СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ

Энергия Солнца – наиболее постоянный источник энергии из всех существующих. Даже когда небо затянуто тучами УФ-излучение достигает поверхности Земли. 

Именно потому ученые уже достаточно давно и успешно преобразовывают солнечную энергию в тепловую и электрическую. А в условиях постоянного роста цен на энергоносители, вопрос  альтернативной энергетики как нельзя актуален. Перспективным решением вопроса может стать применение гелиосистем.

Уже накоплен мировой опыт применения гелиосистем для бытового потребления, в частности для обеспечения потребностей домовладельцев в электроэнергии, горячем водоснабжении и отоплении.

В странах, где большинство дней в году солнечные и теплые, отсутствует необходимость в прокладке линий электропередач. У них вопрос энергообеспечения решается монтажом гелиоколлекторов и солнечных батарей, а КПД их работы достигает 90%.  

В наших климатических условиях КПД работы преобразователей солнечной энергии несколько ниже, и тем не менее наблюдается растущий интерес к этому источнику энергии.

Наиболее эффективными у нас считают  двухконтурные  гелиоколлекторы принудительного цикла, с помощью которых вполне можно решить проблему горячего водоснабжения, подогрева воды в бассейне, а при определенных условиях и отопления в зимний период.

Не буду забивать ваши светлые умы подробным описанием физических процессов и классификации гелиосистем (эта информация в изобилии и довольно сухо представлена на сайтах, специализирующихся на этой тематике). Остановлюсь лишь на том, что имеет практический смысл для потребителя.

Во-первых, при принятии решения о приобретении следует заострить свое внимание на следующих параметрах гелиосистем:
  • КПД при различных условиях освещения (время суток, время года, интенсивность ).
  • Гарантийный срок поставщиков, срок эксплуатации, срок окупаемости. Учтите, что окупаемость гелиосистем составляет от 3 до 8 лет, это при сроке службы до 35 лет. Понятно, что гарантийный срок должен существенно превышать срок окупаемости.
  • Необходимые параметры для обеспечения энергоснабжения вашего дома. Для этого не будет лишним подсчитать ваши  энергозатраты отдельно по:  электроприборам, обогреву дома и подогреву воды.
  • Какие дополнительные приборы вам будет необходимо приобрести для создания замкнутого цикла энергоснабжения.

Учитывая высокую стоимость гелиосистем, важно остановить свой выбор на продукции производителей, хорошо зарекомендовавших себя на этом сегменте рынка.

Во-вторых, важно знать, что в условиях нашего климата наиболее эффективно работают гелиоколлекторы. Они преобразовывают солнечную энергию в тепловую (на выходе вы получаете горячую воду, которая используется для горячего водоснабжения и отопления).
В условиях нашего климата наиболее целесообразно приобрести двухконтурные трубчатые гелиоколлекторы принудительной циркуляции.

Почему  именно трубчатые? Устанавливают гелиоколлекторы на южную сторону и угол наклона равен географической широте местности. Трубки имеют выпуклую поверхность, а это означает, что по мере продвижения солнца с востока на запад, их поверхность всегда будет подвержена равномерному солнечному освещению практически под прямым углом (это обеспечивает максимальный КПД).  Чего нельзя сказать о плоских коллекторах, угол освещения которых в течение дня  постоянно меняется, а значит, меняется и КПД.


Кроме того, трубки такого гелиоколлектора двойные: внутри из сплава металлов, снаружи – стеклянная, а между ними вакуум, что и обеспечивает высокую теплопроводность и, как следствие, КПД.

В некоторых моделях вакуум находится и внутри металлической трубки, обеспечивая максимальные показатели. Так, что при покупке такого гелиоколлектора  в первую очередь обращайте внимание на показатель КПД при благоприятных и неблагоприятных условиях (сравните показатели нескольких производителей), а так же гарантийный срок эксплуатации.

Почему двухконтурные? Дело в том, что в двухконтурных гелиоколлекторах в качестве циркулирующей жидкости применяется вещество с определенными характеристиками, в числе которых антикррозийность, невспениваемость, незамерзаемость, высокая теплопроводность, что гарантирует при замкнутом цикле бесперебойную круглогодичную работу в течение всего срока эксплуатации.

Эта жидкость под воздействием солнечных лучей нагревается, закипает и испаряется, отдавая свою энергию накопителю горячей воды, которую впоследствии и используют.

А вот в одноконтурных гелиоколлекторах в качестве нагреваемого вещества служит потребляемая вода, которая должна иметь определенную степень жесткости и очистки. Но даже при соблюдении этих параметров вода образует коррозийный слой в трубках, а в зимний период замерзает. Срок эксплуатации таких сезонных коллекторов всего 3-4 года. Применяют их преимущественно в странах с жарким южным климатом (Турция, Египет и тд.).

Почему принудительной циркуляции? Да потому, что при недостатке солнечного тепла циркулирующий насос обеспечит бесперебойную работу гелиоколлектора при минимальных энергозатратах на работу. При естественном цикле происходит природный процесс движения жидкости за счет изменения температуры (приблизительно то же самое происходит с движением воздуха в помещении: теплый поднимается вверх, а охлаждаясь, опускается вниз).

Если разница температур мала, то движение замедляется. Вот тут-то и возникает необходимость в насосе, который при любой разнице температур заставит гелиоколлектор работать.

Если ваша цель не только горячее водоснабжение, но и отопление дома в холодный период, обязательно проконсультируйтесь об его  эффективности в холодные зимы, когда солнца совсем мало. Наилучшим вариантом будет применение комбинированного вида отопления (например гелиоколлектор и котел).

Такой вариант хорош и тем, что если вдруг будет повреждена одна из трубок, то гелиоколлектор прекратит работу до замены элемента на новый. Хотя такой вариант маловероятен, поскольку сейчас выпускают трубки с 6-мм стеклянной колбой, которая выдерживает удар града диаметром до 35 мм.

ВАЖНО ЗНАТЬ, что примерно 4-6 м2 площади коллекторов обеспечивает до 60% потребности в энергии, необходимой для приготовления горячей расходной воды в односемейном жилом доме. При площади коллекторов около 10 м2 в сочетании с так называемым комбинированным баком-водонагревателем можно также поддерживать систему отопления в жилых помещениях дома.

При этом всегда обеспечивается высокая комфортность горячего водоснабжения, так как если не светит солнце, то автоматически подключается отопительный котел. 

Решающими факторами при выборе оборудования являются: необходимый расход горячей воды, тип и количество санитарно-технических приборов. Важно учесть численность семьи и предполагаемый уровень пользования горячей водой: повышенное водопотребление – высокий уровень комфорта, либо экономное. Для оптимального нагрева выбранного объема бака-водонагревателя рекомендуется определенное количество солнечных коллекторов.

Возможно вы подсчитали, во что может обойтись применение солнечных батарей и гелиоколлекторов для вашего дома и эта цифра показалась вам большой по отношению к количеству потенциальной экономии. Не спешите навсегда отказываться от этой затеи. Возможно стоит отложить этот вопрос на некоторый срок.

Эта продукция постоянно совершенствуется и применение новых технологий и материалов позволяют улучшить показатели энергоотдачи без увеличения ценовых характеристик. Здесь как с электроникой: за один и тот же денежный эквивалент с течением времени можно получить продукцию с принципиально новыми техническими характеристиками.

Рекомендую прочесть: