Sonnenkollektoren

Die Sonnenkollektoren Thermische Kollektoren, auch Solarthermiekollektoren genannt, sind ein wesentlicher Bestandteil von Solarthermieanlagen. Ein Sonnenkollektor ist eine Art Sonnenkollektor, der dafür verantwortlich ist, Sonnenstrahlung einzufangen und in Wärmeenergie umzuwandeln. Daher wird diese Art der erneuerbaren Energie als Solarthermie bezeichnet.

In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie über Sonnenkollektoren, ihre Eigenschaften und Anwendungen wissen müssen.

Was sind Sonnenkollektoren

Der Zweck dieser Art von Solarmodul ist die Umwandlung von Energie: Die Sonnenstrahlung, die das Solarmodul erfährt, wird in Wärme umgewandelt. Bei einigen Arten von Solarthermieanlagen wird diese Wärme es wird verwendet, um Dampf zu erzeugen und Strom zu gewinnen, aber dies ist nicht die Funktion eines Sonnenkollektors. Andererseits haben Photovoltaikmodule die Fähigkeit, Strom direkt in Form von Gleichstrom zu erzeugen. Photovoltaik-Module sind ein unverzichtbares Element in Photovoltaik-Solaranlagen.

Aus physikalischer Sicht nutzen Sonnenkollektoren die Thermodynamik zur Energieumwandlung. Im Gegensatz dazu nutzen Photovoltaikmodule nicht die Gesetze der Thermodynamik, um Sonnenenergie umzuwandeln, sondern einen elektrischen Prozess.

Arten von Sonnenkollektoren

Es gibt viele Arten von Sonnenkollektoren. Welcher Sonnenkollektor verwendet wird, hängt von seinem Verwendungszweck ab. Wenn wir beispielsweise im Frühjahr ein Schwimmbad auf eine Temperatur von 25-28 Grad Celsius beheizen wollen, brauchen wir einen einfachen Sonnenkollektor, denn die Umgebungstemperatur kann diese Größenordnung oder sogar noch höher leicht erreichen. Wenn wir die Flüssigkeit dagegen auf eine Temperatur von 200 °C erhitzen wollen, benötigen wir einen konzentrierenden Sonnenkollektor, um die Sonnenstrahlung zu sammeln und auf eine kleine Flüssigkeitsmenge zu übertragen.

Derzeit können wir auf dem Solarmarkt die folgenden Arten von Sonnenkollektoren unterscheiden:

• Flache oder flache Sonnenkollektoren. Diese Art von Solarmodul fängt die Sonnenstrahlung ein, die die Oberfläche empfängt, um die Flüssigkeit zu erwärmen. Der Treibhauseffekt wird oft genutzt, um Wärme einzufangen.
• Sonnenkollektoren zum Einfangen der Sonnenstrahlung. Dieser Kollektortyp fängt die auf einer relativ großen Fläche empfangene Strahlung ein und konzentriert sie über einen Spiegel auf die kleinere Fläche.
• Sonnenkollektor mit Vakuumröhre. Dieser Sonnenkollektor besteht aus einem Satz zylindrischer Rohre aus selektiven Absorbern, die sich im Reflektorsitz befinden und von einem transparenten Glaszylinder umgeben sind.

Bei Niedertemperatur-Solaranwendungen werden hauptsächlich Flachkollektoren verwendet. Wenn die Temperatur des Arbeitsmediums unter 80 °C liegt, wird davon ausgegangen, dass Solarenergieanwendungen bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, wie z. B. Schwimmbadheizung, Warmwasserbereitung und sogar Heizung. Diese Platten können je nach Anwendung ohne oder ohne Glasabdeckung verwendet werden.

Komponenten von Sonnenkollektoren

Der Standard-Sonnenkollektor besteht aus folgenden Elementen:

• Cover: Die Abdeckung des Sonnenkollektors ist transparent, kann es sein oder nicht. Es besteht meist aus Glas, obwohl auch Kunststoff verwendet wird, weil es billiger und einfacher zu handhaben ist, muss es sich aber um einen speziellen Kunststoff handeln. Seine Funktion besteht darin, Verluste durch Konvektion und Strahlung zu minimieren, daher muss er einen möglichst hohen solaren Transmissionsgrad aufweisen. Das Vorhandensein der Abdeckung verbessert die thermodynamische Leistung des Solarpanels.
• Luftkanal: Es ist ein Raum (Leere oder Leere), der die Auskleidung von der Absorptionsplatte trennt. Es wird bei der Berechnung seiner Dicke berücksichtigt, um den Verlust durch Konvektion und die hohe Temperatur auszugleichen, die auftreten kann, wenn es zu eng ist.
• Saugfähige Platte: Die absorbierende Platte ist ein Element, das Sonnenenergie absorbiert und an die Flüssigkeit überträgt, die durch die Rohrleitung zirkuliert. Die Haupteigenschaft der Platte besteht darin, dass sie eine hohe Absorption der Sonnenenergie und eine geringe Wärmestrahlung aufweisen muss. Da gewöhnliche Materialien diese Anforderung nicht erfüllen, werden kombinierte Materialien verwendet, um das beste Absorptions-/Emissionsverhältnis zu erzielen.
• Rohre oder Rohre: Die Rohre stehen in Kontakt mit Absorptionsplatten (manchmal geschweißt), um maximal Energie auszutauschen. Bei Rohrleitungen erwärmt sich die Flüssigkeit und gelangt in den Sammelbehälter.
• Isolationsschicht: Der Zweck der Dämmschicht besteht darin, das System abzudecken, um Verluste zu vermeiden und zu reduzieren. Da die Dämmung am besten ist, muss das Dämmmaterial eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um die thermodynamische Wärmeübertragung nach außen zu reduzieren.
• Akkumulator: Der Akkumulator ist ein optionales Element, manchmal ist er ein integraler Bestandteil des Solarpanels, in diesen Fällen befindet er sich normalerweise direkt über oder im unmittelbaren Sichtfeld. In vielen Fällen ist die Batterie nicht Teil des Solarpanels, sondern des thermischen Systems.

Verwendet

Sonnenkollektoren werden hauptsächlich zur Warmwasser- und Wärmeversorgung oder zur Stromerzeugung eingesetzt.

Bei Brauchwasser- und Heizungskollektoren speichert der Wassertank das Brauchwasser in Kontakt mit der Flüssigkeit durch die Rohrschlange. Die Spule ermöglicht es der Flüssigkeit, gespeicherte Wärmeenergie auf das Wasser zu übertragen, ohne das Wasser zu verunreinigen. Dieses Wasser kann als Trinkwarmwasser (80% Integration) verwendet werden und kann auch als Ergänzung zur Fußbodenheizung des Raumes (10% Integration) verwendet werden. Thermische Sonnenkollektoren können eine große Menge heißes Wasser liefern, Aufgrund der Instabilität der Sonnenenergie können sie die üblichen Heizmethoden jedoch nicht vollständig ersetzen.

Solarkollektoren zur Stromerzeugung müssen den Wärmetauscher zum Sieden erhitzen. Sobald die Flüssigkeit die thermodynamische Phasenänderung abgeschlossen hat und in die Gasphase eintritt, wird sie zur thermoelektrischen Turbine geleitet, das die Bewegung von Wasserdampf in Strom umwandelt. Diese Art von System wird Solarthermodynamik genannt und erfordert viel Platz, um Sonnenkollektoren und eine durchgehende Sonne zu installieren. Beispiele dieser Anlagen wurden in der Wüste installiert.

Bei der Definition und Installation solarthermischer Anlagen ist zu berücksichtigen, dass die Sonnenkollektoren in Gruppen verteilt werden müssen. Diese Gruppen von Sonnenkollektoren sie sollten immer aus Einheiten des gleichen Modells bestehen und möglichst gleichmäßig verteilt sein. Es gibt zwei grundlegende Optionen oder Typen, um zwei oder mehr Kollektoren zu gruppieren: in Reihe oder parallel. Darüber hinaus kann der Wassersammelbereich durch die Kombination zweier Gruppen konfiguriert werden, die wir als Gruppen- oder Hybridkreise bezeichnen.

Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über Sonnenkollektoren und ihre Eigenschaften erfahren können.