Солнечные коллекторы – преимущества и недостатки, принцип работы, устройство конструкции

Солнечный коллектор, или гелиоколлектор, – это устройство для альтернативного способа получения тепла от природного источника (солнца). Объем получаемого тепла зависит от количества солнечных лучей. В зимний период их меньше, следовательно, КПД системы снижается. КПД ниже и в некоторых регионах страны, где мало солнечных дней.

Солнечный коллектор

Если солнечные батареи используют для снабжения дома электрическим током, то коллекторы используют для нагрева воды и обогрева помещения.

Суть – гелиоколлектор нагревается и передает тепло на носитель, который, в свою очередь, обогревает заданный объект: воду или воздух в доме.

Главный элемент солнечного коллектора – адсорбер – медная пластина с трубой. В трубе циркулирует теплоноситель, который передает тепло от пластины дальше по системе.

Чтобы «изъять» у солнца максимальное количество тепла, нужно прибегнуть к некоторым хитростям:

·тепло привлекает черный цвет, поэтому гелиоколлектор нужно покрасить;

·важно, чтобы стекло, находящееся сверху, создавало как можно меньше бликов;

·для уменьшения теплопотерь адсорбер нужно изолировать.

Есть ряд дополнительных элементов в устройстве солнечного коллектора, основные из которых:

1.Теплоноситель – вода, масло, воздух или антифриз. Из названия ясно, что этот элемент транспортирует тепло по системе.

2.Теплообменник для ГВС – переносит тепло от адсорбера к воде или теплоносителю системы отопления.

3.Контроллер – следит за температурой в системе, управляет работой насоса.

4.Накопительный резервуар – хранит прогретый ресурс.

Устройство

Есть несколько видов солнечных коллекторов:

1.Плоские – получили название от своего вида. Это плоская конструкция из металлического короба, покрытого стеклом. Теплоизоляция обычно выполняется с помощью минеральной ваты. Но внутри короба циркулирует воздух, что способствует теплопотерям, особенно в зимний период.

2.Вакуумные – трубчатые гелиоколлекторы. Представлены панелью с множеством тонких трубок из стекла. Внутри них – адсорбер. Трубки вакуумированы во избежание потерь тепла. Это отличает вакуумные солнечные коллекторы от плоских.

3.Воздушные – в основе принцип парникового эффекта. Солнечные лучи нагревают воздушный гелиоколлектор, а он через приемник передает тепло внутрь помещения. Воздух может обогреваться как за счет естественной конвекции, так и с помощью встроенных вентиляторов.

Плоские солнечные коллекторы обычно используют для обогрева воды в летний период. Они более доступны по цене, но в случае поломки придется заменять полностью всю систему адсорбции.

Вакуумные коллекторы применяют для более серьезных нужд: отопления, круглогодичного горячего водоснабжения. Но такие системы неустойчивы к механическим воздействиям – легко повреждаются. Зато ремонт не сложен: не нужно менять всю конструкцию, достаточно заменить только поврежденную трубку.

Воздушные коллекторы устанавливают для обогрева воздуха в помещении. Они наиболее устойчивы к внешним воздействиям, перепадам температур, более долговечны. Но с точки зрения отопления – самые слабые.

Плоский светопоглащающий коллектор Вакуумный солнечный коллектор Воздушный солнечный коллектор

Альтернативный источник энергии для обогрева воды и воздуха имеет свои преимущества и недостатки.

Плюсы:

1.Автономность и независимость от централизованных трасс и тарифов.

2.Долгий срок службы – до 30 лет.

3.Быстрая окупаемость – порядка 3–5 лет.

4.Экологичность – отсутствие выбросов, отходов.

5.Снижение нагрузки на домашнюю электросеть.

6.Легкость внедрения в уже существующую систему отопления.

Минусы:

1.Большие первичные материальные затраты на приобретение и установку.

2.Влияние на КПД различных факторов: климата, формы кровли, длины светового дня, особенностей ландшафта.

Для максимального КПД важно заранее продумать, как, где, какой вид солнечного коллектора будет устанавливаться.

Даже малейший промах в планировании может существенно снизить эффективность всей системы. Например, если рядом планируется стройка или растут деревья, то через время они создадут тень; если неверно подобран угол наклона, то будет поступать меньшее количество лучей солнца и т. д. Проконсультируйтесь с профессионалами и тогда вы вложите свои средства разумно.