کلکتورهای خورشیدی

ل کلکتورهای خورشیدی کلکتورهای حرارتی که با نام کلکتورهای حرارتی خورشیدی نیز شناخته می شوند، جزء جدایی ناپذیر تاسیسات حرارتی خورشیدی هستند. کلکتور خورشیدی نوعی پنل خورشیدی است که وظیفه جذب تابش خورشید و تبدیل آن به انرژی حرارتی را بر عهده دارد. بنابراین به این نوع انرژی های تجدیدپذیر انرژی حرارتی خورشیدی می گویند.

در این مقاله قصد داریم هر آنچه را که باید در مورد کلکتورهای خورشیدی، ویژگی ها و کاربرد آنها بدانید را به شما بگوییم.

کلکتورهای خورشیدی چیست؟

هدف از این نوع پنل خورشیدی تبدیل انرژی است: تابش خورشیدی که ماژول خورشیدی تجربه می کند به گرما تبدیل می شود. در برخی از انواع تاسیسات حرارتی خورشیدی، این گرما از آن برای تولید بخار و به دست آوردن الکتریسیته استفاده می شود، اما این کار یک کلکتور خورشیدی نیست. از طرفی پنل های فتوولتائیک قابلیت تولید برق مستقیم به صورت جریان مستقیم را دارند. پانل های فتوولتائیک یک عنصر ضروری در تاسیسات خورشیدی فتوولتائیک هستند.

از نقطه نظر فیزیکی، کلکتورهای خورشیدی از ترمودینامیک برای تبدیل انرژی استفاده می کنند. در مقابل، پانل های فتوولتائیک از قوانین ترمودینامیک برای تبدیل انرژی خورشیدی استفاده نمی کنند، بلکه از یک فرآیند الکتریکی استفاده می کنند.

انواع کلکتورهای خورشیدی

انواع مختلفی از کلکتورهای خورشیدی وجود دارد. کلکتور خورشیدی مورد استفاده به هدف آن بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر بخواهیم استخری را در بهار با دمای 25-28 درجه سانتیگراد گرم کنیم، به یک کلکتور خورشیدی ساده نیاز داریم، زیرا دمای محیط به راحتی می تواند به این درجه از بزرگی یا حتی بالاتر برسد. از طرف دیگر، اگر بخواهیم سیال را تا دمای 200 درجه سانتی گراد گرم کنیم، به یک کلکتور خورشیدی متمرکز نیاز داریم تا تابش خورشید را جمع آوری کرده و به مقدار کمی سیال منتقل کند.

در حال حاضر در بازار خورشیدی انواع کلکتورهای خورشیدی زیر را می توان تشخیص داد:

• کلکتورهای خورشیدی تخت یا تخت. این نوع پنل خورشیدی تابش خورشیدی را که سطح برای گرم کردن سیال دریافت می کند جذب می کند. اثر گلخانه ای اغلب برای جذب گرما استفاده می شود.
• کلکتورهای خورشیدی برای جذب تشعشعات خورشیدی. این نوع کلکتور تابش دریافتی را روی سطح نسبتاً بزرگی گرفته و از طریق یک آینه بر روی سطح کوچکتر متمرکز می کند.
• کلکتور خورشیدی با لوله خلاء. این کلکتور خورشیدی متشکل از مجموعه ای از لوله های استوانه ای است که از جاذب های انتخابی تشکیل شده است که در صندلی بازتابنده قرار دارد و توسط یک استوانه شیشه ای شفاف احاطه شده است.

در کاربردهای خورشیدی با دمای پایین، عمدتاً از کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت استفاده می شود. هنگامی که دمای سیال کار زیر 80 درجه سانتیگراد باشد، در نظر گرفته می شود که کاربردهای انرژی خورشیدی در دماهای پایین مانند گرمایش استخر، تولید آب گرم خانگی و حتی گرمایش انجام می شود. این صفحات بسته به کاربرد بدون پوشش شیشه ای یا بدون پوشش قابل استفاده هستند.

اجزای کلکتورهای خورشیدی

کلکتور خورشیدی استاندارد از عناصر زیر تشکیل شده است:

• درپوش: پوشش کلکتور خورشیدی شفاف است، ممکن است شفاف باشد یا نباشد. معمولاً از شیشه ساخته می‌شود، اگرچه از پلاستیک نیز استفاده می‌شود، زیرا ارزان‌تر و جابجایی آن راحت‌تر است، اما باید پلاستیک خاصی باشد. وظیفه آن به حداقل رساندن تلفات ناشی از همرفت و تابش است، بنابراین باید بالاترین میزان عبور خورشیدی ممکن را داشته باشد. وجود پوشش باعث بهبود عملکرد ترمودینامیکی پنل خورشیدی می شود.
• کانال هوایی: فضایی است (فضا یا خالی) که آستر را از تخته جذب جدا می کند. هنگام محاسبه ضخامت آن برای متعادل کردن تلفات ناشی از همرفت و دمای بالایی که در صورت باریک بودن بیش از حد ممکن است رخ دهد، در نظر گرفته می شود.
• صفحه جاذب: صفحه جاذب عنصری است که انرژی خورشیدی را جذب می کند و آن را به مایعی که از طریق خط لوله در گردش است منتقل می کند. ویژگی اصلی تخته این است که باید جذب انرژی خورشیدی بالا و تابش حرارتی کم داشته باشد. از آنجایی که مواد معمولی این نیاز را برآورده نمی کنند، از مواد ترکیبی برای به دست آوردن بهترین نسبت جذب / انتشار استفاده می شود.
• لوله ها یا لوله ها: لوله ها با صفحات جذب (گاهی اوقات جوش داده شده) در تماس هستند تا انرژی را به حداکثر برسانند. در مورد لوله ها، مایع گرم می شود و وارد مخزن تجمع می شود.
• لایه عایق: هدف از لایه عایق پوشاندن سیستم برای جلوگیری و کاهش تلفات است. از آنجایی که عایق بهترین است، ماده عایق باید رسانایی حرارتی پایینی داشته باشد تا انتقال ترمودینامیکی گرما به خارج را کاهش دهد.
• انباشته کننده: انباشته یک عنصر اختیاری است، گاهی اوقات بخشی جدایی ناپذیر از پنل خورشیدی است، در این موارد معمولاً مستقیماً در بالا یا در میدان بینایی فوری قرار دارد. در بسیاری از موارد، باتری بخشی از پنل خورشیدی نیست، بلکه بخشی از سیستم حرارتی است.

استفاده می کند

کلکتورهای خورشیدی عمدتاً برای تامین آب گرم خانگی و گرمایش یا تولید برق استفاده می شوند.

برای کلکتورهای آب گرم خانگی و گرمایش، مخزن آب آب خانگی را در تماس با سیال از طریق کویل ذخیره می کند. سیم پیچ به سیال اجازه می دهد تا انرژی حرارتی ذخیره شده را بدون آلودگی آب به آب منتقل کند. از این آب می توان به عنوان آب گرم خانگی (80% یکپارچه سازی) و همچنین برای تکمیل گرمایش از کف اتاق (10% یکپارچه) استفاده کرد. پنل های خورشیدی حرارتی می توانند مقدار زیادی آب گرم را تامین کنند. اما به دلیل ناپایداری انرژی خورشیدی نمی توانند به طور کامل جایگزین روش های معمول گرمایش شوند.

کلکتورهای خورشیدی که برای تولید الکتریسیته استفاده می شوند، باید مبدل حرارتی را تا نقطه جوش گرم کنند. هنگامی که مایع تغییر فاز ترمودینامیکی را کامل کرد و وارد فاز گاز شد، به توربین ترموالکتریک فرستاده می شود.، که حرکت بخار آب را به برق تبدیل می کند. به این نوع سیستم ترمودینامیک خورشیدی می گویند و برای نصب پنل های خورشیدی و خورشید پیوسته به فضای زیادی نیاز دارد. نمونه هایی از این گیاهان در بیابان نصب شده است.

هنگام تعریف و نصب تاسیسات حرارتی خورشیدی باید در نظر داشت که کلکتورهای خورشیدی باید به صورت گروهی توزیع شوند. این گروه از کلکتورهای خورشیدی آنها باید همیشه از واحدهای یک مدل تشکیل شده و تا حد امکان به طور مساوی توزیع شوند. دو گزینه یا نوع اساسی برای گروه بندی دو یا چند مجموعه وجود دارد: سری یا موازی. علاوه بر این، منطقه جمع آوری آب را می توان با ترکیب دو گروه پیکربندی کرد، که ما آن را مدارهای گروهی یا ترکیبی می نامیم.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد کلکتورهای خورشیدی و ویژگی های آنها اطلاعات بیشتری کسب کنید.