Vakuové trubicové kolektory mají o něco složitější strukturu. Vakuum vytvořené v každé z trubek způsobuje, že teplo z absorbéru je mnohem menší než u plochých kolektorů ztracených do životního prostředí. Zobrazeno zde: De Dietrich pipe collector.

Solární kolektory využívají volnou energii poskytovanou sluncem. Proto se každým rokem stávají stále více populárnějšími. Zde je princip fungování solárních kolektorů, jejich konstrukce a typy. Vyberte si pro sebe solární panely, které efektivně a levně ohřívají vodu ve vaší domácnosti.

Jak fungují ploché a vakuové solární kolektory. Konstrukce a provoz kolektorů

Co je solární kolektor?

Sluneční kolektory, také nazývané sluneční, jsou zařízení, ve kterých je energie slunečního záření přeměňována na teplo, aby ohřála tekutinu, která jimi protéká. Ohřev vody pro užitkové účely (především pro mytí) pro potřeby jedné rodiny spotřebuje několik tisíc kilowatthodin ročně. Lákavá vyhlídka je možnost nahradit drahou elektřinu nebo dokonce o něco levnější plynem nebo olejem volnou sluneční energií. Z tohoto důvodu již sběratelé pracují v Polsku, jehož celková plocha se odhaduje na více než 300 000. m2. Velká část z nich jsou ty, které jsou instalovány v rodinných domech.

Jak funguje plochý kolektor?

Solární kolektory mohou být konstruovány různými způsoby. Na trhu existuje nejvíce tzv. Plochých, tekutých kolektorů. Jednoduše řečeno, lze říci, že se jedná o systém tenkých trubek (nebo kanálů vyrobených z profilů) připojených k kovové desce pokryté tzv. Selektivním povlakem. Celek je uzavřen v pouzdře, které má omezit tepelné ztráty a chránit kolektor před poškozením, aniž by bránilo pronikání slunečního záření do interiéru. A to je vše.

Kapalina protékající sběrnými trubicemi (obvykle se používá těžce mrznoucího glykolového roztoku) se zahřívá ze slunce zahřátého povrchu desky a sousedních stěn trubek. Kvalita kolektoru závisí na kvalitě použitých materiálů a přesnosti zpracování, a tedy na množství energie, kterou dodává do zařízení na daném povrchu.

Podřadné spotřebiče mohou dodávat horkou vodu pouze za slunečného počasí a za podmínky, že venku není příliš chladno. To je způsobeno malými možnostmi absorbování slunečního záření pomocí ne sofistikovaného absorbéru a tepelnými ztrátami prostřednictvím jednoduchého pouzdra. Chcete-li mít výhodu kolektorů i v zimě a když je slunce zatemněno mraky, je nutné použít dražší řešení.

Přečtěte si také: INVERTER - srdce solární instalace. Který z nich si vybrat

Plochý a vakuový kolektor

Co je absorbér?

Nejdůležitější součástí kolektoru je absorbér zahřátý slunečním zářením. Je to deska pokrytá na povrchu látkou s vysokým absorpčním koeficientem pro toto záření, ale s nízkým emisním koeficientem tepelného záření.

V nejjednodušší bezprecedentní variantě je kovová (někdy plastová) absorpční deska jednoduše natřena černou barvou. Toto řešení bylo levné, ale generovalo relativně velké tepelné ztráty radiací. Proto sběratelé vyšší třídy používají galvanické povlaky z černého niklu, černého chrómu, černé mědi známé pod různými obchodními názvy nebo vysoce selektivní povlaky z oxidu titaničitého (TiNOX). To samozřejmě znamená zvýšení výrobních nákladů, ale použití kolektorů je také větší.

Tekutina (roztok glykolu), který má být zahříván absorpčním teplem, proudí trubkami. Měli by být k němu pečlivě připevněni - po celé délce, kterou k ní drží, aby účinně přijímali teplo. Nejčastěji jsou vyrobeny z mědi, která je dobře vede, a zároveň je materiálem odolným vůči velkým teplotním změnám a korozi. Způsob, jakým jsou spojeny, je velmi důležitý z důvodu účinnosti výměny tepla mezi absorbérem a prvky transportující zahřátou kapalinu. Výrobci používají různá řešení a snaží se najít kompromis mezi kvalitou a výrobními náklady. V absorbérech jsou vytvořeny kanály, do kterých pronikají trubky, díky nimž se kontaktní plocha několikrát zvětšuje. Trubky lze také vyrovnat.

Jsou připojeny k absorbéru pájením, bodovým svařováním (pomocí polštářků) nebo ultrazvukem nebo laserovým svařováním. Protože měď je relativně drahý materiál, byla nahrazena hliníkem. Kolektory s hliníkovými absorbéry a hliníkovými profily pro dopravu tekutin jsou mnohem levnější. Výroba plně hliníkových struktur se stala výhodnou díky zdokonalení technologie lepení - používají se vysokoteplotní silikony. Režim jejich spojení s instalací je však odlišný kvůli možnosti vytvoření galvanických článků.

VIDEO: Instalace plochých solárních kolektorů

Jak fungují vakuové kolektory?

Odhaduje se, že přibližně 90% všech solárních kolektorů prodávaných v Polsku jsou ploché kolektory .

Zbývajících 10% je primárně o něco vyspělejší, pokud jde o konstrukci, a proto dražší vakuové trubicové kolektory. Jedná se o skleněné trubky o průměru 5-10 cm, vzájemně rovnoběžné, spojené v bateriích. Každá trubice má samostatnou trubici s absorbérem - rovnou nebo nanesenou na povrch trubice (levnější, ale méně dokonalé řešení z důvodu neexistence přímého kontaktu absorbéru s trubicí).

Vakuum kolem absorbéru poskytuje izolaci. Nedochází ke konvekci (přenos tepla v důsledku pohybu povrchu hmoty), díky čemuž jsou tepelné ztráty z absorbéru mnohem menší. Kromě toho se absorbér zahřívá rychleji, protože se neztrácí teplo při ohřevu vzduchu kolem absorbéru. Trubkové kolektory se mohou skládat z dvojitých trubek (trubice v trubici) - vakuum je mezi dvěma vrstvami skla - nebo jednotlivých vakuových trubic. Glykolový roztok (jako v plochých kolektorech) může protékat skleněnou trubicí připojenou k absorbéru, ale existují i konstrukce s tzv. Tepelnou trubkou. Zkumavka se potom uzavře z obou stran, uzavře a naplní odpařovací kapalinou při nízké teplotě (asi 25 ° C). Tekutina zahřátá slunečními paprsky ve spodní části trubice se vypařuje a stoupá ke kondenzátoru nahoře. To se navenek promyje glykolem cirkulujícím ve sluneční soustavě. V důsledku toho je kapalná pára v kondenzátoru chlazena (dává teplo glykolu), takže kondenzuje a teče dolů vnitřní stěnou tepelné trubice, kde se znovu odpařuje a celý cyklus se opakuje. Aby to bylo možné, měly by být kolektory nakloněny pod úhlem asi 20 °. Použití jevu fázové změny (odpařování a kondenzace) umožňuje zvýšit účinnost solárního kolektoru.

Některé sběrače potrubí mají zrcadla odrážející sluneční paprsky, takže dopadají na absorbér nejen shora, ale také zespodu. V důsledku toho může teplota kapaliny v zařízení výrazně přesáhnout 100 ° C. V domácích podmínkách to není nutné, proto se tento typ zařízení používá hlavně v průmyslu.

Kategorie:

Elektřina