אנרגיה סולארית כמקור אנרגיה חלופי: ערכה

בעשור האחרון, אנרגיה סולארית כמקור אנרגיה חלופי משמשת יותר ויותר בנייני חימום ולספק מים חמים. הסיבה העיקרית - הרצון להחליף את הדלק המסורתי ונגיש, לסביבה נקיה במקורות אנרגיה מתחדשים.

המרת אנרגיית השמש לחום מתרחש שמש - עיצוב מודול ואת עיקרון ההפעלה קובע את הספציפיות של היישום שלה.

במאמר זה נבחן את מגוון קולטי שמש ועקרונות הפעולה שלהם, כמו גם לספר לכם על הדגמים הפופולריים של מודולים סולאריים.

הכדאיות של שימוש באנרגיה סולרית

Geliosistema - מערכת להמרת קרינת השמש לאנרגיה תרמית, אשר לאחר מכן עבר אל מחליף חום לחימום מערכת מים נוזל קירור או חימום.

התקנה יעילה תרמית סולרית תלוי insolation - כמות האנרגיה המסופקת עבור ביום בהיר על פני השטח של 1 מטר מרובע בזווית של 90 מעלות ביחס לכיוון השמש. מדידת הערך של המדד - קוט"ש / מ"ר, הערך משתנה בהתאם לעונה.

הרמה הממוצעת של insolation השמש על האקלים היבשתי מתון של האזור - 1000-1200 וואט / מטר רבוע (לשנה). כמות השמש - הגדרת פרמטר לחישוב ביצועים סולארית.

מערכת התקנה gelioteplosnabzheniya - אירוע יקר. כדי הון הוצאות היו מוצדקות, חישוב מדויק של המערכת ועמידת טכנולוגית ההתקנה.

דוגמה. הערך הממוצע של insolation עבור טולה באמצע הקיץ - 4.67 קילוואט / m * סיפק היום פאנל התקנה בזווית של 50 מעלות. אספן 5 מ"ר סולארי ביצועי מחושב כדלקמן: 4.67 * 4 = 18.68 כ"ס של אנרגיה חומה ליום. נפח זה מספיק 500 ליטרים של מים מחוממים לטמפרטורה של בין 17 מעלות צלזיוס ל 45 מעלות צלסיוס

אם כבר מדברים על האפשרות של הכנסת טכנולוגיות חדשות, חשוב לקחת בחשבון את התכונות הטכניות הספציפיות של קולט שמש. חלקם להתחיל לעבוד על 80 W / m של אנרגיה סולארית אחרת מספיק - 20 W / מ"ר

אפילו באקלים הדרומי, השימוש במערכת אספן רק לא לשלם עבור חימום. אם ההתקנה תשמש אך ורק בשמש החורפית עם גירעון, עלות הציוד מכוסית במשך 15-20 שנים.

כדי למקסם geliokompleks, זה חייב להיכלל במערכת המים החמה. אפילו geliolektor החורף היה "לחתוך" את החשבון עבור אנרגיה לחימום מים 40-50%.

בנוסף ליתרונות הכלכליים של "חימום סולארי" יש יתרונות נוספים:

1. ידידותי לסביבה. פליטת דו תחמוצת הפחמן מופחתת. במהלך שנת 1 קולט שמש מ"ר לאטמוספרה ומונע 350-730 כריית קילו.
2. אסתטיקה. שטח של אמבטיה או מטבח קומפקטי הצליח להיפטר דודים או גייזרים מגושמים.
3. עמידות. תעשיינים טוענים כי, בכפוף טכנולוגית התקנה, במתחם יימשך כ 25-30 שנים. חברות רבות מספקות ערבות של עד 3 שנים.

טיעונים נגד השימוש באנרגיה סולארית: קיימת עונתיות בולטת, תלוי במזג האוויר ואת ההשקעה הראשונית גבוהה.

העיצוב והתפקוד הכללי

קח למשל את ההתגלמות עם קולט השמש כרכיב במערכת הפעלה עיקרית. יחידה מבחוץ מזכירה קופסא מתכת, בצד הקדמי של אשר עשויה זכוכית מחוסמת. בתוך הקופסה ממוקם גוף פועל - הסליל אל המכל.

בלוק סופג חום מספק חימום נוזל קירור - מחזורי העברות נוזלות חום נוצר מעגל המים.

אספן סולארית בהכרח לעבוד במקביל עם מיכל אחסון. מאז נוזל קירור מחומם לטמפרטורה של 90-130 מעלות צלזיוס, זה לא יכול להיות מוזן ישירות לתוך ברזי מים חמים או רדיאטורים. נוזל העברת חום נכנס מחליף החום של הדוד. מיכל האחסון הוא השלים לעתים קרובות על ידי תנור חשמלי.

התכנית של עבודה:

1. השמש מחממת את פני השטח אספן.
2. קרינת תרמית מועברת חבר סופג (בולם), אשר מכיל נוזל עובד.
3. במחזור צינורות הסליל הוא מחומם נוזל קירור.
4. משאבות, יחידת בקרה ולספק שליטת ההכחשה של צינור נוזל הקירור אל הסליל של מכל האחסון.
5. מיושם מי העברת חום בדוד.
6. נוזל הקירור המקורר זורם בחזרה לתוך המאגר ואת המחזור חזר.

המים מחוממים מן התנור מוזן לתוך מעגל חימום או לנקודות צריכת המים.

וראייטי קולטי שמש

לא משנה היעד, מערכת שמש מגיעה עם geliokollektorom צינור שטוח או כדורי. לכל אופציה מספר מאפיינים בולטים במונחים של יעילות הביצועים והתפעול.

אבק - עבור אקלים קר ממוזג

ואקום אספן סולארית מבני דומה ירמוס - צינורות צרים עם נוזל קירור להציב צלוחיות בקוטר גדול יותר. נוצר בין שכבת אבק הכלי האחראית הבידוד התרמי (שימור חום - עד 95%). הצורה צינורי היא אופטימלית להחזיק את החלל ואת "כיבוש" של קרן השמש.

The Inner (חום) צינור מלא עם תמיסת מלח בעל נקודת רתיחה נמוכה (24-25 מעלות צלזיוס). כאשר נוזל מחומם הוא התאדה - בקבוק האידוי לנוע כלפי מעלה ובינוני חום מחומם במחזור דיור האספן.

במהלך ההתעבות של טיפות מים זורמים למטה בקצה הצינור והתהליך חוזר.

בשל הוואקום בתוך שכבת הנוזל של הבקבוק הוא מסוגל חום לרתיחה לאדות בטמפרטורות שמתחת לאפס חיצוניות (עד -35 ° C).

מאפייני מודולים סולאריים תלויים קריטריונים כגון:

• עיצוב צינור - מזרקה, קואקסיאלי;
• מכשיר ערוץ חום - «צינור חום», זרימת Co-הנוכחית.

נורת מזרקה - צינור זכוכית, שבו הצלחת הסגורה ואת הצינור הבולם חום. שכבת אבק משתרעת על אורך הערוץ של החום.

צינור קואקסיאלי - תֶרמוֹס כפול עם "הכנס" בין הקירות של שני הטנקים. העברת חום מתבצעת מפני השטח הפנימי של הצינור. טיפ חום מאובזר אינדיקטור ואקום.

«צינור חום» ערוץ - העברת החום הנפוצה ביותר התגלמות קולטי שמש.

מנגנון הפעולה מבוסס על מיקום צינורות מתכת אטומים של נוזל נדיף.

ערוץ הזרימה הרציפה - דרך בקבוק זכוכית מקבילים המחוברים בצינור קשת מתכת בצורת U

נוזל הקירור זורם דרך הערוץ מחומם שסופק דיור הסעפת.

צינורות קואקסיאלי ומזרקה ניתן לשלב בדרכים שונות עם ערוצי התרמית.

אופציה 1. קואקסיאלי עם «צינור חום» הנורה - הפתרון הפופולרי ביותר. האספנית מתרחשת העברת חום מרובה מהקירות של שפופרת זכוכית הבקבוק הפנימי ולאחר מכן אל נוזל הקירור. מידת היעילות אופטית מגיעה 65%.

אופציה 2. בקבוק קואקסיאלי עם תפוצת שיתוף נוכחית המכונה, האספן בצורת פרסה. בשל העיצוב מפחית איבוד חום - אנרגיית החום מועבר מן צינורות אלומיניום עם נוזל קירור מחזורי.

יחד עם יעילות גבוהה (עד 75%) של המודל יש כמה חסרונות:

• מורכבות התקנה - נורה הן אינטגרליות עם הגוף של דו-צינור סעפת (mainfold) ו נקבעות לחלוטין;
• זה לשלול החלפת צינורות יחידים.

בנוסף, בצורת U הרכבה בדרישה ומודלים «צינור חום» נוזל קירור יקר.

אפשרות 3. עט צינור עם עקרון הפעולה «צינור חום». מאפיינים בולטים של המאגר:

• מאפיינים אופטיים גבוהים - יעיל של כ 77%;
• בולם שטוח מעביר ישירות אנרגיה כדי לחמם עם צינור הקירור;
• על ידי ניצול שכבת זכוכית יחידה מצטמצמת השתקפות של קרינת שמש;

החלפה אפשרית של האלמנט הפגום מבלי לרוקן את מערכת השמש.

אופציה 4. פעולה הנורה RAM מזרקה - הכלי היעיל ביותר לשימוש באנרגיה סולארית כמקור אנרגיה חלופי מי חימום או חימום הבית. אספן גבוה פועל ביעילות - 80%. החיסרון של המערכת - הקושי של תיקון.

קשר אספני צינור ביצועים יש את היתרונות הבאים:

• הישימות בטמפרטורה נמוכה;
• איבוד חום נמוך;
• משך הפעולה במהלך היום;
• יכולת לחמם את נוזל הקירור בטמפרטורה גבוהה;
• סט בשל רוח נמוכה;
• קלות ההתקנה.

החיסרון העיקרי של מודלים ואקום - חוסר אפשרות הניקוי העצמי של כיסוי השלג. שכבת אבק אינו משדר את החום אל מחוץ, כך שכבה של שלג נמס ומכסה את הגישה השמש לתחום אספן. חסרונות נוספים: העלות הגבוהה והצורך עובד צלוחיות זווית לא פחות מ 20 מעלות.

פרטים נוספים על עיקרון העבודה של צינורות קולטי שמש ואקום לקרוא עוד.

מים - האפשרות הטובה ביותר עבור הרוחב הדרומי

אספן שטוח (פאנל) סולארי - צלחת אלומיניום מלבני, כיסוי פלסטיק או זכוכית העליון סגור. בתוך הקופסה מסודרת שדה קליטה, סליל מתכת שכבת בידוד. אספן אזור מלא צינור זרימה דרך מהלכי נוזל קירור אשר.

ספיגת חום על ידי ציפוי סופג סלקטיבי ביותר מגיע 90%. הצינור זרימה מסודר בין מתכתי "סופג" בידוד תרמי. הוא משמש שני צינורות נחת תוכניות: "נבל" ו "נפתול".

אספן Tubular עם מעשי נוזל העברת חום כתופעה "חממה" - קרן השמש לחדור מבעד לזכוכית צינורות מחוממים. אטימות בשל בידוד חום נשמרת בתוך הפאנל.

כוחו של מודול סולארי נקבע במידה רבה על ידי החומר של כיסוי המגן:

• זכוכית רגילה - הציפוי הזול ופריך;
• זכוכית מחוסמת - רמה גבוהה של פיזור אור וכוח מוגבר;
• זכוכית antirefleksnoe - יכולת ספיגה מירבית שונה (95%) על ידי הנוכחות של depleting שכבת השתקף קרן השמש;
• ניקוי עצמי (קוטב) זכוכית עם טיטניום דיאוקסיד - לדעוך זיהום אורגני בשמש, ואת שרידי אשפה נשטף על ידי הגשם.

רוב מחזיק מעמד מפוצץ זכוכית פוליקרבונט. החומר מותקן בדגמים יקרים.

תכונות תפעוליות ופונקציונליות תחנות כוח סולאריות פנל:

• פונקצית הפשרה מסופקת מערכות זרימה נאלצו מאפשרת לך להיפטר במהירות של כיסוי השלג בהליופוליס;
• זכוכית מנסרתית לוכדת מגוון רחב של קורות מזוויות שונות - יעילות המפעל בקיץ מגיעה 78-80%;
• האספן הוא לא מפחד התחממות יתר - אם עודף של אנרגיה תרמית ואולי נאלץ קירור נוזל הקירור;
• כוח השפעה משופר לעומת עמיתיהם צינורי;
• יכול להיות מותקן בכל זווית;
• מחירים סבירים.

מערכות אינן בלי חסרונות. בין מחסור קרינת השמש עם הגדלת טמפרטורת הבדל, את היעילות של אספן סולארית שטוח נופלת בשל משמעותי בידוד תרמי לא מספיק. לכן, מודול הלוח משתלם בקיץ או באקלים חם.

תכונות של עיצוב והפעלה: שמש

מגוון מערכות סולאריות ניתן לסווג על פי פרמטרים: שיטת השימוש של קרינת שמש, בשיטה של ​​מחזור של נוזל הקירור, ומספר עונתיות הפעלה המעגלת.

טווח אקטיבי ופסיבי

בכל מערכת להמרת אנרגיית השמש יש suntrap. הליך משיטת שימוש geliokompleksov חום שנוצר שני סוגים: פסיביים ואקטיביים.

הסוג הראשון - מערכת חימום סולרית שבו מעשה שמש אלמנט גוף קירור אלמנטים מבניים של הבניין. כפי גג מעשה משטח geliopriemnoy, קיר או-אספן חלון.

במדינות אירופה, טכנולוגיות פסיביות משמשות בבניית מבנים חסכוניים באנרגיה. משטח Geliopriemnye מעוטר חלון שווא. עבור הזכוכית המצופית מושם קיר לבן עם svetoproemami המושחר.

כמו מיכל אחסון הם אלמנטים של בנייה - קירות ותקרות, פוליסטירן מבודדים מבחוץ.

מערכות Active לערב את השימוש במכשירים עצמאיים שאינם קשורים בנייה.

תרמי ומערכות מחזור

ציוד תרמי סולארי עם התנועה הטבעית של מעגל הקירור של אספן אספן-מצברים נישא על ידי הסעה - נוזל חם עם צפיפות נמוכה עולה מקורר - זורם למטה.

במערכות של מיכל אחסון תרמי ממוקם מעל המאגר, מתן במחזור ספונטני של נוזל קירור.

מערכת סולארית Gravity היא מגוון רחב של ליקויים:

• בימים מעוננים של ביצועים המורכבים נופל - עבור נדרשת הבדל טמפרטורה גדולה זרימת נוזל קירור;
• איבוד חום עקב תנועה איטית של נוזלים;
• סיכון של התחממות יתר עקב תהליך חימום מכל uncontrollability;
• חוסר יציבות של אספן;
• המורכבות של המיקום של מיכל אחסון - להתקנה על גג עולה איבוד חום, מואצת תהליכי קורוזיה, את הסיכון של צינורות הקפאת מופיע.

Pros "כובד" של המערכת: פשטות של עיצוב ומחיר סביר.

עלויות הון לצורך ההסדר במחזור (בכפייה) ניכרו המורכבות מוגבלות בשטחם התקנה סולארית גבוהות. המעגל "חותך" משאבה עבור זרימת נוזל קירור. בקר איוב פעל תחנת שאיבה.

תהליך כזה הוא מעורב במחזור השנה כפול במעגל יחידות חימום סולארי.

סט תכונות של מקצוענים:

• בחירה ללא הגבלה על המיקום של מיכל אחסון;
• ביצועים מתוך העונה;
• הבחירה של חימום במצב האופטימלי;
• בטיחות - מבצע נעילה במקרה של התחממות יתר.

החיסרון של המערכת - תלויה בחשמל.

פתרון תוכניות טכני, אחד - ושני במעגל

In-לולאה אחת התקנות במחזור נוזל כי בהמשך מסופק לנקודות צריכת המים. בחורף, המים סחוטים מהמערכת נחוץ כדי למנוע קפיאת צינורות פיצוח.

תכונות מערכות חימום סולארי בודד במעגל:

• מערכת "מלוי" מומלץ nonrigid מטוהרים המים - בתצהיר של מלחים על קירות הצינור שמוביל סתימת ערוצי ונזק המאגר;
• קורוזיה בשל אוויר עודף מים;
• מוגבלים לכל חיים - בתוך ארבעה עד חמש שנים;
• יעילות גבוהה בקיץ.

נוזל הקירור מסתובב מיוחד קומבי geliokompleksah (נוזל לרדיאטור עם תוספים antifoam ואנטי קורוזיה), מים פולט חום דרך מחליף חום.

ניואנסים של הפעלת מודול מעקף: ירידה קלה יעילות (3-5% פחות מאשר מערכת אחת), את הצורך החלפה מלאה של נוזל קירור כל 7 שנים.

תנאים ויעילים עבודה

חישוב והתקנת מערכות סולאריות מוטב להשאיר למקצוענים. עמידת ציוד ההתקנה כדי להבטיח את היעילות וביצועים של יישומים קבלו. כדי לשפר את היעילות ואת תקופת השירות חייב לקחת בחשבון כמה ניואנסים.

שסתום תרמוסטטי. במערכות חימום מסורתיות אלמנט תרמוסטטי לעתים רחוקות מותקן באשר למקור החום מגיב בקרת טמפרטורה. עם זאת, התחדשות של שסתום הבטיחות סולארית שאסור לשכוח.

מיקום אופטימלי של השסתום - 60 סנטימטרים מן התנור. בקרבה "תרמוסטט" מחוממת וחוסמת את זרימת מים חמים.

מיקום של מיכל אחסון. טנק חיץ DHW חייב להיות מותקן במיקום נגיש. כאשר הניח בחדר קומפקטי מתמקד בגובה של תקרות.

התקנה מיכל התפשטות. חבר מפצת התפשטות תרמית בתקופת הקיפאון. התקנה של הטנק מעל המשאבות תעורר התחממות יתר של הקרום ולגרום לבלאי המואץ שלה.

חיבור מעגל השמש. בעת חיבור הצינורות מומלץ לארגן את הלולאה. "Termopetlya" מפחית איבוד חום על ידי מניעת היציאה הנוזלת המחוממת.

שסתום הסימון. מזהיר "בהתהפכות" במחזור של נוזל הקירור. עם חוסר פעילות סולארית שַׁסתוֹם כִּווּן אֶחָד לא לפזר חום שהצטבר במהלך היום.

מודולים "שמש" מודל פופולרי

ביקוש חברות מקומיות וזרות סולארית. מוניטין טוב ניצח היצרנים המוצר: בניין מכונת NPO (רוסיה), Helion (רוסיה), אריסטון (איטליה), ויולה (אוקראינה), Viessman (גרמניה), את אמקור (ישראל) ואחרים.

"פלקון" מערכת השמש. אספן שטוח שמש, מצויד multilayer אופטי מצופה מקרטעת magnetron. קיבולת פליטת מינימום שיעור ספיגה גבוהה לספק יעילה עד 80%.

ביצועים:

• טמפרטורת עבודה - עד -21 ° C;
• להפוך את קרינת חום - 3-5%;
• השכבה העליונה - זכוכית (4 מ"מ).

אספן CRS-A (ויולה). מערכת סולארית תרמית אבק עם שטח ספיגה 0,8-2,41 מ '(בהתאם לדגם). קירור - פרופילן מבודד נחושת מחליף חום 75 ​​מ"מ ממזער איבוד חום.

פרמטרים נוספים:

• דיור - anodised אלומיניום;
• קוטר סליל - 38 מ"מ;
• בידוד - עם טיפול Rockwool antigigroskopichnoy;
• ציפוי - זכוכית בורוסיליקט של 3.3 מ"מ;
• יעיל - 98%.

Vitosol 100-F - הרכבה אופקית או אנכית שטוח קולט השמש. סליל נחושת צינורי בולם arfoobraznym וטיטניום מצופה. העברת אור - 81%.

מסקנות וסרטי וידאו שימושי בנושא

עיקרון הפעולה של קולטי שמש והסוגים שלהם:

הערכת הביצועים של טמפרטורות אספן-אפס שטוחה:

טכנולוגית הרכבת אספן הלוחות סולרי דוגמא מודלי Buderus:

אנרגיה סולארית - מקורות מתחדשים לספק חום. אם אקח בחשבון את עליית מחירי משאבי אנרגיה מסורתיות מצדיק את המבוא של מערכות סולאריות, והשקעות הון משתלמות בחמש השנים הקרובות, בכפוף טכנולוגית התקנה.

אם יש לך מידע רב ערך, כי אתה רוצה לחלוק עם המבקרים של אתר האינטרנט שלנו, אנא השאירו את תגובותיכם בתיבה מתחת לכתבה. שם תוכלו לשאול שאלות בנושא הכתבה או לחלוק חוויות השימוש קולטי שמש.