Сонячні колектори

Сонячний колектор - установка для прямого перетворення енергії Сонця в теплову енергію. Принципи сонячного опалювання відомі впродовж тисячоліть - люди нагрівали воду за допомогою Сонця до того, як викопне паливо зайняло перше місце в світовій енергетиці. Сонячний колектор - найбільш відоме пристосування, що безпосередньо використовує енергію Сонця. Вони були розроблені близько двохсот років тому. Найвідоміший з цих пристроїв - плоский колектор - був виготовлений в 1767 році швейцарським ученим на ім’я Горація де Соссюр. Пізніше їм скористався для приготування їжі сер Джон Гершель під час своєї експедиції до Південної Африки в 30-х роках ХIX століття.

Рис. 2.3. Робота сонячного колектора.

Річна кількість сонячної енергії майже в 15 000 разів перевищує потреби населення нашої планети, проте лише незначна її частина використовується на господарські потреби. Для перетворення сонячної енергії в теплову використовують сонячні колектори (геліосистеми).

Сонячний колектор (геліоколектор) – це пристрій, який призначений для поглинання сонячної енергії, яка переноситься видимим та ближнім інфрачервоним випромінюванням та для подальшого її перетворення в теплову енергію, придатну для використання.

Насправді суть роботи сонячних колекторів доволі проста. Будь-який сонячний колектор, незалежно від його типу чи конструкції, перетворює енергію Сонця в теплову енергію для опалення, гарячого водопостачання, нагрівання басейну тощо. Втім, геліосистеми з використанням високоефективних вакуумних сонячних трубок здатні працювати цілий рік на відміну від плоских геліоколекторів. Вакуумна теплова трубка виготовляється зі спеціального зміцненого боросилікатного скла. Зовнішня труба такого колектора є прозорою, а внутрішня - покрита високоякісним селективним покриттям, яке забезпечує максимальне поглинання сонячного тепла при мінімальному рівні рефлекції (тобто, мінімальному рівні відбиття сонячних променів назад у атмосферу). Для уникнення теплових втрат між зовнішньою та внутрішньою трубками передбачено вакуум. Для того, що підтримувати вакуум, застосовують барієвий газопоглинач, який в виробничих умовах підлягає впливу високих температур. Через це нижній край вакуумного термосу покривається шаром чистого барію, який поглинає СО, СО₂, N₂, O₂, H₂O та H₂, що можуть виділятися з труби в процесі зберігання та експлуатації. Цей шар є дуже добрим візуальним детектором стану вакууму в трубі геліоколектора. Цебто, коли вакуум порушується, барієвий шар зі сріблястого робиться білим. Такий індикаторний механізм дає можливість легко визначити, чи ціла труба в вакуумному сонячному колекторі, а чи має тріщину.

Абсорбування сонячного тепла проходить у мідній трубці, яка розташована всередині вакуумної труби. Спосіб передачі тепла від мідної трубки до головного теплопроводу сонячного колектора також простий. Мідна труба є порожнистою і містить всередині запатентовану неорганічну й зовсім нетоксичну рідину. При нагріванні ця рідина закипає і починає випаровуватися. Це відбувається навіть при мінусових температурах, окільки в трубці, як ви пам"ятаєте, створено вакуум. Нагріта пара піднімається до верхнього наконечника (конденсатора) теплової трубки, де передає тепло теплоносію (антифризу), що циркулуює в трубі теплопровода. Потім пара конденсується й стікає вниз - процес починається знову. Сонячний водонагрівач з вакуумними трубами показує задовільні результати навіть у хмарні дні, тому що труби сонячного колектора здатні поглинати енергію інфрачервоних променів, які проходять через хмари. Завдяки ізоляційним властивостям вакууму вплив вітру та низьких температур на роботу вакуумних трубчатих геліоколекторів абсолютно нівелюється у порівнянні з плоскими геліоколекторам. Системи на основі вакуумних сонячних колекторів успішно нагрівають воду, навіть коли на вулиці -35°С.

Поиск по сайту: