Los saulės kolektoriai Šilumos kolektoriai, taip pat žinomi kaip saulės šilumos kolektoriai, yra neatskiriama saulės šilumos įrenginių dalis. Saulės kolektorius yra saulės kolektorių tipas, kuris yra atsakingas už saulės spinduliuotės surinkimą ir pavertimą šilumine energija. Todėl ši atsinaujinančios energijos rūšis vadinama saulės šilumine energija.
Šiame straipsnyje papasakosime viską, ką reikia žinoti apie saulės kolektorius, jų savybes ir naudojimą.
Kas yra saulės kolektoriai
Šio tipo saulės kolektorių paskirtis yra paversti energiją: saulės spinduliuotė, kurią patiria saulės modulis, paverčiama šiluma. Kai kurių tipų saulės šilumos įrenginiuose ši šiluma jis naudojamas garui gaminti ir elektrai gauti, bet tai nėra saulės kolektoriaus funkcija. Kita vertus, fotovoltinės plokštės turi galimybę tiesiogiai generuoti elektros energiją nuolatinės srovės pavidalu. Fotovoltinės plokštės yra nepakeičiamas elementas saulės fotovoltiniuose įrenginiuose.
Fiziniu požiūriu saulės kolektoriai energijos konvertavimui naudoja termodinamiką. Priešingai, fotovoltinės plokštės naudoja ne termodinamikos dėsnius saulės energijai konvertuoti, o elektrinį procesą.
Saulės kolektorių tipai
Yra daugybė saulės kolektorių tipų. Naudojamas saulės kolektorius priklausys nuo jo paskirties. Pavyzdžiui, jei norime pavasarį baseiną pašildyti iki 25-28 laipsnių šilumos, mums reikia paprasto saulės kolektoriaus, nes aplinkos temperatūra nesunkiai gali pasiekti tokią eilę ar net aukštesnę. Kita vertus, jei norime pašildyti skystį iki 200ºC temperatūros, mums reikės koncentruoto saulės kolektoriaus, kuris surinktų saulės spinduliuotę ir perduotų ją į nedidelį kiekį skysčio.
Šiuo metu saulės energijos rinkoje galime išskirti šiuos saulės kolektorių tipus:
- Plokšti arba plokšti saulės kolektoriai. Šio tipo saulės baterijos fiksuoja saulės spinduliuotę, kurią paviršius gauna skysčiui šildyti. Šiltnamio efektas dažnai naudojamas šilumai surinkti.
- Saulės kolektoriai saulės spinduliuotei užfiksuoti. Šio tipo kolektorius fiksuoja spinduliuotę, gaunamą ant santykinai didelio paviršiaus, ir koncentruoja ją per veidrodį mažesniame paviršiuje.
- Saulės kolektorius su vakuuminiu vamzdžiu. Šis saulės kolektorius susideda iš cilindrinių vamzdžių, sudarytų iš selektyvių absorberių, esančių reflektoriaus lizde ir apsuptų permatomu stikliniu cilindru.
Žemos temperatūros saulės energijos įrenginiuose daugiausia naudojami plokščiaplokštiai saulės kolektoriai. Kai darbinio skysčio temperatūra yra žemesnė nei 80ºC, laikoma, kad saulės energijos panaudojimas vykdomas esant žemai temperatūrai, pavyzdžiui, baseino šildymui, buitinio karšto vandens gamybai ir net šildymui. Šios plokštės gali būti naudojamos be stiklo dangtelio arba be jo, priklausomai nuo naudojimo.
Saulės kolektorių komponentai
Standartinis saulės kolektorius sudarytas iš šių elementų:
- Kamštis: Saulės kolektoriaus dangtelis skaidrus, gali būti, gali ir nebūti. Dažniausiai jis gaminamas iš stiklo, nors naudojamas ir plastikas, nes jis pigesnis ir lengviau valdomas, tačiau tai turi būti specialus plastikas. Jo funkcija yra sumažinti nuostolius dėl konvekcijos ir spinduliuotės, todėl jis turi turėti didžiausią įmanomą saulės pralaidumą. Dangtis pagerina saulės baterijos termodinamines charakteristikas.
- Oro kanalas: Tai erdvė (tuščia arba tuščia), skirianti pamušalą nuo sugeriančios plokštės. Į jį bus atsižvelgta skaičiuojant jo storį, siekiant subalansuoti nuostolius, atsirandančius dėl konvekcijos ir aukštą temperatūrą, kuri gali atsirasti, jei ji per siaura.
- Sugerianti plokštė: Sugerianti plokštė yra elementas, kuris sugeria saulės energiją ir perduoda ją skysčiui, kuris cirkuliuoja vamzdynu. Pagrindinė plokštės savybė yra ta, kad ji turi gerai sugerti saulės energiją ir mažą šilumos spinduliavimą. Kadangi įprastos medžiagos neatitinka šio reikalavimo, naudojamos kombinuotos medžiagos, kad būtų pasiektas geriausias sugerties / emisijos santykis.
- Vamzdžiai arba vamzdžiai: Vamzdžiai liečiasi su absorbcinėmis plokštėmis (kartais suvirintomis), kad maksimaliai keistųsi energija. Vamzdžių atveju skystis įkais ir pateks į akumuliacinį baką.
- Izoliacinis sluoksnis: Izoliacinio sluoksnio paskirtis – uždengti sistemą, kad būtų išvengta ir sumažinta nuostolių. Kadangi izoliacija yra geriausia, izoliacinė medžiaga turi turėti mažą šilumos laidumą, kad sumažintų termodinaminį šilumos perdavimą į išorę.
- Akumuliatorius: Akumuliatorius yra neprivalomas elementas, kartais jis yra neatsiejama saulės baterijos dalis, tokiais atvejais dažniausiai yra tiesiai virš arba tiesioginiame regėjimo lauke. Daugeliu atvejų baterija yra ne saulės baterijos, o šiluminės sistemos dalis.
Naudojimas
Saulės kolektoriai daugiausia naudojami karšto vandens tiekimui ir šildymui arba elektros energijos gamybai.
Karšto vandens ir šildymo kolektoriuose vandens bakas kaupia buitinį vandenį, kuris per gyvatuką liečiasi su skysčiu. Ritė leidžia skysčiui pernešti sukauptą šiluminę energiją į vandenį neužteršiant vandens. Šis vanduo gali būti naudojamas kaip karštas buitinis vanduo (80% integracija), taip pat gali būti naudojamas kambario grindų šildymui papildyti (10% integracija). Šiluminės saulės baterijos gali užtikrinti didelį karšto vandens kiekį, Tačiau dėl saulės energijos nestabilumo jie negali visiškai pakeisti įprastų šildymo būdų.
Elektrai gaminti naudojami saulės kolektoriai turi pašildyti šilumokaitį iki virimo. Kai skystis baigia termodinaminės fazės pasikeitimą ir patenka į dujų fazę, jis siunčiamas į termoelektrinę turbiną, kuris vandens garų judėjimą paverčia elektra. Tokio tipo sistema vadinama saulės termodinamika ir reikalauja daug vietos saulės kolektoriams įrengti ir nuolatinės saulės. Šių augalų pavyzdžiai buvo įrengti dykumoje.
Apibrėžiant ir įrengiant saulės šilumos įrenginius reikia atsižvelgti į tai, kad saulės kolektoriai turi būti paskirstyti grupėmis. Šios saulės kolektorių grupės jie visada turėtų būti sudaryti iš to paties modelio vienetų ir paskirstyti kuo tolygiau. Yra du pagrindiniai variantai arba tipai, skirti sugrupuoti du ar daugiau kolektorių: serijos arba lygiagrečiai. Be to, vandens surinkimo zona gali būti konfigūruojama sujungiant dvi grupes, kurias mes vadiname grupinėmis arba hibridinėmis grandinėmis.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galėsite daugiau sužinoti apie saulės kolektorius ir jų charakteristikas.