Kiedy mówimy o energii słonecznej, pierwszą rzeczą, o której myślimy, są panele słoneczne. To jest fotowoltaiczna energia słoneczna, być może najsłynniejsza ze wszystkich odnawialnych źródeł energii, obok wiatru. Jest jednak inny rodzaj: słoneczna energia cieplna.
Jeśli chcesz dowiedzieć się wszystkiego o tym rodzaju energii słonecznej, od tego, czym jest, po jakie ma zastosowanie, czytaj dalej 🙂
Co to jest słoneczna energia cieplna?
Jak sama nazwa wskazuje, jest to rodzaj odnawialnej i czystej energii polegającej na wykorzystywaniu energii słonecznej do wytwarzania energii elektrycznej. W przeciwieństwie do paneli słonecznych wykorzystywanych w energii fotowoltaicznej do wytwarzania energii elektrycznej z fotonów światła znajdujących się w promieniowaniu słonecznym, ta energia wykorzystuje to promieniowanie do ogrzewania płynu.
Kiedy promienie słoneczne padają na płyn, ogrzewa go i ten gorący płyn może być używany do różnych celów. Aby uzyskać lepszy pomysł, 20% zużycia energii w szpitalu, hotelu lub domu odpowiada zużyciu ciepłej wody. Dzięki słonecznej energii cieplnej możemy ogrzewać wodę energią słoneczną i wykorzystywać ją tak, aby w tej energetyce nie musieliśmy używać paliw kopalnych ani innej energii.
Na pewno myślisz, że wody rzek, jezior i zbiorników są narażone na promieniowanie słoneczne, a jednak nie nagrzewają się. A to dlatego, że aby skorzystać z tego promieniowania słonecznego, potrzebna jest specjalna instalacja, która pomaga podgrzać płyny do późniejszego ich wykorzystania.
Słoneczna energia cieplna znacząco przyczynia się do obniżenia kosztów, oszczędzając w ten sposób energię i redukując emisje CO2, które powodują globalne ocieplenie i powodują zmiany klimatyczne.
Elementy instalacji termicznej
Kiedy już wiemy, czym jest słoneczna energia cieplna, musimy mieć niezbędne elementy do zbudowania instalacji słonecznej, która pozwoli nam wykorzystać ten zasób energii.
Łapacz
Pierwszą rzeczą, jaką musi mieć instalacja tego typu, jest kolektor lub panel słoneczny. Ten panel słoneczny nie działa tak samo jak dobrze znana fotowoltaika. Nie ma ogniwa fotowoltaicznego, które zbiera fotony światła, aby przekształcić je w energię, ale raczej pozwalają nam wychwycić promieniowanie słoneczne, aby rozpocząć podgrzewanie płynu krążą w nich. Istnieją różne typy kolektorów i różnią się one wydajnością.
Obwód hydrauliczny
Drugi to obwód hydrauliczny. Są to rury tworzące obwód, w którym przetransportujemy płyn ciepłonośny, który zajmie się akcją, którą zamierzamy wykonać. W większości instalacji obwód jest zwykle zamknięty. Dlatego mówi się o obwody jednokierunkowe, z panelu i obwody powrotneaż do panelu. To tak, jakby ten obwód był rodzajem kotła wodnego, który przyczynia się do ogrzewania pomieszczenia.
Wymiennik ciepła
Odpowiadają za transport ciepła przez obwód. Wymiennik ciepła przekazuje energię przechwyconą przez słońce do wody. Zwykle znajdują się one na zewnątrz zbiornika (zwane wymiennikami płytowymi) lub wewnętrzne (wężownica).
Akumulator
Ponieważ zapotrzebowanie na energię słoneczną nie zawsze jest takie samo, jak w fotowoltaice, tego wymaga jakiś system magazynowania energii. W tym przypadku słoneczna energia cieplna jest przechowywana w akumulatorach. Ten akumulator jest w stanie przechowywać ciepłą wodę, aby była dostępna, gdy jej potrzebujemy. Są to zbiorniki, które mają pojemność i niezbędną izolację, aby uniknąć strat energii i utrzymywać wodę przez cały czas.
Pompy obiegowe
Aby przenieść płyn z jednego miejsca na drugie, potrzebne są pompy, które służą do przezwyciężenia spadków ciśnienia w obwodach oraz sił tarcia i grawitacji.
Zasilanie pomocnicze
Kiedy jest mniej promieniowania słonecznego, produkcja tej energii maleje. Ale nie dlatego popyt też się zmienia. W obliczu tego typu sytuacji, w których popyt przewyższa podaż, będziemy potrzebować systemu wsparcia, który podgrzewa wodę, czyli całkowicie niezależne od Układu Słonecznego. Nazywa się to generatorem zapasowym.
Jest to kocioł, który zaczyna pracować w warunkach, w których słoneczna energia cieplna jest bardziej niekorzystna i podgrzewa zmagazynowaną wodę.
Przedmioty potrzebne ze względów bezpieczeństwa
Istotne jest posiadanie systemu bezpieczeństwa, aby instalacja działała w optymalnych warunkach i nie ulegała degradacji w czasie. Elementy składające się na system bezpieczeństwa to:
Naczynia wzbiorcze
Jak wiemy, wraz ze wzrostem temperatury wody rośnie jej objętość. Z tego powodu konieczny jest element, który jest w stanie zaabsorbować ten wzrost objętości w miarę rozszerzania się płynu niezamarzającego. W tym celu stosuje się naczynia wzbiorcze. Istnieje kilka rodzajów okularów: otwarte i zamknięte. Najczęściej używane są zamknięte.
Zawory bezpieczeństwa
Zawory służą do regulacji ciśnienia. Po osiągnięciu wartości ciśnienia ustawionej w procesie kalibracji, zawór wypuszcza ciecz, aby zapobiec osiągnięciu przez ciśnienie potencjalnie niebezpiecznych granic.
Glikol
Glikol jest idealnym płynem do transportu ciepła instalacji solarnej. Najbardziej wskazane jest, aby tak było płyn przeciw zamarzaniu, ponieważ w miejscach, gdzie temperatura jest bardzo niska, zamarznięcie wody w obwodach mogłoby zniszczyć całą instalację. Ponadto płyn musi być nietoksyczny, nie gotować się, nie korodować, mieć dużą pojemność cieplną, nie może być marnowany i być ekonomiczny. W przeciwnym razie energia nie byłaby opłacalna.
Idealnie w instalacji tego typu jest 60% wody i 40% glikolu.
Radiatory
Ponieważ w wielu przypadkach woda nadmiernie się nagrzewa, ważne jest, aby mieć radiatory, które zapobiegają temu niebezpiecznemu nagrzewaniu. Istnieją statyczne radiatory, wentylatory itp.
Majdan
Pułapki są w stanie wyciągnąć powietrze, które gromadzi się w obwodach i może powodować poważne problemy w działaniu instalacji. Dzięki tym przedmuchiwaczom można wydobyć to powietrze.
Automatyczne sterowanie
Jest to element, który sprawia, że wszystko działa poprawnie, gdyż zakłada sterowanie automatyczne mierzące temperatury paneli, zbiorników, programowanie, załączanie radiatora elektrycznego (jeśli taki system istnieje), programator, sterowanie pompą itp.
Dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o słonecznej energii cieplnej i jej zastosowaniach.