Лос слънчеви колектори Топлинните колектори, известни още като слънчеви топлинни колектори, са неразделна част от слънчевите топлинни инсталации. Слънчевият колектор е вид слънчев панел, който е отговорен за улавянето на слънчевата радиация и преобразуването й в топлинна енергия. Следователно този вид възобновяема енергия се нарича слънчева топлинна енергия.
В тази статия ще ви разкажем всичко, което трябва да знаете за слънчевите колектори, техните характеристики и приложения.
Какво представляват слънчевите колектори
Целта на този тип слънчеви панели е да преобразува енергията: слънчевата радиация, която слънчевият модул изпитва, се преобразува в топлина. При някои видове слънчеви топлинни инсталации тази топлина използва се за генериране на пара и получаване на електричество, но това не е функция на слънчев колектор. От друга страна, фотоволтаичните панели имат способността да генерират електричество директно под формата на постоянен ток. Фотоволтаичните панели са незаменим елемент във фотоволтаичните слънчеви инсталации.
От физическа гледна точка слънчевите колектори използват термодинамика за преобразуване на енергия. За разлика от тях, фотоволтаичните панели не използват законите на термодинамиката за преобразуване на слънчевата енергия, а по-скоро електрически процес.
Видове слънчеви колектори
Има много видове слънчеви колектори. Използваният слънчев колектор ще зависи от предназначението му. Например, ако искаме да загреем басейн до температура 25-28 градуса по Целзий през пролетта, се нуждаем от обикновен слънчев колектор, защото температурата на околната среда може лесно да достигне този порядък или дори по-висок. От друга страна, ако искаме да загреем течността до температура от 200ºC, ще ни е необходим концентриращ слънчев колектор, който да събира слънчевата радиация и да я прехвърля към малко количество течност.
В момента на слънчевия пазар можем да различим следните видове слънчеви колектори:
- Плоски или плоски слънчеви колектори. Този тип слънчеви панели улавят слънчевата радиация, която повърхността получава, за да загрее течността. Парниковият ефект често се използва за улавяне на топлина.
- Слънчеви колектори за улавяне на слънчева радиация. Този тип колектор улавя полученото лъчение върху относително голяма повърхност и го концентрира върху по-малката повърхност чрез огледало.
- Слънчев колектор с вакуумна тръба. Този слънчев колектор се състои от набор от цилиндрични тръби, съставени от селективни абсорбери, разположени в седалката на рефлектора и заобиколени от прозрачен стъклен цилиндър.
При нискотемпературни слънчеви приложения се използват главно плоски слънчеви колектори. Когато температурата на работния флуид е под 80ºC, се счита, че приложенията на слънчева енергия се извършват при ниски температури, като отопление на плувен басейн, производство на битова гореща вода и дори отопление. Тези плочи могат да се използват без или без стъклен капак, в зависимост от приложението.
Компоненти на слънчеви колектори
Стандартният слънчев колектор се състои от следните елементи:
- Запушва: Капакът на слънчевия колектор е прозрачен, може и да не е. Обикновено се прави от стъкло, въпреки че се използва и пластмаса, защото е по-евтина и по-лесна за работа, но трябва да е специална пластмаса. Неговата функция е да минимизира загубите от конвекция и радиация, така че трябва да има възможно най-висока слънчева пропускливост. Наличието на капака подобрява термодинамичните характеристики на слънчевия панел.
- Въздушен канал: Това е пространство (празно или празно), което разделя облицовката от абсорбиращата дъска. Тя ще бъде взета предвид при изчисляване на дебелината му, за да се балансират загубите, причинени от конвекция и високата температура, която може да възникне, ако е твърде тясна.
- Абсорбираща плоча: Абсорбиращата плоча е елемент, който абсорбира слънчевата енергия и я предава на течността, която циркулира през тръбопровода. Основната характеристика на платката е, че трябва да има висока абсорбция на слънчева енергия и ниско топлинно излъчване. Тъй като обикновените материали не отговарят на това изискване, се използват комбинирани материали, за да се получи най-доброто съотношение абсорбция/емисия.
- Тръби или тръби: Тръбите са в контакт с абсорбиращи плочи (понякога заварени), за да обменят максимално енергия. В случай на тръби, течността ще се нагрее и ще влезе в резервоара за натрупване.
- Изолационен слой: Целта на изолационния слой е да покрие системата, за да се избегнат и намалят загубите. Тъй като изолацията е най-добрата, изолационният материал трябва да има ниска топлопроводимост, за да се намали термодинамичното предаване на топлината навън.
- акумулатор: Акумулаторът е допълнителен елемент, понякога е неразделна част от слънчевия панел, в тези случаи обикновено се намира точно над или в непосредственото зрително поле. В много случаи батерията не е част от слънчевия панел, а от термичната система.
приложения
Слънчевите колектори се използват главно за захранване с битова гореща вода и отопление или за производство на електричество.
За колектори за битова гореща вода и отопление, резервоарът за вода съхранява битовата вода в контакт с течността през серпентината. Бобината позволява на флуида да прехвърля натрупаната топлинна енергия към водата, без да замърсява водата. Тази вода може да се използва като битова гореща вода (80% интегриране), а също така може да се използва за допълване на подовото отопление на помещението (10% интеграция). Термичните слънчеви панели могат да осигурят голямо количество топла вода, Но поради нестабилността на слънчевата енергия, те не могат напълно да заменят обичайните методи за отопление.
Слънчевите колектори, използвани за генериране на електричество, трябва да загреят топлообменника до кипене. След като течността завърши термодинамичната фазова промяна и влезе в газовата фаза, тя се изпраща към термоелектрическата турбина, което превръща движението на водната пара в електричество. Този тип система се нарича слънчева термодинамика и изисква много място за инсталиране на слънчеви панели и непрекъснато слънце. Примери за тези растения са инсталирани в пустинята.
При определяне и монтаж на соларни топлинни инсталации трябва да се има предвид, че слънчевите колектори трябва да бъдат разпределени в групи. Тези групи слънчеви колектори те винаги трябва да са съставени от единици от един и същи модел и да бъдат разпределени възможно най-равномерно. Има две основни опции или типа за групиране на два или повече колектори: последователни или паралелни. В допълнение, зоната за събиране на вода може да бъде конфигурирана чрез комбиниране на две групи, което наричаме групирани или хибридни вериги.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за слънчевите колектори и техните характеристики.