Solenergi som alternativ energikilde: ordning

I det sidste årti, er solenergi som alternativ kilde til energi, der bruges mere og mere til opvarmning af bygninger og give varmt vand. Den væsentligste årsag - ønsket om at erstatte tilgængelig den traditionelle brændstof, miljømæssigt ren og vedvarende energikilder.

Konvertering solenergi til varme finder sted i Solar - modul design og drift princippet bestemmer specificiteten af ​​dens anvendelse.

I denne artikel ser vi på de mange forskellige solfangere og principper for deres drift, samt fortælle om populære modeller af solcellemoduler.

Muligheden for at anvende solenergi

Geliosistema - system til konvertering solstråling til termisk energi, som derefter føres til en varmeveksler til opvarmning af kølemiddel eller varme vand system.

Effektivitet solvarme installation afhænger af solindstråling - den mængde energi, der leveres til en lys dag på overfladen af ​​1 kvadratmeter i en vinkel på 90 ° i forhold til retningen af ​​sollys. Måling af værdien af ​​indekset - kWh / sq m, varierer værdien afhængigt af årstiden.

Det gennemsnitlige niveau af sol solindstråling for den tempererede kontinentale klima i regionen - 1000-1200 kWh / kvadratmeter (per år). Mængden af ​​solen - definere parameteren til at beregne sol ydeevne.

Installation gelioteplosnabzheniya-system - et dyrt arrangement. Anlægsinvesteringer var berettigede, en præcis beregning af systemet og overholdelse installationen teknologi.

Eksempel. Den gennemsnitlige værdi af solindstråling for Tula i midsommer - 4,67 kW / m * dag billede installation panel i en vinkel på 50 °. Ydeevne solfanger 5 kvadratmeter beregnes som følger: 4,67 * 4 = 18,68 kW varme energi pr dag. Denne mængde er tilstrækkelig til 500 liter vand opvarmet til en temperatur på fra 17 ° C til 45 ° C.

Taler om mulighederne for indførelse af ny teknologi, er det vigtigt at tage hensyn til de særlige tekniske egenskaber solfangeren. Nogle begynder at arbejde ved 80 W / m af solenergi og andre nok - 20 W / kvm

Selv i den sydlige klima, brug af solfangeren systemet kun ikke betale for opvarmning. Hvis installationen udelukkende vil blive brugt i vintersolen med et underskud, er udgifterne til det udstyr, der er omfattet, og i 15-20 år.

For at maksimere geliokompleks, skal det indgå i det varme vand system. Selv om vinteren geliolektor ville "skære" konto for energi til opvarmning vand op til 40-50%.

Ud over de økonomiske fordele ved "solvarme" har yderligere fordele:

1. Miljøvenlig. Reduceret udledning af kuldioxid. Over 1 år sq solfanger i atmosfæren forhindrer 350-730 kg minedrift.
2. Æstetik. Space af en kompakt bad eller køkken formår at slippe af med voluminøse kedler eller gejsere.
3. Holdbarhed. Producenter hævder, at med forbehold af installation teknologi, vil det komplekse vare omkring 25-30 år. Mange virksomheder giver en garanti på op til 3 år.

Argumenter mod brugen af ​​solenergi: en udtalt sæsonudsving, afhængigt af vejr og høj initial investering.

Den generelle design og funktion

Overveje udførelsesformen med solfangeren som et primært system betjeningselementet. Udvendig enhed ligner en metalkasse, forside, som er lavet af hærdet glas. Inde i kassen ligger et arbejdsorgan - spolen til kanisteren.

En varmeabsorberende blok giver kølemiddel opvarmning - cirkulerende fluid overfører varme frembragt i vandkredsløbet.

Solfanger nødvendigvis arbejde i tandem med lagertanken. Da kølevæsken opvarmes til en temperatur på 90-130 ° C, kan det ikke ledes direkte ind i de varmtvandshaner eller radiatorer. Varmeoverførselsfluid ind i varmeveksleren i kedlen. Lagertank ofte suppleret med et elektrisk varmelegeme.

Ordningen af ​​arbejdet:

1. Solen opvarmer overfladen solfanger.
2. Termisk stråling transmitteres absorberende element (absorber), som indeholder et arbejdsfluid.
3. Cirkulerer i spolen rør opvarmes kølevæske.
4. Pumper, styreenheden og tilvejebringe styring kølemiddel udløbsledningen til spolen af ​​lagertanken.
5. Implementeret varmeoverførsel vand i kedlen.
6. Den afkølede kølemiddel strømmer tilbage i reservoiret, og cyklussen gentages.

Det opvarmede vand fra vandvarmeren ledes ind i varmekredsen eller vandindsugningsskanalerne point.

Sort af solfangere

Uanset destinationen, sol system leveres med en flad eller sfærisk rør geliokollektorom. Hver option har en række særlige kendetegn med hensyn til ydeevne og drift effektivitet.

Vakuum - for koldt og tempereret klima

Solfanger vakuum strukturelt ligner en termokande - smalle rør med kølemiddel anbragt i kolber større diameter. Dannet mellem isotermiske beholdere laget ansvarlig for varmeisolering (varme bevarelse - op til 95%). Den rørformede form er optimal til at holde vakuum og "besættelse" af solens stråler.

Den indre (varme) rør fyldt med saltopløsning med et lavt kogepunkt (24-25 ° C). Når opvarmede væske inddampes - fordampning kolben bevæge sig opad og opvarmet varmemedie cirkulerer i samleren huset.

Under kondensationen af ​​vanddråber strømme ned i røret spids og processen gentages.

På grund af vakuumet inden væskelaget i kolben er i stand til varme til at koge og fordampe i frost udendørs temperaturer (op til -35 ° C).

Karakteristik af solcellemoduler afhænger af sådanne kriterier:

• rør design - springvand, koaksial;
• varme kanal enhed - «Varmerør», Co-strømcirkulation.

Fountain pære - et glasrør, hvori den medfølgende plade og varmen absorber kanalen. Vakuum lag strækker sig over kanalen længde af varmen.

koaksialt rør - dobbelt termoflaske med "indsættes" mellem væggene i de to tanke. Varmeoverførsel udføres fra den indre overflade af røret. Tip Heat-udstyret vakuumindikator.

Kanal «Varmerør» - den mest almindelige varmeoverførsel i solfangere udformning.

Virkningsmekanismen er baseret på placeringen i forseglede metalrør af en flygtig væske.

Kontinuerlig strømningskanal - gennem en glaskolbe er parallelle forbundet på en U-formet metal bue rør

Kølemidlet strømmer gennem kanalen opvarmes og tilføres manifoldhuset.

Koaksiale og springvand rør kan kombineres på forskellige måder med de termiske kanaler.

Mulighed 1. Koaksial med pæren «Varmerør» - den mest populære løsning. Kollektoren forekommer multiple varmeoverførsel fra væggene af glasrør til den indre kolbe og derefter til kølemidlet. Graden af ​​optisk virkningsgrad når op på 65%.

Mulighed 2. Coaxial kolbe med en medstrøms-cirkulation er kendt som, U-formede opsamler. Som følge af udformningen reducerer varmetabet - varmeenergien overføres fra aluminiumsrør med en cirkulerende kølemiddel.

Sammen med høj effektivitet (op til 75%) af modellen har nogle ulemper:

• installation kompleksitet - pære er integreret med kroppen af ​​en to-pipe manifold (forgrene) og er sat helt;
• Det udelukkes udskiftning af enkelte rør.

Desuden U-formet samling krævende og dyre kølemiddel «Varmerør» modeller.

Mulighed 3. Pen rør med princippet om handling «Varmerør». Særlige kendetegn af reservoiret:

• høje optiske egenskaber - en effektivitet på omkring 77%;
• flad absorber direkte overfører energi til varme med kølemidlet rør;
• ved anvendelse af et enkelt glaslag er reduceret refleksion af solstråling;

Mulig udskiftning af beskadigede element uden at tømme solsystemet.

Valgmulighed 4. Fountain pære ram handling - det mest effektive redskab til brug af solenergi som alternativ energikilde til opvarmning af vand eller boligopvarmning. Høj solfanger opererer med effektivitet - 80%. Ulempen ved systemet - det er vanskeligt at reparere.

Uanset hvilke ydeevne rørkollektorer har følgende fordele:

• operabilitet ved en lav temperatur;
• et lavt varmetab;
• varigheden af ​​drift i løbet af dagen;
• evne til at opvarme kølemidlet til en høj temperatur;
• lav afdrift;
• nem installation.

Den væsentligste ulempe ved de vakuum models - umuligheden af ​​selvrensning af snedække. Vakuum lag ikke overfører varme til ydersiden, så det lag af sneen smelter og dækker solen adgang til opkøber feltet. Yderligere ulemper: de høje omkostninger og behovet for at arbejde vinkel kolber mindst 20 °.

Flere detaljer om den arbejder princip vakuum solfanger rør til at læse yderligere.

Vand - den bedste løsning for de sydlige breddegrader

Flad (panel) Solfanger - en rektangulær aluminiumsplade, en lukket top plast eller glas dække. Inde i kassen er anbragt et absorberende område, metalspolen og isoleringslaget. solfangerflade er fyldt med en strømningsledning gennem hvilket kølemiddel bevæger sig.

Varmeoptagelse med en meget selektiv absorberende beklædning når 90%. Strømningskanalen er anbragt mellem den metalliske "absorberende" og varmeisolering. Det bruges to rør æglæggende ordninger: "Harp" og "meander".

Rørformet kollektor med varmeoverførselsfluid fungerer som en "drivhus" virkning - solens stråler trænger gennem glasset og opvarmet rør. Due tæthed og varmeisolering opretholdes inden panelet.

Styrken af ​​solmodulet i høj grad af materialet af beskyttelsesdækslet:

• almindeligt glas - den billigste og skør belægning;
• hærdet glas - en høj grad af lysspredning og forøget styrke;
• antirefleksnoe glas - andet maksimum absorptionskapacitet (95%) ved tilstedeværelsen af ​​laget nedbrydende reflekterede stråler fra solen;
• selvrensende (polær) glas med titandioxid - organisk forurening fade i solen, og resterne af skrald vasket væk af regn.

De fleste holder i mange blæser polycarbonat glas. Materialet er installeret i dyrere modeller.

Operationelle og funktionelle egenskaber panel solcelleparker:

• i tvungen cirkulation systemer leveres afrimning funktion kan du hurtigt slippe af med snedække på Heliopolis;
• prismatisk glas indfanger en lang række stråler fra forskellige vinkler - effektivitet af anlægget i sommeren når 78-80%;
• samleren er ikke bange for overophedning - hvis et overskud af termisk energi muligvis tvunget afkøling af kølemidlet;
• forbedret slagstyrke i sammenligning med rørformede kolleger;
• kan monteres i enhver vinkel;
• overkommelige priser.

Systemer er ikke uden ulemper. Mellem solstrålingen mangel med stigende temperaturforskel, effektiviteten af ​​en plan solfanger falder betydeligt på grund af utilstrækkelig varmeisolering. Derfor panelet modul betaler sig i sommeren eller i varme klimaer.

Solar: funktioner i design og drift

De mange forskellige solsystemer kan klassificeres i overensstemmelse med parametre: fremgangsmåden til anvendelse af solstråling, metoden til cirkulation af kølemidlet, og antallet af kredsløb drift sæsonudsving.

Aktiv og passiv rækkevidde

I ethvert solenergi konvertering system har en suntrap. Udgående fra en fremgangsmåde til anvendelse genereret varme geliokompleksov to typer: passive og aktive.

Den første slags - solvarmeanlæg hvor kølelegemeelement sollys handle strukturelle elementer i bygningen. Som geliopriemnoy overflade handle tag, væg eller vindue-collector.

I de europæiske lande, der passive teknologier anvendes i konstruktionen af ​​energieffektive bygninger. Geliopriemnye overflade dekoreret med et falsk vindue. For belagte glas anbringes mur med svetoproemami sværtet.

Som lagertanken er de elementer af konstruktion - vægge og lofter, polystyren isoleret udefra.

Aktive systemer involverer brugen af ​​enkeltstående enheder, der ikke er relateret til byggeri.

Termosifonlignende og cirkulationssystemer

Solvarme udstyr med den naturlige bevægelse af kølemiddelkredsløb kollektor-akkumulator-collector båret af konvektion - varm væske med lav densitet stiger afkølet - strømme ned.

I systemer af termosifon lagertanken er placeret over reservoiret, hvilket giver en spontan cirkulation af kølevæsken.

Tyngdekraft solsystem er en bred vifte af mangler:

• på overskyede dage af den komplekse ydeevne falder - for kølemiddelstrøm stor temperaturforskel er påkrævet;
• varmetab som følge af en langsom bevægelse af væsken;
• risiko for overophedning på grund uncontrollability tanken opvarmningsproces;
• ustabilitet af solfangeren;
• kompleksiteten af ​​anbringelsen af ​​lagertanken - til montering på taget af varmetabet stiger, accelereret korrosion processer, må risikoen for frysning rør.

Pros "tyngdekraft" af systemet: enkle design og rimelige priser.

anlægsudgifter til kredsløbet arrangement (tvungen) betydeligt højere Solanlæg unconfined kompleks. Kredsløbet "skærer" pumpe til kølemiddelstrøm. Job controller pumpe station.

En sådan fremgangsmåde er involveret i omløb året rundt dual-kredsløb sol radiatorer.

En fuld-funktionel sæt af fordele:

• ubegrænset valg af placering af lagertanken;
• ydelse ud af sæsonen;
• udvælgelse af den optimale varmedrift;
• Sikkerhed - Lås drift i tilfælde af overophedning.

Den ulempe ved systemet - afhængig af elektricitet.

Tekniske ordninger løsning, en - og to-kreds

I single-loop installationer cirkulerende væske, som efterfølgende tilføres til vand indtag point. Om vinteren, vandet drænes fra systemet er nødvendig for at forhindre frysning og krakning rør.

Enkeltkædede kredsløb solvarmeanlæg:

• Anbefales "refill" -system ikke stive renset vand - aflejring af salte på rørvæggene fører til tilstopning af kanaler og reservoir skade;
• korrosion på grund af den overskydende luft i vand;
• begrænset levetid - inden for fire til fem år;
• høj effektivitet i sommeren.

Kombi geliokompleksah særlige cirkulerer kølevæske (frostvæske med antiskummidler og anti-korrosions additiver), vand afgiver varme gennem varmeveksleren.

Nuancer af driften af ​​en bypassmodul: et mindre fald i effektivitet (3-5% mindre end i den single-systemet), behovet for fuldstændig udskiftning af kølemidlet hver 7 år.

Arbejdsvilkår og effektivitet

Beregning og installation af solsystemer er bedst at overlade til fagfolk. Overholdelse af installationen udstyr for at sikre effektivitet og ydeevne af ansøgninger. For at forbedre effektiviteten og den tilbagelagte tjenestetid skal tage hensyn til nogle af de nuancer.

Termostatventil. I traditionelle varmeanlæg termostatisk element sjældent installeret som til temperaturstyring reagerer varmekilde. Dog skal regenereringen af ​​sol sikkerhedsventilen ikke blive glemt.

Optimal placering af ventilen - 60 cm fra varmeapparatet. I umiddelbar nærhed "termostat" opvarmes og blokerer strømmen af ​​varmt vand.

Anbringelse af lagertanken. Varmt brugsvand buffertank skal installeres i et tilgængeligt sted. Når den placeres i et kompakt rum fokuserer på højden af ​​lofter.

installation ekspansionsbeholder. Medlem kompenserer termisk ekspansion i stagnation periode. Installation af tanken over pumpen udstyr vil provokere overophedning af membranen og dens tidligt slid.

Tilslutning solkredsen. Ved tilslutning af rør anbefales at arrangere løkken. "Termopetlya" reducerer varmetabet ved at forhindre opvarmede fluidudløb.

Kontraventilen. Advarer "vælter" cirkulation af kølevæsken. Med manglende solaktivitet kontraventil ikke sprede varme akkumuleret i løbet af dagen.

Populære model "sol" moduler

Efterspørgslen efter sol indenlandske og udenlandske selskaber. Godt ry vandt fabrikanterne: NPO Machine Building (Rusland), Helion (Rusland), Ariston (Italien), Viola (Ukraine), Viessman (Tyskland), den Amcor (Israel) og andre.

"Falcon" solsystemet. Plan solfanger, udstyret med et optisk flerlags overtrukket med magnetronforstøvning. Kapaciteten mindste emission og høj absorptionshastighed giver effektivitet på op til 80%.

Performance:

• Arbejdstemperatur - op til -21 ° C;
• reverse varmestråling - 3-5%;
• det øverste lag - glas (4 mm).

Collector CRS-A (Viola). Vakuum solvarmeanlæg med absorption område 0,8-2,41 m (afhængig af model). Kølevæske - propylen isoleret kobbervarmeveksler 75 mm minimerer varmetab.

Yderligere parametre:

• boliger - anodiseret aluminium;
• coil diameter - 38 mm;
• isolation - med rockwool antigigroskopichnoy behandling;
• overflade - borosilikatglas på 3,3 mm;
• Effektivitet - 98%.

Vitosol 100-F - Solfanger flad horisontal eller vertikal montage. Kobberabsorber arfoobraznym rørformede spole og titan belagt. Lystransmission - 81%.

Konklusioner og nyttige videoer om emnet

Princippet om drift af solfangere og deres typer:

Vurdering af ydeevnen for en flad collector-nul temperaturer:

Teknologi monteringspanelet solfanger på eksemplet med Buderus modeller:

Solenergi - vedvarende kilder giver varme. Under hensyntagen til stigningen i priserne for traditionelle energiressourcer retfærdiggør indførelsen af ​​solsystemer, og kapitalinvesteringer betaler sig i de næste fem år, med forbehold af installationen teknologi.

Hvis du har værdifulde oplysninger, som du vil dele med de besøgende på vores hjemmeside, så lad dine kommentarer i boksen under artiklen. Der kan du stille spørgsmål om emnet af artiklen eller at dele erfaringer i brugen af ​​solfangere.