undefined solárne kolektory Tepelné kolektory, známe aj ako solárne tepelné kolektory, sú neoddeliteľnou súčasťou solárnych tepelných zariadení. Solárny kolektor je typ solárneho panelu, ktorý je zodpovedný za zachytávanie slnečného žiarenia a jeho premenu na tepelnú energiu. Preto sa tento typ obnoviteľnej energie nazýva solárna tepelná energia.
V tomto článku vám povieme všetko, čo potrebujete vedieť o solárnych kolektoroch, ich vlastnostiach a použití.
Čo sú slnečné kolektory
Účelom tohto typu solárnych panelov je premena energie: slnečné žiarenie, ktoré solárny modul zažíva, sa premieňa na teplo. V niektorých typoch solárnych tepelných zariadení toto teplo slúži na výrobu pary a získavanie elektriny, ale to nie je funkcia slnečného kolektora. Na druhej strane fotovoltické panely majú schopnosť vyrábať elektrickú energiu priamo vo forme jednosmerného prúdu. Fotovoltické panely sú nepostrádateľným prvkom vo fotovoltaických solárnych inštaláciách.
Z fyzikálneho hľadiska slnečné kolektory využívajú na premenu energie termodynamiku. Naproti tomu fotovoltické panely nevyužívajú na premenu slnečnej energie zákony termodynamiky, ale skôr elektrický proces.
Typy slnečných kolektorov
Existuje mnoho druhov slnečných kolektorov. Použitý solárny kolektor bude závisieť od jeho účelu. Napríklad, ak chceme na jar vyhriať bazén na teplotu 25-28 stupňov Celzia, potrebujeme jednoduchý solárny kolektor, pretože okolitá teplota môže pokojne dosiahnuť tento rád aj vyššiu hodnotu. Na druhej strane, ak chceme tekutinu zohriať na teplotu 200ºC, budeme potrebovať koncentračný solárny kolektor na zber slnečného žiarenia a jeho prenos do malého množstva tekutiny.
V súčasnosti na solárnom trhu môžeme rozlíšiť tieto typy solárnych kolektorov:
- Ploché alebo ploché slnečné kolektory. Tento typ solárnych panelov zachytáva slnečné žiarenie, ktoré povrch dostáva na ohrev tekutiny. Na zachytávanie tepla sa často využíva skleníkový efekt.
- Slnečné kolektory na zachytávanie slnečného žiarenia. Tento typ kolektora zachytáva prijaté žiarenie na relatívne veľkej ploche a sústreďuje ho na menšiu plochu cez zrkadlo.
- Solárny kolektor s vákuovou trubicou. Tento solárny kolektor pozostáva zo sady valcových trubíc, ktoré tvoria selektívne absorbéry, umiestnené v sedle reflektora a obklopené priehľadným skleneným valcom.
V nízkoteplotných solárnych aplikáciách sa používajú hlavne ploché solárne kolektory. Keď je teplota pracovnej tekutiny nižšia ako 80ºC, predpokladá sa, že aplikácie solárnej energie sa vykonávajú pri nízkych teplotách, ako je ohrev bazéna, výroba teplej vody pre domácnosť a dokonca aj vykurovanie. Tieto taniere možno použiť bez alebo bez skleneného krytu, v závislosti od použitia.
Komponenty slnečných kolektorov
Štandardný solárny kolektor sa skladá z nasledujúcich prvkov:
- zátka: Kryt solárneho kolektora je priehľadný, môže a nemusí byť. Väčšinou sa vyrába zo skla, používa sa síce aj plast, pretože je lacnejší a ľahšie sa s ním manipuluje, ale musí ísť o špeciálny plast. Jeho funkciou je minimalizovať straty konvekciou a sálaním, preto musí mať čo najvyššiu slnečnú priepustnosť. Prítomnosť krytu zlepšuje termodynamický výkon solárneho panelu.
- Vzduchový kanál: Je to priestor (prázdny alebo prázdny), ktorý oddeľuje obloženie od absorpčnej dosky. Bude sa brať do úvahy pri výpočte jeho hrúbky, aby sa vyrovnali straty spôsobené konvekciou a vysokou teplotou, ktorá môže nastať, ak je príliš úzky.
- Absorpčná doska: Absorpčná doska je prvok, ktorý absorbuje slnečnú energiu a prenáša ju do kvapaliny, ktorá cirkuluje potrubím. Hlavnou charakteristikou dosky je, že musí mať vysokú absorpciu slnečnej energie a nízke tepelné žiarenie. Keďže bežné materiály nespĺňajú túto požiadavku, na dosiahnutie najlepšieho pomeru absorpcie / emisií sa používajú kombinované materiály.
- Rúry alebo potrubia: Rúry sú v kontakte s absorpčnými doskami (niekedy zváranými), aby si vymieňali energiu na maximum. V prípade potrubia sa kvapalina zohreje a dostane sa do akumulačnej nádrže.
- Izolačná vrstva: Účelom izolačnej vrstvy je pokryť systém, aby sa predišlo stratám a znížili ich. Pretože izolácia je najlepšia, izolačný materiál musí mať nízku tepelnú vodivosť, aby sa znížil termodynamický prenos tepla smerom von.
- Akumulátor: Akumulátor je voliteľný prvok, niekedy je integrálnou súčasťou solárneho panelu, v týchto prípadoch býva umiestnený priamo nad alebo v bezprostrednom zornom poli. V mnohých prípadoch nie je batéria súčasťou solárneho panelu, ale tepelného systému.
aplikácie
Slnečné kolektory slúžia najmä na zásobovanie teplou úžitkovou vodou a vykurovanie alebo na výrobu elektriny.
V prípade kolektorov teplej úžitkovej vody a vykurovania zásobník vody ukladá úžitkovú vodu v kontakte s kvapalinou cez špirálu. Cievka umožňuje kvapaline prenášať uloženú tepelnú energiu do vody bez kontaminácie vody. Túto vodu je možné použiť ako teplú úžitkovú vodu (80% integrácia) a môže sa použiť aj na doplnenie podlahového vykurovania miestnosti (10% integrácia). Tepelné solárne panely môžu poskytnúť veľké množstvo teplej vody, Ale kvôli nestabilite slnečnej energie nemôžu úplne nahradiť bežné spôsoby vykurovania.
Slnečné kolektory používané na výrobu elektriny potrebujú zohriať výmenník tepla do varu. Akonáhle kvapalina dokončí termodynamickú fázovú zmenu a vstúpi do plynnej fázy, je odoslaná do termoelektrickej turbíny, ktorý premieňa pohyb vodnej pary na elektrinu. Tento typ systému sa nazýva solárna termodynamika a vyžaduje veľa miesta na inštaláciu solárnych panelov a nepretržitého slnka. Príklady týchto rastlín boli inštalované v púšti.
Pri definovaní a inštalácii solárnych tepelných zariadení je potrebné vziať do úvahy, že slnečné kolektory musia byť rozdelené do skupín. Tieto skupiny solárnych kolektorov mali by sa vždy skladať z jednotiek rovnakého modelu a mali by byť rozdelené čo najrovnomernejšie. Existujú dve základné možnosti alebo typy na zoskupenie dvoch alebo viacerých kolektorov: sériový alebo paralelný. Okrem toho môže byť oblasť zberu vody nakonfigurovaná kombináciou dvoch skupín, čo nazývame skupinové alebo hybridné okruhy.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o solárnych kolektoroch a ich vlastnostiach.