Solenergi som en alternativ energikälla: schema

Under det senaste decenniet, är solenergi som en alternativ källa av energi som används mer och mer för uppvärmning av byggnader och ge varmvatten. Den främsta orsaken - en önskan att ersätta den traditionella bränslet tillgänglig, miljömässigt ren och förnybara energikällor.

Konvertera solenergi till värme sker i Solar - moduldesign och funktionsprincip bestämmer specificitet dess tillämpning.

I den här artikeln tittar vi på olika solfångare och principer för deras verksamhet, samt berätta om popära modeller från solpaneler.

Möjligheten att använda solenergi

Geliosistema - system för att konvertera solstrålning till termisk energi, som därefter ledes till en värmeväxlare för uppvärmning kylmedel eller värmevatten systemet.

Effektivitet solvärme installation beror på solinstrålning - den mängd energi som levereras för en lätt dag på ytan av en kvadratmeter i en vinkel av 90 ° i förhållande till riktningen för solljus. Mätning av värdet på indexet - kWh / kvm, varierar värdet beroende på säsong.

Den genomsnittliga nivån på solinstrålning för tempererat kontinentalt klimat i regionen - 1000-1200 kWh / kvadratmeter (per år). Mängden solen - definiera parametern för att beräkna solar prestanda.

Installation gelioteplosnabzheniya systemet - en dyr händelse. Kapitalutgifter var motiverade, en exakt beräkning av systemet och efterlevnaden av installationsteknik.

Exempel. Det genomsnittliga värdet av solinstrålning för Tula i midsommar - 4,67 kW / m * dag tillgänglig panelinstallation i en vinkel av 50 °. Prestanda solfångare 5 kvadratmeter beräknas på följande sätt: 4,67 * 4 = 18,68 kW värme energi per dag. Denna volym är tillräcklig för 500 liter vatten som upphettats till en temperatur av från 17 ° C till 45 ° C.

På tal om genomförbarheten av införandet av ny teknik, är det viktigt att ta hänsyn till de specifika tekniska egenskaperna hos solfångaren. Några börjar arbeta vid 80 W / m av solenergi och andra nog - 20 W / kvm

Även i södra klimat, användning av uppsamlingssystemet endast betalar för uppvärmning. Om anläggningen kommer uteslutande att användas i vintersolen med ett underskott, är kostnaden för utrustning som omfattas och i 15-20 år.

För att maximera geliokompleks måste det ingå i varmvattensystemet. Även på vintern geliolektor skulle "skära" står för energi för uppvärmning av vatten upp till 40-50%.

Förutom de ekonomiska fördelarna med "solvärme" har ytterligare fördelar:

1. Miljövänligt. Minskade utsläpp av koldioxid. Över 1 år kvm solfångare i atmosfären hindrar 350-730 kg gruvdrift.
2. Estetik. Utrymme av en kompakt bad eller kök lyckas bli av med skrymmande pannor eller gejsrar.
3. Hållbarhet. Tillverkarna hävdar att, med förbehåll för installationsteknik, kommer komplexet att pågå cirka 25-30 år. Många företag ger en garanti på upp till 3 år.

Argument mot användningen av solenergi: en uttalad säsongs, beroende på väder och hög initial investering.

Den allmänna utformning och funktion

Överväga utföringsformen med solfångaren som ett primärsystem manöverelementet. Exteriör enheten liknar en metallåda, den främre sidan av vilken är tillverkad av härdat glas. Inuti lådan finns en fungerande kropp - spolen till kapseln.

En värmeabsorberande blocket ger kylvätska uppvärmning - cirkulerande fluiden överförs värme genererad i vattenkretsen.

Solfångare nödvändigtvis arbeta parallellt med lagringstanken. Eftersom kylmediet upphettas till en temperatur av 90-130 ° C, kan det inte matas direkt in i de varmvattenkranar eller radiatorer. Värmeöverföringsfluidet kommer in i värmeväxlaren av pannan. Ackumulatortank ofta kompletteras med en elektrisk värmare.

Systemet för arbetet:

1. Solen värmer ytan kollektor.
2. Termisk strålning överförs absorberande elementet (absorbator), vilken innehåller en arbetsfluid.
3. Cirkulerar i spolen rören upphettas kylmedel.
4. Pumpar, styrenhet och tillhandahålla indragnings styrning av kylmedelsledningen till spolen hos lagringstanken.
5. Implementerad värmeöverförings vattnet i kokaren.
6. Den kylda kylvätskan strömmar tillbaka in i reservoaren och cykeln upprepas.

Det uppvärmda vattnet från värmaren matas in i värmekretsen eller till vatten intagspunkterna.

Variation av solfångare

Oberoende av destinationen, kommer solsystem med en platt eller sfärisk röret geliokollektorom. Varje option har ett antal särdrag när det gäller prestanda och drift effektivitet.

Vakuum - för kallt och tempererat klimat

Solfångare vakuum liknar strukturellt en termos - smala rör med kylvätska placerade i kolvar större diameter. Bildas mellan vakuumkärl skiktet ansvarar för termisk isolering (värme bevarande - upp till 95%). Den rörformiga formen är optimal för att hålla vakuum och "ockupation" av solens strålar.

De inre (värme) rör fyllt med koksaltlösning med en låg kokpunkt (24-25 ° C). När uppvärmd vätska förångas - avdunstningskolv rör sig uppåt och uppvärmda värmemediet, som cirkulerar i uppsamlingshöljet.

Under kondensationen av vattendroppar rinna ner i röret spetsen och processen upprepas.

På grund av vakuum i vätskeskiktet i kolven är i stånd att värme för att koka och förångas i minusutomhustemperaturer (upp till -35 ° C).

Kännetecken för solpaneler beror på sådana kriterier:

• rörkonstruktion - fontän, koaxiella;
• värmekanalanordning - «Värmerörs», Co-strömcirkulation.

Fountain glödlampa - ett glasrör, i vilket den inneslutna plattan och värmeabsorptionsmedlet kanalen. Vakuumskiktet sträcker sig över kanallängden av värmen.

koaxiellt rör - dubbel vakuumkolv med "insert" mellan väggarna hos de två tankarna. Värmeöverföring utföres från den inre ytan av röret. Tip Värme utrustad vakuumindikator.

Kanal «Värmerörs» - den vanligaste värmeöverföring i solfångare utföringsformen.

Verkningsmekanismen är baserad på placering i förseglade metallrör av en flyktig vätska.

Den kontinuerliga flödeskanalen - genom en glaskolv är parallellkopplade i en U-formad metall krossa röret

Kylmediet som strömmar genom kanalen uppvärmes och matas till anslutningshöljet.

Koaxiella och fontän rören kan kombineras på olika sätt med de termiska kanaler.

Alternativ 1. Koaxial med lampan «Heat pipe» - den mest populära lösningen. Kollektorn inträffar värmeöverföring multipel från väggarna i glasröret till den inre kolven och därefter till kylmediet. Graden av optisk effektivitet når 65%.

Alternativ 2. Koaxiell kolv med en co-strömcirkulation är känd som, U-formad samlare. På grund av utformningen reducerar värmeförlusten - den värmeenergi överföres från de aluminiumtuber med en cirkulerande kylvätska.

Tillsammans med hög effektivitet (upp till 75%) av modellen har vissa nackdelar:

• installation komplexitet - lampa är i ett stycke med kroppen av en två-rörsgrenrör (grenrör) och är inställda helt;
• Det uteslutas utbyte av enskilda rör.

Dessutom U-formad montering krävande och dyra kylmedel «Heat pipe» modeller.

Alternativ 3. Penna röret med principen av verkan «Värmerörs». Särdrag reservoaren:

• höga optiska egenskaper - en verkningsgrad på ca 77%;
• plana absorbenten direkt överför energi till värme med kylröret;
• genom utnyttjande av ett enda glasskikt är reducerad reflektion av solstrålning;

Eventuell ersättning av den skadade elementet utan att tömma solsystemet.

Alternativet 4. Fountain glödlampa RAM handling - det mest effektiva verktyget för användning av solenergi som en alternativ energikälla för uppvärmning av vatten eller uppvärmning av bostäder. Hög samlare arbetar med effektivitet - 80%. Nackdelen med systemet - det är svårt att reparera.

Oberoende av prestanda solfångare har följande fördelar:

• driftsduglighet vid en låg temperatur;
• låg förlust värme;
• varaktigheten av drift under dagen;
• förmåga att värma kylvätskan till en hög temperatur;
• låg spelrums;
• enkel installation.

Den största nackdelen med vakuum modeller - det är omöjligt att självrengöring av snötäcket. Vakuum lagret inte överföra värme till utsidan, så lager snö smälter och täcker solen tillgång till uppsamlingsområdet. Ytterligare nackdelar: de höga kostnaderna och behovet av arbetsvinkel flaskor inte mindre än 20 °.

Mer detaljer om arbetsprincipen vakuum solfångare rör för att läsa ytterligare.

Vatten - det bästa alternativet för de södra latituder

Platt (panel) Solfångare - en rektangulär aluminiumplatta, en sluten topp plast eller glasskydd. Inuti lådan är anordnat en absorption fält, metallspiralen och isolationsskiktet. kollektor Området är fyllt med en flödesledning genom vilken kylmedel rör sig.

Värmeabsorption genom ett mycket selektivt absorberande beläggning når 90%. Flödesledningen är anordnad mellan den metalliska "absorberande" och värmeisolering. Det används två rör läggningssystem: "Harp" och "meander".

Rörformig kollektor med värmeöverföringsfluid fungerar som en "växthus" -effekt - solens strålar tränger igenom glaset och upphettades slangen. Grund täthet och värmeisolering bibehålls inom panelen.

Styrkan hos solmodulen bestäms till stor del av materialet i det skyddande höljet:

• vanligt glas - den billigaste och spröd beläggning;
• härdat glas - en hög grad av ljusspridning och ökad hållfasthet;
• antirefleksnoe glas - annat högsta absorptionskapacitet (95%) genom närvaron av skiktet nedbrytande reflekterade strålar från solen;
• självrengör (polära) glas med titandioxid - organisk förorening blekna i solen, och resterna av sopor tvättas bort av regn.

De flesta uthärdar blåser polykarbonat glas. Materialet är installerad i dyrare modeller.

Operativa och funktionella egenskaper panelsolkraftverk:

• i tvångscirkulationssystem tillhandahålls avfrostning funktionen kan du snabbt bli av snötäcket på Heliopolis,
• prismatisk glas fångar ett brett spektrum av strålar från olika vinklar - effektiviteten av anläggningen under sommaren når 78-80%;
• kollektorn är inte rädd för överhettning - om ett överskott av värmeenergi eventuellt forcerad kylning av kylmediet;
• förbättrad slaghållfasthet jämfört med rörformiga motsvarigheter;
• kan monteras i valfri vinkel;
• överkomliga priser.

System är inte utan nackdelar. Mellan solstrålning brist med ökande temperaturskillnad, effektiviteten i en plan solfångare faller signifikant på grund av otillräcklig värmeisolering. Därför betalar panelmodulen från på sommaren eller i varma klimat.

Solar: funktioner i utformning och drift

Mångfalden av solsystem kan klassificeras enligt parametrar: metoden för användning av solstrålning, metoden för cirkulation av kylvätskan, och antalet kretsar rörelsesäsongsvariation.

Aktiv och passiv intervall

I varje solenergiomvandling systemet har en suntrap. Utgående från ett förfarande för användning alstrad värme geliokompleksov två typer: passiva och aktiva.

Den första typen - solvärmesystem där kylkroppen elementet solljus act strukturella element av byggnaden. Som geliopriemnoy yta akt tak, vägg eller fönster-samlare.

I europeiska länder är passiva teknik som används i byggandet av energieffektiva byggnader. Geliopriemnye yta dekorerad med en falsk fönster. För det belagda glaset placeras tegelvägg med svetoproemami svärtad.

Som lagringstanken är de element av konstruktion - väggar och tak, polystyren isolerade från utsidan.

Aktiva system innebära användning av fristående enheter som inte är relaterade till konstruktion.

Termosifon och cirkulationssystem

Utrustning för solenergi med den naturliga rörelsen av kylmedelskretsen av kollektor-ackumulatortyp kollektor bärs av konvektion - varm vätska med låg densitet stiger kyls - strömmar ner.

I system av termosifon lagringstank är belägen ovanför behållaren, vilket ger en spontan cirkulation av kylvätskan.

Gravity solsystem finns ett brett utbud av brister:

• molniga dagar av komplexet prestanda faller - för kylmedelsflödet stor temperaturskillnad krävs;
• värmeförlust på grund av en långsam rörelse av vätskan;
• risk för överhettning på grund av okontrollerbarhet tanken uppvärmningsprocessen;
• instabilitet av uppsamlaren;
• komplexiteten i placeringen av lagringstanken - för montering på taket av ökningarna värmeförlust, accelererad korrosionsprocesser, förefaller risken för frysning rör.

Pros "allvaret" i systemet: enkelhet av design och överkomliga priser.

Kapitalkostnader för cirkulationsanordningen (forcerad) avsevärt högre sol installation unconfined komplex. Kretsen "klipper" pump för kylmedelsflöde. Jobbstyrenhet driven pump station.

En sådan process är inblandad i omlopp året runt dubbla krets sol uppvärmningsenheter.

En fullfjädrad uppsättning av fördelar:

• obegränsat utbud av placeringen av lagringstanken;
• prestanda av säsongen;
• urval av den optimala uppvärmningsläget;
• Säkerhet - lås drift i händelse av överhettning.

Nackdelen med systemet - beroende av el.

Tekniska system lösning, en - och två-krets

I enkelslinga installationer cirkulerande vätska som därefter tillförs vatten intagspunkterna. På vintern, är det nödvändigt att vatten dräneras från systemet för att förhindra frysning och krackningsrör.

Har en krets solvärmesystem:

• Rekommenderade "refill" systemet ickestela renat vatten - avsättning av salter på rörväggarna leder till igensättning av kanalerna och reservoar skada;
• korrosion på grund av överskottsluft i vatten;
• begränsad livslängd - inom fyra till fem år;
• hög effektivitet på sommaren.

Kombi geliokompleksah särskilda cirkulerar kylmedel (frostskyddsmedel med antiskum och antikorrosionstillsatser), ger vatten värme genom värmeväxlaren.

Nyanser av drift av en bypass-modul: en lätt minskning i verkningsgrad (3-5% mindre än i enkelsystem), behovet av fullständig ersättning av kylmediet var 7 år.

Arbetsförhållanden och effektivitet

Beräkning och installation av solvärmesystem är bäst till proffs. Överensstämmelse med installations utrustning för att säkerställa effektivitet och prestanda inkomna ansökningar. För att förbättra effektiviteten och tjänstgöringstiden måste ta hänsyn till några av nyanserna.

Termostatventilen. I traditionella uppvärmningssystem termostatiska elementet sällan installerats som för temperaturkontroll svarar värmekälla. Dock måste förnyelse av solens säkerhetsventilen inte glömmas bort.

Optimal placering av ventilen - 60 cm från värmaren. I omedelbar närhet "termostat" är uppvärmd och blockerar flödet av varmt vatten.

Placering av ackumulatortanken. Varmvattenbufferttank måste installeras i en lättillgänglig plats. När den placeras i ett kompakt rum fokuserar på höjden av tak.

installation expansionstank. Medlems kompenserar termisk expansion i stagnationsperioden. Installation av tanken ovanför pumputrustning kommer att provocera överhettning av membranet och dess tidigt slitage.

Anslutning av solvärmekretsen. När du ansluter rören rekommenderas att ordna slingan. "Termopetlya" reducerar värmeförlust genom att förhindra den uppvärmda fluidutloppet.

Backventilen. Varnar "välta" cirkulation av kylvätskan. Med en brist på solaktivitet backventil inte avleda värme ackumulerats under dagen.

Populär modell "sol" moduler

Efterfrågan på sol inhemska och utländska företag. Gott rykte vann produkttillverkare: NPO maskinbyggnad (Ryssland), Helion (Ryssland), Ariston (Italien), Viola (Ukraina), Viessman (Tyskland), Amcor (Israel) och andra.

"Falcon" solsystem. Platt Solfångare, försedd med en optisk flerskikts belagd med magnetronförstoftning. Den minsta emissionsförmåga och hög absorptionshastighet ge verkningsgrad upp till 80%.

Performance:

• Arbetstemperatur - upp till -21 ° C;
• omvänd värmestrålning - 3-5%;
• det översta lagret - glas (4 mm).

Kollektor CRS-A (Viola). Vakuumsolvärmeanläggning med absorption område 0,8-2,41 m (beroende på modell). Kylvätska - propen isolerade kopparvärmeväxlare 75 mm minimerar värmeförlust.

Ytterligare parametrar:

• bostäder - eloxerad aluminium;
• spoldiameter - 38 mm;
• isolering - med stenull antigigroskopichnoy behandling;
• beläggning - borsilikatglas av 3,3 mm;
• Effektivitet - 98%.

Vitosol 100-F - Solfångare plan horisontell eller vertikal montering. Koppar absorbator arfoobraznym rörformiga spolen och titan belagd. Ljustransmission - 81%.

Slutsatser och nyttiga videor på ämnet

Principen om drift av solfångare och deras typer:

Bedömning av Utförande av en platt kollektor-noll temperaturer:

Teknik monteringspanel solfångare på exemplet Buderus modeller:

Solenergi - Förnybara ge värme. Med hänsyn till de stigande priserna för traditionella energiresurser motiverar införandet av solenergisystem och kapitalinvesteringar lönar sig i de kommande fem åren, med förbehåll för installationsteknik.

Om du har värdefull information som du vill dela med besökarna på vår hemsida, vänligen lämna dina kommentarer i rutan nedanför artikeln. Där kan du ställa frågor om ämnet för artikeln eller att dela erfarenheter i användningen av solfångare.