Сонячний колектор

Сонячний колектор: його різновиди та конструкції

Солнечная энергетика

Колектор сонячної енергії – це обладнання для отримання струму (або тепла) і його накопичення. Робота генератора забезпечується циркуляцією теплоносія (вода або антифриз) в замкнутому контурі – системі трубок. Вона виникає при трансформації сонячної енергії в теплову. Рідина нагрівається і рухається, згідно з другим законом термодинаміки, передаючи енергію на акумулятор, або безпосередньо на пристрій.

Завдяки цьому пристрою, можна отримати запас енергії для денного та нічного використання, незалежно від кліматичних умов і температури навколишнього середовища. Для його розташування необхідно обрати добре освітлену ділянку.

Робота генератора забезпечується циркуляцією теплоносія
Колектор сонячної енергії для отримання тепла

Конструкція сонячного генератора для побуту

Використання сонячних променів для отримання електроенергії — не новинка в сучасному світі. Зустріти будинки, що обладнані такою системою енергозабезпечення, нескладно. Її використовують навіть для портативних зарядних пристроїв, що дозволяють подорожувати, не втрачаючи джерела енергії для гаджетів.

Колектори використовуються в промислових масштабах і в побуті, завдяки простому використанню. Перші пристрої для генерації сонячної енергії не могли в достатній кількості забезпечувати енергетичним потенціалом, адже залежали від постійної наявності променів. Але завдяки використанню акумулятора, сучасне обладнання має можливість накопичувати ресурси незалежно від часу доби. Кількості збереженої енергії достатньо для нічного використання.

Колектори використовуються в промислових масштабах і в побуті
Конструкція сонячного генератора для побуту

Пристрій для генерації променів Сонця можна купити чи самостійно зібрати. Особливою популярністю користуються теплові генератори. Вони дешеві, а головне, їх можна зробити з підручних матеріалів, докупивши насос. Незважаючи на це, в Україні вони не отримали широкого поширення для теплопостачання. Загалом, це пов’язано з нестабільними кліматичними умовами взимку. Їх теплових властивостей недостатньо для повного забезпечення будинку. Також, більшу частину часу погодні умови несприятливі для поширення великої кількості променів через хмарність.

Головні деталі генератора:

  • фотоперетворювач;
  • трубка з теплоносієм;
  • бак-акумулятор;
  • насос;
  • труби для теплообміну.

Якщо температура може опуститися до критичного рівня, і є ризик замерзання рідини в колекторі, необхідно встановити нагрівач. Він активується тільки на вимогу. Для нормального функціонування потрібно забезпечити постійний моніторинг роботи установки, щоб виключити можливість збоїв і неполадок.

Є кілька видів генераторів сонячної енергії з теплоносієм:

• плоский;

• повітряний;

• вакуумний.

Для забезпечення достатньої кількості променів, верхня частина виробляється з теплоємного металу, пофарбованого чорною фарбою. Завдяки цій особливості, генерується максимальна кількість випромінювання, що сприяє нагріванню рідини. Для циркуляції теплоносія в конструкції встановлюється трубка-змійовик. Щоб мінімізувати втрату тепла, можна додати шар загартованого скла, завдяки якому створюється парниковий ефект.

Вакуумний генератор працює за іншим принципом, конструкція сильно відрізняється. Головна частина системи – герметичні трубки з теплоносієм, які з’єднані з баком, а потім з системою радіаторів. Трубка виготовлена з двостінного скла, в просторі між стінками є вакуум, який мінімізує тепловтрати. Воно покрито особливим абсорбуючим шаром, який поглинає промені Сонця, сприяючи нагріванню. Всередині знаходиться рідина і мідний теплової канал.

Для циркуляції теплоносія в конструкції встановлюється трубка-змійовик.
Вакуумний генератор

Циркуляція рідини відбувається при передачі сонячного тепла від рідини, яка знаходиться в колбі. Колба з’єднана з двома трубами – для руху холодної і теплої рідини по контуру. Найчастіше для збереження тепла використовується бак-бойлер, який складається з спіральних трубок, манометр, клапан тиску, кран для регулювання рівня води. Конструкція можна оснастити електронагрівач. Кожен сонячний колектор необхідно з’єднати з накопичувачем, завдяки якому, тепла рідина не повертатиметься назад. Для постійної циркуляції необхідно встановити насос.

Можна зробити автономну систему опалення, яка при необхідності, самостійно перемикається з електричного на сонячний обігрів. Це відмінна ідея для місць, де кліматичні умови нестабільні, а користуватися тільки одним видом теплозабезпечення неможливо.

Існують колектори, що працюють на повітряному теплоносії, але принцип їх роботи в наявності електричної турбіни та нагрівальної пружини. Вони виробляють більшу кількість тепла, але їх використання коштовне.

Генератори, що використовуються для отримання електроенергії

Більш поширені сонячні генератори складаються з кремнієвих пластинок, що поглинають сонячні промені та перетворюють імпульс фотонів.

Ця конструкція складається з деяких деталей:

  • фотоперетворювача;
  • дрота для проведення енергії;
  • інвертора;
  • акумулятора.

Перетворення сонячних променів реалізується завдяки р-н-переходу електронів в кремнієвій пластині, яка складається з двох шарів. Перший, верхній, містить атоми кремнію з п’ятьма орбіталями електронів, а нижній – з трьома. З огляду на те, що в звичайних умовах елемент має валентність 4, електрони рухаються до вільних орбіталей, завдяки чому утворюється постійний струм. Але для його використання необхідна змінна напруга, що забезпечується інвертором, та накопичення енергії в акумуляторі.

Всередині знаходиться рідина і мідний теплової канал
Плоский сонячний колектор

Використання сонячного колектора

Альтернативна енергетика постійно розвивається, завдяки підтримці екологічної чистоти виробництва, та невичерпному джерелу фотонів. Вона використовується як в промислових масштабах, так і в побуті. Сонячні колектори мають високу ціну, але за декілька років вони повністю себе виправдовують. Враховуючи коштовність комунальних послуг газового та електричного опалювання – це гарна знахідка для людини.

Завдяки такому колектору, можна забути про отруйні викиди, що виникають при згоранні газу. Рухи води безпечні, адже не мають вибухових речовин у складі. Незважаючи на це, потрібно пильно слідкувати за роботою приладдя.

Добавить комментарий

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