Solenergi som en alternativ energikilde: ordning

I det siste tiår, er solenergi som en alternativ kilde til energi brukt mer og mer for oppvarming av bygninger og gi varmt vann. Den viktigste grunnen - ønsket om å erstatte den tradisjonelle drivstoff tilgjengelig, miljøvennlig og fornybare energiressurser.

Konvertering av solenergi til varme finner sted i Solar - modulen utforming og driftsprinsippet bestemmer spesifisiteten av dens anvendelse.

I denne artikkelen ser vi på ulike solfangere og prinsipper for deres drift, samt fortelle deg om populære modeller fra solcellepaneler.

Muligheten for å bruke solenergi

Geliosistema - system for konvertering av solstråling til termisk energi, som deretter føres til en varmeveksler for oppvarming av kjølemiddel eller oppvarmingsvann-systemet.

Effektivitet solvarme installasjon avhenger av innstråling - den mengde energi som tilføres for en lys dag på overflaten til 1 kvadratmeter i en vinkel på 90 ° i forhold til retningen av sollys. Å måle verdien av indeksen - kWh / kvm, varierer verdien avhengig av årstid.

Den gjennomsnittlige nivået på solar innstråling for temperert kontinentalt klima i regionen - 1000-1200 kWh / kvadratmeter (per år). Mengden av solen - som definerer den parameter for beregning av solenergi ytelse.

Installasjon gelioteplosnabzheniya system - en kostbar hendelse. Med kapitalkostnader var berettiget, en nøyaktig beregning av systemet og samsvar med installasjonsteknologi.

Eksempel. Den gjennomsnittlige verdien av innstrålingen for Tula midt på sommeren - 4,67 kW / m * dag gitt installasjon panel i en vinkel på 50 °. Ytelsessolfanger 5 kvadratmeter er beregnet som følger: 4,67 * 4 = 18,68 kW varmeenergi per dag. Dette volum er tilstrekkelig for 500 liter vann oppvarmet til en temperatur på fra 17 ° C til 45 ° C.

Snakker om gjennomførbarheten av innføring av ny teknologi, er det viktig å ta hensyn til de spesifikke tekniske funksjonene i solfangeren. Noen begynne å arbeide på 80 W / m av solenergi og andre nok - 20 W / kvm

Selv i den sørlige klima, bruk av samleren systemet bare ikke betale for oppvarming. Hvis installasjonen skal brukes utelukkende i vintersolen med et underskudd, er kostnaden av utstyret dekket og i 15-20 år.

For å maksimere geliokompleks, må det tas med i varmtvann. Selv om vinteren geliolektor ville "cut" står for energi til oppvarming vann opp til 40-50%.

I tillegg til de økonomiske fordelene av "solvarme" har flere fordeler:

1. Miljøvennlig. Reduserte utslipp av karbondioksid. Over 1 år sq solfanger i atmosfæren hindrer 350-730 kg gruvedrift.
2. Estetikk. Løpet av et kompakt bad eller kjøkken klarer å kvitte seg med store kjeler eller geysirer.
3. Holdbarhet. Produsenter hevder at, i henhold til installasjonsteknologi, vil den komplekse vare ca 25-30 år. Mange selskaper tilbyr en garanti på inntil 3 år.

Argumenter mot bruk av solenergi: en utpreget sesongvariasjoner, avhengig av vær og høye initielle investeringer.

Den generelle konstruksjon og funksjon

Betrakt utførelse med solfanger som et betjeningselement primære system. Utvendig enhet ligner en metallboks, den fremre side av denne er laget av herdet glass. Inne i boksen er plassert en arbeider legeme - spolen til beholderen.

En varmeabsorberende blokk gir kjølevæske oppvarming - å sirkulere væske overfører varme generert i vannkretsen.

Solfanger nødvendigvis arbeide i tandem med lagertanken. Da kjølevæsken varmes opp til en temperatur på 90-130 ° C, kan det ikke mates direkte inn i den varme vannkraner eller radiatorer. Varmeoverføringsfluid kommer inn i varmeveksleren av kjelen. Lagertank er ofte supplert med en elektrisk ovn.

Ordningen Arbeidssted:

1. Solen varmer opp overflaten kollektor.
2. Varmestråling blir overført absorberende element (absorber), som inneholder et arbeidsfluid.
3. Sirkulerer i spolen rørene er oppvarmet kjølevæske.
4. Pumper, styreenhet og tilveiebringe tilbaketrekningen styring av kjølemiddelledningen til spolen av lagringstanken.
5. Implementert varmeoverføring vannet i kjelen.
6. Det avkjølte kjølemiddel strømmer tilbake inn i reservoaret, og syklusen gjentas.

Det oppvarmede vann fra ovnen ledes inn i varmekretsen eller til vanninntakspunktene.

Variasjon av solfangere

Uavhengig av målet, kommer solaranlegg med en flat eller sfærisk rør geliokollektorom. Hvert alternativ har en rekke særtrekk når det gjelder ytelse og driftseffektivitet.

Vakuum - for kaldt og temperert klima

Solfanger vakuum strukturelt ligner en termos - smale rør med kjølemiddel anbragt i kolber med større diameter. Dannet mellom vakuumisolerte beholdere laget ansvarlig for den termiske isolering (varme bevaring - opp til 95%). Rørformen er optimal for å holde undertrykket og "okkupasjon" av solens stråler.

Den indre (varme) rør fylt med saltoppløsning som har et lavt kokepunkt (24-25 ° C). Når oppvarmede væsken fordampes - fordampningen kolben bevege seg oppover og oppvarmet varmemedium som sirkulerer i oppsamlingshuset.

Under kondensering av vanndråper strømme ned i røret spissen og prosessen gjentas.

På grunn av vakuumet i det flytende lag av flasken er i stand til å varme til å koke og fordampe i kulde utetemperaturer (opp til -35 ° C).

Karakteristika for solcellemoduler være avhengig av slike kriterier:

• tube design - fontene, koaksial;
• varmekanalanordningen - «Varmerørs», Medstrøms sirkulasjon.

Fountain pære - et glassrør, i hvilket den vedlagte platen og den varmeopptaker kanalen. Vakuum lag strekker seg tvers over kanallengden av varmen.

koaksiale rør - dobbel termos med "sett inn" mellom veggene i de to tankene. Varmeoverføring skjer fra den indre overflaten av røret. Tips Varme utstyrt vakuum indikator.

Kanal «Varmerørs» - den vanligste varmetransport i solfangere utførelse.

Virkningsmekanismen er basert på en plassering i forseglede metallrør med en flyktig væske.

Den kontinuerlige strømningskanal- - gjennom en glasskolbe parallellkoblet i en U-formet metallrøret arc

Den kjølevæske som strømmer gjennom kanalen oppvarmes og tilføres til manifolden huset.

Koaksiale og fylle rør kan kombineres på forskjellige måter med de termiske kanaler.

Alternativ 1. Koaksial med pære «Varmerørs» - den mest populære løsningen. Samleren opptrer flere varmeoverføring fra veggene i glassrøret til den indre kolbe og deretter til kjølevæsken. Den grad av optisk virkningsgrad når 65%.

Alternativ 2. Koaksial kolbe med en medstrøms sirkulasjon er kjent som den U-formede oppsamler. På grunn av utformingen reduserer varmetapet - varmeenergien overføres fra aluminiumsrørene med et sirkulerende kjølemiddel.

Sammen med høy virkningsgrad (opp til 75%) av modellen har noen ulemper:

• installasjon kompleksitet - pære er utført i ett med hoveddelen av en to-rør manifold (mainfold) og er satt i sin helhet;
• Det utelukkes utskifting av enkelt rør.

I tillegg er U-formet sammenstilling krevende og kostbare kjølemiddel «Varmerørs» modeller.

Alternativ 3. Pen tube med prinsippet om handlingen «Varmerørs». Karakteristiske trekk ved reservoaret:

• høye optiske egenskaper - en effektivitet på omtrent 77%;
• flat absorber overfører direkte energi til varme med kjølemiddelrøret;
• ved å benytte et enkelt glasslag er redusert refleksjon av solstråling;

Eventuell utskiftning av den skadede element uten å tømme solcellesystemet.

Alternativ 4. Fountain pære ram handling - den mest effektive verktøy for bruk av solenergi som en alternativ energikilde for oppvarming av vann eller boligoppvarming. Høy oppsamler opererer med effektivitet - 80%. Ulempen med systemet - vanskeligheten av reparasjon.

Uavhengig av ytelsen rør samlere har følgende fordeler:

• brukbarhet ved en lav temperatur;
• lavt varmetap;
• varigheten av operasjonen i løpet av dagen;
• evne til å varme opp kjølemiddel til en høy temperatur;
• lav windage;
• enkel installasjon.

Den største ulempen med de vakuum modeller - umuligheten av selvrensing av snødekket. Vakuum lag overfører ikke varme på utsiden, slik at lag med snø smelter og dekker solen tilgang til kollektoren feltet. Andre ulemper: de høye kostnadene og behovet for arbeidsvinkel kolber ikke mindre enn 20 °.

Flere detaljer om virkemåte av vakuumsolfanger rør å lese videre.

Vann - det beste alternativet for de sørlige breddegrader

Flate (panel) Solfanger - en rektangulær aluminiumsplate, en lukket topp plast eller glassdeksel. Inne i boksen er anordnet en absorpsjon felt, metallpolen og isolasjonslag. solfangerareal er fylt med en strømningskanal gjennom hvilken kjølemiddel beveger seg.

Varmeabsorbsjon av en meget selektiv absorberende belegg på 90%. Strømningskanalen er anordnet mellom det metalliske "absorberende" og termisk isolasjon. Det brukes to rør legging ordninger: "Harp" og "meanderlignende".

Rørformet samler med varmeoverføring fluid virker som en "drivhus" -effekt - solens stråler trenger gjennom glasset og oppvarmede rør. På grunn av tetthet og varmeisolasjon er opprettholdt inne i panelet.

Styrken på solcelle er i stor grad bestemt av materialet av det beskyttende deksel:

• vanlig glass - den billigste og sprø belegg;
• herdet glass - en høy grad av lysspredning og økt styrke;
• antirefleksnoe glass - forskjellig maksimal absorpsjonskapasitet (95%) ved nærvær av laget tappe reflekterte stråler fra solen;
• selvrensende (polar) glass med titandioksid - organisk forurensning fade i solen, og restene av søppel vasket bort av regn.

De fleste endures blåser polykarbonat glass. Materialet er installert i dyre modeller.

Drifts- og funksjonelle egenskaper panelsolkraftverk:

• i tvangssirkulasjonssystemer leveres avriming funksjon gjør at du raskt bli kvitt snødekket på Heliopolis;
• prismatisk glass fanger opp en lang rekke av stråler fra forskjellige vinkler - virkningsgrad av anlegget om sommeren når 78-80%;
• kollektoren er ikke redd for overoppvarming - dersom et overskudd av varmeenergi som muligens tvunget avkjøling av kjølemiddel;
• forbedret slagfasthet sammenlignet med rørformede motstykker;
• kan monteres i en hvilken som helst vinkel;
• rimelige priser.

Systemer er ikke uten ulemper. Mellom solstråling mangel med økende temperaturforskjell, effektiviteten av en flat solfanger faller betydelig på grunn av utilstrekkelig termisk isolasjon. Derfor panel modul lønner seg i sommer eller i varmt klima.

Solar: funksjoner av design og drift

Variasjonen av solenergisystemer kan klassifiseres i henhold til parametre: metoden for bruk av solstråling, metoden for sirkulasjon av kjølevæske, og det antall kretser driftssesongvariasjoner.

Aktiv og passiv utvalg

I alle solenergicmdannelse system har en suntrap. Med utgangspunkt i en fremgangsmåte for anvendelse av generert varme geliokompleksov to typer: passiv og aktiv.

Den første typen - solvarmesystem, hvor kjøleribbeelementet sollys act strukturelle elementer av bygningen. Som geliopriemnoy overflate handling tak, vegg eller vindu-samleren.

I europeiske land er passive teknologier som brukes i byggingen av energieffektive bygninger. Geliopriemnye overflaten dekorert med en falsk vindu. For det belagte glasset settes murvegg med svetoproemami svertet.

Når lagertanken er de konstruksjonselementer - vegger og tak, polystyren isolert fra utsiden.

Aktive systemer innebærer bruk av frittstående enheter som ikke er relatert til byggingen.

Termosifon og sirkulasjonssystemer

Solvarme utstyr med den naturlige bevegelse av kretsen for kjølemiddel av kollektor-akkumulator-kollektor gjennomføres ved konveksjon - varm væske med lav tetthet stiger avkjølt - flyter ned.

I systemer av termosifong lagringstanken er plassert over reservoaret, noe som gir en spontan sirkulasjon av kjølemidlet.

Tyngdekraften solenergi system er en lang rekke mangler:

• i overskyet vær av komplekset ytelsen faller - for strømning av kjølemiddel stor temperaturforskjell er nødvendig;
• varmetapet på grunn av en langsom bevegelse av væsken;
• risiko for overoppheting på grunn uncontrollability tank oppvarmingsprosessen;
• ustabilitet av kollektoren;
• kompleksiteten av plassering av lagertanken - for montering på taket av varmetapet øker, akselerert korrosjonsprosesser, synes faren for frysing rør.

Pros "tyngdekraften" av systemet: enkelhet av design og pris.

Kapitalkostnadene for sirkulasjonsanordning (tvunget) betydelig høyere solenergi installasjon unconfined kompleks. Kretsen "kutt" pumpe for kjølevæskestrømmen. Jobb styreenheten drives pumpestasjon.

En slik prosess er involvert i omløp helårs to-krets solvarme enheter.

En fullverdig sett med fordeler:

• ubegrenset utvalg av plasseringen av lagertanken;
• ytelse ut av sesongen;
• Valget av den optimale varmemodus;
• Sikkerhet - lås drift i tilfelle av overoppheting.

Ulempen med systemet - avhengig av strøm.

Teknisk ordninger løsning, en - og to-kretsen

I enkeltsløyfe-installasjoner sirkulerende væske som senere tilføres til vanninntakspunktene. Om vinteren er det vannet som tappes ut av systemet er nødvendig for å hindre frysing og crackingsrørene.

Egenskaper enkeltkretssolvarmesystemer:

• Anbefalt "refill" system nonrigid renset vann - avsetning av salter på rørveggene fører til tilstopping av kanaler og reservoarskade;
• korrosjon på grunn av luftoverskudd i vann;
• begrenset levetid - innen fire til fem år;
• høy effektivitet i sommer.

Kombi geliokompleksah spesielle sirkulerer kjølevæske (frostvæske med skumdempende og korrosjonshindrende additiver), gir vannet avgir varme gjennom varmeveksleren.

Nyanser av drift av en bypass-modul: en liten reduksjon i effektivitet (3-5% mindre enn i et enkelt system), behovet for fullstendig utskifting av væsken hvert 7 år.

Arbeidsforhold og effektivitet

Beregning og installasjon av solsystemer er best overlatt til fagfolk. Overholdelse av installasjonsutstyret for å sikre effektiviteten og ytelsen til søknader. For å forbedre effektiviteten og tjenestetiden må ta hensyn til noen av nyansene.

Termostatventil. I tradisjonelle varmesystemer termostatelementet sjelden installeres som for temperaturkontroll reagerer varmekilde. Imidlertid regenerering av solenergi sikkerhetsventilen må ikke glemmes.

Optimal plassering av ventil - 60 cm fra varmeapparatet. I umiddelbar nærhet "termostat" er oppvarmet og blokkerer strømmen av varmt vann.

Plassering av lagertanken. VV buffertank må installeres på et tilgjengelig sted. Når plassert i et kompakt rom fokuserer på høyden av tak.

installasjon ekspansjonstanken. Medlem kompenserer varmeutvidelse i den stagnasjon periode. Installasjon av tanken over pumpeutstyret provosere overoppheting av membranen og dens tidlig slitasje.

Tilkobling av solvarmekretsen. Ved tilkobling av rørene er anbefalt å anordne sløyfen. "Termopetlya" reduserer varmetapet ved å hindre det oppvarmede fluidutløpet.

Tilbakeslagsventilen. Advarer "velter" sirkulasjon av kjølemidlet. Med en mangel på solens aktivitet tilbakeslagsventil ikke avgi varme akkumulert i løpet av dagen.

Populære modellen "solenergi" moduler

Etterspørselen etter solcelle innenlandske og utenlandske selskaper. Godt omdømme vant produktet produsenter: NPO Machine Building (Russland), Helion (Russland), Ariston (Italia), Viola (Ukraina), Viessman (Tyskland), Amcor (Israel) og andre.

"Falcon" solsystem. Flat solfanger, er utstyrt med en optisk flerlags belagt med sputtering. Den minimale utslipp kapasitet og høy absorpsjonsgrad gir virkningsgrad på opptil 80%.

ytelse:

• Arbeidstemperatur - opp til -21 ° C;
• reversere varmestråling - 3-5%;
• det øverste laget - glass (4 mm).

Collector CRS-A (Viola). Vakuum solvarme system med absorpsjon området 0,8-2,41 m (avhengig av modell). Kjølevæske - propylen isolert kobbervarmeveksleren 75 mm minimerer varmetap.

Ytterligere parametere:

• bolig - anodisert aluminium;
• Spiraldiameteren - 38 mm;
• isolering - med steinull antigigroskopichnoy behandling;
• Belegget - borsilikatglass på 3,3 mm;
• Effektivitet - 98%.

Vitosol 100-F - Solfanger flat horisontal eller vertikal montering. Kobber absorber arfoobraznym rørformet kveil og titanbelagt. Lystransmisjon - 81%.

Konklusjoner og nyttige videoer på emnet

Prinsippet for virkemåten av solfangere og deres typer:

Vurdering av ytelsen til en flat kollektor-null temperaturer:

Teknologi monteringsplate solfanger på eksempel på Buderus modeller:

Solenergi - fornybare kilder gir varme. Tatt i betraktning den prisveksten på tradisjonelle energiressurser rettferdiggjør innføring av solsystemer, og kapitalinvesteringer lønner seg i de neste fem årene, med forbehold om installasjon teknologi.

Hvis du har verdifull informasjon som du ønsker å dele med de besøkende på vår hjemmeside, kan du legge inn kommentarer i boksen under artikkelen. Der kan du stille spørsmål om temaet i artikkelen eller for å dele erfaringer i bruk av solfangere.