Zonne-energie als alternatieve energiebron: regeling

In de afgelopen tien jaar, is zonne-energie als een alternatieve bron van energie meer en meer gebruikt voor het verwarmen van gebouwen en zorgen voor warm water. De belangrijkste reden - de wens om vervanging van de traditionele brandstof toegankelijk, milieuvriendelijk schone en hernieuwbare energiebronnen.

Omzetten van zonne-energie in warmte vindt plaats in de Solar - module ontwerp en werkingsprincipe bepaalt de specificiteit van de toepassing.

In dit artikel kijken we naar de verscheidenheid van zonnecollectoren en principes van hun werking, zo goed als u te vertellen over populaire modellen van zonnepanelen.

De haalbaarheid van het gebruik van zonne-energie

Geliosistema - voor het omzetten van zonnestraling in warmte-energie, die vervolgens naar een warmtewisselaar gevoerd voor het verwarmen van het koelmiddel of verwarmen watersysteem.

Efficiency thermische zonne-installatie is afhankelijk van de instraling - de hoeveelheid energie geleverd voor licht dag op het oppervlak van 1 meter bij een hoek van 90 ° ten opzichte van de richting van het zonlicht. Het meten van de waarde van de index - kWh / m², varieert de waarde afhankelijk van het seizoen.

Het gemiddelde niveau van zonnestraling voor de gematigde continentale klimaat van de regio - 1000-1200 kWh / vierkante meter (per jaar). Het bedrag van de zon - het definiëren van de parameter om de zonne-prestaties te berekenen.

Installatie gelioteplosnabzheniya systeem - een kostbare gebeurtenis. Om investeringen gerechtvaardigd waren, een nauwkeurige berekening van het systeem en de naleving van de installatietechniek.

Voorbeeld. De gemiddelde waarde voor isolatie van Tula in de zomer - 4,67 kW / m * dag ontvangen installatiepaneel onder een hoek van 50 °. Prestaties zonnecollector 5 vierkante meter wordt als volgt berekend: 4.67 * 4 = 18,68 kW warmte-energie per dag. Deze hoeveelheid is voldoende voor 500 liter water tot een temperatuur verhit van 17 ° C tot 45 ° C

Sprekend over de haalbaarheid van de invoering van nieuwe technologieën, is het belangrijk om rekening te houden met de specifieke technische kenmerken van de zonnecollector. Sommigen beginnen te werken op 80 W / m van zonne-energie en andere genoeg - 20 W / m²

Zelfs in de zuidelijke klimaat, het gebruik van het bronsysteem niet alleen betalen voor verwarming. Als de installatie uitsluitend zal worden gebruikt in de winter zon met een tekort, worden de kosten van de apparatuur die valt en voor 15-20 jaar.

Om geliokompleks te maximaliseren, moet worden opgenomen in het warmwatersysteem. Zelfs in de winter geliolektor zou "cut" goed voor energie voor het verwarmen van water tot 40-50%.

In aanvulling op de economische voordelen van de "zonne-energie" heeft extra voordelen:

1. Milieuvriendelijk. Verminderde uitstoot van kooldioxide. Meer dan 1 jaar vierkante zonnecollector in de atmosfeer voorkomt 350-730 kg mijnbouw.
2. Esthetiek. Ruimte van een compacte badkamer of keuken erin slaagt om zich te ontdoen van omvangrijke boilers of geisers.
3. Duurzaamheid. De fabrikanten beweren dat, onder voorbehoud van installatietechniek, zal het complex ongeveer 25-30 jaar mee. Veel bedrijven bieden een garantie van maximaal 3 jaar.

Argumenten tegen het gebruik van zonne-energie: een uitgesproken seizoensgebondenheid, afhankelijk van het weer en de hoge initiële investering.

Het algemene ontwerp en de functie

Beschouw de uitvoeringsvorm van de zonnecollector als hoofdsysteem bedieningselement. Buitenunit lijkt op een metalen doos de voorste zijde is gemaakt van gehard glas. In de doos bevindt zich een werkend orgaan - de spoel naar de bus.

Een warmteabsorberende blok verschaft koelvloeistof verwarming - circulerend gegenereerde warmte in het watercircuit.

Zonnecollector per se te werken in tandem met de opslagtank. Aangezien het koelmiddel wordt verwarmd tot een temperatuur van 90-130 ° C, kan niet direct toegevoerd aan de warme waterkranen of radiator. Warmteoverdracht fluïdum de warmtewisselaar van de ketel. Opslagtank wordt vaak aangevuld met een elektrische verwarming.

De regeling van het werk:

1. De zon verwarmt het oppervlak verzamelaar.
2. Thermische straling wordt doorgelaten absorberende orgaan (absorber), waarbij een werkfluïdum bevat.
3. Circuleert in de spoel buizen verwarmd koelmiddel.
4. Pumps, besturingseenheid en bieden het terugtrekken besturing van de koelmiddelleiding aan de spoel van de opslagtank.
5. Geïmplementeerd warmteoverdracht water in de ketel.
6. De gekoelde koelvloeistof terugvloeit in het reservoir en de cyclus herhaald.

Het verwarmde water van de verwarming wordt toegevoerd aan het verwarmingscircuit of de wateropname punten.

Verscheidenheid van zonnecollectoren

Ongeacht de bestemming, zonne-systeem wordt geleverd met een vlakke of sferische buis geliokollektorom. Elke optie heeft een aantal onderscheidende kenmerken in termen van prestaties en de werking efficiëntie.

Vacuum - voor de koude en gematigde klimaat

Zonnecollector vacuüm structureel lijkt op een thermoskan - smalle buizen met koelmiddel geplaatst in vaten met grotere diameter. Gevormd tussen de vacuümvaten laag verantwoordelijk voor de warmte-isolatie (warmte behoud - tot 95%). De buisvorm is optimaal om het vacuüm en "bezetting" van de zonnestralen te houden.

De binnenste (warmte) buis gevuld met een zoutoplossing met een laag kookpunt (24-25 ° C). Bij verhitting verdampen wordt gebracht - de verdampingskolf omhoog bewegen en verwarmd verwarmingsmedium circuleert in de collector behuizing.

Tijdens de condensatie van waterdruppels naar beneden stromen in de buis tip en het proces herhaalt.

Vanwege het vacuüm in de vloeistoflaag van de kolf in staat is warmte te koken en verdampen onder nul buitentemperaturen (tot -35 ° C).

Kenmerken van zonnepanelen is afhankelijk van dergelijke criteria:

• buisontwerp - fontein, coaxiale;
• warmte-kanaalinrichting - «Heat pipe», Co-current circulatie.

Fountain bulb - een glazen buis, waarbij de omsloten plaat en de warmteopnemer kanaal. Vacuüm laag strekt zich over de kanaallengte van de warmte.

coaxiaalbuis - dubbele thermoskan met "insert" tussen de wanden van de twee reservoirs. Warmteoverdracht vanuit het binnenoppervlak van de buis uitgevoerd. Tip Heat uitgeruste vacuüm indicator.

Channel «Heat pipe» - de meest voorkomende warmteoverdracht in zonnecollectoren uitvoering.

Het werkingsmechanisme is gebaseerd op plaatsing in gesloten metalen buizen van een vluchtige vloeistof.

De doorstroom kanaal - door een glazen kolf parallel geschakeld een U-vormig metalen boogbuis

Het koelmiddel stroomt door het kanaal wordt verhit en de spruitstukbehuizing toegevoerd.

Coaxiale en fontein buizen kunnen op verschillende manieren gecombineerd met de thermische kanalen.

Optie 1. Coaxiaal met de lamp «Heat pipe» - de meest populaire oplossing. De collector optreedt meerdere warmteoverdracht van de wanden van de glazen buis aan de binnenste kolf en vervolgens naar het koelmiddel. De mate van optische efficiëntie bereikt 65%.

Optie 2. Coaxiaal kolf met meestroom circulatie bekend als U-vormige collector. Vanwege het ontwerp reduceert warmteverlies - de warmte-energie wordt overgedragen van de aluminium buizen met een circulerend koelmiddel.

Samen met een hoge efficiëntie (tot 75%) van het model heeft een aantal nadelen:

• complexiteit van de installatie - lamp geheel vormen met het lichaam van een twee-buis spruitstuk (Mainfold) en zijn volledig vastgesteld;
• Het uitgesloten van de vervanging van enkele buizen.

Bovendien, U-vormig samenstel veeleisend en duur koelmiddel «Warmtepijp» modellen.

Optie 3. Pen buis met het principe van de actie «Heat pipe». Onderscheidende kenmerken van het reservoir:

• hoge optische eigenschappen - een rendement van ongeveer 77%;
• vlakke absorber direct overdraagt ​​energie naar warmte met het koelmiddel buis;
• door toepassing van een enkele glaslaag verminderd reflectie van zonnestraling;

Mogelijke vervanging van het beschadigde element zonder het legen van het zonnestelsel.

Optie 4. Fountain bulb ram actie - de meest effectieve instrument voor het gebruik van zonne-energie als alternatieve energiebron voor het verwarmen van water of verwarming van woningen. High collector werkt met efficiency - 80%. Het nadeel van het systeem - de moeilijkheid van de reparatie.

Ongeacht de prestaties buiscollectoren hebben de volgende voordelen:

• bruikbaarheid bij een lage temperatuur;
• lage warmteverlies;
• de duur van de werking gedurende de dag;
• vermogen om het koelmiddel tot een hoge temperatuur te verwarmen;
• lage luchtweerstand;
• installatiegemak.

Het belangrijkste nadeel van het vacuüm modellen - de onmogelijkheid zelfreiniging van de sneeuw. Vacuum laag niet de warmte doorgeven aan de buitenkant, zodat de laag sneeuw smelt en heeft betrekking op de zon toegang tot het veld verzamelaar. Bijkomende nadelen: de hoge kosten en de noodzaak werkhoek kolven ten minste 20 °.

Meer details over het werkingsprincipe van vacuüm zonnecollector buizen te lezen verder.

Water - de beste optie voor de zuidelijke breedtegraden

Flat (panel) Zonnecollector - een rechthoekige aluminiumplaat, een gesloten bovenkant plastic of glazen afdekking. In de doos wordt een absorptie veld, de metalen spiraal en de isolatielaag aangebracht. collectoroppervlak is gevuld met een stroomkanaal waardoorheen koelmiddel beweegt.

Warmteabsorptie door een zeer selectieve absorberende voering bereikt 90%. Het stroomkanaal is aangebracht tussen de metallische "absorberend" en thermische isolatie. Het wordt gebruikt twee buizen houdende's: "Harp" en "meander".

Tubular collector met warmteoverdracht vloeistof werkt als een "broeikaseffect" effect - de zonnestralen dringen door het glas en verwarmde buizen. Due dichtheid en warmte-isolatie wordt gehandhaafd binnen het paneel.

De sterkte van de zonnemodule wordt grotendeels bepaald door het materiaal van de beschermkap:

• gewoon glas - de goedkoopste en brosse coating;
• gehard glas - een hoge mate van lichtverstrooiing en grotere sterkte;
• antirefleksnoe glas - verschillende maximale absorptiecapaciteit (95%) van de aanwezigheid van de laag afbrekende gereflecteerde stralen van de zon;
• zelfreinigend (polar) glazen titanium dioxide - fade organische vervuiling van de zon en de resten afval weggespoeld met regen.

De meeste verdraagt ​​blaast polycarbonaat glas. Het materiaal is geïnstalleerd in de duurdere modellen.

Operationele en functionele kenmerken paneel energiecentrales zonne-energie:

• in geforceerde circulatie systemen zijn opgenomen ontdooien functie kunt u snel te ontdoen van de sneeuw in Heliopolis;
• prismatische glas vangt een groot aantal bundels uit verschillende hoeken - efficiëntie van de plant in de zomer 78-80% bereikt;
• de collector niet bang voor oververhitting - indien een overmaat aan thermische energie eventueel geforceerde koeling van de koelvloeistof;
• verbeterde slagvastheid ten opzichte van de buisvormige tegenhangers;
• kunnen onder elke hoek worden gemonteerd;
• betaalbare prijzen.

Systemen zijn niet zonder nadelen. Tussen de zonnestraling deficiëntie bij toenemende temperatuurverschil, het rendement van een vlakke zonnecollector aanzienlijk daalt vanwege onvoldoende isolatie. Daarom is de module panel loont in de zomer of in warme klimaten.

Solar: kenmerken van het ontwerp en de werking

De verscheidenheid van zonne-installaties kan worden ingedeeld naar parameters: de wijze van gebruik van de zonnestraling, de wijze van circulatie van de koelvloeistof en het aantal ketens operationele seizoensinvloeden.

Actieve en passieve

In ieder zonne-energie conversie systeem heeft een suntrap. Uitgaande van een werkwijze voor het gebruik opgewekte warmte geliokompleksov twee soorten: actieve en passieve.

De eerste soort - zonneinstallatie waarbij het warmtewisselaarelement zonlicht handeling structurele elementen van het gebouw. Zoals geliopriemnoy oppervlak act dak, muur of raam-collector.

In Europese landen, worden passieve technologieën die worden gebruikt bij de bouw van energie-efficiënte gebouwen. Geliopriemnye oppervlak versierd met een valse venster. Voor het beklede glas wordt geplaatst bakstenen muur met svetoproemami zwart.

Aangezien de opslagtank zijn de elementen van de constructie - wanden en plafonds, polystyreen geïsoleerd van buitenaf.

Actieve systemen omvatten het gebruik van stand-alone apparaten die niet gerelateerd zijn aan de bouw.

Thermosifon en circulatie systemen

Zonthermische materiaal met de natuurlijke beweging van het koelsysteem van de collector-accumulator-collector gedragen door convectie - warm fluïdum met lage dichtheid stijgt gekoeld - vloeit naar beneden.

In systemen thermosiphon voorraadvat bevindt zich boven het reservoir, die een spontane circulatie van het koelmiddel.

Gravity zonnestelsel is een breed scala van tekortkomingen:

• op bewolkte dagen van het complex prestatie valt - voor koelmiddel groot temperatuurverschil is vereist;
• warmteverlies door een trage beweging van de vloeistof;
• risico van oververhitting als gevolg van onbeheersbaarheid tank verwarmingsproces;
• instabiliteit van de collector;
• de complexiteit van de plaatsing van de opslagtank - voor montage op het dak van het warmteverlies toe, versnelde corrosie processen, het risico van bevriezing leidingen weergegeven.

Pro "zwaarte" van het systeem: eenvoud van het ontwerp en betaalbaarheid.

De kapitaalkosten voor de circulatie arrangement (gedwongen) aanzienlijk hoger zonne-installatie onbegrensde complex. Het circuit "snijdt" pomp koelmiddel. Baan bediende regelaar pompstation.

Een dergelijke werkwijze is betrokken in omloop jaar door twee circuits zonne verwarming.

Een volledige set van professionals:

• onbeperkte keuze van de locatie van de opslagtank;
• prestaties buiten het seizoen;
• selectie van de optimale verwarmingsmodus;
• Veiligheid - lock verrichting in het geval van oververhitting.

Het nadeel van het systeem - afhankelijk van elektriciteit.

Technische schema's oplossing, een - en twee-schakeling

In enkelvoudig installaties circulerende vloeistof die vervolgens wordt toegevoerd aan de wateropname punten. In de winter, het water afgevoerd uit het systeem dient te bevriezing en kraakbuizen voorkomen.

Features single-circuit zonne-energiesystemen:

• Aanbevolen "bijvullen" systeem niet-starre gezuiverd water - afzetting van zouten op de buiswanden leiden tot verstopping van de kanalen en het reservoir schade;
• corrosie als gevolg van de luchtovermaat in water;
• beperkte levensduur - binnen vier tot vijf jaar;
• hoge efficiëntie in de zomer.

De combi geliokompleksah bijzondere circuleert koelvloeistof (antivries met antischuimmiddel en corrosiewerende inhibitoren), water geeft warmte door de warmtewisselaar.

Nuances van de werking van een bypassmodule: een lichte daling van de efficiëntie (3-5% minder dan in de enkele-systeem), de noodzaak van volledige vervanging van de koelvloeistof om de 7 jaar.

Arbeidsomstandigheden en efficiency

Berekening en installatie van zonne-installaties wordt het best overgelaten aan professionals. Naleving van de installatie van apparatuur om de efficiëntie en prestaties van de ontvangen aanvragen te waarborgen. Om de efficiëntie en de periode van de dienstverlening te verbeteren moet rekening worden gehouden met een aantal van de nuances.

Thermostaatklep. In de traditionele verwarmingssystemen thermostatisch element zelden geïnstalleerd als voor temperatuurregeling reageert warmtebron. Wel moet de regeneratie van de zonne-veiligheidsklep niet vergeten worden.

Optimale plaatsing van de klep - 60 cm uit de kachel. In de directe nabijheid "thermostaat" is verwarmd en blokkeert de doorstroming van warm water.

Plaatsing van de opslagtank. Tapwater buffervat moet op een toegankelijke locatie worden geïnstalleerd. Wanneer geplaatst in een compacte kamer richt zich op de hoogte van de plafonds.

installatie expansievat. Lid compenseert thermische uitzetting in de stagnatie periode. Installatie van de tank boven de pompuitrusting zal oververhitting van het membraan en de voortijdige slijtage veroorzaken.

Het aansluiten van de zonne-circuit. Bij aansluiting van de leidingen wordt aanbevolen om de lus te regelen. "Termopetlya" vermindert warmteverlies door te voorkomen dat de verhitte fluïdumuitlaat.

De terugslagklep. Waarschuwt voor "kantelen" circulatie van de koelvloeistof. Met een gebrek aan zonne-activiteit terugslagklep heeft opgeslagen warmte gedurende de dag niet afvoeren.

Populaire model "solar" modules

De vraag naar zonne-energie binnenlandse en buitenlandse bedrijven. Goede reputatie won de fabrikanten: NPO Machinebouw (Rusland), Helion (Rusland), Ariston (Italië), Viola (Oekraïne), Viessman (Duitsland), de Amcor (Israël) en anderen.

"Falcon" zonnestelsel. Vlakke Zonnecollector, uitgerust met een optische meerlaagsfilm met magnetron sputtering. De minimale emissieruimte hoge absorptie verschaffen rendement tot 80%.

prestaties:

• Werktemperatuur - tot -21 ° C;
• achteruit warmtestraling - 3-5%;
• de toplaag - glas (4 mm).

Collector CRS-A (Viola). Vacuüm zonne installatie met absorptiegebied 0,8-2,41 m (afhankelijk van de uitvoering). Koelvloeistof - propeen beklede koperen warmtewisselaar 75 mm minimaliseert warmteverlies.

Extra parameters:

• huis - geanodiseerd aluminium;
• coil diameter - 38 mm;
• isolatie - met steenwol antigigroskopichnoy behandeling;
• coating - borosilicaatglas van 3,3 mm;
• Efficiency - 98%.

Vitosol 100-F - Zonnecollector vlakke horizontale of verticale montage. Koperen absorber arfoobraznym buisvormige spiraal en titaan bekleed. Lichttransmissie - 81%.

Conclusies en nuttige video's op het onderwerp

Werkingsprincipe van zonnecollectoren en hun types:

Beoordeling van de prestaties van een platte collector-zero temperaturen:

Technologie montageplaat zonnecollector op het voorbeeld van Buderus modellen:

Zonne-energie - hernieuwbare warmte leveren. Rekening houdend met de stijging van de prijzen voor de traditionele energiebronnen rechtvaardigt de invoering van zonne-energie systemen, en kapitaalinvesteringen loont in de komende vijf jaar, onder voorbehoud van installatietechniek.

Als u waardevolle informatie die u wilt delen met de bezoekers van onze website, laat dan uw opmerkingen in het vak hieronder het artikel. Daar kunt u vragen over het onderwerp van het artikel te vragen of om ervaringen te delen in het gebruik van zonnecollectoren.