Keď hovoríme o slnečnej energii, prvá vec, ktorú si myslíme, sú solárne panely. To je fotovoltaická solárna energia, ktorá je spolu s vetrom azda najznámejšou zo všetkých obnoviteľných energií. Existuje však aj iný typ: solárna tepelná energia.
Ak chcete vedieť všetko o tomto type slnečnej energie, od toho, čo to je, na to, čo má, cez jeho vlastnosti, čítajte ďalej 🙂
Čo je to solárna tepelná energia?
Ako už jeho názov napovedá, ide o druh obnoviteľnej a čistej energie, ktorá spočíva v využití energie slnka na výrobu elektriny. Na rozdiel od solárnych panelov používaných vo fotovoltaickej energii na výrobu elektriny z fotónov svetla nachádzajúcich sa v slnečnom žiarení, táto energia využíva toto žiarenie na ohrev tekutiny.
Keď slnečné lúče na tekutinu dopadnú, zohreje ju a túto horúcu tekutinu je možné použiť na rôzne účely. Pre lepšiu predstavu 20% spotreby energie v nemocnici, hoteli alebo dome zodpovedá použitiu teplej vody. Pomocou solárnej tepelnej energie môžeme ohrievať vodu slnečnou energiou a využívať ju tak, aby sme v tomto energetickom sektore nemuseli využívať fosílnu alebo inú energiu.
Určite si myslíte, že voda z riek, jazier a vodných nádrží je vystavená slnečnému žiareniu, ktoré sa však nezohrieva. A je to tak, že na využitie tohto slnečného žiarenia je nevyhnutná špeciálna inštalácia, ktorá pomáha pri ohreve tekutín pre ich neskoršie použitie.
Solárna tepelná energia významne prispieva k znižovaniu nákladov, čím šetrí energiu a znižuje emisie CO2, ktoré spôsobujú globálne otepľovanie a vyvolávajú zmenu podnebia.
Súčasti tepelnej inštalácie
Keď vieme, čo je solárna tepelná energia, musíme mať potrebné prvky na vybudovanie solárneho zariadenia, ktoré nám umožní využívať tento zdroj energie.
Chytač
Prvá vec, ktorú musí mať inštalácia tohto typu, je kolektor alebo solárny panel. Tento solárny panel nefunguje rovnako ako známy fotovoltaický systém. Nemá fotovoltaický článok, ktorý zhromažďuje fotóny svetla, aby ich transformoval na energiu dovoľte nám zachytiť slnečné žiarenie a začať ohrievať tekutinu ktoré v nich kolujú. Existujú rôzne typy kolektorov a s rozdielmi v ich výkone.
Hydraulický okruh
Druhým je hydraulický okruh. Toto sú potrubia, ktoré tvoria okruh, kde budeme prepravovať teplonosnú tekutinu, ktorá sa postará o činnosť, ktorú ideme vykonať. Obvod je vo väčšine inštalácií zvyčajne uzavretý. Preto sa hovorí o jednosmerné obvodyz panela a spätné obvody, až po panel. Je to, akoby tento okruh bol akýmsi vodným kotlom, ktorý prispieva k vykurovaniu miesta.
Výmenník tepla
Majú na starosti prenos tepla okruhom. Výmenník tepla prenáša energiu zachytenú slnkom do vody. Spravidla sú vonkajšie k nádrži (nazývané doskové výmenníky) alebo vnútorné (špirála).
Akumulátor
Pretože dopyt po solárnej energii nie je vždy rovnaký ako vo fotovoltaike, vyžaduje si to nejaký systém na skladovanie energie. V takom prípade sa solárna tepelná energia ukladá v akumulátoroch. Tento akumulátor dokáže uskladniť horúcu vodu, aby ju mala k dispozícii, keď ju potrebujeme. Sú to nádrže, ktoré majú kapacitu a potrebnú izoláciu, aby nedochádzalo k stratám energie a aby bola voda neustále horúca.
Obehové čerpadlá
Na prenos kvapaliny z jedného miesta na druhé sú potrebné čerpadlá, ktoré slúžia na prekonanie tlakových poklesov obvodov a síl trenia a gravitácie.
Pomocný výkon
Ak je slnečného žiarenia menej, produkcia tejto energie klesá. Ale to nie je dôvod, prečo to robí rovnako. Zoči-voči tomuto typu situácie, keď dopyt prevyšuje ponuku, budeme potrebovať podporný systém, ktorý ohrieva vodu a to je úplne nezávislý od slnečnej sústavy. Toto sa nazýva záložný generátor.
Je to kotol, ktorý začína pracovať v podmienkach, v ktorých je slnečná tepelná energia nepriaznivejšia, a ohrieva akumulovanú vodu.
Položky potrebné pre bezpečnosť
Je dôležité mať k dispozícii bezpečnostný systém, ktorý zabezpečí, že inštalácia bude fungovať v optimálnych podmienkach a že sa časom nezhorší. Prvky, ktoré tvoria bezpečnostný systém, sú:
Expanzné nádoby
Ako vieme, voda zvyšuje svoju teplotu, takže rastie aj jej objem. Z tohto dôvodu je nevyhnutný prvok, ktorý je schopný absorbovať toto zväčšenie objemu pri rozširovaní teplonosnej tekutiny. Na to sa používajú expanzné nádoby. Existuje niekoľko druhov okuliarov: otvorené a zatvorené. Najpoužívanejšie sú tie uzavreté.
Poistné ventily
Na reguláciu tlaku sa používajú ventily. Keď sa dosiahne hodnota tlaku nastavená v procese kalibrácie, ventil vypustí kvapalinu, aby zabránil dosiahnutiu potenciálne nebezpečných limitov tlaku.
Glykol
Glykol je ideálna tekutina na prenos tepla zo solárneho tepelného zariadenia. Najvýhodnejšia vec je, že bude nemrznúca kvapalina, pretože v oblastiach s veľmi nízkou teplotou by zamrznutie vody v okruhoch mohlo zničiť celú inštaláciu. Ďalej musí byť tekutina netoxická, nesmie vrieť, nekorodovať, musí mať vysokú tepelnú kapacitu, nesmie sa ňou plytvať a musí byť ekonomická. Inak by energia nebola zisková.
Ideálne v inštalácii tohto typu je mať podiel 60% vody a 40% glykolu.
Chladiče
Pretože sa voda v mnohých prípadoch prehrieva nadmerne, je dôležité mať k dispozícii chladiče, ktoré tomuto nebezpečnému ohrevu bránia. Existujú statické chladiče, ventilátory atď.
Pasce
Lapače sú schopné odsávať vzduch, ktorý sa hromadí vo vnútri obvodov a ktorý môže spôsobiť vážne problémy s prevádzkou zariadenia. Vďaka týmto čističom je možné tento vzduch extrahovať.
Automatické riadenie
Je to prvok, ktorý robí všetko správne funkčným, pretože predpokladá automatické riadenie, ktoré meria teploty v paneloch, nádržiach, programovanie, aktiváciu elektrického chladiča (ak tento systém existuje), programátora, riadenie čerpadla atď.
Vďaka týmto informáciám sa dozviete viac o slnečnej tepelnej energii a jej aplikáciách.