Солнечный коллектор – универсальное устройство, использующееся для сбора и последующего преобразования солнечной энергии в тепловую, пригодную для людских нужд.
Солнечные коллекторы широко применяются для обеспечения объектов (частных домов, промышленных и общественных зданий) горячей водой, используются в отопительных системах. Кроме этого, данные альтернативные модули применяют для подогрева бассейнов, очистки воды, сушке сельскохозяйственной продукции, в качестве средства для охлаждения и кондиционирования воздуха и даже для приготовления пищи.
4. • обеспечение горячей водой жилых
домов, общественных зданий и
промышленных предприятий
• подогрев бассейнов
• отопление помещений
• сушка сельскохозяйственной
продукции и др.
• охлаждение и кондиционирование
воздуха
• очистка воды
• приготовление пищи
Применение солнечных коллекторов
6. Плоский коллектор
Принцип работы
Проходя через стекло, и попадая
на поглощающую пластину,
солнечная радиация
превращается в тепловую
энергию. Далее полученное тепло
передается тепловому носителю.
Тепловым носителем может
выступать воздух или жидкость,
которые циркулируют в трубах.
7. Жидкостной коллектор
• Теплоноситель: вода (прямая
система) или антифриз
(непрямая система)
• Необходимость спуска воды
при похолодании, риск
прорыва труб
• Дорогостоящие материалы
• Применение: нагрев воды для
бытовых нужд, отопление
Плоские коллекторы
8. Воздушный коллектор
• Теплоноситель: воздух (естественная
конвекция/вентиляторы)
• Отсутствие риска замерзания или закипания
носителя
• Минимальные проблемы при утечке
• Сложность обнаружения утечки
• Более дешевые материалы, простота и
надежность конструкции
• КПД ниже, чем у жидкостного коллектора, за
счет меньшей теплопроводности носителя
• Большая площадь установки
• Необходимость затрат электроэнергии для
прогонки воздуха через систему
• Применение: просушка сельскохозяйственной
продукции, отопление помещений
Плоские коллекторы
9. Коллектор без остекления
• Применение: нагрев воды в
бассейнах
• Эффективность ниже, чем у
остекленных аналогов
• Менее дорогие материалы
(резина, пластмасса)
Плоские коллекторы
10. Принцип работы
Солнечная энергия, проходя
через наружную трубку,
попадает в поглощающую
трубку, где и происходит
превращение солнечной
энергии в тепло, далее,
переработанное тепло
передается теплоносителю
(жидкости).
Вакуумный коллекторВакуумный коллектор
11. • Концентрация солнечных лучей
за счет зеркальных
поверхностей, которые
направляют солнечную
энергию непосредственно на
поглотители
• Значительно более высокая
температура по сравнению с
плоскими коллекторами
• Невозможность использования
в пасмурную погоду, т.к.
концентратор воспринимает
исключительно прямую
солнечную радиацию
Концентратор
12. • Повышение эффективности за
счет следящих устройств
(одноосные и двухосные)
• Сложности с техническим
обслуживанием
• Применение в промышленных
установках и в регионах с
большим количеством
солнечных дней
Концентратор
13. Преимущества
Вакуумные коллекторы
• Низкие теплопотери
• Работоспособность в холодное время года
до -30С
• Способность генерировать высокие
температуры
• Длительный период работы в течение
суток
• Удобство монтажа
• Низкая парусность
• Отличное соотношение
цена/производительность для умеренных
широт и холодного климата
• Меньшая стоимость ремонта/возможность
работы системы в процессе замены трубок
Плоские коллекторы
• Способность очищаться от снега и инея
• Высокая производительность летом
• Отличное соотношение
цена/производительность для южных
широт и тёплого климата
• Возможность установки под любым углом
• Меньшая начальная стоимость
• Высокая надежность
Вакуумные vs. плоские
14. Недостатки
Вакуумные коллекторы
• Неспособность к самоочистке от
снега
• Относительно высокая начальная
стоимость проекта
• Рабочий угол наклона не менее 20°
• Потенциально более хрупкие,
поврежденная трубка требует
замены
Плоские коллекторы
• Высокие теплопотери
• Низкая работоспособность в
холодное время года
• Сложность монтажа связанная с
необходимостью доставки на
крышу собранного коллектора
• Высокая парусность
• Более высокая стоимость ремонта, в
случае аварии, придется заменить
весь коллектор
Вакуумные vs. плоские
15. Целесообразность установки коллекторов в России
В наших широтах
достаточно Солнца, и
гелиосистемы будут
эффективными.
Количество солнечной
энергии в Московской
области такое же, как
в Германии, где
площадь
используемых
солнечных
коллекторов больше
6,5 млн. м2
16. Факторы, определяющие размер
и стоимость коллектора:
• ориентация дома по сторонам света
• роза ветров
• климатические условия региона
• тип системы отопления
• качество теплоизоляции
• число потребителей горячей воды
Проектирование и монтаж
Установку и монтаж коллектора делать
намного проще, если такая опция
учитывалась при проектировании дома
17. Типичные способы установки солнечных коллекторов:
Наклонный (на крышу с углом ската)
Проектирование и монтаж
Свободностоящий (с опорной структурой)
Горизонтальный (на плоскую крышу)
На практике идеальными для нашей широты оказались углы наклона между 30 и 45º
