Solárna energia ako alternatívny zdroj energie: schéma

V poslednom desaťročí, solárnej energie ako alternatívny zdroj energie sa používa stále viac a viac pre vykurovanie budov a teplú vodu. Hlavným dôvodom - túžba nahradiť tradičné palivo dostupné, ekologicky čisté a obnoviteľné zdroje energie.

Prevod slnečnej energie na teplo, sa odohráva v slnečnej - modul konštrukčné a prevádzkové princíp určuje špecifickosť jeho použitia.

V tomto článku sa pozrieme na rôznych solárnych kolektorov a princípy ich fungovania, rovnako ako tí, o obľúbené modely solárnych modulov.

Možnosť využitia solárnej

Geliosistema - systém pre premenu slnečného žiarenia na tepelnú energiu, ktorá je potom vedený do tepelného výmenníka na ohrev systému chladiacej vody alebo kúrenie.

Účinnosť solárne inštalácie je závislý na slnečné žiarenie - množstvo energie dodanej pre svetlo deň na povrchu 1 meter štvorcový v uhle 90 ° vzhľadom na smer slnečného svetla. Meranie hodnoty indexu - kWh / m², hodnota sa mení v závislosti na ročnom období.

Priemerná miera slnečného ožiarenia pre mierne kontinentálne podnebie v regióne - 1000-1200 kWh / meter štvorcový (ročne). Výška slnko - definovanie parametrov pre výpočet solárneho výkonu.

Inštalácia gelioteplosnabzheniya systém - drahá udalosť. Investičných výdavkov boli oprávnené, presný výpočet systému a dodržiavanie inštalačné techniky.

Príklad. Priemerná hodnota slnečného žiarenia pre Tula uprostred leta - 4,67 kW / m * deň za predpokladu, inštalácia panelu pod uhlom 50 °. Výkonnostné solárny kolektor 5 metrov štvorcových sa vypočíta nasledujúcim spôsobom: 4,67 * 4 = 18,68 kW tepelnej energie za deň. Tento objem stačí na 500 litrov vody, zahriate na teplotu v rozmedzí od 17 ° C do 45 ° C,

Ak hovoríme o uskutočniteľnosti zavedenia nových technológií, je dôležité vziať do úvahy špecifické technické vlastnosti solárneho kolektora. Niektorí začať pracovať na 80 W / m solárnej energie a ďalších dosť - 20 W / m²

Dokonca aj v južnej klímu, použitie systému kolektorov iba nezaplatí za vykurovanie. V prípade, že inštalácia bude použitý výhradne v zimnom slnku s deficitom, náklady na zariadenie sa vzťahuje aj na 15-20 rokov.

Ak chcete maximalizovať geliokompleks, musí byť zahrnuté v systéme teplej vody. Dokonca aj v zime geliolektor by "cut" účet za energiu na ohrev vody až na 40-50%.

Okrem ekonomických výhod "solárneho ohrevu" má ďalšie výhody:

1. Šetrné k životnému prostrediu. Zníženie emisií oxidu uhličitého. Viac ako 1 rok štvorcový solárneho kolektora do atmosféry zabraňuje 350-730 kg ťažbu.
2. Estetika. Space kompaktného vaňu alebo kuchyne podarí zbaviť objemného kotlov alebo gejzíry.
3. Trvanlivosť. Výrobcovia tvrdia, že s výhradou inštalačnej techniky, komplex bude trvať asi 25 až 30 rokov. Mnoho spoločností, ktoré poskytujú záruku až na 3 roky.

Argumenty proti využitie slnečnej energie: výrazným obdobím, v závislosti od počasia a vysoké počiatočné investície.

Všeobecná konštrukcia a funkcie

Predpokladajme prevedenie sa solárneho kolektora ako ovládací prvok primárneho systému. Vonkajšia jednotka sa podobá plechovú škatuľu, predná strana, ktorá je vyrobená z tvrdeného skla. Vo vnútri krabičky je umiestnený pracovné teleso - cievku do kanistra.

Absorbujúce teplo blok zaisťuje ohrev chladiacej kvapaliny - obehové dopravu tekutín teplo generované vo vodnom okruhu.

Solárny kolektor nutne pracovať v tandeme s akumulačnou nádržou. Vzhľadom k tomu, chladiaca kvapalina sa zahrieva na teplotu 90-130 ° C, nemôže byť privádzaný priamo do vodovodné kohútiky teplej alebo radiátory. teplonosné médium vstupuje do tepelného výmenníka kotla. Zásobník je často doplnený elektrickým ohrievačom.

Schéma práce:

1. Slnko ohrieva povrch zberateľ.
2. Tepelné žiarenie sa vysiela absorpčná člen (absorpčný), ktorý obsahuje pracovnej tekutiny.
3. Cirkulujúci v rúrkach cievky sa zahrieva chladiacej kvapaliny.
4. Čerpadlá, riadiaca jednotka a poskytnúť kontrolu zaťahovanie potrubia chladiva k cievke zásobníku.
5. Realizovaný prenos tepla vodu v kotli.
6. Ochladená chladivo prúdi späť do nádrže a celý cyklus opakuje.

Ohriata voda z ohrievača sa privádza do vykurovacieho okruhu, alebo prívodných bodov.

Rôzne solárnych kolektorov

Bez ohľadu na miesto určenia, solárny systém je dodávaný s plochým alebo guľovým rúrkového geliokollektorom a. Každý variant má rad charakteristických rysov, pokiaľ ide o výkon a prevádzkovú efektivitu.

Vákuum - za studena a miernym podnebím

Solárny vákuový kolektor je štrukturálne podobná termosky - úzke rúrky s chladiacou kvapalinou umiestnený v nádobách, väčší priemer. Vytvorené medzi vákuové nádoby vrstvy zodpovedné za tepelnej izolácie (konzervácia tepla - až do 95%). Trubkovitý tvar je optimálny držať vákuum a "obsadenie" v slnečných lúčov.

Vnútorné (teplo) trubice naplnené fyziologickým roztokom, ktorý má nízku teplotu varu (24 až 25 ° C). Ak je ohriata kvapalina sa odparí - odparovanie formovacieho rámu posunú nahor a zahrieva tepla, cirkulujúceho v skrini kolektora.

Počas kondenzácie vodných kvapôčok stekať do hrotu trubice a proces sa opakuje.

V dôsledku podtlaku v kvapalnej vrstve banky je schopná teplo do varu a odparovanie v blízkych nule vonkajších teplotách (až do -35 ° C).

Charakteristika solárnych modulov sú závislé na týchto kritérií:

• konštrukcia rúrka - fontána, koaxiálny;
• Kanál tepla - «Heat pipe», Co-cirkulácia prúdu.

Fountain žiarovka - sklenená trubica, v ktorej je uzavretý doskou a tepelný absorbér potrubia. Vákuové vrstva sa rozprestiera po celej dĺžke kanála tepla.

koaxiálny trubice - dvojitá termoska s "insert" medzi stenami oboch nádržou. Prenos tepla sa vykonáva z vnútorného povrchu trubice. Tip Heat vybavené indikátor vákua.

«Potrubie Heat» Channel - najčastejšie prenos tepla v solárnych kolektorov prevedení.

Mechanizmus účinku je založený na umiestnenie v uzavretých kovových rúrok prchavú kvapalinou.

kanál prietokový - cez sklenené banky sú paralelne zapojené do oblúkové trubice v tvare písmena U

Chladivo prúdiaca kanálom sa zahrieva a dodáva do skrine rozvodného potrubia.

Koaxiálny a plniaca trubica môžu byť kombinované rôznymi spôsobmi s tepelnými kanálmi.

Možnosť 1. Koaxiálny s žiarovka «Heatpipe» - najpopulárnejšie riešenie. Kolektor vyskytuje viac prenos tepla od stien sklenené trubice k vnútornej banky a potom do chladiacej kvapaliny. Stupeň optickej účinnosti dosahuje 65%.

Možnosť 2. Koaxiálny banky s cirkuláciou souproudým je známy ako, v tvare písmena U kolektora. Vzhľadom na konštrukciu znižuje tepelné straty - tepelná energia sa prenáša z hliníkových rúrok s cirkulujúcej chladiacou kvapalinou.

Spolu s vysokou účinnosťou (až 75%) modelu má niektoré nevýhody:

• Inštalácia zložitosť - žiarovky sú integrálnou s telom dvojrúrkové potrubia (mainfold) a sú nastavené úplne;
• Je vylúčené nahradenie jednotlivých rúrok.

Okrem toho, v tvare písmena U zostavy náročné a nákladné chladiace «Heat pipe» modelov.

Variant 3. Pero trubice s princípom akcie «Tepelné potrubia». Charakteristické črty nádrže:

• vysoké optické vlastnosti - účinnosti približne 77%;
• plochý tlmič priamo prenáša energiu na teplo sa chladiace rúrky;
• tým, že využije jednu sklenenú vrstvu sa znižuje odraz slnečného žiarenia;

Možná výmena poškodeného prvku bez vyprázdnenia solárneho systému.

Variant 4. Fountain žiarovka ram akcie - najúčinnejším nástrojom pre využitie slnečnej energie ako alternatívneho zdroja energie pre ohrev vody a vykurovanie domácností. Vysoká kolektor pracuje s účinnosťou - 80%. Nevýhodou tohto systému - obtiažnosť opravy.

Bez ohľadu na to kolektorov výkon trubice majú nasledujúce výhody:

• prevádzkyschopnosť pri nízkej teplote;
• nízke tepelné straty;
• doba trvania prevádzky počas dňa;
• schopnosť teplo chladiva na vysokú teplotu;
• nízka náporu vetra;
• jednoduchosť inštalácie.

Hlavnou nevýhodou vákuových modelov - nemožnosť samočistenie snehovej pokrývky. Vákuové vrstva neprenáša teplo do vonkajšej strany, takže vrstva snehu topí a pokrýva prístup slnka do oblasti kolektora. Medzi ďalšie nevýhody: vysoké náklady a potreba pracovný uhol baniek nie menej ako 20 °.

Viac informácií o pracovnom princípe vákuového slnečného kolektora rúrky čítať ďalej.

Voda - tou najlepšou voľbou pre južných šírkach

Ploché (panel) Solárny kolektor - pravouhlá hliníkový plech, uzavretý vršok z plastu alebo skla kryt. Vnútri skrine je usporiadaný absorpčný pole, kovové cievky a izolačnú vrstvu. kolektor priestor sa naplní potrubie pre chladiacej kvapaliny, cez ktorý sa pohybuje.

absorpcie tepla pomocou vysoko selektívnou absorpčnou vrstvou dosahuje až 90%. Prietokové trubice je usporiadaná medzi kovovou "absorpčné" a tepelnou izoláciou. Používa sa dvoch rúrok, ktorými sa režimy: "Harp" a "meandra".

Rúrkový kolektor sa teplonosné médium pôsobí ako "skleníkový efekt" - slnečné lúče prenikať sklom a vyhrievanou hadicou. Due tesnosť a tepelná izolácia je udržiavaná v rámci panelu.

Sila solárneho modulu je do značnej miery daná materiálom ochranného krytu:

• obyčajné sklo - najlacnejšie a krehký povlak;
• tvrdené sklo - vysoká miera rozptylu svetla a zvýšenou pevnosťou;
• antirefleksnoe sklo - rôzne maximálna absorpčná kapacita (95%), s tým, že na vrstvu vrstvy odráža slnečné lúče;
• samočistiaci (polárne) sklo oxidu titaničitého - organické znečistenie fade na slnku, a zvyšky odpadkov odplavené dažďom.

Väčšina znáša rany polykarbonát. Tento materiál sa inštaluje do drahších modelov.

Prevádzkové a funkčné vlastnosti panelov solárnych elektrární:

• nútených obehových systémoch je k dispozícii funkcia rozmrazovania vám umožní rýchlo zbaviť sa snehovou pokrývkou na Heliopolis;
• prizmatické sklo zachytáva široké spektrum lúčov z rôznych uhlov - účinnosť zariadenia v lete dosahuje 78-80%;
• kolektor sa nebojí prehriatiu - v prípade, že prebytok tepelnej energie možno nútené chladenie chladiacej kvapaliny;
• zlepšenú rázovú húževnatosť v porovnaní s rúrkovými náprotivkami;
• môžu byť namontované v ľubovoľnom uhle;
• dostupnejšie cenu.

Systémy nie sú bez nedostatkov. Medzi slnečného žiarenia nedostatok sa zvyšujúcou sa rozdiel teplôt, účinnosť plochého solárneho kolektora klesá výrazne v dôsledku nedostatočnej tepelnej izolácie. Preto je modul panel vyplatí v lete alebo v teplom podnebí.

Solárne: rysy návrhu a prevádzky

Rozmanitosť solárnych systémov môžu byť klasifikované podľa parametrov: spôsob využitie slnečného žiarenia, spôsobu chladenia chladiacej kvapaliny, a počet obvodov prevádzkové sezónnosti.

Aktívne a pasívne rozsah

V každom slnečnej premeny energie má suntrap. Vychádzajúc zo spôsobu použitia vytvoreného tepla geliokompleksov dva typy: pasívne a aktívne.

Prvý typ - solárny systém, v ktorom je chladič element slnečné akt konštrukčné prvky budovy. Ako geliopriemnoy povrchu akt strechy, steny alebo okná kolektorom.

V európskych krajinách, pasívna technológia sa používajú pri stavbe energeticky úsporných budov. Geliopriemnye povrch zdobený falošným oknom. Pre skla s povlakom je umiestnený tehlové steny s svetoproemami očernetý.

Ako zásobné nádrže sú prvky konštrukcie - stien a stropov, polystyrén izolovaná od vonkajšku.

Aktívne systémy zahŕňajú použitie samostatných zariadení, ktorá nesúvisí s výstavbou.

Termosifónové a obehovej sústavy

Solárne tepelné zariadenia s prirodzeným pohybom okruhu chladiacej kvapaliny v kolektore akumulátorové kolektorom vykonáva konvekciou - teplá tekutina s nízkou hustotou stúpa ochladí - toky nadol.

V systémoch úložného Termosifónové nádrže je umiestnený nad zásobníkom, ktorý poskytuje spontánna cirkulácia chladiacej kvapaliny.

Gravitácia solárneho systému je široká rada nedostatkov:

• je zamračené komplexného výkon klesá - k je požadovaný prietok chladiacej kvapaliny veľký teplotný rozdiel;
• tepelné straty v dôsledku pomalého pohybu kvapaliny;
• nebezpečenstvo prehriatia kvôli uncontrollability procesu ohrievania nádrže;
• nestabilita kolektora;
• zložitosť umiestnenie zásobné nádrže - pre inštaláciu na streche zvyšuje tepelné straty, zrýchlené korózne procesy, zobrazí sa nebezpečenstvu zamrznutia potrubia.

Pros "gravitačné" systému: Jednoduchosť dizajnu a cenovej dostupnosti.

Investičné náklady na usporiadanie obehu (nútené) značne vyššie Solárne zariadenie neobmedzené komplexu. Obvod "reže" čerpadlá pre prietok chladiacej kvapaliny. Regulátor Job prevádzkuje čerpacie stanice.

Takýto spôsob je zapojený do cirkulácie celoročných dvojokruhové solárne vykurovacie jednotky.

Plnohodnotný set profesionálov:

• neobmedzený výber umiestnenia zásobníka;
• Výkon mimo sezónu;
• Voľba optimálneho režimu vykurovania;
• Bezpečnosť - lock prevádzku v prípade prehriatia.

Nevýhodou tohto systému - v závislosti na elektrinu.

Technické schémy riešenie, jeden - a dva okruhy

V jednej slučke zariadení cirkulujúcej tekutiny, ktorá následne je vedený do prívodných miest. V zime, voda odvádzaná zo systému je nutné, aby sa zabránilo zamrznutiu a krakovacích rúrok.

Ponúka jednookruhový solárne systémy:

• Odporúčaný systém "náplň" netuhým čistená voda - ukladanie solí na stenách trubiek vedie k upchávaniu kanálov a poškodeniu zásobníka;
• korózie v dôsledku prebytku vzduchu vo vode;
• obmedzená životnosť - počas štyroch až piatich rokov;
• Vysoká účinnosť v lete.

Chladivo combi geliokompleksah špeciálne cirkuluje (nemrznúca zmes sa proti penivosti a antikoróznych prísad), voda vydáva teplo prostredníctvom výmenníka tepla.

Nuance prevádzky obtokového modulu: mierny pokles účinnosti (3-5% menej ako v jedinom-systém), je potrebné pre úplné nahradenie chladiva každých 7 rokov.

Pracovných podmienok a efektívnosť

Výpočet a montáž solárnych systémov je najlepšie ponechať na profesionálov. Súlad s inštaláciami, zariadeniami pre zabezpečenie efektívnosti a výkonnosti prijatých žiadostí. S cieľom zlepšiť účinnosť a čas prevádzky musí vziať do úvahy niektoré nuansy.

Termostatický ventil. U tradičných systémov vykurovania termostatický element zriedka inštalovaný ako pre reguláciu teploty reaguje zdroja tepla. Avšak, regenerácia solárnym poistným ventilom nesmie byť zabudnutá.

Optimálne umiestnenie ventilu - 60 cm od vykurovacieho telesa. V tesnej blízkosti "termostatu" sa zahreje a blokuje prietok teplej vody.

Umiestnenie zásobníka. akumulačná nádrž teplej vody musí byť inštalovaný na dostupnom mieste. Pri umiestnení do kompaktného priestoru sa zameriava na výške stropov.

inštalácia expanzná nádrž. Členské kompenzuje teplotná rozťažnosť v období stagnácie. Inštalácia nádrže nad čerpacie zariadenia vyvolá prehriatiu membrány a jeho predčasnému opotrebovaniu.

Pripojenie solárneho okruhu. Pri pripájaní potrubia sa odporúča umiestniť očko. "Termopetlya" znižuje tepelné straty tým, že bráni vyhrievaný výstup kvapaliny.

Spätný ventil. Varuje pred "prevrátenia na" obeh chladiacej kvapaliny. S nedostatkom slnečnej aktivity spätný ventil nebude odvádzať teplo akumulované v priebehu celého dňa.

Obľúbený model "solárne" moduly

Dopyt po solárnych tuzemských aj zahraničných firiem. Dobrá povesť získal výrobca produktov: NPO strojárstvo (Rusko), HELION (Rusko), Ariston (Taliansko), Viola (Ukrajina), Viessman (Nemecko), Amcor (Izrael) a ďalšie.

"Falcon" slnečná sústava. Ploché slnečný kolektor, ktorý je vybavený optickým viacvrstvové potiahnutým magnetronovým naprašovaním. Minimálna emisie kapacita a vysoká rýchlosť absorpcie poskytujú účinnosť až 80%.

výkon:

• Pracovná teplota - až do -21 ° C;
• reverznej tepelné žiarenie - 3-5%;
• vrchná vrstva - sklo (4 mm).

Kolektor CRS-A (Viola). Vákuové solárny systém s absorpčnou plochou 0,8-2,41 m (v závislosti od modelu). Chladiaca kvapalina - propylén izolovaný medený výmenník tepla 75 mm minimalizuje tepelné straty.

Ďalšie parametre:

• Puzdro - eloxovaný hliník;
• Priemer cievka - 38 mm;
• izolácie - s liečbou Rockwool antigigroskopichnoy;
• povlak - borosilikátové sklo 3,3 mm;
• Účinnosť - 98%.

Vitosol 100-F - Solárny kolektor plochý horizontálne alebo vertikálne montáž. Medený absorbér arfoobraznym rúrková cievka a titánu povlakom. Priepustnosť svetla - 81%.

Závery a užitočná videá k téme

Princíp činnosti solárnych kolektorov a ich typy:

Posúdenie výkonu plochých kolektorov bodom mrazu a:

Technológia montážne panel solárny kolektor na príklade modelov Buderus:

Solárna energia - obnoviteľné zdroje poskytujú teplo. Ak vezmeme do úvahy rast cien tradičných zdrojov energie odôvodňuje zavedenie solárne systémy a kapitálové investície sa oplatí v nasledujúcich piatich rokoch, s výhradou inštalačné techniky.

Ak máte cenné informácie, ktoré chcete zdieľať s návštevníkmi nášho webu, prosím zanechať svoj komentár v poli pod článkom. Tu môžete klásť otázky na tému výrobku alebo zdieľať skúsenosti pri využívaní solárnych kolektorov.