L sluneční kolektory Termální kolektory, známé také jako solární tepelné kolektory, jsou nedílnou součástí solárních tepelných instalací. Solární kolektor je druh solárního panelu, který je zodpovědný za zachycování slunečního záření a jeho přeměnu na tepelnou energii. Proto se tento typ obnovitelné energie nazývá solární tepelná energie.
V tomto článku vám řekneme vše, co potřebujete vědět o solárních kolektorech, jejich vlastnostech a použití.
Co jsou sluneční kolektory
Účelem tohoto typu solárního panelu je přeměnit energii: sluneční záření, které solární modul zažívá, se přemění na teplo. V některých typech solárních tepelných zařízení toto teplo slouží k výrobě páry a získávání elektřiny, ale to není funkce solárního kolektoru. Na druhou stranu fotovoltaické panely mají schopnost vyrábět elektřinu přímo ve formě stejnosměrného proudu. Fotovoltaické panely jsou nepostradatelným prvkem ve fotovoltaických solárních instalacích.
Z fyzikálního hlediska solární kolektory využívají k přeměně energie termodynamiku. Naproti tomu fotovoltaické panely nevyužívají k přeměně sluneční energie termodynamické zákony, ale spíše elektrický proces.
Typy solárních kolektorů
Existuje mnoho typů solárních kolektorů. Použitý solární kolektor bude záviset na jeho účelu. Chceme-li například na jaře vyhřát bazén na teplotu 25-28 stupňů Celsia, potřebujeme jednoduchý solární kolektor, protože okolní teplota může snadno dosáhnout tohoto řádu nebo i vyšší. Na druhou stranu, pokud chceme tekutinu ohřát na teplotu 200ºC, budeme potřebovat koncentrační solární kolektor, který sluneční záření zachytí a přenese do malého množství tekutiny.
V současné době můžeme na solárním trhu rozlišovat následující typy solárních kolektorů:
- Ploché nebo ploché solární kolektory. Tento typ solárních panelů zachycuje sluneční záření, které povrch přijímá k ohřevu tekutiny. K zachycení tepla se často využívá skleníkový efekt.
- Solární kolektory pro zachycení slunečního záření. Tento typ kolektoru zachycuje přijímané záření na relativně velké ploše a koncentruje je na menší plochu přes zrcadlo.
- Solární kolektor s vakuovou trubicí. Tento solární kolektor se skládá ze sady válcových trubic, složených ze selektivních absorbérů, umístěných v sedle reflektoru a obklopených průhledným skleněným válcem.
V nízkoteplotních solárních aplikacích se používají především ploché solární kolektory. Když je teplota pracovní tekutiny nižší než 80ºC, má se za to, že aplikace solární energie se provádějí při nízkých teplotách, jako je ohřev bazénu, výroba teplé užitkové vody a dokonce i vytápění. Tyto desky lze použít bez skleněného krytu nebo bez něj, v závislosti na aplikaci.
Komponenty solárních kolektorů
Standardní solární kolektor se skládá z následujících prvků:
- Zátka: Kryt solárního kolektoru je průhledný, může a nemusí být. Bývá skleněná, používá se sice i plast, protože je levnější a lépe se s ním manipuluje, ale musí jít o speciální plast. Jeho funkcí je minimalizovat ztráty konvekcí a sáláním, proto musí mít co nejvyšší propustnost slunečního záření. Přítomnost krytu zlepšuje termodynamický výkon solárního panelu.
- Vzduchový kanál: Je to prostor (prázdný nebo prázdný), který odděluje obložení od absorpční desky. Bude zohledněn při výpočtu jeho tloušťky, aby se vyrovnala ztráta způsobená konvekcí a vysokou teplotou, která může nastat, pokud je příliš úzký.
- Absorpční deska: Absorpční deska je prvek, který absorbuje sluneční energii a přenáší ji do kapaliny, která cirkuluje potrubím. Hlavní charakteristikou desky je, že musí mít vysokou absorpci sluneční energie a nízké tepelné záření. Protože běžné materiály tento požadavek nesplňují, používají se kombinované materiály pro dosažení nejlepšího poměru absorpce/emise.
- Trubky nebo trubky: Trubky jsou v kontaktu s absorpčními deskami (někdy svařenými), aby si vyměnily energii na maximum. V případě potrubí se kapalina zahřeje a dostane se do akumulační nádrže.
- Izolační vrstva: Účelem izolační vrstvy je zakrýt systém, aby se zabránilo a snížily ztráty. Protože izolace je nejlepší, musí mít izolační materiál nízkou tepelnou vodivost, aby se snížil termodynamický přenos tepla ven.
- Akumulátor: Akumulátor je volitelným prvkem, někdy je nedílnou součástí solárního panelu, v těchto případech bývá umístěn přímo nad nebo v bezprostředním zorném poli. V mnoha případech není baterie součástí solárního panelu, ale tepelného systému.
Usos
Solární kolektory slouží především k zásobování teplou užitkovou vodou a vytápěním nebo k výrobě elektřiny.
U kolektorů teplé užitkové vody a topení je v nádrži na vodu uložena užitková voda v kontaktu s kapalinou prostřednictvím výměníku. Cívka umožňuje tekutině přenášet uloženou tepelnou energii do vody, aniž by vodu kontaminovala. Tato voda může být použita jako teplá užitková voda (80% integrace) a může být také použita k doplnění podlahového vytápění místnosti (10% integrace). Termální solární panely mohou poskytnout velké množství teplé vody, Ale kvůli nestabilitě sluneční energie nemohou zcela nahradit obvyklé způsoby vytápění.
Solární kolektory používané k výrobě elektřiny potřebují zahřát výměník tepla do varu. Jakmile kapalina dokončí termodynamickou fázovou změnu a vstoupí do plynné fáze, je poslána do termoelektrické turbíny, který přeměňuje pohyb vodní páry na elektřinu. Tento typ systému se nazývá solární termodynamika a vyžaduje hodně místa pro instalaci solárních panelů a nepřetržité slunce. Příklady těchto rostlin byly instalovány v poušti.
Při definování a instalaci solárně termických instalací je třeba vzít v úvahu, že solární kolektory musí být rozmístěny ve skupinách. Tyto skupiny solárních kolektorů měly by být vždy tvořeny jednotkami stejného modelu a rozmístěny co nejrovnoměrněji. Existují dvě základní možnosti nebo typy pro seskupení dvou nebo více kolektorů: sériový nebo paralelní. Kromě toho lze oblast sběru vody konfigurovat kombinací dvou skupin, což nazýváme seskupené nebo hybridní okruhy.
Doufám, že s těmito informacemi se dozvíte více o solárních kolektorech a jejich vlastnostech.