Солнечные коллекторы предназначены для сбора и преобразования энергии солнца в удобную для хранения форму. Производят нагрев теплоносителя, позволяя использовать их для отопления помещений и горячего водоснабжения. Перерабатывается электромагнитное излучение с разной длиной волны - от ультрафиолетового до инфракрасного.
Принцип работы солнечных коллекторов
При ясной погоде на 1 квадратный метр земной поверхности приходится около 1 кВт энергии. Это усредненное значение, точное зависит от погоды и от расположения. Солнечный коллектор может собрать более 70% поступающей энергии. Семье из 4 человек хватит 1-2 приспособлений, чтобы получать горячую воду все лето и межсезонье. Большее количество коллекторов позволит организовать отопление в частном доме зимой.
Такая система безопасна, потому что используется непрямая схема нагрева. Снаружи проходят трубы с незамерзающей жидкостью, поэтому при морозах теплотрасса не будет повреждена. Солнце нагревает этот теплоноситель, который потом передает тепло воде. В качестве промежуточного состава обычно используется раствор пропиленгликоля.
Для нагрева бака с горячей водой можно использовать второй источник тепла: газовый или электрокотел, тепловой насос или твердотопливный котел. Нередко пользуются схемой, в которой сочетают бак ГВС и буферный бак для отопления. В таком случае коллекторы нагревают воду и поддерживают отопление в зимнее время. Наибольшую популярность сейчас приобрели тепловые насосы благодаря своим преимуществам.
Виды солнечных коллекторов
Различают два основных типа конструкции: плоские и вакуумные. Самое большое распространение получил первый вариант. Первый коллектор такого типа появился в 1950 году. Основными особенностями прибора являются:
- плоская форма и темный цвет накопителя;
- стекло в качестве теплоизоляционного слоя;
- теплообменник, отводящий тепло от абсорбирующего слоя;
- подложка, обеспечивающая необходимую теплоизоляцию.
Прозрачное стекло легко пропускает солнечные лучи, которые нагревают поглотитель. Здесь происходит преобразование энергии в тепло, за счет чего происходит повышение температуры жидкости в трубах.
Трубчатый или вакуумный коллектор является более поздней разработкой. Она заключается в использовании нескольких вакуумных трубок, выполненных из стекла. Внутри них располагается поглощающая пластина, которая соединена с тепловой трубкой. Эта часть нагревается, передавая тепло пропиленгликлю. Благодаря вакууму вокруг трубки снижаются потери тепла. Поэтому такие коллекторы гораздо эффективнее плоских. Хорошие показатели получаются и при работе в снежных условиях, потому что в зазор между трубами может свободно попадать снег. Это уменьшает потери тепла, ха счет отсутствия нагрева труб выпавший снег не растает.
Какой коллектор лучше выбрать?
Каждый тип имеет свои особенности, которые нужно учитывать при выборе. Плоские коллекторы отличаются высокими теплопотерями, которые увеличиваются в случае перепада температур. Вакуумные варианты имеют меньшую площадь поглотителя, занимая около 60-80% от общего показателя. При пасмурных условиях квадратный метр трубчатого изделия вырабатывает немного больше тепла. Но такой тип накопителя стоит дороже. Поэтому для районов, не отличающихся обилием света и высоких температур, лучше выбирать плоские коллекторы. Они дешевле, что обеспечивает их лучшую экономическую эффективность.
Относительно срока службы однозначного мнения нет, оба варианта обладают высокой надежностью. Но вакуумные коллекторы относительно молоды, поэтому информации о их стабильности меньше. Также при выборе нужно учитывать внешний вид устройства и удобство монтажа.