Сонячний колектор: як це працює?

Деталі: Категорія: Спецпроект. Енергозбереження; квітня 06, 2015; Автор: Super User; Перегляди: 3386

Ми продовжуємо цикл матеріалів про те, як використовувати чисті джерела енергії та зберегти природу нашої планети. У попередньому матеріалі проекту ми розповіли про використання сонячної енергії для виробництва електричної енергії, але це далеко не єдиний спосіб використовувати Сонце, як джерело чистої енергії. У світі все ширшого вжитку набувають сонячні колектори, які використовують для підігріву води.

Звичайно стаття витрат на підігрів гарячої води не така вже й значна у порівнянні з витратами на опалення чи електричну енергію, але все ж використання сонячного колектора зовсім зведе її до нуля.

Що ж таке сонячний колектор?

Насамперед варто зауважити, що багато хто плутає сонячні колектори з сонячними батареями. Вони і справді трохи схожі, проте це два абсолютно різні пристрої, які перетворюють сонячну енергію. Якщо основним завданням сонячної батареї є виробництво електричної енергії, то сонячний колектор покликаний лише підігрівати воду для побутового споживання. Можна звичайно використовувати сонячний колектор і для опалення приміщень, але це вже тема зовсім іншої публікації. І справді, ми вже так звикли до комфортних умов проживання, що не уявляємо собі, як обійтись без гарячої воли у крані. Але ми не завжди думаємо про те, що і для підігріву води використовується якась частинка корисних копалин. Як правило, у приватних будинковолодіннях наших співгромадян гаряча вода в кранах з’являється через два види водогрійних пристроїв: електричних бойлерів та газових колонок. В обох випадках ми використовуємо енергоносії, які останнім часом мають аж надто велику вартість. Відсоток використання сонячних колекторів ще поки що надто малий, але все ж він є. І щороку цей спосіб підігріву води демонструє зростання у кілька разів. Як же працює найпростіший сонячний колектор?

Звернемося до його конструкції. Сонячні колектори бувають двох видів: плоскі та вакуумні. Назви говорять самі за себе. Найпростіший варіант плоского колектора, це удосконалена технічно робота найпростішого літнього душу, який використовували ще наші діди. Вакуумний колектор має дещо складнішу будову у вигляді сполучених між собою скляних трубок якими протікає теплоносій або вода. Трубка сонячного колектора має будову, схожу до будови звичайного термоса, але зовнішня трубка прозора, а між ними знаходить вакуум. Таким чином можна максимально зберегти теплову енергію. Саме тому вакуумний колектор може нагріти воду в діапазоні температур до 300 градусів Цельсія, тоді як плоский колектор — лише до 200. Звичайно ці величини залежать від інтенсивності сонячного випромінювання.

Як влаштована система водопостачання з сонячним колектором?

Сам по собі сонячний колектор, це ще не все — для того аби отримати гарячу воду в крані необхідно ще кілька пристроїв. Найголовніший серед них це теплоакумулятор. Гаряча вода використовується не постійно, а тільки тоді коли це необхідно власникам оселі для господарських потреб. Саме тому теплоакумулятор зберігає нагріту в колекторі воду до моменту її використання. Крім того в багатьох системах теплоносієм в колекторі є інша рідина, наприклад пропіленгліколь і теплоакумулятор виконує ще й функцію теплообмінника. Принцип дії теплоакумулятора — все той же термос. Таким чином створюється система, у якій вода постійно підігрівається сонцем, а теплоносій рухається за допомогою насосу та електронних пристроїв, що контролюють температуру, тиск та інші параметри.

Економічна вигода

Маючи 1 кВт енергії, можна нагріти 22 літри води до температури 50 градусів. Людина використовує 50 літрів гарячої води за добу. Середньо добове виробництво сонячного колектора стандартного розміру (2 м.кв.) складає приблизно 10 кВт, або 220 літрів води, чого цілком достатньо для сім’ї з чотирьох людей. Термін експлуатації такої системи 40 років. Далі рахуйте самі, але пам’ятайте, що після всіх розрахунків варто додавати ще одну константу: збереження довкілля = безцінно.