Разберете всичко за това как работи слънчевото топлинно отопление, вариациите и характеристиките на типовете системи

Бразилия е привилегирована страна по отношение на топлинния удар, тъй като се намира в тропическата и екваториалната зона, като има около осем часа пряка слънчева светлина на ден (въз основа на средната годишна стойност). Поради тази причина това е отличен пазар за слънчевата фотоволтаична система и за слънчево отопление на вода чрез слънчева радиация (слънчева топлинна енергия).

За разлика от слънчевата фотоволтаична енергия, чийто принцип на работа е превръщането на слънчевата енергия в електрическа, слънчевата топлинна енергия е технология, която позволява превръщането на слънчевата енергия в топлинна енергия и от това осигурява нагряване на вода в системите жилищни, сградни и търговски.

Преобразуването на електромагнитното излъчване от слънцето в топлинна енергия се извършва от слънчеви колектори (или панели).

Има няколко вида колектори, с различна ефективност при преобразуване на енергия. За всяка цел има по-подходящ тип колектор, както може да се види на следното изображение:

Изображение: aquakent

По този начин, както можете да видите от изображението, слънчевите топлинни системи са универсални и могат да се използват за доставяне на топла вода за различни функции, като отопление на басейна, централно отопление, вода за баня и промишлени сектори. По този начин той допринася за максимални икономии на енергия при отопление на водата.

Как работи?

Повърхността на панелите има перки от мед или алуминий, обикновено боядисани в тъмен цвят за по-голямо поглъщане на слънчевата радиация. По този начин тези перки улавят това излъчване и след това го превръщат в топлина. След това топлината се абсорбира от течността, присъстваща вътре в панелите, която след това се транспортира чрез изпомпване през изолирани тръби, докато достигне резервоара за топла вода (термо резервоар или котел).

Резервоарът за топла вода се състои от изолационен материал, който предотвратява охлаждането на водата, което позволява да се подава топла вода дори в периоди без слънце, например през нощта.

Изображение: Soletrol (адаптиран)

Има и допълнителна отоплителна система (която може да бъде електрическа или газова), която гарантира, че има топла вода, дори когато слънчевата радиация не е достатъчна, за да я загрее напълно.

Компоненти

Като цяло системата за слънчева топлинна енергия се състои от следните елементи:

Слънчев панел

Те могат да бъдат един или повече панели, които имат функцията да трансформират падащата слънчева радиация в топлинна енергия.

Слънчев акумулатор (термичен резервоар)

Резервоар, който запазва топла вода, докато не е необходим за употреба. Размерът на резервоара трябва да е съвместим с нуждите на жилището.

Хидравлична верига

Тръбопроводи, циркулационни помпи и клапани.

Тиражна група

Той е част от хидравличната верига и има функцията да циркулира топлинната течност през тръбите, които свързват слънчевия панел към акумулаторния резервоар.

Контролен център

Контролни и регулиращи елементи, които осигуряват правилното функциониране на системата.

Енергийна подкрепа

Допълнителни отоплителни системи, които се активират само в моменти, когато радиацията върху панелите не е била достатъчна за пълното нагряване на водата.

Колекционери

Както беше възможно да се види на изображението за приложимостта на колектори, има повече от един тип колектори и тези вариации имат различна ефективност, в зависимост от целта на тяхното използване. Нека видим тогава основните разлики между отворени плоски колектори, затворени плоски колектори и вакуумни тръбни колектори:

Затворени и отворени плоски колектори

Основните компоненти на затворен плосък колектор са:

• Външен корпус: обикновено изработен от алуминий. Той има функцията да поддържа останалите компоненти.
• Топлоизолация: нейната функция е да сведе до минимум топлинните загуби за околната среда, като обикновено е направена от стъклена вата или камък, или полиуретанова пяна.
• Флейта: тръби, свързани помежду си, които позволяват на водата да тече в колектора, обикновено от мед.
• Перки: отговорни за абсорбцията и трансфера на слънчева енергия във вода. Изработени са от алуминий или мед и са боядисани в матово черно, за да се увеличи абсорбцията на радиацията.
• Покритие: обикновено стъкло, поликарбонат или акрил, което позволява преминаването на слънчева радиация, минимизирайки топлинните загуби.

Основната разлика между затворения и отворения плосък колектор е, че отвореният колектор няма външна кутия, капак и топлоизолация, тъй като е по-малко ефективен при нагряване на вода до по-високи температури.

Изображение: Сфера на слънчевата енергия / Dasol

Тръбни вакуумни колектори

Тръбните вакуумни колектори имат следните основни компоненти:

• Тръби: това обикновено са две концентрични стъклени тръби, през които тече вода. Между вътрешния и външния има вакуумен слой, отговорен за минимизиране на топлинните загуби.
• Глава: тръбите се вкарват в главата, където преминава водата. Може да бъде направен от стомана, алуминий или мед и покрит с някакъв топлоизолационен материал.
• Структура: това е, което поддържа тръбите в правилното положение за улавяне на слънчевата енергия и прикрепени към главата.

Изображение: Сферна слънчева енергия

Тираж

Съществуват и две разновидности на слънчевите топлинни системи, които се диференцират по начина, по който водата циркулира в системата: системата с термосифонна циркулация и системата с принудителна циркулация.

Термосифонна циркулация

Този тип система използва физика, за да насърчи безплатно циркулацията на вода, тоест използва термодинамика и силата на гравитацията, които карат топлата вода да се издига естествено до резервоара и студената вода да се спуска към слънчевия панел.

По този начин системите с термосифонна циркулация не изискват използването на електрически помпи и следователно са по-евтини и по-лесни за инсталиране. В някои случаи това може да бъде по-малко ефективно от принудителната циркулация, в допълнение към изискването резервоарът да е задължително разположен над панелите.

Принудителна циркулация

Системите с принудителна циркулация обикновено разполагат с резервоар за вода отделно от панелите, като по този начин позволяват резервоарът да бъде позициониран на нивото на пода и може да се монтира във всяка стая в къщата, докато панелите обикновено се монтират на покривите. За разлика от термосифонните циркулационни системи, принудителните циркулационни системи се нуждаят от водни помпи, които се управляват по електронен път.

Инсталация

За инсталирането на системи за слънчева топлинна енергия трябва да се имат предвид някои точки:

• Мястото за инсталиране трябва да е безопасно, т.е. компонентите трябва да бъдат инсталирани на място, до което хората и животните нямат лесен достъп, като обикновено се монтират на покривите (покрив);
• Препоръчително е да се избягва инсталирането на панелите на места с пълно и / или частично засенчване;
• Панелите трябва да се монтират възможно най-близо до мястото на потребление.

източник на изображение: Soletrol

Времето за възвръщаемост на инвестициите в слънчева топлинна енергия обикновено варира, обикновено се случва в интервал от 18 до 36 месеца. Полезният живот на слънчевия нагревател се изчислява на около 240 месеца, което прави системата много изгодна и икономична.

Тъй като използва малко или често не изисква използването на електричество за отопление на водата, системата е икономична, освен че е екологична, тъй като не генерира отпадъци извън плочите и не причинява вреда на околната среда. Обещаващо е и в Бразилия и по света, тъй като причинява минимални въздействия върху околната среда и намалява въглеродния отпечатък на потребителите, които ще сведат до минимум емисиите си, като изберат начин за получаване на топла вода чрез намаляване на потреблението на електроенергия.

Видеото, изготвено от Soletrol , демонстрира принципа на работа на слънчевата топлинна енергия и слънчевите колектори.

За да разберете как да инсталирате слънчевата фотоволтаична система, влезте в нашето ръководство за инсталиране - но тя ви води само как да инсталирате енергийната фотоволтаична система, а не топлинната, обяснено в тази статия.

---