С подорожанием энергоносителей и постоянными изменениями в климате, люди в мире и в Украине также, всё чаще задумываются об альтернативных источниках энергии. Бесплатным и практически неисчерпаемым объектом генерации тепловой энергии является солнце. Но для преобразования лучистого света небесного светила требуются вспомогательные устройства, которые могли бы при минимальных затратах и практически без вмешательства человека обеспечивать стабильное поступление тепла. Такими устройствами выступают солнечные коллекторы с их помощью, тепловая энергия и инфракрасное излучение преобразуется в тепловую энергию. Они хорошо подходят для обеспечения горячим водоснабжением, подогрева воды в бассейне или даже частичного отопления дома, дачи в межсезонье (осень, весна). Также большее распространение получают солнечные батареи, которые вырабатывают электричество, а не тепло, но их коэффициент полезного действия пока не так велик, на сегодняшний день он составляет 20-24%.
Виды солнечных коллекторов и их особенности
Для бытового использования наиболее распространены 2 типа солнечных коллекторов - это плоский солнечный коллектор и вакуумный трубчатый коллектор. Каждый из них работает немного по-своему, но основной принцип сохраняется: сбор тепла и передача ее теплоносителю.
Плоские солнечные коллекторы
Являются наиболее распространенными в Украине и ЕС их типичными областями применения являются производство горячей воды и частичный обогрев помещений. Плоский коллектор представляет собой изолированный ящик с пластиковой или стеклянной «крышкой» сверху. Вода нагревается, когда солнечный свет проходит через верхнее пластиковое или стеклянное остекление коллектора, попадает на тёмную пластину-поглотитель, которая затем нагревает воду или пропилен гликоль внутри коллектора.
Обычно они представляют собой прямоугольные коробки толщиной 10-15 см и площадью около 2 -2,3 м^2, содержащие несколько слоёв: металлическая пластина (абсорбер) с селективной обработкой, работающая как поглотитель солнечного света, гидравлический контур, подключенный к накопителю, задняя и боковая изоляция, покровное остекление, изолирующее от попадания влаги и удерживающее тепло. Обычные рабочие температуры составляют от 50 ° C до 100 ° C, но они могут подниматься до более чем 150 ° C в летний период. Поэтому следует принимать меры, чтобы избежать риска перегрева, который может повредить чувствительные детали (например, резиновые соединения).
Вакуумный трубчатый солнечный коллектор
представляет собой массив трубок по своей сути он является улучшенной версией коллектора плоского и считается коллектором второго поколения и за счёт этого как правило дороже плоского почти вдвое. Согласно некоторым тестам, вакуумный трубчатый коллектор примерно в 1,2–1,5 раза эффективнее своего плоского аналога как правило такие результаты достигаются зимой в северных регионах. Трубчатые коллекторы имеют стеклянные и металлические трубки с вакуумом, что позволяет им хорошо работать в холодном климате.
Цилиндрическая форма вакуумных трубок означает, что они могут собирать солнечный свет в течение дня и в любое время года. Вакуумные трубчатые коллекторы также проще установить, поскольку они лёгкие, компактные и могут монтироваться на крышу по отдельности. Более того, трубки можно заменять по отдельности, если одна из них выходит из строя, что устраняет необходимость замены всего коллектора.
В настоящее время в Китае уже установлено 114 миллионов квадратных метров солнечных коллекторов на крышах для нагрева воды, и они планируют увеличить это количество до 300 миллионов к 2022 году. Европейская цель - достичь 500 миллионов квадратных метров установленных солнечных коллекторов к концу 2021 года, а цель США - 300 миллионов квадратных метров к 2022 году. При сохранении темпов установки для развивающихся стран, помимо Китая, общее количество солнечных коллекторов на крышах к концу 2021 года может превысить 1,5 миллиарда квадратных метров. Это даст миру солнечную тепловую мощность в 1100 гигаватт, что эквивалентно 690 угольным электростанциям.
Принцип работы солнечных коллекторов
Несмотря на конструктивные различия, гелиосистема на базе вакуумного или плоского коллектора работает по очень похожему простому принципу. Солнечный свет и тепло атмосферы попадают на поверхность коллектора, внутри него циркулирует теплоноситель (вода, пропилен гликоль), который нагревается от полученного света и тепла. Нагретый теплоноситель под воздействием циркуляционного насоса перекачивается в бак аккумулятор (бойлер непрямого нагрева), где он отдаёт полученное тепло воде. Контур санитарной воды и теплоносителя разделены теплообменником, чтобы не смешивать рабочую жидкость с бытовой водой. После охлаждения теплоноситель возвращается опять в коллектор, где вновь нагревается и устремляется в бочку с водой. Данный процесс продолжается до тех пор, пока вода в теплоаккумуляторе не выровняется или станет больше с температуры коллектора. Если же коллекторная система работает на нагрев бассейна, процесс продолжается пока не будет достигнута заданная температура воды в бассейне
Как выбрать и где купить солнечный коллектор в Киеве на что обратить внимание
Перед тем как купить солнечный коллектор необходимо чётко для себя решить какая задача ставится перед системой, какой конечный результат планируется получить, какой бюджет проекта. Таким образом проще выбирать систему самостоятельно или обратившись в компанию инсталлятор за помощью. Не стоит разделять два процесса, покупать оборудование в одном месте, а монтаж доверять другим, так как в конечном счёте солнечные коллекторы — это инженерное устройство, которое требует правильного подбора, монтажа и сервиса, а цена в итоге будет приблизительно идентична.
При самостоятельном выборе оборудования необходимо учитывать ряд важных аспектов:
Технические показатели коллектора, обязательно подтверждённые сертификатами Solar Keymark. Чем выше производительность коллектора, тем меньше необходимая площадь коллектора для монтажа системы, у качественных решений КПД может достигать 80%. Далеко не каждый бренд продающий продукцию на территории Украины имеет сертификаты качества Solar Keymark. В свою очередь каждый сертифицированный продукт данной организацией полностью соответствует действующим европейским стандартам и отвечает дополнительным требованиям для обеспечения постоянного качества. Этот уровень качества поддерживается посредством первоначальных типовых испытаний и регулярного контроля продуктов и их производственных площадок независимыми инспекторами. Потребители и органы власти могут полностью полагаться на сертифицированную продукцию по стандартам Solar Keymark.
Наличие свободных площадей на крыше здания (также возможно размещение и на земле). Не всегда есть необходимое пространство на кровле для размещения дополнительных устройств так как могут быть дымоходы, вентиляционные шахты или мансардные окна;
Ориентация по азимуту (компасу) направления крыши и угол наклона, позволяют рассчитать годовую производительность системы. Понимание влияния ориентации и технологий на размер системы имеет одно из решающих значение. Поскольку солнечное излучение меняется в зависимости от ориентации, система, размещенная на южном скате крыши будет эффективнее такой же системы расположенной на восточном или западном направлении на 15-20%. Также генерация тепловой энергии коллектором изменяется от угла наклона, для Киева идеальным углом считается 45 градусов относительно горизонта;
Какой объем солнечной энергии должен быть получен от системы, какой возможный объем хранения солнечной энергии (от данного показателя зависит расчет размера буферной ёмкости, минимальный от 100 л.). Заранее продуманная и правильно рассчитанная установка позволяет получить ожидаемый эффект, а также как правило существенно экономит первоначальные инвестиции.
Правильно подобрать коллекторную систему для ГВС или отопления, конечно можно и самостоятельно, каталог интернет магазина Природная Энергия включает в себя достаточный ассортимент товаров на любой бюджет. Однако, как показывает практика, лучше доверить эту работу людям, которые обладают специальными техническими знаниями и опытом. Компания Природная Энергия предоставляет комплекс услуг по расчёту, доставке и монтажу, а также сервисному сопровождению солнечных коллекторов.