Солнечный генератор

Солнечный генератор энергии для дома: виды, схема подключения

Солнечная энергетика

Преобразователь тепловой энергии – это устройство для получения тока (или тепла) и его накопления. Благодаря этому прибору, можно обеспечить питание оборудования, вне зависимости от климатических условий и температуры окружающей среды. Наилучшее место расположения для такой конструкции – крыша, где коэффициент освещения максимальный.

Работа генератора обеспечивается циркуляцией теплоносителя (воды или антифриза) в замкнутом контуре. Она возникает при трансформации солнечной энергии в тепловую. Жидкость нагревается и двигается, передавая энергию на аккумулятор.

Конструкция солнечного генератора

Конструкция солнечного генератора

Есть несколько видов коллекторов солнечной энергии, которые используются в промышленных масштабах и в быту. Их главная особенность – необходимость высокой освещенности. Преимущества установки, которая имеет возможность накапливать ресурсы – отсутствие привязки ко времени суток. Днем энергия вырабатывается под воздействием лучей, накапливается и реализуется, а ночью используется резерв.

Установку для преобразования альтернативной энергии можно купить или собрать самостоятельно.

Главные детали генератора:

  • фотопреобразователь или коллектор;
  • трубки с теплоносителем;
  • бак-аккумулятор;
  • насос;
  • контур теплообмена.

Если температура может опуститься до критической, и есть риск замерзания жидкости в коллекторе, необходимо установить нагреватель. Он активируется только по требованию. Для нормального функционирования нужно обеспечить постоянный мониторинг работы установки, чтобы исключить возможность сбоев и неполадок.

Есть несколько видов генераторов энергии  Солнца с теплоносителем:

  • плоский;
  • воздушный;
  • вакуумный.
Плоский солнечный генератор

Плоский преобразователь имеет вид пластины, толщиной до 4х сантиметров. Сверху устанавливается лист, выкрашенный черной краской, которая поглощает солнечные лучи. Основа этой установки – теплоемный металл. Благодаря своим свойствам, он генерирует максимальное количество излучения, что способствует нагреванию жидкости. Для циркуляции теплоносителя в конструкцию устанавливается трубка-змеевик. Чтобы минимизировать потерю тепла, можно добавить слой закаленного стекла, благодаря которому создается парниковый эффект.

Вакуумный генератор работает по иному принципу, конструкция очень сильно отличается. Главная часть системы – герметичные трубки с теплоносителем, которые соединены с теплосборником. Они имеют высокоселективное покрытие, благодаря чему поверхность поглощает максимальное количество солнечных лучей.

Вакуумный генератор

Вакуумный генератор

Колба состоит из двустенного стекла, в пространстве между стенками есть вакуум, который минимизирует теплопотери. Оно покрыто специальным адсорбирующем слоем, который поглощает лучи Солнца, способствуя нагреванию. Внутри находится жидкость и медный тепловой канал. Теплосборник в этой установке может быть другого вида – перьевой, состоящий из одностенной колбы и сердечника.

Циркуляция жидкости происходит при передаче тепла от жидкости, которая находится в колбе в теплоноситель сердечника. Колба соединена с двумя трубами – для холодной (приточной) и теплой (отточной) жидкости из контура. Каждый солнечный генератор необходимо соединить с теплосборником, благодаря которому теплая жидкость не будет возвращаться назад. Для постоянной циркуляции необходимо установить насос. Чаще всего для сохранения тепла используется бак-бойлер, который состоит из спиральных трубок, манометра, клапана давления, крана для регулировки уровня воды. Конструкцию можно оснастить электронагревателем. 

Воздушный солнечный коллектор

Воздушный коллектор работает по похожему принципу, но для передачи тепла используется воздух. Он может двигаться как естественным образом,  когда при нагревании газ расширяется и циркулирует, или принудительным методом, с помощью вентилятора – панели для поглощения солнечных лучей, покрашенной в черный цвет, с ребристой поверхностью.

Можно сделать автономную систему отопления, которая при необходимости, самостоятельно переключается с электрического на солнечный обогрев. Это отличная идея для мест, где климатические условия нестабильны и невозможно пользоваться только одним видом теплообеспечения.

Генераторы, использующие солнечные батареи

Используя коллектор солнечных лучей, можно накапливать не только тепло, но и электроэнергию. Для этого устанавливается панель с кремниевыми пластинками, где импульс лучей преобразовывается в ток. Эта конструкция состоит из фотопреобразователя, контактов для проведения энергии, инвертора, аккумулятора.

Преобразование лучей получается благодаря p-n-переходу электронов в кремниевой пластинке. Она состоит из двух слоев. Первый, верхний, содержит атомы кремния с пятью, а нижний –тремя электронами. Учитывая, что в стандартных условиях он имеет валентность 4, электроны двигаются к свободным орбиталям, благодаря чему образуется постоянный ток. Но для его использования необходимо переменное напряжение, для преобразования которого используется инвертор. После прохождения через устройство энергия накапливается в аккумуляторе.

Преимущества и недостатки генератора солнечной энергии

Система отопления с солнечным коллектором

Использование этого устройства – это новое слово в энергетике. Благодаря оборудованию, которое трансформирует импульсы фотонов в тепло- или электроэнергию, можно получить независимость от коммунальных служб. Этот источник можно по праву считать неисчерпаемым.

Генераторы альтернативной энергии не загрязняют окружающую среду, являются экологически чистыми. Имея подобную установку в мобильном состоянии, можно получить доступ к электроэнергии при любых условиях: в дороге, на пикнике, в походе или путешествии.

Установка солнечного генератора – дорогое удовольствие. Можно создать источник энергии самостоятельно, но это не снизит его себестоимость. Самым дорогостоящим, но и эффективным будет генератор на солнечных батареях с кремниевой пластинкой. При использовании этого оборудования в нестабильных климатических условиях, есть возможность поломки из-за замерзания. Чтобы предотвратить риск повреждения, нужно обеспечить постоянный мониторинг работы установки, ее автоматическое отключение.

Несмотря на наличие недостатков, генератор солнечной энергии – отличная возможность получать электроэнергию самостоятельно, установив небольшую станцию. Ее установка окупается с годами, поэтому можно смело вложить некоторые сбережения на подобное энергообеспечение.

Многие прогрессивные страны делают огромные ставки на альтернативные естественные источники энергии, вкладывая ресурсы в их развитие. К сожалению, в России подобная сфера менее развита, из-за дороговизны строительства систем. В данный момент максимальная доля энергообеспечения приходится на ТЭЦ, которые загрязняют окружающую среду, но имеют большой КПД. Ученые прогнозируют прорыв в развитии энергетического потребления в России лишь на 2020-2030 год. В настоящее время мир в большой степени зависит от угля, нефти и природного газа, чтобы удовлетворить его энергетические потребности. Однако, использование этих источников энергии оказывает значительное влияние на нашу среду. Кроме того, эти ресурсы не возобновляемы, то есть, они не будут доступны всегда. Поскольку их поставки истощаются, они станут слишком дорогими, и также окажут разрушительное влияние на окружающую среду.

Полезные видео по теме:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *