Новини

Новини у світі інженерії та електротехніки

Сонячні колектори та їх види 22.08.2016

Сонячні колектори та їх види

В основі багатьох сонячних енергетичних систем лежить застосування сонячних колекторів. Колектор поглинає світлову енергію Сонця і перетворює її в тепло, яке передається теплоносію (рідині або повітрю) і потім використовується для обігріву будівель, нагріву води, виробництва електрики, сушки сільськогосподарської продукції або приготування їжі. Сонячні колектори можуть застосовуватися практично у всіх процесах, що використовують тепло.

Технологія виготовлення сонячних колекторів досягла практично сучасного рівня в 1908 році, коли Вільям Бейлі з американської компанії Carnegie Steel Company винайшов колектор з теплоізольованим корпусом і мідними трубками. Цей колектор вельми схожий на сучасну термосифонну систему. До кінця першої світової війни Бейлі продав 4 000 таких колекторів, а бізнесмен з Флориди, який купив у нього патент, до 1941 року продав майже 60 000 колекторів.

Типовий сонячний колектор накопичує сонячну енергію в встановлених на даху будівлі модулях трубок і металевих пластин, пофарбованих у чорний колір для максимального поглинання радіації. Вони укладені в скляний або пластмасовий корпус і нахилені на південь, щоб вловлювати максимум сонячного світла. Таким чином, колектор являє собою мініатюрну теплицю,що накопичує тепло під скляною панеллю. Оскільки сонячна радіація розподілена по поверхні, колектор повинен мати велику площу.
Існують сонячні колектори різних розмірів і конструкцій в залежності від їх застосування. Вони можуть забезпечувати господарство гарячою водою для прання, миття та приготування їжі, або використовуватися для попереднього нагріву води для існуючих водонагрівачів. В даний час ринок пропонує безліч різних моделей колекторів.

інтегрований колектор

Найпростіший вид сонячного колектора - це "ємнісний" або "термосифонний колектор", який отримав цю назву тому, що колектор одночасно є і теплоакумулюючі баком, в якому нагрівається і зберігається "одноразова" порція води.


Такі колектори використовуються для попереднього нагріву води, яка потім нагрівається до потрібної температури в традиційних установках, наприклад, в газових колонках. В умовах домашнього господарства попередньо підігріта вода надходить в бак-накопичувач. Завдяки цьому знижується споживання енергії на подальший її нагрів. Такий колектор - недорога альтернатива активної сонячної водонагрівальної системі, що не використовує рухомих частин (насосів), що вимагає мінімального техобслуговування, з нульовими експлуатаційними витратами.

Плоскі сонячні колектори

 

 


Плоскі колектори - найпоширеніший вид сонячних колекторів, що використовуються в побутових водонагрівальних і опалювальних системах. Зазвичай цей колектор являє собою теплоізольований металевий ящик зі скляною або пластмасовою кришкою, в який поміщена пофарбована в чорний колір пластина абсорбера (поглинача).

Скління може бути прозорим або матовим. У плоских колекторах зазвичай використовується матове, пропускає тільки світло, скло з низьким вмістом заліза (воно пропускає значну частину сонячного світлаю, що надходить на колектор ). Сонячне світло потрапляє на теплосприймаючу пластину, а завдяки склінню знижуються втрати тепла. Дно і бічні стінки колектора покривають теплоізоляційним матеріалом, що ще більше скорочує теплові втрати.

Плоскі колектори діляться на рідинні і повітряні. Обидва види колекторів бувають заскленими і незаскленими.

Сонячні трубчасті вакуумовані колектори

 

Традиційні прості плоскі сонячні колектори були спроектовані для застосування в регіонах з теплим сонячним кліматом. Вони різко втрачають в ефективності в несприятливі дні - в холодну, похмуру і вітряну погоду. Більш того, викликані погодними умовами конденсація і вологість призводять до передчасного зносу внутрішніх матеріалів, а це, в свою чергу, - до погіршення експлуатаційних якостей системи і її поломок. Ці недоліки усуваються шляхом використання вакуумованих колекторів.

Вакуумовані колектори нагрівають воду для побутового застосування там, де потрібна вода більш високої температури. Сонячна радіація проходить крізь зовнішню скляну трубку, потрапляє на трубку-поглинач і перетворюється в тепло. Воно передається рідини, що протікає по трубці. Колектор складається з декількох рядів паралельних скляних трубок, до кожної з яких прикріплений трубчастий поглинач (замість пластини-поглинача в плоских колекторах) з селективним покриттям.

Нагріта рідина циркулює через теплообмінник і віддає тепло воді, що міститься в баку-накопичувачі.

Вакуум в скляній трубці - найкраща з можливих теплоізоляцій для колектора - знижує втрати тепла і захищає поглинач і тепловідвідну трубку від несприятливих зовнішніх впливів. Результат - відмінні робочі характеристики, що перевершують будь-який інший вид сонячного колектора.

Фокусуючі колектори

 


Фокусуючі колектори (концентратори) використовують дзеркальні поверхні для концентрації сонячної енергії на поглинач, який також називається "теплоприймачем".Температура,яка ними досягаеться є значно вищою, ніж на плоских колекторах, але вони можуть концентрувати тільки пряме сонячне випромінювання, що негативно вплине на доступність показників в тьмяну або хмарну погоду. Дзеркальна поверхня фокусує сонячне світло, відбите з великої поверхні, на меншу поверхню абсорбера, завдяки чому досягається висока температура.

У деяких моделях сонячне випромінювання концентрується в фокусній точки, тоді як в інших    - промені сонця концентруються уздовж тонкої фокальної лінії. Приймач розташований в фокусній точці або уздовж фокальної лінії. Рідина-теплоносій проходить через приймач і поглинає тепло. Такі колектори-концентратори найбільш придатні для регіонів з високою інсоляцією - близько до екватора і в пустельних районах.

Існують і інші недорогі технологічно нескладні сонячні колектори вузького призначення - сонячні печі (для приготування їжі) і сонячні дистилятори, які дозволяють дешево отримати дистильовану воду практично з будь-якого джерела.

Сонячні печі


Вони дешеві і прості у виготовленні. Вони складаються з просторої добре теплоизолированной коробки, застеленої відображаючим світло матеріалом (наприклад, фольгою), накритою склом і обладнаної зовнішнім відбивачем. Каструля чорного кольору служить поглиначем, нагріваючись швидше, ніж звичайна посуд з алюмінію або нержавіючої сталі. Сонячні печі можна використовувати для знезараження води, якщо доводити її до кипіння.

Бувають ящикові і дзеркальні (з відбивачем) сонячні печі.

Правда бувають винятки, на фото нижче: Велика Сонячна Піч (ВСП) потужністю 700 кіловат, розташована в Узбекистані. Всього в світі дві таких печі, друга знаходиться у Франції.

 

 

Велика Сонячна Піч являє собою складний оптико-механічний комплекс з автоматичними системами управління, що складається з гелиостатного поля і параболоидного концентратора, що формують в фокальній зоні концентратора стаціонарний потік енергії високої щільності. Площа поверхні, що відбиває гелиостатного поля - 3020 м², концентратора - 1840 м². Температура в фокусі променів концентратора перевищує 3000 градусів Цельсія. Це найбільша сонячна піч в світі.

Солнячні дистиллятори

 

Солнечние дистилятори забезпечують дешеву дистильовану воду, причому джерелом може служити навіть солона або сильно забруднена вода. В їх основі лежить принцип випаровування води з відкритого контейнера. Сонячний дистилятор використовує енергію Сонця для прискорення цього процесу. Складається він з теплоізольованого контейнера темного кольору з склінням, яке нахилене з таким розрахунком, щоб конденсат з прісної води стікав в спеціальну ємність. Невеликий сонячний дистилятор - розміром з кухонну плиту - в сонячний день може виробляти до десяти літрів дистильованої води.

Все ще маєте запитання?

Залиште їх нам, заповнивши форму зворотнього зв'язку

Як до Вас звертатись?

Ваш номер телефону

Текст повідомлення

Зателефонуйте нам за одним із доступних номерів телефону:

Або завітайте до нашого офісу за адресою:

Реквізити банківського рахунку для розрахунку:

Приват Банк

ЄДРПОУ 40071810 МФО 325321, р/р 26000053703508

Контакти

Де нас знайти, куди телефонувати?