Плоский солнечный коллектор. Плоский солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор, выбор и сравнение

Солнечные коллекторы являются экологическим способом обеспечить наличие отопления и горячей воды в доме. В отличие от солнечных аккумуляторов коллекторы не накапливают энергию, а сразу нагревают воду для отопления.

Плоский солнечный коллектор

Плоские коллекторы

Основной деталью плоского солнечного коллектора является абсорбер. Это элемент, который отвечает за сбор энергии из солнечных лучей. Для этого применяют селективное покрытие или просто черную краску. Обычно в роди селектора выступает напиленный оксид титана или чёрный никель.

Сверху абсорбер для защиты от погодных условий закрывают прозрачным защитным покрытием. Его делают из прочного рифленого поликарбоната или закалённого стекла.

Заднюю часть обязательно нужно термоизолировать, чтобы собранное тепло не уходило в окружающее пространство. Для этого всю заднюю панель покрывают теплоизолирующим материалом. Главное, не забыть обработать все щели герметиком, ведь панель должна быть воздухонепроницаемой.

От абсорбера в бак тепло подается с помощью трубок. Иногда в них находится теплоноситель, который просто передает тепло для отопления, например, газ, воздух, специальные жидкости. А в некоторых случаях – это та вода, которую и требуется нагреть в результате.

Плоский солнечный коллектор, установленный на крыше

Плоские солнечные коллекторы

Если бак планируется разместить в доме, то нужно установить также насос, который будет обеспечивать циркуляцию в трубах. Но есть и другой вариант – бак можно поставить выше абсорбирующей панели. Тогда вода будет испаряться, а пар подниматься вверх и конденсироваться в бак.

В моменты, когда нет потерь тепла, плоские солнечные коллекторы могут нагреть воду до 190–210 градусов. Чем больше тепла впитывается из солнечных лучей, тем выше эффективность работы устройства. Поэтому существуют специальные оптические покрытия, которые не отдают тепло в рамках инфракрасного спектра. Благодаря этому сохранение тепла достигает 95% от максимально возможного.

Также очень часто в качестве материала для абсорбера используют листовую медь, ведь у нее высокие показатели теплопроводности. Результаты похуже дает алюминий. Для улучшения КПД применяют паянное соединение, так теплопроводность увеличивается.

Как выбрать плоский коллектор

Каждый плоский солнечный коллектор имеет два основных параметра – цену и качество. При покупке обязательно учитывают оба параметра. Но нужно знать, на что именно обратить внимание.

Плоские солнечные коллекторы, установленные на крышу жилого дома

В первую очередь производители стараются снизить цену на свои изделия, но не в ущерб качеству. Иногда у них это не совсем получается и потенциальным клиентам приходится искать способ исправить ситуацию своими руками.

Цена на коллекторы, как и на любой товар, складывается из ряда составляющих: цены материалов, стоимости рекламы, оплаты сотрудникам, транспортных расходов и многого другого. Ни один производитель не будет сознательно делать хуже качество своей продукции, но иногда небольшие допущения немного ухудшают результат.

Именно поэтому есть разные линейки солнечных коллекторов со своими техническими данными и разной стоимостью. Нужно знать некоторые нюансы, чтобы купить более эффективный прибор, возможно, за ту же цену. Стоит проверять все своими руками.

Заметная разница

Например, нужно смотреть не на площадь поглощающей панели, а на площадь абсорбера. В некоторых случаях габариты панели могут быть больше, чем площадь теплопоглощающего покрытия. Это снижает уровень ожидаемой эффективности от прибора, то есть температуру отопления, например.

Определение площадей плоского солнечного коллектора

Та же проблема со способом сварки. При применении ультразвуковой сварки время создания одного изделия гораздо меньше, что уменьшает и затраты. Но количество передаваемого от поглощателя к теплоносителю тепла зависит от способа соединения. Если трубки прикреплены к полотну абсорбера ультразвуковым способом, то ухудшается уровень передачи тепла для отопления. Гораздо лучше показывает себя паянное соединение.

В некоторых случаях ультразвуковая сварка даже может повреждать материалы, что снижает срок работы прибора, уровень отопления и вообще повышает его амортизацию (в местах такой сварки пропадает селективное покрытие).

Также для ускорения работы прозрачное защитное покрытие могут сделать несъемным, то есть просто приклеить герметиком. Но лучше, если для стекла или поликарбоната будут применяться специальные крепления, которые позволят легко заменить его своими руками в случае повреждения.

Для того чтобы в поглощающей панели сохранялось тепло, теплоизоляцией нужно покрывать не только заднюю стенку, но и боковые. Но это требует ручной работы, что сильно повышает затраты. Поэтому очень часто инструкцией пренебрегают, что повышает отдачу тепла в окружающее пространство.

Стыки теплоотражающего слоя солнечной батареи

Иногда теплоизоляцию не прокладывают только в углах коробки, но это все равно ухудшает КПД прибора. Конечно, в некоторых случаях это можно исправить своими руками.

Некоторые производители, чтобы не тратиться на создание цельной поглощающей пластины, делают перьевой абсорбер. То есть отдельно берутся куски трубки с напаянными пластинками и размещаются внутри короба.

Они не соединяются между собой, что не только уменьшает полезное пространство абсорбера, но и создает пустое пространство, куда зря выходит тепло. Кроме того, на такие перья часто не наносят селективное покрытие, обходятся материалами подешевле. Нужно заметить, что это обычно делают только на маленьких предприятиях.

Мелкие детали

Есть и такие нюансы, которые нельзя заметить, для этого придется провести тщательную проверку.

Например, полотно абсорбера можно делать из разных материалов. Чем выше теплопроводность материала и чем толще полотно, тем больше эффективность работы прибора. Например, у алюминия теплопроводность в два раза меньше, чем у меди.

Также большое значение имеют трубки. Чем ближе они расположены друг к другу, тем лучше теплопроводность.

Системы распределения теплоносителя в цельнолистовых абсорберах

Типы трубок в абсорберах

Очень важно, чтобы трубки по всей своей длине были приварены к полотну абсорбера, таким образом повышается сохранение тепла для отопления. Также нужно обратить внимание на диаметр трубок и их толщину. Чем больше диаметр, тем труднее теплоносителю прогреваться до нужной температуры. Зато толщина стенок трубок должна быть побольше.

А еще есть показатели толщины и плотности теплоизоляции. Плотность должна быть не очень высокой, зато нужна большая толщина. Тогда теплопотери будут минимальными, больше энергии пойдет для отопления. Некоторые производства «забывают» пропитывать теплоизоляцию влагоотталкивающей жидкостью, но это уже не допущение, а преступная халатность.

Толщина прозрачного защитного покрытия все зависимости от того, стекло это или поликарбонат, очень важна. Именно от нее зависит, насколько защищенной будет панель. Возможны разные погодные условия, включая град, также нельзя исключать других ударных воздействий, например, во время грозы. Лучшей толщиной считается 4 мм.

Все вместе эти данные и составляют техническую характеристику изделия.

Плоский солнечный коллектор MFK 001

То есть на эффективность работы плоского солнечного коллектора влияют площадь теплопоглощающего покрытия, толщина теплоизоляции, площадь соединения абсорбера с теплоносителем, герметичность и многое другое.

Кроме того, есть и внешние условия – климат, температура воздуха, окружающая среда (тень или солнечное место) и тому подобное.

Именно поэтому иногда стоит выбрать коллектор подороже, который со временем окупит все затраты. А более дешевые варианты могут быстро испортиться или просто не будут правильно выполнять свои функции.

Как заметить неладное?

Есть некоторые признаки, которые помогут выявить повреждения абсорбера на глаз. В таком случае селективное покрытие не будет работать на полную мощность.

Если на медном абсорбере заметны красно-коричневые полосы, то селективное покрытие в этом месте отсутствует, значит, это ультразвуковая сварка.
Если есть некоторая выгнутость полотна, то соединения были сделаны с помощью пайки. Зато это поможет заметить, как расположены трубки.
Если на алюминиевом абсорбере есть белые полосы, то они указывают на повреждения от ультразвуковой сварки.
Если видны только небольшие светлые точки (алюминиевое полотно), то была применена сварка лазером. Это также разрушило покрытие.

Такие мелочи помогут на глаз понять кое-что из того, что обычному человеку не увидеть без демонтажа прибора.

Вакуумные и плоские солнечные коллекторы

Нужно сравнить этих вечных соперников, чтобы сделать правильный выбор. Каждый из них обладает своими недостатками и преимуществами.

Например, плоские коллекторы нет нужды зимой очищать от снега. Кроме вполне очевидных преимуществ от формы, они помогают снегу таять самостоятельно. Вакуумные трубки слишком теплоизолированы для этого. А под снегом коллектор никак не может собирать солнечный свет.

Такой же эффект будет, если трубки в вакуумном варианте потускнеют. Тогда на этом месте вакуумного коллектора снег будет таять, ведь испорченные трубки начнут отдавать тепло вместо того, чтобы забирать.

Плоские солнечные коллекторы хорошо защищены от погодных условий, в частности, от града и других повреждений. Вакуумные модели более подвержены разрушению.

Также плоский вариант гораздо удобнее во время монтажа, демонтажа и ремонта агрегата.

Вакуумный солнечный коллектор Meibes MVK 001

Вакуумные коллекторы требуют определенного наклона для успешной работы, а плоские можно спокойно устанавливать под любым удобным углом или даже менять угол в процессе эксплуатации для более успешного сбора энергии.

Можно сказать, что вакуумные варианты более приспособлены для сбора света зимой, чем плоские. У них высокие показатели сохранения тепла даже при низких температурах. А плоские варианты намного эффективнее собирают тепло при плюсовых температурах и нагревают воду до высоких показателей. Жаль только, что зимой снег закрывает полотно абсорбера и это сводит к нулю его КПД.

Некоторые, отчаявшись найти подходящую модель коллектора, стараются сделать его своими руками. Это сделать очень сложно, ведь создание некоторых деталей требует специальных знаний. Неправильное поведение с материалами может нанести непоправимый вред здоровью. Например, сделать селективное покрытие для абсорбера своими руками практически невозможно.

Плоский солнечный коллектор, сделанный своими руками

Кроме того, даже если постараться и создать действующую модель, то она будет в лучшем случае покрывать не больше, чем 30% потребностей среднего дома в отоплении и горячей воде. Если дом большой, постоянно высокий расход воды или погодные условия не позволяют, то этот показатель будет значительно меньше. Поэтому большинство выбирает проверенные временем модели от уважаемых производителей – они обходятся дешевле, включая содержание, просты в обслуживании и имеют гарантию качества.

Конечно, непросто сделать выбор солнечного коллектора, каждый вариант обладает своими преимуществами. Главное, выбрать качественную модель, которая будет обеспечивать отопление долгие годы.

Автор: П. Морозов

Оцените статью:

Загрузка...

Сохраните ссылку чтобы не потерять, она Вам понадобиться:

solntsepek.ru

Плоский солнечный коллектор - конструкция, преимущества и недостатки

Солнечный коллектор в независимости от типа конструкции представляет собой устройство для «захвата» тепловой энергии солнца и преобразования ее для нужд конкретного потребителя. Один из самых простых и часто встречающихся типов солнечных коллекторов – плоский коллектор, в основе работы которого использован парниковый эффект.

Конструкция плоского коллектора солнечной энергии

Для плоского солнечного коллектора возможно применение как обычного, так и закаленного стекла с максимально высоким коэффициентом пропускания спектрального и высокоселективное теплопоглощающее покрытие.

Поверхность стекла должна быть матовой, для уменьшения отражения.

Плоский коллектор состоит из корпуса, как правило алюминиевого, при помощи которого и крепится к стене дома или крыше. Основной элемент коллектора — это абсорбер с теплопоглощающим покрытием, как правило, изготовленный из меди.

К абсорберу припаивается трубопровод, использующийся для отвода тепла. Сама конструкция находится в стеклянном корпусе, одна поверхность которого принимает излучение, а другая утеплена для снижения потерь при нагреве. Отвод тепла производится посредством теплообменника из меди или алюминия, заполненного водой или антифризом.

Особенности выбора и покупки плоского солнечного коллектора:

Следует более подробно остановится на выборе стекла для солнечного коллектора. Самое низкое по продуктивности – обычное стекло, поэтому его использование не целесообразно. Лучшим вариантом считается антирефлексирующее стекло. Его особенность заключается в специальном рисунке, нанесенном на обе поверхности материала. Таким образом достигается максимально возможный коэффициент поглощения (до 96%).

Еще один нюанс в использовании солнечных коллекторов – это поддержание чистоты стекла. В этом случае используются самоочищающиеся или полярные стекла. Выгорание всего органического мусора происходит за счет нанесенного слоя диоксида титана и стекло намного дольше остается чистым. Также важно селективное покрытия для солнечного коллектора.

Одним из самых важных моментов является хорошая теплоизоляция, для снижения тепловых потерь. Как правило теплоизоляция плоских коллекторов устанавливается толщиной около 40 мм и изготавливается из материалов с низкой теплопроводностью, таких как минеральная вата или светоотражающая алюминиевая пленка.

Преимущества и недостатки плоских солнечных коллекторов для отопления:

Подытоживая все вышесказанное, плюсы плоских солнечных коллекторов следующие: высокая производительность, простота и надежность конструкции, долговечность, возможность работы в течение всего года при определенных погодных условиях. Наиболее эффективно применять рассматриваемый тип коллекторов для нагрева воды выше на 20…40°С выше температуры окружающей среды.

Но и нельзя не остановится на недостатках такой конструкции: низкая производительность в холодное время года и в пасмурную погоду, сложность монтажа, необходимо попадание солнечных лучей под прямым углом для достижения максимальной эффективности, требует регулярной очистки от загрязнений, слабая ремонтопригодность, так как конструкция не подлежит блочному ремонту (только полная замена).

Как было отмечено выше, плоские коллекторы как правило устанавливают на крышу или стены домов. Наиболее рационально установить солнечные коллекторы еще при строительстве здания, т.к. это значительно снизит расходы на кровельные материалы.

www.solnpanels.com

Особенности плоских солнечных коллекторов

Солнечная энергия как источник тепла приобретает все большую популярность в связи с попытками компенсировать нехватку ископаемых ресурсов использованием возобновляемых источников энергии.

Задача солнечного коллектора состоит в том, чтобы с минимальными потерями собрать падающее на Землю солнечное излучение, преобразовать его в тепловую энергию и передать конечному потребителю для дальнейшего использования. Есть солнечные коллекторы двух типов, плоские и вакуумные.

Конструкция плоского коллектора

Солнечный коллектор, как и любое другое устройство, не может иметь эффективность равную 100 процентам. Это обусловлено множеством факторов, важнейшими из которых являются, способность поглощать солнечные лучи, преобразовывать их в тепловую энергию, сберегать от потери и передавать конечному потребителю.

Устройство солнечного коллектора плоского типа намного проще вакуумного. Его конструкция представляет собой плоский абсорбер, например тонкую медную пластину, с обратной стороны которой припаивается решетка из большого числа параллельно расположенных медных трубок, соединенных особым образом. Поверхность медного абсорбера для улучшения поглощения солнечных лучей красится черной краской или чернится химическим способом. Черненая поверхность дороже покрашенной, но имеет меньший коэффициент отражения. Медные трубки абсорбера и вся его поверхность с обратной стороны покрываются слоем теплоизолятора для уменьшения потерь тепловой энергии. Собранный абсорбер крепится ко дну теплоизолированного короба изготовленного по размеру пластины. После этого короб накрывается специальным стеклом с высоким коэффициентом светопроницаемости и герметизируется от проникновения воздуха для предотвращения тепловых потерь. Конструкция короба чаще всего изготавливается из алюминия или любого другого металла, но всегда покрывается изнутри толстым слоем теплоизолятора.

Преимущества и недостатки

Основным преимуществом солнечного коллектора с абсорбером плоского типа состоит в том, что вся его поверхность, в отличие от поверхности вакуумного коллектора, принимает участие в поглощении солнечного излучения и преобразовании его в тепло. Кроме того, поверхность плоского абсорбера можно сделать матовой, в отличие от стеклянной поверхности вакуумных трубок. Воздух является довольно плохим изолятором тепла. А поскольку между поверхностью пластины абсорбера и верхней прозрачной крышкой находится именно он, то, естественно, что потери тепла у плоского будут существенно больше, чем у вакуумного коллектора.

Существенным преимуществом плоского коллектора по отношению к вакуумному является то, что его плоская поверхность имеет наименьшую площадь сцепления со снегом, и поэтому он легко соскальзывает на землю. Вообще говоря, снег может создать серьезные препятствия для работы коллектора, если не предпринять специальные шаги по решению данной проблемы. Эффективность работы плоского коллектора, так же как и как вакуумного, зависит от температуры окружающей среды.

Коэффициент полезного действия плоского коллектора при высоких температурах окружающей среды выше, чем вакуумного, так как больше поглощающая поверхность. При снижении температуры воздуха в определенный момент тепловые потери начинают превышать тепловую энергию, вырабатываемую излишком площади, и эффективность сначала сравнивается, а затем начинает понижаться относительно эффективности вакуумного коллектора.

В соответствии с опытными данными КПД плоского коллектора становится меньше чем КПД вакуумного устройства, когда разница температур теплоносителя и воздуха становится больше 40 градусов. Естественно, это очень приблизительные данные, так как на КПД оказывают также влияние осадки и ветер. Повышенные потери тепла при низкой температуре окружающей среды будут препятствовать выпадению инея и намерзанию льда на поверхность коллектора. И наконец, еще одним не менее важным преимуществом является низкая цена изделия.

Перспективы применения

Производитель и модель	TERMOCOPPO 1500 Италия	Watt 2020 S Польша	Solar 3000 TF Bosch FCB-1s Германия	WAGNER KPW 2 Германия
Эффективная площадь	0,34 м2	1,87 м2	1,92 м2	2,02 м2
Площадь	Нет данных	2,04 м2	2,09 м2	2,24 м2
Объем жидкости	0,2 литра	1,2 литра	Нет данных	1,1 литра
Цена	207 $	387 $	736 $	868 $

Плоский солнечный коллектор – это эффективный инструмент для утилизации энергии солнца. Поскольку наибольший КПД он имеет при высокой температуре воздуха, то применять его лучше в летнее время. В последнее время стали появляться прозрачные материалы с отличной светопроницаемостью и в то же время с хорошими теплоизоляционными свойствами, поэтому вероятно на рынке скоро появятся изделия, которые не будут так сильно зависеть от времени года.

Способность плоского коллектора эффективно поглощать и преобразовывать солнечное излучение, можно с успехом применить для использования в составе теплового насоса. Поскольку теплоноситель будет быстро прокачиваться через теплообменную систему абсорбера, то он не будет успевать нагреваться до температуры, при которой потери энергии, происходящие из-за несовершенства теплоизоляции, будут иметь большое значение.

allalternativeenergy.com

Плоский солнечный коллектор - Автономный дом

Солнечный коллектор — какой выбрать, плоский или вакуумный?

В последние десять лет, с тех пор, как альтернативная энергетика стала более доступной для широкого круга потребителей, и солнечные коллекторы начали активно внедряться в системах отопления и горячего водоснабжения, тема сравнения производительности, а так же прочих характеристик плоских и вакуумных коллекторов была неоднократно поднята на всевозможных онлайн и оффлайн семинарах, выставках, конференциях, вызывала многословные перепалки между апологетами (читай — производителями и дистрибьюторами) первых и вторых коллекторов и до сих пор является спорным вопросом при выборе солнечного коллектора конечным потребителем. Для примера, абсолютно каждый заинтересованный заказчик гелиосистемы уже через 5-10 минут разговора задавал сакраментальный вопрос: «А какие коллекторы лучше, плоские или вакуумные?». Поэтому наш инженер Виталий Герасин наконец-то собрался с силами и в кои-то веки написал небольшую заметку, которая должна помочь заинтересованному потребителю сделать выбор в сторону тех или иных солнечных систем, в зависимости от преследуемых целей.

Перед тем, как вы ознакомитесь со статьей, напомним, что мы не являемся производителями солнечных коллекторов, либо же генеральными дистрибьюторами определенных торговых марок в Украине. Мы совершенно никак не заинтересованы в продвижении какой-либо отдельной технологии, мы одинаково успешно монтируем гелиосистемы как с плоскими, так и с вакуумными коллекторами.

Сравнение производительности плоских и вакуумных коллекторов в разное время года

Для начала представим графики реальной выработки двух коллекторов среднебюджетной категории одинаковой апертуры (апертура – эффективная поглощающая площадь солнечного коллектора) 2 кв.м, которые, в основном, занимают большую часть на рынке подобных систем. Например, вакуумный солнечный коллектор Atmosfera СВК-Nano 20 трубок и солнечный плоский коллектор Hewalex KS2100 T.

Увы, авторство графиков неизвестно, но по нашему опыту они максимально точно описывают работу солнечных коллекторов вакуумного и плоского типа, которые работают не в лабораторных условиях, а в реальных: находятся под воздействием всех атмосферных явлений (ветра, температур, осадков), в условиях одинаковой солнечной инсоляции, там, где они стоят рядом друг с другом. Данные сняты автоматической системой фиксации показаний, с дискретностью в 1 час:

Как видно из графиков, вакуумный коллектор дает лучшие показания по выработке тепла практически во все сезоны года. И, в целом, наша практика показывает, что при правильной установке вакуумного коллектора, его общая годовая выработка превышает выработку плоского не менее чем на 20 %. Под правильной установкой подразумевается следование некоторым простым правилам:

вакуумный коллектор не должен засыпаться снегом ввиду малого угла наклона,
коллектор не должен находится в положении, когда он лежит прямо на крыше, и слой снега просто покрывает его «с головой» а почистить нет возможности.

Почему вакуумный коллектор лучше плоского?

Теория этого процесса, подтвержденная практикой, проста: вакуумный коллектор имеет вакуум между абсорбером и стеклом, которое непосредственно контактирует с атмосферой. Плоский коллектор этого вакуума не имеет. Соответственно, влияние внешней среды на вакуумный коллектор существенно меньше чем на плоский. Особенное значение в этом процессе имеют температурная и ветровая нагрузка. Несложно убедиться в том, что внешнее стекло вакуумного коллектора всегда имеет температуру, незначительно отличающуюся от температуры внешней среды. Температура же стекла плоского коллектора всегда значительно выше. Это можно проверить даже путем прикосновения к испытуемым образцам. Из этого факта следует, что плоский коллектор теряет часть тепла путем прямого теплопереноса от абсорбера к стеклу, и дальше, назад в атмосферу. Причем эти потери тем выше, чем больше дельта температур между внутренней частью плоского коллектора и температурой воздуха снаружи. Ветер добавляет свой вклад в съем тепла с плоского коллектора. Опять же, чем сильнее ветер, чем прямее угол атаки ветрового потока на плоскость коллектора, чем этот ветер холоднее и тем больше будет терять плоский коллектор тепла. В случае с вакуумным коллектором все эти факторы действуют только на манифольд (манифольд – утепленный теплосборник коллектора), площадь которого сравнительно невелика, по сравнению с общей площадью плоского коллектора.

Как выбрать солнечный коллектор?

После ознакомления с вышеприведенной информации, появляется вопрос, — а зачем, собственно, тогда использовать плоский коллектор? Но у плоского коллектора есть неоспоримое преимущество – он всегда дешевле вакуумного коллектора одинаковой апертуры и приблизительно одинакового качества. При прочих равных характеристиках, стоимость бюджетного вакуумного коллектора азиатского производства будет примерно в полтора раза выше стоимости плоского европейского производства, причем разница стремится к увеличению. Здравый смысл подсказывает, что при выборе типа солнечного коллектора стоит руководствоваться целесообразностью и экономическим эффектом от его применения.

Когда стоит выбирать плоский коллектор?

Смело приобретайте плоские коллекторы проверенного производителя:

Если вы используете солнечный коллектор только в сезон – идеальный выбор для гостиницы на берегу моря, летней базы отдыха, дачи;
Если на вашем участке нет солнца зимой, ввиду того, что он стоит под горой, лесом и т.д. — в этом случае нет смысла переплачивать за более дорогой зимний вариант коллектора, так как солнца на нем все равно не будет, или он просто не используется в это время года;

Когда нужен вакуумный коллектор?

Ваша гелиосистема должна быть основана на вакуумных коллекторах:

Если вы хотите получать тепло от солнечного коллектора круглый год;
Если на вашем доме, участке, объекте количество часов солнечного сияния максимально в течении всего года, а не перекрывается стоящими напротив препятствиями на всю зиму;
Если вы имеете возможность установить солнечный коллектор под углом не менее 40 градусов (чтобы снег не задерживался)

Годовая выработка такой гелиосистемы достаточно быстро перекроет разницу в цене между вакуумным и плоским.

Надеемся, что данная статья поможет Вам определиться с выбором солнечного коллектора. Возможно, специалист заметит, что в ней не учтены точные технические характеристики плоских и вакуумных коллекторов разных производителей. Скажет о том, что производительность плоского коллектора с медным абсорбером будет выше, чем у такого же коллектора с алюминиевым абсорбером; что у вакуумного коллектора диаметр конденсатора вакуумной трубки может быть 14 мм, 24 мм или даже больше, что опять-таки скажется на теплопотерях вакуумного коллектора и его производительности. Что инсоляция, средние зимние температуры и количество осадков в разных регионах отличаются, и это отразится на производительности плоского и вакуумных коллекторов. Действительно, это так. В южных безветренных регионах Украины установка плоского коллектора будет более оправдана, чем в Карпатах. Но даже при самых оптимальных для плоского коллектора условиях эксплуатации его годовая выработка будет не менее, чем на 20% ниже, чем у вакуумного, в тех же условиях.

Повышайте свою техническую грамотность в вопросах альтернативной энергетики и делайте правильный выбор!

Что лучше – плоские солнечные коллекторы или вакуумные коллекторы? Полезная информация

Сравнение: плоские солнечные коллекторы или вакуумные коллекторы. Какой коллектор выбрать? Советы и технические особенности Полезная информация

Источник: xn--e1aarbnet0b6c.xn--j1amh

Плоские солнечные коллекторы

Солнечную энергию можно использовать двояко: посредством фотоэлектрических модулей производить электричество, а при помощи солнечных коллекторов — нагревать воду. Последние бывают двух типов: с вакуумными трубками и плоские. Благодаря меньшей цене и более простой эксплуатации более популярны плоские солнечные коллекторы.

Плоский солнечный коллектор

Конструкция коллекторов у всех производителей похожа, различаются обычно материалы, используемые в их производстве, качество работы и технологическое оборудование. Внешняя, видимая часть коллектора абсорбирует и передает в систему солнечную энергию. Другие, невидимые, части системы — это резервуар для нагрева горячей воды, контроллер, циркуляционный насос, расширительный сосуд и трубы, обеспечивающие циркуляцию жидкости.

Выбор типа солнечного коллектора и его конструкция

Коэффициент использования солнечной энергии коллекторов с вакуумными трубами (рис. 1) выше, но они реже используются, поскольку их эксплуатация сложнее, а изначальная цена — выше.

1. Медная трубка с жидкостью 2. Вакуум 3. Стекло

Наибольшая проблема вакуумных коллекторов — потеря вакуума, требующая частой замены недешевых деталей. Кроме того, нагревающаяся до большей температуры жидкость быстрее, чем в плоских коллекторах, теряет необходимые свойства, поэтому ее приходится менять, а без специального оборудования это сделать практически невозможно. Попадание в коллектор градин диаметром более 2,5 см может вызвать серьезные проблемы.

Конструкция плоского солнечного коллектора проще, к тому же он дешевле. Солнечную энергию абсорбирует специальный черный материал — абсорбер. Например, абсорбер плоского коллектора «Schuco» поглощает до 95 процентов попадающей на его поверхность солнечной энергии. Абсорбер отдает превращенную в тепло солнечную энергию металлической пластине, которая, в свою очередь, передает тепло в заполненные жидкостью циркуляционные трубы. Контакт между металлической пластиной и циркуляционными трубами особо важен, поскольку от него зависит эффективность передачи тепла. Контакты бывают нескольких типов.

1. Медная пластинка. 2. Медная трубка. 3. Сварное крепление. 4. Паяное крепление. 5. Алюминиевая пластинка. 6. Плоская медная трубка. 7. Прилегающая алюминиевая пластинка

По мнению специалистов, наиболее эффективна плоская медная трубка, поскольку у нее больше поверхность соприкосновения с металлической пластиной. В системах «Schuco» используются алюминиевые пластины.

При выборе плоского коллектора всегда важно обратить внимание на то, насколько легко его монтировать. Значительная площадь довольно тяжелого коллектора будут подвергаться воздействию природных явлений, его должно быть удобно транспортировать и прикреплять. Например, компания «Schuco» нашла очень простое и эффективное решение, сделав 8-миллиметровую канавку вдоль рамы для ручек, необходимых при переноске, и закрепления крепежных элементов.

Крепежное соединение коллектора и несущей конструкции

Расчет мощности коллектора

Можно ли надеяться на то, что после установки подобной системы вся необходимая для отопления жилья и нагрева горячей воды энергия будет получена исключительно от солнца? Вряд ли.

Производители систем по использованию энергии солнца установили, что эти системы окупаются в том случае, если они правильно согласованы с потребностями конкретного потребителя. Здесь действуют иные правила, нежели при проектировании обычной системы отопления. Поскольку системы для использования энергии солнца сочетаются с обычными, они рассчитываются с учетом средней потребности в горячей воде летом. При планировании системы солнечных коллекторов, предназначенной для производства горячей воды для небольших потребителей (жилого дома на одну или две семьи), предполагается, что получаемая от солнца энергия создаст 50-65 проц. необходимой энергии в год. Нужно избегать чересчур больших систем. В их случае солнце, конечно, произвело бы большую часть энергии, однако ее тратилось бы значительно меньше, возросла бы цена оборудования.

X — месяцы Y — Потребность в энергии и получение ее от солнца 1 — Количество тепла, необходимое для отопления зданий старой постройки 2 — Количество тепла, необходимое для отопления зданий новой постройки 3 — Получение энергии от коллектора с площадью поверхности 30 кв.м 4 — Получение энергии от коллектора с площадью поверхности 6 кв.м 5 — Количество энергии, требуемое для нагрева горячей воды

Если требуется, чтобы солнце производило около 60 проц. всей энергии, необходимой для нагрева воды, в расчет берется необходимая полезная площадь солнечного коллектора на одного человека — около 1,3 м 2 . Таким образом, для семьи из 4 человек понадобится 5-6 м 2 , или как минимум, два коллектора.

Для того, чтобы солнечная энергия использовалась и для отопления, при расчете нужно исходить из того, что она должна составлять 15-25 проц. от общего количества энергии, необходимой для отопления и нагрева воды. В таком случае площадь коллекторов определяется из расчета 0,8 м 2 — 1,1 м 2 на десять метров жилой площади. Можно подсчитать и иначе — увеличить площадь коллекторов, предназначенных для подготовки горячей воды, в 2 или 3 раза. В обоих случаях получаем сходный результат — понадобится 4-5 коллекторов, в зависимости от их размера.

Соблазнительная возможность — летом использовать энергию солнца для подогрева воды в бассейне. Если бассейн находится на улице, а солнечные коллекторы будут применяться только для этой цели, площадь коллекторов должна составлять 0,6-1 площади бассейна в зависимости от того, накрываемый это бассейн или нет.

Солнечный коллектор — важная, но не единственная часть систем, использующих энергию солнца. Солнце нагревает жидкость, циркулирующую по трубкам коллектора, циркуляционный насос по трубам гонит жидкость в резервуар для горячей воды.

Резервуары для горячей воды в системах, использующих энергию солнца, большего размера, чем обычные. Они забирают у солнца столько тепла, сколько его могут абсорбировать солнечные коллекторы, и обеспечивают, чтобы вода, используемая в бытовых целях или для отопления, была нужной температуры. Солнечное тепло нагревает воду в нижней части резервуара. Используется вода нужной температуры из верхней части, при необходимости она подогревается при помощи воды из обычной нагревательной системы или дополнительно оборудованного электрического нагревательного элемента.

Вся система управляется контроллером. Самый простой включает циркуляционный насос, когда температура нагретой солнцем жидкости по крайней мере на 6 градусов теплее, чем воды в нижней части резервуара, и выключает насос, если разница температур составляет менее 3 градусов. Более сложные контроллеры реагируют на большее число параметров, регулируют работу системы, обеспечивая ее максимальную производительность, и выдают информацию потребителю.

Основные особенности систем по использованию солнечной энергии «Schüco»:

Плоские коллекторы бывают трех основных видов: Standard, Kompakt, Premium. Они различаются по размеру, цене, цвету и возможностям монтажа. У всех корпуса и задние стенки, выполненные из алюминия и абсорбера с высокой селективностью (впитывает до 95 проц.), отдают тепло незамерзающей жидкости, циркулирующей по извилистым трубкам — смеси пропиленгликоля и воды. По специальной технологии медная трубка на 360° окружена прилегающими теплоотводящими пластинами. Передача тепла проходит исключительно эффективно. Закаленное стекло увеличенной прозрачности толщиной 4 мм хорошо пропускает солнечные лучи и обладает градозащитными свойствами. Рама коллектора оснащена резьбовым каналом, что облегчает монтаж и транспортировку коллекторов.

Резервуары для горячей воды изготавливаются из стали, эмалированной вакуумным методом, в них встроен магниевый или нерастворимый титановый анод — в качестве дополнительной защиты от коррозии. В зависимости от характера использования они бывают оснащены одним или двумя вмонтированными змеевиками, либо и змеевиком, и вмонтированной емкостью для теплой воды. Резервуары большого диаметра делаются со съемной изоляцией — чтобы их можно было внести через узкую дверь.

Нагретая солнцем вода подается в резервуар для горячей воды

В насосной устанавливается не только циркуляционный насос, измеритель потока, но и устройство для удаления воздуха, позволяющее выпускать воздух из системы там же, где находится резервуар с горячей водой (напр., в подвале), поэтому не требуется клапан для выпуска воздуха на крыше, возле коллектора.

При монтаже коллекторов учитывается несколько факторов: наилучшие направление и угол освещения, нагрузка, создаваемая ветром. Наиболее эффективен угол 30-60 градусов. Зимой более эффективен больший угол наклона, летом — меньший. Обычно коллектор устанавливается под углом 45 градусов или, если крыша скатная, параллельно уклону крыши (так меньше сопротивление ветру). При вертикальной установке на стене эффективность снижается приблизительно на 20 процентов. Наилучшее направление — южное, несколько хуже — восточное или западное.

Коллекторы сделаны таким образом, что они могут быть установлены на крыше любого типа. На плоской крыше коллектор укладывается на треугольную алюминиевую раму, поддерживаемую блочками из бетона (скольку их понадобится, подсчитает инженер — продавец системы). Для других кровель чаще всего используются предназначенные именнно для них крепежные элементы, соединяемые с обрешеткой или стропилами.

Коллекторы можно прикреплять как поверх кровельного покрытия, так и встраивая в него.

Коллекторы разных производителей могут монтироваться по-разному. Например, «Schuco» Standart и Kompakt можно устанавливать на плоской и покатой крыше, на поверхностях всех типов (и вертикальной, и фасадной) монтируется Premium. Коллекторы можно заглубить в кровельное покрытие, укладывать как цельное покрытие, они могут заменить козырек. Крепежные детали из алюминия или нержавеющей стали подбираются отдельно в с учетом типа кровельного покрытия и способа монтажа.

Коллекторы соединяются с водным резервуаром двойными медными трубками длиной 15-25 м или гофрированными трубками из нержавеющей стали с проводом для присоединеия датчика воды в коллекторах. Провода защищены устойчивым к воздействию атмосферных явлений теплоизоляционным покрытием.

Соединение солнечного коллектора с решетиной

Универсальное соединение для кровли

Плоские солнечные коллекторы

Солнечную энергию можно использовать двояко: посредством фотоэлектрических модулей производить электричество, а при помощи солнечных коллекторов — нагревать воду

Источник: www.strojabc.ru

Плоский или трубчатый солнечный коллектор?

И так, перед нами стоит выбор: плоский или трубчатый солнечный коллектор?

Хочу сказать сразу, что сравнивать эти две системы очень трудно. Лучше всего выбирать между разными моделями или одинаковыми моделями, но разных производителей. На что нужно обратить внимание в первую очередь? Сначала смотрим на параметры оборудования и на стоимость монтажа.

Теперь подробно рассмотрим каждый вид коллекторов.

Плоские коллекторы

Плоские коллекторы будут поглощать 70-80 % непосредственной энергии с теплое время года, с апреля по сентябрь. Такие коллекторы имеют прямоугольную форму, покрыты слоем абсорбера в котором проложены трубы. В трубах циркулирует теплоноситель, который забирает тепло у разогретого абсорбера и передает его в теплообменник. Верхний слой коллектора — закаленное или минеральное стекло.

Вакуумные трубчатые коллекторы

В вакуумных трубчатых коллекторах абсорбер помещен в стеклянные вакуумные трубки. Такие коллекторы поглощают и рассеянное излучение, что позволяет греть воду зимой даже в пасмурные дни. С появлением этих приборов появилась возможность использовать солнечную энергию для отопления дома в зимний период. КПД их значительно выше плоских коллекторов, но в обслуживании они более прихотливы и деликатны. Трубы часто бьются, а между них забивается мусор и снег.

В заключение скажу, что плоские коллекторы более дешевые и простые в эксплуатации, трубчатые — более многофункциональные и производительные, а также требуют повышенного внимания при эксплуатации.

Плоский или трубчатый солнечный коллектор?

И так, перед нами стоит выбор: плоский или трубчатый солнечный коллектор? Хочу сказать сразу, что сравнивать эти две системы очень трудно. Лучше всего выбирать

Источник: prostostroy.com

Солнечные коллекторы

Плоский солнечный коллектор.

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Количество труб, шт: 12

Применение: отопление и ГВС

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Количество труб, шт: 16

Применение: отопление и ГВС

Теплоноситель: незамерзающая жидкость

Количество труб, шт: 8

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 100

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 150

Количество труб, шт: 15

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 200

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Apricus AP-10 — это всесезо.

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Apricus AP-20 — это всесезо.

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Apricus AP-30 — это всесезо.

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Применение вакуумных солнечных ко.

Емкость системы, л: 100

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Применение вакуумных солнечных ко.

Емкость системы, л: 200

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Применение вакуумных солнечных ко.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/27.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 15/40.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/34.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/50.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/50.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma AQUA PLASMA 19/50.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/26 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 15/39 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/33 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/49 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/49 я.

Применение: отопление и ГВС

Paradigma Аква STAR 19/49 я.

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 100

Количество труб, шт: 10

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 200

Количество труб, шт: 20

Применение: отопление и ГВС

Всесезонный солнечный вакуу.

Емкость системы, л: 300

Количество труб, шт: 30

Применение: отопление и ГВС

Плоский солнечный коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоский солнечный коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоские солнечные коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоские солнечные коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Плоские солнечные коллектор.

Применение: отопление и ГВС

Одним из способов преобразования солнечной энергии являются солнечные коллекторы. С их помощью можно обеспечить дом горячей водой, а если коллектор будет достаточно мощным, то и отопить Ваш дом.

Солнечный КОЛЛЕКТОР (плоский) для нагрева воды - низкие цены в Украине

⭐Солнечные коллекторы для нагрева воды ✔Только ОРИГИНАЛЬНЫЙ товар от производителя ✔ Доставка по Украине ✔Доступные цены

Источник: xn--c1adkkjgb1a2a0i.com.ua

avtonomny-dom.ru

Солнечный коллектор — Википедия

Солнечный коллектор — устройство для сбора тепловой энергии Солнца (гелиоустановка), переносимой видимым светом и ближним инфракрасным излучением. В отличие от солнечных батарей, производящих непосредственно электричество, солнечный коллектор производит нагрев материала-теплоносителя.

Обычно применяются для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.[1]

Типы солнечных коллекторов[править]

Плоские[править]

Плоский солнечный коллектор

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, полиизоцианурит). Трубки, по которым распространяется теплоноситель, изготавливаются из сшитого полиэтилена либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметиком.[2]

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть воду 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)[источник не указан 2028 дней]. 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.[2]

Вакуумные[править]

Вакуумный солнечный коллектор

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 тепловая 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 тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки 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.

Устройство бытового коллектора[править]

Теплоноситель (вода, воздух, масло или антифриз) нагревается, циркулируя через коллектор, а затем передает тепловую энергию в бак-аккумулятор, накапливающий горячую воду для потребителя.

В простом варианте циркуляция воды происходит естественно из-за разности температур в коллекторе и баке-аккумуляторе, который располагается выше.

В более сложном варианте коллектор имеет свой контур, заполненный водой или антифризом. В контур включается насос для циркуляции теплоносителя. Бак может располагаться как непосредственно рядом с коллектором, так и внутри здания.

В тех случаях, когда солнечной энергии недостаточно, температуру воды на нужном уровне поддерживает дополнительный электрический нагревательный элемент, который устанавливают за баком-аккумулятором. Такое решение позволяет повысить эффективность солнечной установки, поскольку КПД солнечного коллектора снижается с ростом температуры теплоносителя.

Бывают и солнечные водонагревательные установки аккумуляционного типа, в которых отсутствует отдельный бак-аккумулятор, а нагретая вода сохраняется непосредственно в солнечном коллекторе. В этом случае установка представляет собой близкий к прямоугольной форме бак.[1]

Преимущества и недостатки плоских и вакуумных коллекторов[править]

Вакуумные трубчатые Плоские высокоселективные

Преимущества	Преимущества
Низкие теплопотери	Способность очищаться от снега и инея
Работоспособность в холодное время года до −30С	Высокая производительность летом
Способность генерировать высокие температуры	Отличное соотношение цена/производительность для южных широт и тёплого климата
Длительный период работы в течение суток	Возможность установки под любым углом
Удобство монтажа	Меньшая начальная стоимость
Низкая парусность
Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата
Недостатки	Недостатки
Неспособность к самоочистке от снега	Высокие теплопотери
Относительно высокая начальная стоимость проекта	Низкая работоспособность в холодное время года
Рабочий угол наклона не менее 20°	Сложность монтажа, связанная с необходимостью доставки на крышу собранного коллектора
	Высокая парусность

Солнечные коллекторы-концентраторы[править]

Повышение эксплуатационных температур до 120—250 °C возможно путём введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Для получения более высоких эксплуатационных температур требуются устройства слежения за солнцем.

Солнечные воздушные коллекторы[править]

Солнечные воздушные коллекторы — это приборы, работающие на энергии Солнца и нагревающие воздух. Солнечные воздушные коллекторы представляют собой чаще всего простые плоские коллекторы и используются в основном для отопления помещений, сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора. Поскольку воздух хуже проводит тепло, чем жидкость, он передаёт поглотителю меньше тепла, чем жидкий теплоноситель.

В некоторых солнечных воздухонагревателях к поглощающей пластине присоединены вентиляторы, которые увеличивают турбулентность воздуха и улучшают теплопередачу. Недостаток этой конструкции в том, что она расходует энергию на работу вентиляторов, таким образом увеличивая затраты на эксплуатацию системы. В холодном климате воздух направляется в промежуток между пластиной-поглотителем и утеплённой задней стенкой коллектора: таким образом избегают потерь тепла сквозь остекление. Однако, если воздух нагревается не более, чем на 17 °С выше температуры наружного воздуха, теплоноситель может циркулировать по обе стороны от пластины-поглотителя без больших потерь эффективности.

Основными достоинствами воздушных коллекторов являются их простота и надёжность. Такие коллекторы имеют простое устройство. При надлежащем уходе качественный коллектор может прослужить 10-20 лет, а управление им весьма несложно. Теплообменник не требуется, так как воздух не замерзает.

Потенциальным способом снижения стоимости коллекторов является их интеграция в стены или крыши зданий, а также создание коллекторов, которые можно будет собирать из готовых сборных компонентов.

Коллекторы предназначены для обогрева помещений в условиях достаточной солнечной освещённости и при отсутствии (или параллельно с ними) других источников энергии (таких как газ, электричество, жидкое и твёрдое топливо). Коллекторы не могут быть основной системой отопления, так как не обеспечивают постоянных характеристик, как в течение суток, так и при смене сезонов года. Однако система может быть интегрирована в любую существующую систему отопления и вентиляции.

Солнечный водонагреватель на жилом доме. Мальта.

Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд. Наибольшее количество производственных процессов, в которых используется тёплая и горячая вода (30—90 °C), проходят в пищевой и текстильной промышленности, которые таким образом имеют самый высокий потенциал для использования солнечных коллекторов.

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

Солнечные коллекторы — концентраторы могут производить электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов или двигателя Стирлинга.

Солнечные коллекторы могут использоваться в установках для опреснения морской воды. По оценкам Германского аэрокосмического центра (DLR) к 2030 году себестоимость опреснённой воды снизится до 40 евроцентов за кубический метр воды[3]

В России[править]

По исследованиям ОИВТ РАН в тёплый период (с марта—апреля по сентябрь) на большей части территории России средняя дневная сумма солнечного излучения составляет 4,0-5,0 кВтч/м² (на юге Испании — 5,5-6,0 кВтч/м², на юге Германии — до 5 кВтч/м²). Это позволяет нагревать для бытовых целей около 100 л воды с помощью солнечного коллектора площадью 2 м² с вероятностью до 80 %, то есть практически ежедневно. По среднегодовому поступлению солнечной радиации лидерами являются Забайкалье, Приморье и Юг Сибири. За ними идут юг европейской части (приблизительно до 50º с.ш.) и значительная часть Сибири.

Использование солнечных коллекторов в России составляет 0,2 м²/1000 чел.. В Германии эксплуатируется 140 м²/1000 чел., в Австрии 450 м²/1000 чел., на Кипре около 800 м²/1000 чел..

В летнем периоде, большинство районов России вплоть до 65º с.ш. характеризуются высокими значениями среднедневной радиации. В зимнее время количество поступающей солнечной энергии снижается в зависимости от широтного расположения установки в разы.

Для всесезонного применения установки должны иметь большую поверхность, два контура с антифризом, дополнительные теплообменники. В таком случае применяется вакуумированные коллекторы или плоские коллекторы с высокоселективным покрытием, поскольку больше разность температур между нагреваемым теплоносителем и наружным воздухом. Однако такая конструкция выше по стоимости.[1]

Сооружение коллекторов в настоящее время осуществляется, в основном, в Краснодарском крае, Бурятии, в Приморском и Хабаровском краях.[4]

Солнечные башни[править]

Солнечная башня, Севилья, Испания. Построена в 2007 г.

Впервые идея создания солнечной электростанции промышленного типа была выдвинута советским инженером Н. В. Линицким в 1930-х гг. Тогда же им была предложена схема солнечной станции с центральным приёмником на башне. В ней система улавливания солнечных лучей состояла из поля гелиостатов — плоских отражателей, управляемых по двум координатам. Каждый гелиостат отражает лучи солнца на поверхность центрального приёмника, который для устранения влияния взаимного затенения поднят над полем гелиостатов. По своим размерам и параметрам приёмник аналогичен паровому котлу обычного типа.

Экономические оценки показали целесообразность использования на таких станциях крупных турбогенераторов мощностью 100 МВт. Для них типичными параметрами являются температура 500 °C и давление 15 МПа. С учётом потерь для обеспечения таких параметров требовалась концентрация порядка 1000. Такая концентрация достигалась с помощью управления гелиостатами по двум координатам. Станции должны были иметь тепловые аккумуляторы для обеспечения работы тепловой машины при отсутствии солнечного излучения.

В США с 1982 г. было построено несколько станций башенного типа мощностью от 10 до 100 МВт. Подробный экономический анализ систем этого типа показал, что с учётом всех затрат на сооружение 1 кВт установленной мощности стоит примерно $1150. Один кВт·ч электроэнергии стоил около $0,15.

Параболоцилиндрические концентраторы[править]

Параболоцилиндрические концентраторы.

Параболоцилиндрические концентраторы имеют форму параболы, протянутую вдоль прямой.

В 1913 году Франк Шуман (Frank Shuman) построил в Египте водоперекачивающую станцию из параболоцилиндрических концентраторов. Станция состояла из пяти концентраторов каждый 62 метра в длину. Отражающие поверхности были изготовлены из обычных зеркал. Станция вырабатывала водяной пар, с помощью которого перекачивала около 22 500 литров воды в минуту[5].

Параболоцилиндрический зеркальный концентратор фокусирует солнечное излучение в линию и может обеспечить его стократную концентрацию. В фокусе параболы размещается трубка с теплоносителем (масло), или фотоэлектрический элемент. Масло нагревается в трубке до температуры 300—390 °C. В августе 2010 года специалисты NREL испытали установку компании SkyFuel. Во время испытаний была продемонстрирована термальная эффективность параболоцилиндрических концентраторов 73 % при температуре нагрева теплоносителя 350 °C[6].

Параболоцилиндрические зеркала изготовляют длиной до 50 метров. Зеркала ориентируют по оси север—юг, и располагают рядами через несколько метров. Теплоноситель поступает в тепловой аккумулятор для дальнейшей выработки электроэнергии паротурбинным генератором.

С 1984 года по 1991 год в Калифорнии было построено девять электростанций из параболоцилиндрических концентраторов общей мощностью 354 МВт. Стоимость электроэнергии составляла около $0,12 за кВт·ч.

Германская компания Solar Millennium AG строит во Внутренней Монголии (Китай) солнечную электростанцию. Общая мощность электростанции увеличится до 1000 МВт к 2020 году. Мощность первой очереди составит 50 МВт.

В июне 2006 года в Испании была построена первая термальная солнечная электростанция мощностью 50 МВт. В Испании к 2010 году может быть построено 500 МВт электростанций с параболоцилиндрическими концентраторами.

Всемирный банк финансирует строительство подобных электростанций в Мексике, Марокко, Алжире, Египте и Иране.

Концентрация солнечного излучения позволяет сократить размеры фотоэлектрического элемента. Но при этом снижается его КПД, и требуется некая система охлаждения.

Параболические концентраторы[править]

Экспериментальный коллектор НПО «Астрофизика»

Параболические концентраторы имеют форму параболоида вращения. Параболический отражатель управляется по двум координатам при слежении за солнцем. Энергия солнца фокусируется на небольшой площади. Зеркала отражают около 92 % падающего на них солнечного излучения. В фокусе отражателя на кронштейне закреплён двигатель Стирлинга, или фотоэлектрические элементы. Двигатель Стирлинга располагается таким образом, чтобы область нагрева находилась в фокусе отражателя. В качестве рабочего тела двигателя Стирлинга используется, как правило, водород, или гелий.

В феврале 2008 года Национальная лаборатория Sandia достигла эффективности 31,25 % в установке, состоящей из параболического концентратора и двигателя Стирлинга[7].

В настоящее время строятся установки с параболическими концентраторами мощностью 9—25 кВт. Разрабатываются бытовые установки мощностью 3 кВт. КПД подобных систем около 22—24 %, что выше, чем у фотоэлектрических элементов. Коллекторы производятся из обычных материалов: сталь, медь, алюминий, и т. д. без использования кремния «солнечной чистоты». В металлургии используется так называемый «металлургический кремний» чистотой 98 %. Для производства фотоэлектрических элементов используется кремний «солнечной чистоты», или «солнечной градации» с чистотой 99,9999 %[8].

В 2001 году стоимость электроэнергии, полученной в солнечных коллекторах составляла $0,09—0,12 за кВт·ч. Департамент энергетики США прогнозирует, что стоимость электроэнергии, производимой солнечными концентраторами снизится до $0,04—0,05 к 2015 — 2020 году.

Компания Stirling Solar Energy разрабатывает солнечные коллекторы крупных размеров — до 150 кВт с двигателями Стирлинга. Компания строит в южной Калифорнии крупнейшую в мире солнечную электростанцию. До 2010 года будет 20 тысяч параболических коллекторов диаметром 11 метров. Суммарная мощность электростанции может быть увеличена до 850 МВт.

Линзы Френеля используются для концентрации солнечного излучения на поверхности фотоэлектрического элемента или на трубке с теплоносителем. Применяются как кольцевые, так и поясные линзы. В английском языке употребляется термин LFR — linear Fresnel reflector.

Распространение[править]

В 2010 году во всём мире работало 1170 МВт солнечных термальных электростанций. Из них в Испании 582 МВт и в США 507 МВт. Планируется строительство 17,54 ГВт солнечных термальных электростанций. Из них в США 8670 МВт, в Испании 4460 МВт, в Китае 2500 МВт[9]. В 2011 году насчитывалось 23 производителя и поставщика плоских коллекторов из 12 стран; 88 производителей и поставщиков вакуумных коллекторов из 21 страны.[10]

А. И. Капралов Рекомендации по применению жидкостных солнечных коллекторов. ВИНИТИ, 1988
Гелиотехника. Академия Наук Узбекской АССР, 1966
Солнечный душ\\Наука и жизнь, издательство Правда. 1986 № 1, стр 131
Г. В. Казаков Принципы совершенствования гелиоархитектуры. Свит, 1990

wp.wiki-wiki.ru

Солнечный коллектор Википедия

Обычно применяются для нужд горячего водоснабжения и отопления помещений.[1]

Типы солнечных коллекторов

Плоские

Плоский солнечный коллектор

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 герметиком.

При отсутствии забора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть воду до 190—210 °C[источник не указан 453 дня].

Вакуумные

Вакуумный солнечный коллектор

Устройство бытового коллектора

В простом варианте циркуляция воды происходит естественно из-за разности температур в коллекторе. Такое решение позволяет повысить эффективность солнечной установки, поскольку КПД солнечного коллектора снижается с ростом температуры теплоносителя.

Преимущества и недостатки плоских и вакуумных коллекторов

Вакуумные трубчатые Плоские высокоселективные

Преимущества	Преимущества
Низкие теплопотери	Способность очищаться от снега и инея
Работоспособность в холодное время года до −30С	Высокая производительность летом
Способность генерировать высокие температуры	Отличное соотношение цена/производительность для южных широт и тёплого климата
Длительный период работы в течение суток	Возможность установки под любым углом
Удобство монтажа	Меньшая начальная стоимость
Низкая парусность
Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата
Недостатки	Недостатки
Неспособность к самоочистке от снега	Высокие теплопотери
Относительно высокая начальная стоимость проекта	Низкая работоспособность в холодное время года
Рабочий угол наклона не менее 20°	Сложность монтажа, связанная с необходимостью доставки на крышу собранного коллектора
	Высокая парусность

Солнечные коллекторы-концентраторы

Солнечные воздушные коллекторы

Солнечные воздушные коллекторы — это приборы, работающие на энергии Солнца и нагревающие воздух. Солнечные воздушные коллекторы чаще всего используются для отопления помещений, сушки сельскохозяйственной продукции. Воздух проходит через поглотитель благодаря естественной конвекции или под воздействием вентилятора.

В некоторых солнечных воздухонагревателях к поглощающей пластине присоединены вентиляторы, которые улучшают теплопередачу. Недостаток этой конструкции в том, что она расходует энергию на работу вентиляторов, таким образом увеличивая затраты на эксплуатацию системы. В холодном климате воздух направляется в промежуток между пластиной-поглотителем и утеплённой задней стенкой коллектора: таким образом избегают потерь тепла сквозь остекление. Однако, если воздух нагревается не более, чем на 17 °С выше температуры наружного воздуха, теплоноситель может циркулировать по обе стороны от пластины-поглотителя без больших потерь эффективности.

Основными достоинствами воздушных коллекторов являются их простота и надёжность. При надлежащем уходе качественный коллектор может прослужить 10-20 лет, а управление им весьма несложно. Теплообменник не требуется, так как воздух не замерзает.

Применение

Солнечный водонагреватель на жилом доме. Мальта.

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

В России

Сооружение коллекторов в настоящее время осуществляется, в основном, в Краснодарском крае, Бурятии, в Приморском и Хабаровском краях.[3]

Солнечные башни

Солнечная башня, Севилья, Испания. Построена в 2007 г.

Параболоцилиндрические концентраторы

Параболоцилиндрические концентраторы.

Параболоцилиндрические концентраторы имеют форму параболы, протянутую вдоль прямой.

В 1913 году Франк Шуман построил в Египте водоперекачивающую станцию из параболоцилиндрических концентраторов. Станция состояла из пяти концентраторов каждый 62 метра в длину. Отражающие поверхности были изготовлены из обычных зеркал. Станция вырабатывала водяной пар, с помощью которого перекачивала около 22 500 литров воды в минуту[4].

Всемирный банк финансирует строительство подобных электростанций в Мексике, Марокко, Алжире, Египте и Иране.

Параболические концентраторы

Экспериментальный коллектор НПО «Астрофизика»

В феврале 2008 года Национальная лаборатория Sandia достигла эффективности 31,25 % в установке, состоящей из параболического концентратора и двигателя Стирлинга[6].

Линзы Френеля

Распространение

В 2010 году во всём мире работало 1170 МВт солнечных термальных электростанций. Из них в Испании 582 МВт и в США 507 МВт. Планируется строительство 17,54 ГВт солнечных термальных электростанций. Из них в США 8670 МВт, в Испании 4460 МВт, в Китае 2500 МВт[8]. В 2011 году насчитывалось 23 производителя и поставщика плоских коллекторов из 12 стран; 88 производителей и поставщиков вакуумных коллекторов из 21 страны.[9]

См. также

Примечания

Литература

А. И. Капралов Рекомендации по применению жидкостных солнечных коллекторов. ВИНИТИ, 1988
Гелиотехника. Академия Наук Узбекской АССР, 1966
Солнечный душ // Наука и жизнь, издательство Правда. 1986 № 1, стр 131
Г. В. Казаков Принципы совершенствования гелиоархитектуры. Свит, 1990

Ссылки

wikiredia.ru

Плоский солнечный коллектор | Блог SolarSoul

Плоский солнечный коллектор наиболее распространенный тип солнечных коллекторов, которые применяются в гелиосистемах во всем мире. Плоский коллектор применяются в системах для подогрева воды и для поддержки отопления.

Плоские солнечные коллекторы в группе на крыше

Преимуществом плоского солнечного коллектора является относительная простота конструкции, которая позволяет удешевить систему при довольно высоких показателях производительности и надежности. Недостатком можно назвать высокие тепловые потери, которые снижают показатели выработки тепловой энергии при низкой температуре воздуха.

Конструктивно плоский коллектор выполнен в виде прямоугольной пластины. В теплоизолированном корпус е коллектора находится основной элемент – абсорбер (поглощающая пластина).

Конструкция плоского солнечного коллектора

К абсорберу припаяны трубки. Материал абсорбера и трубок может быть разным, как правило, применяются металлы с хорошими теплопроводящими характеристиками, такие как медь и алюминий. Сверху поглощающая пластина закрыта прозрачной изоляцией. Для этого применяют закалённое стекло с низким содержанием окислов железа. Это способствует большему проникновению солнечной энергии на пластину.

Плоский солнечный коллектор: принцип действия

Под воздействием солнечного излучения на поверхности абсорбера солнечного коллектора происходит поглощение солнечной энергии, в результате, поглощающая пластина разогревается, а перекачиваемый через трубки теплоноситель отбирает полученное тепло. Через места соединения пластины абсорбера с трубками. Селективное покрытие, которое наносится на пластину абсорбера, позволяет поглощать максимально возможное количество тепловой солнечной энергии, при этом обратно эта энергия почти не излучается. Прозрачная изоляция ( как правило каленое стекло с низким содержанием железа) и теплоизоляционный слой призваны снизить потери тепловой энергии.

В зависимости от необходимой потребности в горячей воде и отоплении рассчитывается оптимальная площадь гелиосистемы. Плоские солнечные коллекторы объединяются в группы и работают в одной системе. Количество нагретой воды и ее температура за сутки зависят от различных факторов таких как: высота солнца над горизонтом, ясность дня, температура воздуха, температура холодной воды в подающей магистрали, фактический расход горячей воды, конфигурация системы и т.д.

Поделиться "Плоский солнечный коллектор: общие описания"

Плоский солнечный коллектор. Плоский солнечный коллектор

Плоский солнечный коллектор, выбор и сравнение

Плоские коллекторы

Как выбрать плоский коллектор

Заметная разница

Мелкие детали

Как заметить неладное?

Вакуумные и плоские солнечные коллекторы

Плоский солнечный коллектор - конструкция, преимущества и недостатки

Конструкция плоского коллектора солнечной энергии

Особенности выбора и покупки плоского солнечного коллектора:

Преимущества и недостатки плоских солнечных коллекторов для отопления:

Особенности плоских солнечных коллекторов

Плоский солнечный коллектор - Автономный дом

Солнечный коллектор — какой выбрать, плоский или вакуумный?

Сравнение производительности плоских и вакуумных коллекторов в разное время года

Как выбрать солнечный коллектор?

Плоские солнечные коллекторы

Плоский или трубчатый солнечный коллектор?

Солнечные коллекторы

Солнечный коллектор — Википедия

Типы солнечных коллекторов[править]

Плоские[править]

Вакуумные[править]

Устройство бытового коллектора[править]

Преимущества и недостатки плоских и вакуумных коллекторов[править]

Солнечные коллекторы-концентраторы[править]

Солнечные воздушные коллекторы[править]

В России[править]

Солнечные башни[править]

Параболоцилиндрические концентраторы[править]

Параболические концентраторы[править]

Распространение[править]

Солнечный коллектор Википедия

Типы солнечных коллекторов

Плоские

Вакуумные

Устройство бытового коллектора

Преимущества и недостатки плоских и вакуумных коллекторов

Солнечные коллекторы-концентраторы

Солнечные воздушные коллекторы

Применение

В России

Солнечные башни

Параболоцилиндрические концентраторы

Параболические концентраторы

Линзы Френеля

Распространение

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

Плоский солнечный коллектор | Блог SolarSoul

Плоский солнечный коллектор: принцип действия

Рекомендуемые статьи

Товар добавлен к сравнению

Товар добавлен в корзину

Вы заказали товар.

Наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время.