Солнечная энергия на службе у человека
Стремление человечества использовать силы природы для своих нужд привело к созданию множества технологий, среди которых ветряные мельницы, гидроэлектростанции, а также солнечные батареи и коллекторы. Многие ошибочно полагают, что солнечные батареи и коллекторы — это одно и то же устройство, однако это не так. Это два разных прибора, выполняющих совершенно разные функции.
Ключевые отличия: генерация электричества vs. нагрев
Солнечные батареи (фотоэлектрические панели) преобразуют солнечную энергию непосредственно в электрический ток. Солнечные коллекторы работают иначе: они собирают и аккумулируют тепловую энергию солнца, которая затем используется для нагрева воды или поддержки системы отопления в доме.
Устройство и принцип работы солнечного коллектора
Стандартный солнечный коллектор состоит из двух основных компонентов:
- Панель (коллектор) — поглощает солнечное тепло.
- Накопительная ёмкость (бак-аккумулятор) — хранит нагретую воду.
В процессе работы коллектор передаёт тепловую энергию теплоносителю (чаще всего воде или антифризу), который циркулирует по его трубкам. Нагретый теплоноситель поступает в бак, где отдаёт тепло воде для бытовых нужд. Для обеспечения циркуляции жидкости в системе обычно используется циркуляционный насос.
Вакуумные солнечные коллекторы: эффективность круглый год
Вакуумные коллекторы — это высокоэффективные системы, которые можно использовать для горячего водоснабжения и отопления частных домов в течение всего года, даже в регионах с умеренным климатом. Их внешний вид может напоминать солнечные батареи, но принцип действия остаётся тепловым.
Коллектор не производит электричество. Вместо этого солнечное тепло поглощается и используется для нагрева воды, которая циркулирует внутри вакуумных трубок. Затем эта горячая вода отдаёт тепло в доме, обогревая помещения или обеспечивая жильцов горячей водой.
Конструктивные особенности вакуумных трубок
Трубки в коллекторах различаются по способу нагрева и хранения жидкости. Основные типы:
- Трубка с тепловым каналом («мокрая трубка») — теплоноситель нагревается непосредственно внутри стеклянной колбы.
- U-образная модель (коаксиальная трубка) — внутри вакуумной колбы проходит U-образный медный теплообменник, что повышает эффективность.
Трубки изготавливаются из прочного боросиликатного стекла. Для максимального поглощения солнечных лучей их внутренняя поверхность покрывается специальным селективным слоем.
Конструктивно вакуумная трубка представляет собой двойную стеклянную колбу, из пространства между стенками которой откачан воздух, создан вакуум. Это служит отличной теплоизоляцией. Внутри, в этом вакууме, находится меньшая трубка или теплообменник, по которому и движется теплоноситель.
Режимы работы систем с солнечными коллекторами
В зависимости от конструкции и масштаба системы, солнечные коллекторы могут работать в двух основных режимах:
- Система с принудительной циркуляцией (под давлением). Циркуляцию теплоносителя обеспечивает насос. Такие системы более производительны и часто используются в крупных коммерческих объектах: гостиницах, базах отдыха, спортивных комплексах.
- Система с естественной циркуляцией (самотёком). Движение жидкости происходит за счёт разницы плотности горячей и холодной воды (естественная конвекция). Это более простые и энергонезависимые системы, подходящие для небольших домов.
Выбор между солнечными батареями и коллекторами зависит от ваших целей: нужда в электричестве или в тепле и горячей воде. Оба устройства позволяют эффективно использовать бесплатную энергию солнца, снижая зависимость от традиционных источников энергии и затраты на коммунальные услуги.
Дек 22, 2018. Комментируйте «Как работают солнечные коллекторы и батареи».
