металлическом ящике.Герметичный термобокс покрыт закаленным стеклом или прозрачной пластиковой крышкой, чтобы энергия солнечного излучения могла поглощаться медными трубками, производящими солнечную горячую воду. Плоские солнечные коллекторы легко собрать из деревянного ящика и нескольких медных труб, что делает их идеальным проектом для начинающих для входа в мир солнечной тепловой энергии.

Типовой солнечный вакуумный трубчатый коллектор

• Вакуумные трубчатые коллекторы — «Вакуумные трубчатые коллекторы» состоят из рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок.Каждая трубка состоит из металлического теплопоглощающего материала, обычно из меди, при этом вся трубка «откачивается» из воздуха (отсюда и их название), а затем герметизируется для образования вакуума внутри стеклянной трубки. Этот вакуум помогает коллектору достигать чрезвычайно высоких температур, поскольку вакуум действует как высокоэффективный изолятор вокруг центрального теплопоглощающего материала.

Так как воздух является хорошим передатчиком тепловой энергии, вакуум внутри трубки предотвращает передачу тепла от поглотителя к наружному охлаждающему стеклу.Вода или масло переносят поглощенное тепло от солнечного коллектора в резервуар для хранения, где оно используется для отопления.

Вследствие более высокой эффективности по сравнению с плоскими пластинчатыми коллекторами, вакуумные трубчатые коллекторы обычно используются, когда требуются средние и высокие температуры или большие объемы солнечной горячей воды, а также для технологических систем отопления и солнечных систем кондиционирования воздуха.

• Интегрированный коллекторный накопитель — «Интегрированный коллекторный накопитель» или система «ICS» объединяет солнечный коллектор и накопительный бак в едином блоке, установленном на крыше.Хотя встроенный коллекторный накопитель не может производить столько солнечного тепла, как предыдущие системы, он может обеспечить разумное количество солнечной горячей воды или может служить экономичным предварительным нагревателем для обычных электрических или газовых водонагревателей. Коллекторы солнечной тепловой энергии ICS называются пассивными устройствами, потому что им не нужны насосы, термостаты, контроллеры, датчики, проводка или электричество для приготовления горячей воды, просто направьте их на солнце.

• Термосифонные коллекторы — «Термосифонные коллекторы» широко используются для солнечного нагрева воды и легко идентифицируются по их большому резервуару наверху солнечного коллектора.Солнечный коллектор установлен под резервуаром для хранения, чтобы обеспечить действие термосифонирования, то есть движение нагретой воды вверх за счет естественной конвекции. Когда солнце освещает солнечные коллекторы, вода внутри нагревается и расширяется. По мере расширения она становится легче, чем более холодная вода в резервуаре для хранения. Под действием силы тяжести более тяжелая холодная вода вытягивается из бака во входное отверстие коллектора. Когда холодная вода покидает резервуар для хранения, она выталкивает нагретую воду через выпускное отверстие коллектора в верхнюю часть резервуара.

Это постоянное нагревание и протекание, когда горячая вода за счет естественной конвекции циркулирует через коллекторы, обеспечивая полный бак горячей воды в конце дня. Как и предыдущая система ICS, термосифонные системы также являются пассивными системами, что делает их автоматическими, простыми и надежными. Однако основным недостатком системы термосифонирования является то, что ночью или в холодное время года нагретая вода в резервуаре-накопителе наверху может менять направление, в результате чего солнечный коллектор становится радиаторами, рассеивающими тепло обратно в атмосферу.Кроме того, вес резервуара, заполненного водой, и труб на крыше может потребовать усиления крыши или опор, на которых она установлена.

Концентраторы солнечной тепловой энергии

До сих пор мы обсуждали простые системы горячего водоснабжения на солнечной тепловой энергии с открытым контуром, в которых вода нагревается непосредственно за счет солнечной энергии с помощью установленных на крыше солнечных коллекторов. Это делает их идеальными для жилых домов, в которых нет места для второго резервуара для горячей воды или системы, производящей горячую воду от средней до высокой температуры (от 50 до 80 ^o C) для бытового использования.Но для промышленного и коммерческого применения эти типы систем солнечной тепловой энергии слишком малы и неэффективны. Чтобы вырабатывать электричество из энергии солнечных лучей, называемой солнечной тепловой электроэнергией, нам необходимо использовать солнечную тепловую энергию для нагрева воды до гораздо более высокой температуры, производящей пар, который затем можно использовать для привода турбин.

Прямое солнечное излучение может быть сконцентрировано и собрано с помощью отражателей, зеркал, желобов и тарелок, называемых солнечными концентраторами , создающими единую точку фокусировки с чрезвычайно высокой температурой.Тепло, генерируемое путем концентрации солнечной энергии или технологий CSP, затем используется для работы обычного генератора энергии. Высокотемпературное солнечное тепло, собираемое в течение дня, также может храниться в жидких или твердых средах, таких как расплавленные соли, керамика, бетон или, в будущем, в солевых смесях с фазовым переходом. Ночью его можно извлечь из носителя для продолжения работы турбины.

• Параболические желоба — Системы CSP «параболического желоба» состоят из зеркального параболического рефлектора изогнутой формы, который фокусирует солнечную энергию на приемную трубу, расположенную в фокусе параболической кривой, нагревая передающую жидкость, обычно на масляной основе из-за высоких температур. вовлечены, протекают по трубе.Затем перекачивающая жидкость генерирует перегретый пар, который подается в турбину и электрический генератор для производства электроэнергии. Эти отражатели с параболическим желобом обычно присоединяются к какой-либо системе слежения за солнцем, которая отслеживает движение солнца с востока на запад в течение дня, так что солнце непрерывно фокусируется на приемных трубах для максимальной эффективности.

Концентратор для солнечных батарей

• Солнечные двигатели для тарелок — «Солнечные двигатели для тарелок» — это еще один тип солнечных концентраторов.Коллекционер солнечной посуды состоит из множества маленьких стеклянных зеркал, расположенных вместе в форме параболической тарелки. Зеркала отражают солнечный свет на блок преобразования мощности, который устанавливается над тарелкой в ​​фокусном центре (аналогично тарелке спутникового телевидения).

Блок преобразования энергии включает в себя приемник солнечной энергии, который поглощает солнечную энергию и передает ее солнечному двигателю. Затем двигатель преобразует эту энергию в тепло. Тепловой приемник включает в себя трубки для теплоносителя, обычно водорода или гелия, которые передают тепло генератору для производства электроэнергии.Системы солнечной антенны / двигателя используют автоматические двухосные коллекторы для отслеживания солнца.

• Башни солнечной энергии — «Башни солнечной энергии» используют тысячи отслеживающих солнце зеркал, называемых гелиостатами, для концентрации солнечного света на приемнике, расположенном на вершине высокой центральной башни. Башня солнечной энергии генерирует чрезвычайно высокие температуры в фокусе массива зеркал, нагревая передающую жидкость, такую ​​как расплав нитратной соли, которая затем используется для выработки пара для питания турбогенератора, который используется для производства электроэнергии.Расплавленная соль достигает температуры около 1050 градусов по Фаренгейту в приемнике перед хранением в резервуаре, где она может эффективно сохранять тепло в течение нескольких часов или даже дней, прежде чем будет использоваться для выработки электроэнергии.

Мы видели, что двумя основными компонентами типичной домашней системы Solar Thermal Energy , которая может использоваться для производства солнечной горячей воды, являются резервуар для хранения воды и солнечный тепловой коллектор, который поглощает тепло от солнца. Два основных типа солнечных тепловых коллекторов, доступных для бытового применения, — это коллектор с плоской пластиной и вакуумный трубчатый коллектор , которые могут производить более чем достаточно солнечной горячей воды для типичного домашнего хозяйства.

Для промышленных и коммерческих применений «солнечная тепловая энергия» в настоящее время является наиболее экономически эффективной солнечной технологией в больших масштабах. В настоящее время он превосходит другие формы альтернативных энергетических систем, а также может превзойти стоимость электроэнергии, произведенной за счет сжигания ископаемого топлива, такого как природный газ. Испания и Австралия в настоящее время являются ведущими странами в коммерческом производстве солнечной тепловой энергии, в которых Испания уже производит значительную часть потребляемой ими электроэнергии за счет своей солнечной тепловой энергетической башни и солнечных тарелок / двигателей.

Подходит ли вам солнечная тепловая энергия ?. Скорее всего, использование солнечной энергии для производства солнечной воды для нагрева воды может сократить счета за горячее водоснабжение до 60% или более каждый год, что позволит сэкономить тысячи американских долларов или британских фунтов для среднего семейного дома в течение всего срока службы солнечной системы горячего водоснабжения. . Системы солнечной тепловой энергии также помогают сохранить наши природные ресурсы и окружающую среду за счет сокращения выбросов парниковых газов, поскольку меньше ископаемого топлива сжигается для выработки электроэнергии только для нагрева воды, но учтите это, на каждый доллар, британский фунт или евро, которые вы тратите на улучшение своего дома.