Energia solară ca sursă de energie alternativă: schemă

În ultimul deceniu, energia solară ca o sursă alternativă de energie este folosit mai mult și mai mult pentru încălzirea clădirilor și să furnizeze apă caldă. Principalul motiv - dorința de a înlocui combustibilul tradițional accesibil, ecologic curat și resurse regenerabile de energie.

Conversia energiei solare în căldură are loc în solar - modul de proiectare și principiul de funcționare determină specificitatea aplicării sale.

În acest articol ne uităm la varietatea de colecționari și principii de funcționare a acestora solare, precum și să vă spun despre modele populare de module solare.

Posibilitatea de a folosi solare

Geliosistema - sistem de conversie a radiației solare în energie termică, care este apoi trecut la un schimbător de căldură pentru încălzirea sistemului de apă a lichidului de răcire sau încălzire.

Eficienta instalatii termice solare depinde de Insolația - cantitatea de energie furnizată pentru o zi de lumină pe suprafața de 1 metru pătrat la un unghi de 90 ° în raport cu direcția de lumina soarelui. Măsurarea valorii indicelui - kWh / mp, valoarea variază în funcție de sezon.

Nivelul mediu al insolației solare pentru climatul temperat continental al regiunii - 1000-1200 kWh / metru pătrat (pe an). Cantitatea de soare - care definește parametrul pentru a calcula performanța solară.

Sistemul gelioteplosnabzheniya de instalare - un eveniment scump. La cheltuielile de capital au fost justificate, un calcul precis al sistemului și conformitatea cu tehnologia de instalare.

Exemplu. Valoarea medie a insolației pentru Tula în mijlocul verii - 4.67 kW / m * zi prevăzută instalarea panoului la un unghi de 50 °. Performanță colector solar 5 metri pătrați se calculează după cum urmează: 4.67 * 4 = 18.68 kW de energie termică pe zi. Acest volum este suficient pentru 500 de litri de apă încălzită la o temperatură cuprinsă între 17 ° C și 45 ° C

Vorbind despre fezabilitatea introducerii de noi tehnologii, este important să se ia în considerare caracteristicile tehnice specifice ale colectorului solar. Unii începe să lucreze la 80 W / m de energie solară și alte suficient - 20 W / mp

Chiar și în climatul sudic, utilizarea sistemului colector nu numai să plătească pentru încălzire. În cazul în care instalația va fi utilizată exclusiv în soare de iarnă cu un deficit, costul echipamentului este acoperit și timp de 15-20 de ani.

Pentru a maximiza geliokompleks, acesta trebuie să fie incluse în sistemul de apă caldă. Chiar și în timpul iernii geliolektor ar „tăiat“ considerare pentru energie pentru încălzirea apei de până la 40-50%.

În plus față de beneficiile economice ale „încălzire solară“ are avantaje suplimentare:

1. Ecologic. emisiile de dioxid de carbon reduse. Peste 1 an mp colector solar în atmosferă previne 350-730 kg miniere.
2. Estetica. Spațiu de o baie compactă sau de bucătărie reușește să scape de cazane voluminoase sau gheizere.
3. Durabilitate. Producătorii susțin că, sub rezerva tehnologie de instalare, complexul va dura aproximativ 25-30 de ani. Multe companii oferă o garanție de până la 3 ani.

Argumentele împotriva utilizării energiei solare: o sezonalitate pronunțată, în funcție de vreme și de investiții inițiale ridicate.

Design-ul general și funcția

Luați în considerare exemplul de realizare cu colectorul solar ca element de funcționare a sistemului primar. Unitate exterioară seamănă cu o cutie de metal, din care partea frontală este realizată din sticlă călită. In interiorul cutiei se află un corp de lucru - bobina pentru canistra.

Un bloc care absoarbe căldura asigură încălzirea agentului de răcire - transferurile de lichid care circulă căldura generată în circuitul de apă.

colector solar funcționează în mod necesar, în tandem cu rezervorul de stocare. Deoarece lichidul de răcire se încălzește la o temperatură de 90-130 ° C, acesta nu poate fi alimentat direct în robinetele de apă caldă sau radiatoare. fluid de transfer de căldură intră în schimbătorul de căldură al cazanului. Rezervor de stocare este adesea suplimentată cu un încălzitor electric.

Schema de lucru:

1. Soarele încălzește suprafața colector.
2. Radiația termică este transmis element absorbant (absorbant), care conține un fluid de lucru.
3. Circulantă în tuburile bobinelor este lichid de răcire încălzit.
4. Pompe, unitatea de control și asigură controlul retragerea conductei de lichid de răcire la bobina rezervorului de stocare.
5. Pus în aplicare a apei de transfer termic în cazan.
6. Agentul de răcire răcit curge înapoi în rezervor și ciclul repetat.

Apa încălzită din boiler este alimentat în circuitul de încălzire sau la punctele de admisie a apei.

Varietatea de colectoare solare

Indiferent de destinație, sistemul solar vine cu un geliokollektorom tub plat sau sferic. Fiecare opțiune are o serie de caracteristici distinctive în ceea ce privește performanța și eficiența funcționării.

Vacuum - pentru climă rece și temperat

vid colector solar seamana structural cu un termos - tuburi înguste cu lichid de răcire amplasate în baloane cu diametru mai mare. Format între stratul recipiente izoterme responsabil pentru izolația termică (conservarea căldură - până la 95%). Forma tubulară este optimă pentru a menține vidul și „ocupația“ de razele soarelui.

Tubul interior (căldură) umplută cu soluție salină având un punct de fierbere scăzut (24-25 ° C). Când lichidul încălzit se evaporă - vasul de evaporare se deplaseze în sus și agent termic încălzit care circulă în carcasa colectorului.

În timpul condensarea picăturilor de apă să curgă în jos, în vârful tubului și procesul se repetă.

Datorită vidului în stratul de lichid al vasului este capabil de căldură la fierbere și vaporizeze la temperaturi sub zero grade exterioare (până la -35 ° C).

Caracteristicile modulelor solare depind de astfel de criterii:

• Design tub - fântână arteziană, coaxial;
• Dispozitiv de canal de căldură - «Țeavă de căldură», Co-curent de circulație.

bec Fountain - un tub de sticlă, în care placa închisă și conducta absorbant de căldură. Strat de vid se extinde pe lungimea canalului a căldurii.

tub coaxial - balon dublu vid cu un „insert“ între pereții celor două rezervoare. Transferul de căldură se realizează de pe suprafața interioară a tubului. Sfat de căldură echipate indicator de vacuum.

«Heat pipe» Canal - cel mai frecvent de transfer de căldură în colectoare solare realizare.

Mecanismul de acțiune se bazează pe plasarea în tuburi metalice sigilate cu un lichid volatil.

Canalul flux continuu - printr-un balon de sticlă sunt conectate într-un tub cu arc metalic în formă de U paralelă

Agentul de răcire care curge prin canalul este încălzit și alimentat la carcasa colectorului.

tuburi coaxiale și fântână pot fi combinate în diferite moduri, cu canalele termice.

Opțiunea 1. Coaxial cu becul «heat pipe» - cea mai populara solutie. Colectorul are loc transfer de căldură multiple de pereții tubului de sticlă în vasul interior și apoi agentul de răcire. Gradul de eficiență optică atinge 65%.

Opțiunea 2. balon Coaxial cu circulație echicurent este cunoscut sub numele, colector în formă de U. Datorită designului reduce pierderea de căldură - energia termică este transferată din tuburile de aluminiu cu un lichid de răcire care circulă.

Împreună cu eficiență ridicată (până la 75%) din modelul are unele dezavantaje:

• instalare de complexitate - bulb sunt solidare cu corpul unui colector cu două conducte (mainfold) și sunt stabilite în întregime;
• Acesta a exclus înlocuirea tuburilor unice.

În plus, în formă de U de asamblare exigente și costisitoare a lichidului de răcire «țeavă de căldură» modele.

Opțiunea 3. tub stilou cu principiul acțiunii «heat pipe». Caracteristici distinctive ale rezervorului:

• caracteristicile optice ridicate - o eficiență de aproximativ 77%;
• absorber plat transferă direct energie pentru a încălzi cu tubul pentru lichidul de răcire;
• prin utilizarea unui singur strat de sticlă este redusă reflexie a radiației solare;

Posibila înlocuire a elementului deteriorat, fără golirea sistemului solar.

Opțiunea 4. Fântâna acțiune bec berbec - cel mai eficient instrument pentru utilizarea energiei solare ca sursă alternativă de energie pentru încălzirea apei sau încălzire acasă. De mare colector operează cu eficiență - 80%. Dezavantajul sistemului - dificultatea de reparare.

Indiferent de panouri cu tuburi de performanță au următoarele avantaje:

• operabilitate la o temperatură scăzută;
• Pierderea de căldură scăzută;
• durata de funcționare în timpul zilei;
• capacitatea de a încălzi lichidul de răcire la o temperatură ridicată;
• windage scăzută;
• ușurința de instalare.

Principalul dezavantaj al modelelor de vid - imposibilitatea de auto-curățare a stratului de zăpadă. strat de vid nu transmite căldura spre exterior, astfel încât stratul de zăpadă se topește și acoperă accesul la soare la câmpul colector. dezavantaje suplimentare: costul ridicat și necesitatea de a lucra baloane cu unghi de cel puțin 20 °.

Mai multe detalii despre principiul de lucru al tuburilor cu vid colector solar pentru a citi mai departe.

Apa - cea mai bună opțiune pentru latitudini de sud

Plat (panou) colector solar - o placă dreptunghiulară din aluminiu, un top plastic sau sticlă, capac închis. In interiorul cutiei este amenajat un câmp de absorbție, bobina de metal și stratul izolator. zona de colectare este umplut cu o conductă de curgere prin care se mișcă de răcire.

absorbție de căldură printr-un strat absorbant înalt selectiv atinge 90%. Conducta de curgere este dispus între metalic „absorbant“ și izolarea termică. Este folosit două tuburi de stabilire scheme: „Harp“ și „meandre“.

Colector tubular cu acte de fluid de transfer de căldură ca efect „sera“ - razele soarelui pătrund prin sticlă și tubulatura încălzită. etanșeitate Datorită și izolație termică se menține în interiorul panoului.

Rezistența modulului solar este determinată în mare măsură de materialul învelișului protector:

• obișnuite din sticlă - cel mai ieftin și friabil acoperirii;
• sticlă călită - un grad ridicat de dispersie a luminii și rezistență crescută;
• sticlă antirefleksnoe - capacitate diferită de absorbție maximă (95%) de prezența stratului de diminuare a stratului reflecta razele soarelui;
• Auto-curatare (polar) din sticlă cu dioxid de titan - decolorare poluare organică în soare, iar resturile de gunoi spălate de ploaie.

Cele mai multe îndură lovituri de sticlă din policarbonat. Materialul este instalat în modele scumpe.

Caracteristici operaționale și funcționale centrale solare panou:

• în sistemele cu circulație forțată este prevăzută funcția de decongelare vă permite să eliminați rapid capacul de zăpadă de la Heliopolis;
• sticla prismatica captează o gamă largă de grinzi din diferite unghiuri - randamentul instalației în timpul verii atinge 78-80%;
• colector nu se teme de supraîncălzire - în cazul în care un exces de energie termică, eventual, răcirea forțată a lichidului de răcire;
• rezistența la impact îmbunătățită comparativ cu omologii tubulare;
• poate fi montat la orice unghi;
• prețuri accesibile.

Sistemele nu sunt lipsite de dezavantaje. Între deficiența radiației solare cu creșterea diferenței de temperatură, randamentul unui colector solar plat scade datorită în mod semnificativ la izolarea termică insuficientă. Prin urmare, modulul de panou se amortizează în vara sau în zone cu climă caldă.

Solare: caracteristici de proiectare și funcționare

Varietatea sistemelor solare pot fi clasificate în funcție de parametrii: metoda de utilizare a radiației solare, metoda de circulație a lichidului de răcire, precum și numărul de sezonalitate circuite de operare.

Gama activă și pasivă

În orice sistem de conversie a energiei solare are o suntrap. Bazat pe metoda de utilizare a obține căldură două tipuri geliokompleksov: pasivă și activă.

Primul tip - sistem de încălzire solară în care căldura elementul chiuveta lumina solara Act elemente structurale ale clădirii. Ca act acoperiș suprafață geliopriemnoy, perete sau fereastră colector.

În țările europene, tehnologiile pasive sunt utilizate în construcția de clădiri eficiente energetic. Suprafața Geliopriemnye decorate cu o fereastră falsă. Pentru sticla acoperit este plasat perete de cărămidă cu svetoproemami înnegrită.

Deoarece rezervorul de stocare sunt elementele de construcție - pereți și tavane, polistiren izolate din exterior.

Sistemele active implică utilizarea unor dispozitive de sine stătătoare, care nu sunt legate de construcție.

Termosifon și sisteme de circulație

Echipament solar termic cu mișcarea naturală a circuitului agentului de răcire al colector-acumulator-colector realizată prin convecție - fluid cald cu densitate scăzută creșterile răcite - fluxurile în jos.

In sistemele de rezervor de stocare termosifon este situată deasupra rezervorului, asigurând o circulație spontană a lichidului de răcire.

Gravity sistem solar este o gamă largă de deficiențe:

• în zilele înnorate ale performanței complexe cade - este necesară pentru diferența de temperatură a lichidului de răcire a fluxului mare;
• Pierderea de căldură datorită unei mișcări lente a lichidului;
• risc de supraîncălzire datorită procesului de încălzire a boilerului uncontrollability;
• instabilitatea colectorului;
• complexitatea plasarea rezervorului de stocare - pentru instalarea pe acoperișul pierderilor de căldură crește, accelerat procesele de coroziune, apare riscul de a țevilor de congelare.

Pro „gravitatea“ a sistemului: simplitatea de proiectare și de accesibilitate.

Costurile de capital pentru regimul de circulație (forțată) considerabil mai mare instalație solară complex unconfined. Circuitul „taie“ pompă pentru fluxul de lichid de răcire. controler de locuri de muncă stație de pompare acționată.

Un astfel de proces este implicat în circulație pe tot parcursul anului cu două circuite de unități de încălzire solară.

Un set complet-featured de profesioniști:

• alegere nelimitată amplasarea rezervorului de stocare;
• performanță în afara sezonului;
• selectarea modului optim de încălzire;
• Siguranță - operațiune de blocare în caz de supraîncălzire.

Dezavantajul sistemului - dependent de electricitate.

Soluție scheme tehnice, o - și două circuite

In singură buclă instalațiile care circulă fluid, care, ulterior, este alimentat la punctele de alimentare cu apă. În timpul iernii, apa scursă din sistem este necesar pentru a preveni înghețarea și tuburile de cracare.

Caracteristici sisteme de încălzire solară cu un singur circuite:

• Sistem recomandat „reumplere“ nerigidă apă purificată - depunerea de săruri de pe pereții tubului conduce la înfundarea canalelor și daune rezervor;
• coroziune datorită excesului de aer în apă;
• durată de viață limitată - în termen de patru la cinci ani;
• eficiență ridicată în timpul verii.

Agentul de răcire geliokompleksah combi recirculată speciale (antigel cu aditivi antispumanți și anti-coroziune), apă cedează căldură prin schimbătorul de căldură.

Nuante de funcționare a unui modul de ocolire: o ușoară scădere a eficienței (3-5% mai mică decât în ​​un singur sistem), nevoia de înlocuire completă a lichidului de răcire la fiecare 7 ani.

Condiții de muncă și a eficienței

Calculul și instalarea sistemelor solare este cel mai bine la stânga la profesioniști. Conformitatea cu echipamentul de instalare pentru a asigura eficiența și performanța aplicațiilor primite. Pentru a îmbunătăți eficiența și perioada de serviciu trebuie să ia în considerare unele dintre nuanțele.

supapă termostatică. În sistemele tradiționale de încălzire elementul termostatic rareori instalat ca și pentru controlul temperaturii răspunde sursei de căldură. Cu toate acestea, regenerarea supapei de siguranță solară nu trebuie uitat.

Amplasarea optimă a supapei - 60 cm de la încălzitor. In imediata apropiere „termostat“ este încălzit și blochează fluxul de apă caldă.

Plasarea rezervorului de stocare. Rezervor tampon de apă caldă menajeră trebuie să fie instalat într-o locație accesibilă. Atunci când sunt plasate într-o cameră compactă se concentrează pe înălțimea plafoanelor.

instalare rezervor de expansiune. Membru compensează expansiunea termică în perioada de stagnare. Instalarea rezervorului de deasupra echipamentului de pompare, va provoca supraîncălzirea membranei și uzura prematură.

Conectarea circuitului solar. La conectarea conductelor este recomandat pentru a aranja bucla. „Termopetlya“ reduce pierderile de căldură prin prevenirea orificiul de evacuare a fluidului încălzit.

Supapa de control. Avertizează circulație „răsturnarea“ a lichidului de răcire. Cu o lipsa de activitate solara supapă de verificare nu se disipa căldura acumulată în timpul zilei.

model de module „solare“ populare

Cererea pentru companiile autohtone și străine solare. Buna reputație a câștigat producătorii de produse: NPO Masina de constructii (Rusia), Helion (Rusia), Ariston (Italia), Viola (Ucraina), Viessman (Germania), al AMCOR (Israel) și altele.

"Falcon" sistem solar. Colector solar plat, echipat cu un optic multistrat acoperit cu pulverizare magnetron. Capacitatea minimă de emisie și rata de absorbție ridicată asigură o eficiență de până la 80%.

Performanță:

• Temperatura de lucru - până la -21 ° C;
• revers radiație termică - 3-5%;
• stratul superior - de sticlă (4 mm).

Colector CRS-A (Viola). Vacuum Sistem solar termic cu suprafata de absorbtie 0,8-2,41 m (în funcție de model). Lichidul de răcire - propilenă izolat schimbător de căldură din cupru 75 mm minimizează pierderile de căldură.

Parametri suplimentare:

• carcasa - aluminiu anodizat;
• Diametrul bobinei - 38 mm;
• izolare - cu tratament rockwool antigigroskopichnoy;
• acoperire - sticlă borosilicată de 3,3 mm;
• Eficiență - 98%.

Vitosol 100-F - colector solar plat montaj orizontal sau vertical. Cupru absorbant arfoobraznym bobina tubulare și titan acoperit. Transmisia luminii - 81%.

Concluzii și videoclipuri utile pe tema

Principiul de funcționare a colectoarelor solare și tipurile lor:

Evaluarea performanței unei temperaturi plane-colector la zero:

montare pe panou colector solar pe exemplul modelelor Buderus Tehnologie:

energiei solare - surse regenerabile furnizează căldură. Având în vedere creșterea prețurilor la resursele energetice tradiționale justifică introducerea unor sisteme solare, și investiții de capital se amortizează în următorii cinci ani, sub rezerva tehnologie de instalare.

Dacă aveți informații valoroase pe care doriți să partajați cu vizitatorii site-ului nostru, vă rugăm să lăsați un comentariu în căsuța de mai jos articol. Acolo puteți pune întrebări cu privire la subiectul articolului sau de a împărtăși experiențe în utilizarea panourilor solare.