L colectoare solare Colectorii termici, cunoscuți și sub denumirea de colectoare termice solare, sunt o parte integrantă a instalațiilor solare termice. Un colector solar este un tip de panou solar care este responsabil pentru captarea radiației solare și transformarea acesteia în energie termică. Prin urmare, acest tip de energie regenerabilă se numește energie solară termică.
În acest articol vă vom spune tot ce trebuie să știți despre colectoarele solare, caracteristicile și utilizările acestora.
Ce sunt colectoarele solare
Scopul acestui tip de panou solar este de a converti energie: radiația solară pe care o experimentează modulul solar este transformată în căldură. În unele tipuri de instalații solare termice, această căldură este folosit pentru a genera abur și a obține energie electrică, dar aceasta nu este funcția unui colector solar. Pe de altă parte, panourile fotovoltaice au capacitatea de a genera electricitate direct sub formă de curent continuu. Panourile fotovoltaice sunt un element indispensabil in instalatiile solare fotovoltaice.
Din punct de vedere fizic, colectoarele solare folosesc termodinamica pentru conversia energiei. În schimb, panourile fotovoltaice nu folosesc legile termodinamicii pentru a converti energia solară, ci mai degrabă un proces electric.
Tipuri de colectoare solare
Există multe tipuri de colectoare solare. Colectorul solar folosit va depinde de scopul acestuia. De exemplu, dacă dorim să încălzim o piscină la o temperatură de 25-28 de grade Celsius primăvara, avem nevoie de un simplu colector solar, deoarece temperatura ambientală poate atinge cu ușurință acest ordin de mărime sau chiar mai mare. Pe de altă parte, dacă dorim să încălzim fluidul la o temperatură de 200ºC, vom avea nevoie de un colector solar concentrat pentru a colecta radiația solară și a o transfera într-o cantitate mică de fluid.
În prezent, pe piața solară, putem distinge următoarele tipuri de colectoare solare:
- Captatoare solare plate sau plate. Acest tip de panou solar captează radiația solară pe care o primește suprafața pentru a încălzi fluidul. Efectul de seră este adesea folosit pentru a capta căldura.
- Colectori solari pentru captarea radiației solare. Acest tip de colector captează radiația primită pe o suprafață relativ mare și o concentrează pe suprafața mai mică printr-o oglindă.
- Colector solar cu tub vid. Acest colector solar este format dintr-un set de tuburi cilindrice, formate din absorbante selective, situate in locasul reflectorului si inconjurate de un cilindru transparent de sticla.
În aplicațiile solare cu temperaturi scăzute, se folosesc în principal colectoare solare cu plăci plate. Când temperatura fluidului de lucru este sub 80 °C, se consideră că aplicațiile de energie solară sunt efectuate la temperaturi scăzute, cum ar fi încălzirea piscinei, producerea de apă caldă menajeră și chiar încălzirea. Aceste plăci pot fi folosite fără sau fără capac de sticlă, în funcție de aplicație.
Componentele colectoarelor solare
Colectorul solar standard este alcătuit din următoarele elemente:
- capac: Capacul colectorului solar este transparent, poate fi sau nu. De obicei este din sticlă, deși se folosește și plastic pentru că este mai ieftin și mai ușor de manevrat, dar trebuie să fie un plastic special. Funcția sa este de a minimiza pierderile datorate convecției și radiațiilor, deci trebuie să aibă cea mai mare transmisie solară posibilă. Prezența capacului îmbunătățește performanța termodinamică a panoului solar.
- Canal de aer: Este un spațiu (gol sau gol) care separă căptușeala de placa de absorbție. Se va lua în considerare la calcularea grosimii sale pentru a echilibra pierderea cauzată de convecție și temperatura ridicată care poate apărea dacă este prea îngustă.
- Placa absorbanta: Placa absorbantă este un element care absoarbe energia solară și o transmite lichidului care circulă prin conductă. Principala caracteristică a plăcii este că trebuie să aibă o absorbție ridicată a energiei solare și o radiație termică scăzută. Deoarece materialele obișnuite nu îndeplinesc această cerință, materialele combinate sunt utilizate pentru a obține cel mai bun raport absorbție / emisie.
- Țevi sau țevi: Conductele sunt in contact cu placi de absorbtie (uneori sudate) pentru a schimba energie la maximum. În cazul conductelor, lichidul se va încălzi și va intra în rezervorul de acumulare.
- Strat izolator: Scopul stratului de izolație este de a acoperi sistemul pentru a evita și reduce pierderile. Deoarece izolația este cea mai bună, materialul izolator trebuie să aibă o conductivitate termică scăzută pentru a reduce transferul termodinamic al căldurii către exterior.
- Acumulator: Acumulatorul este un element optional, uneori este parte integranta a panoului solar, in aceste cazuri este de obicei amplasat direct deasupra sau in campul vizual imediat. În multe cazuri, bateria nu face parte din panoul solar, ci din sistemul termic.
aplicații
Colectorii solari sunt folosiți în principal pentru furnizarea de apă caldă menajeră și încălzire sau pentru a genera energie electrică.
Pentru apa calda menajera si colectoare de incalzire, rezervorul de apa stocheaza apa menajera in contact cu fluidul prin baterie. Bobina permite fluidului să transfere energia termică stocată în apă fără a contamina apa. Această apă poate fi folosită ca apă caldă menajeră (integrare 80%) și poate fi folosită și pentru a suplimenta încălzirea prin pardoseală a încăperii (integrare 10%). Panourile solare termice pot furniza o cantitate mare de apă caldă, Dar din cauza instabilității energiei solare, acestea nu pot înlocui complet metodele obișnuite de încălzire.
Colectorii solari utilizați pentru a genera energie electrică trebuie să încălzească schimbătorul de căldură până la fierbere. Odată ce lichidul completează schimbarea de fază termodinamică și intră în faza gazoasă, este trimis la turbina termoelectrică, care transformă mișcarea vaporilor de apă în energie electrică. Acest tip de sistem se numește termodinamică solară și necesită mult spațiu pentru a instala panouri solare și un soare continuu. Exemple din aceste plante au fost instalate în deșert.
La definirea si montarea instalatiilor solare termice trebuie avut in vedere ca colectoarele solare trebuie repartizate pe grupe. Aceste grupuri de colectoare solare ar trebui să fie întotdeauna alcătuite din unități de același model și distribuite cât mai uniform posibil. Există două opțiuni sau tipuri de bază pentru a grupa doi sau mai mulți colectori: în serie sau în paralel. În plus, zona de colectare a apei poate fi configurată prin combinarea a două grupuri, ceea ce numim circuite grupate sau hibride.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre colectoarele solare și despre caracteristicile acestora.