Нагрев воды от солнца

Солнечные нагреватели воды — экономная энергия

Сейчас в странах Европы стали широко применять солнечные нагреватели воды. Они разрешают давать семью горячей водой, а нередко хватает фотоэлектрических панелей для отапливания дома, если установлено большое количество фотоэлектрических панелей. Солнечная энергия бесплатна, благодаря этому эти приспособления разрешают сэкономить, причем хорошо. Более того, применение такой энергии не проявляется на состоянии внешней среды.

Нагрев воды солнцем практикуется не одно сто лет. С давних времен люди нагревали воду в бочках, выставляя их на солнечных лучах. Что же касается современных батарей, то они разрешают хорошо преобразовывать данную энергию в тепловую. Как они смотрятся данные устройства, можно посмотреть на фото.

Специфики гелиосистем

В развитых государствах фактически в любом доме можно повстречать фотоэлектрические панели – их применяют в качестве добавочной нагревательной системы воды и теплоснабжения. Гелиобатареи легко подключаются к главной системе, предоставляя возможность экономить на иных ресурсах (например как газ, уголь) до 60%.

Чтобы обеспечить нагрев воды от солнечных лучей собственными руками установить гелиосистему можно, но лучше аналогичную поручить данную работу профессионалам. Очень часто фотоэлектрические панели ставят на крыше дома. Чтобы солнечные коллекторы для отапливания были продуктивны, нужно с большим вниманием высчитать наклонный угол ската, угол падения лучей солнца, кол-во ясных дней в году и многое иное. Если из этого исходить, подбирают расположение коллекторов, их кол-во и площадь.

Водогрееи на батареях которые работаеют от солнечных лучей работают так. Тепловой носитель, нагретый солнцем, поступает в теплообменный аппарат, находящийся в накопительном баке. Очень часто применяют баки-аккумуляторы с 2-мя теплообменными аппаратами, изготовленными из меди (прочтите также: "Устанавливаем аккумулятор тепла собственными руками"). Данный материал имеет прекрасную теплопроводность. Такая конструкция позволяет использовать воду которая нагрелась не только в быту, но и для отапливания (прочтите: "Солнечное домашнее отопление собственными руками — принцип изготовления").

Благодаря естественной конвекции горячая вода подымается вверх, а прохладная поступает вниз. Встроенный измеритель изменяет температуру в устройстве и реагирует на ее изменение. Аналогичным образом, человеку почти что не нужно проверять работу гелиосистемы.

В пасмурные дни, когда лучей солнца недостаточно для нагревания, начинает работать главная система обогрева. В жаркие дни, когда вода нагревается солнцем очень быстро, расширительный бачок принимает избыток носителя тепла. Очень эффективен нагрев воды солнцем в государствах с тёплым климатом, где в году много ясных дней.

Массовое применение солнечной энергии дает возможность значительно уменьшить расходы главных ресурсов-теплоносителей и сделать лучше экологическое состояние внешней среды. Еще, это отобразится на экономике стран с невысокими запасами энергоносителей.
В наше время самые популярные вакуумные трубчатые и пластинчатые солнечные коллекторы. Любой из них обладает конкретными плюсами и минусами. В то же время, мастера полагают, что самый эффективный нагрев воды от солнечных лучей предоставляют вакуумные батареи.

Солнечный нагреватель воды собственными руками — детальное видео:

Вакуумные гелиосистемы

Установить солнечный водонагреватель собственными руками действительно возможно, но в первую очередь необходимо разобраться с принципом его работы.

Вакуумный коллектор действует по принципу термоса. Состоит он из 2-ух трубок, между которыми находится вакуум. Вовнутрь помещена медная герметическая трубка, в которой двигается жидкость, а с наружной стороны размещается трубка из стекла большего размера.

Вакуум и медь благодаря хорошей теплопроводимости разрешают воде закипать уже при 30 градусах. Установив солнечные нагреватели воды собственными руками, можно хорошо обогревать дом даже в регионах с суровыми зимами. Когда вода закипает, появившийся пар подымается вверх и возвращает тепло медному теплоприемнику, который передает его тепловому носителю. Потом остывшая вода попадает вниз, и процесс начинается по новому.

Применение вакуумных коллекторов комфортно так же и тем, что они без проблем ремонтируются. Если один из коллекторов испортился, то вышедший из строя компонент легко можно заменить на новую деталь, не разбирая всю систему. Устройство солнечного водогрея вакуумного типа такое, что тепловой носитель идет одним потоком, благодаря этому для замены испорченного элемента очень часто требуется остановить работу всей системы. В то же время, КПД гелиосистемы может достигать 76%.

Сильно распространено мнение, что от солнечных водогреев в зимний период и в плохую погоду не происходит никакой пользы. В действительности, горячая вода от солнечных лучей – это вполне возможно. Вакуумные коллекторы созданы аналогичным образом, что они очень продуктивны даже при низкой температуре (до -35 градусов). Более того, тучи не считаются препятствием чтобы нагреть воду, так как эти гелиосистемы улавливают даже ультрафиолет. Но иногда коллекторы необходимо чистить от инея и снега. Плоские гелиосистемы от снеговых осадков самоочищаются, их цена меньше, но одновременно, они не очень практичны.

Солнечные коллекторы – это прекрасный способ обогревания дома, который дает возможность хорошо сэкономить на классической системе обогрева. Также глобальное применение гелиосистем даст возможность сделать лучше обстановку в экологическом плане. Собственно поэтому сейчас Все большее количество людей подбирает подобный вариант получения энергии тепла.

Солнечный нагреватель воды собственными руками — забираем тепло у солнечного света

Ежегодно классические источники энергии дорожают, и конца этой гонке цен не видно. А между тем мощный энергетический источник, который мы видим практически из дня в день, «не прекращает работу» абсолютно бесплатно. И если пока человечество не научилось достаточно хорошо получать энергию прямо в виде электричества, то тепловую солнечную энергию может применить каждый человек, — главное иметь желание!

Потому что в солнечной местности светило отправляет примерно 1 кВт энергии ежечасно. Грех не воспользоваться таким источником хотя бы чтобы нагреть воду. При этом затраты для создания и установке водогрейного устройства – минимальны. Изобретатели на просторах страны уже давно применяют очень разные установки чтобы нагреть воду.

Среди них есть очень простые и более непростые, с автоматизированным управлением. Все зависит от технической подготовленности, материальных возможностей и, разумеется, желания.

Как же умельцы получают сегодня горячую воду от солнечных лучей?

Создать солнечный нагреватель собственными руками очень легко.

Делаем нагреватель воды при помощи нагревательной ёмкости

Это упрощенный вариант.
Привычную ёмкость в виде бочки, старого бачка, ставят на крыше летнего душа или дома, сарая и подсоединяют через шланг к традиционному крану.

Если ёмкость окрасит в чёрный цвет, нагрев произойдет быстрее.

К концу дня вода нагревается приблизительно до 45С. Эти сведенья справедливы для полиэтиленового бачка в 200-300 литров. Лучше всего, чтобы он был плоским – это увеличивает результативность нагрева.

Весь минус в том, что всю воду приходится задействовать в вечернее время, т.к. по утру она станет холодной.

Чтобы «устранить» такой недостаток, нужно будет теплоизолировать саму ёмкость или сливать воду которая нагрелась в снова-таки теплоизолированный резервуар. Можно воду просто подать в водонагреватель электрический накопительный и, когда она остынет, разогреть. Хоть сколько-то электричества, но экономится.

Очередной вариант – держать водонагреватель электрический накопительный регулярно подключённым к установленному на крыше резервуару. Тогда вода будет регулярно циркулировать; её можно будет применять в режиме «online».

Серьёзный недостаток системы в том, что она не работает при температуре меньше +20С. Благодаря этому есть и иные способы водонагрева в межсезонье.

ПЛЭН теплоснабжение сделает уют и обогреет вашу дачу в холодную погоду.

Не желаете вести монтаж системы отопления, т.к. на дачном участке бываете нечасто? Приобретите мобильной ИК обогреватель. О том какие разновидности есть, и какой прибор больше подойдёт вам, прочтёте в нашей публикации.

Солнечный нагреватель воды — коллектор

Данное устройство является наиболее эффективным. Тут дело все – в материале, из которого делается коллектор. Практически всегда это:

Но сборка с использованием металла трудоёмка (пайка, сварка, уплотнения и т.п.), благодаря этому применяют прочие материалы. Имеется вариант использования труб ПП, — они стоят намного дешевле. Но их соединение также может вызвать трудности, которые связаны с уплотнением стыков.

Другой минус – внушительная дефармация при нагревании, у труб сделанных из металлопластика это не так ощутимо, но полипропилен имеет большой коэффициент температурного расширения. Такой недостаток может вызвать протечки в системе.

Есть экстравагантное и обычное решение, заключающееся в применении садового шланга, как солнечного коллектора. Общий процесс сборки исчерпывается скручиванием его в спираль и помещением в подходящий ящик.

Замечательная гибкость, отсутствие соединений обещают отсутствие протечек, а длина шланга позволяет подключать его конкретно к приборам сантехники без промежуточных соединений.

Продуктивность подобной системы зависит от длины шланга. При его диаметре в 2,5 см и температуре воздуха не меньше +25С, 1 метр шланга нагревает 3,5 литра воды до +45С.

Получается, что в солнечный день к вечеру 10 метров «выдадут» вам 280 литров горячей воды. Система не прекращает работу при уменьшении температуры до +8С.

Как происходит процесс водонагрева

Лучи солнца проникают на спираль через стекло и греют спираль. Вода которая нагрелась становится источником длинноволнового излучения, которое отражается от стекла. Т.е., лучи солнца оказываются в своеобразной тепловой «ловушке».

1. Для создания этого обогревательного устройства потребуется ящик, куда будет вмещаться спираль из шланга чёрного цвета, применение иных оттенков приводит к потере 5% тепла. Он может быть резиновым или из поливинилхлорида. Диаметр – не меньше 1,9 см, толщина стенок не больше 2,5 мм.
2. Шланг присоединятся к электрическому водонагревателю, который обязан быть выше спирали. Днище ящика следует утеплить вспененным полимером, окрашенным в чёрный цвет.
3. Сам ящик сверху закрывается оконным стеклом (органическое не подходит в виду того, что плохо держит излучение солнца).
4. Между стеклом и ящиком следует установить прокладку из резины.

Получить горячую воду, а еще отопить помещение вам сможет помочь печь с гидроконтуром. Как нельзя лучше подойдет для дач и маленьких домиков за городской чертой.

Перед тем как вы осмелитесь на приобретение водогрея, прочтите отзывы и поизучайте основные плюсы и минусы. Информацию по наливным водогреям для дачи можно отыскать по адресу: http://obogreem.net/otopitel-ny-e-pribory/vodonagrevateli/nalivnoj-vodonagrevatel-dlya-dachi.html.

Нагреватель воды из бутылок ПЭТ

Мысль в том, чтобы в первую очередь создать модули (по 3 бутылки, можно и 4, 5), потом любой из них присоединить к пластиковой трубе, которая подсоединяется с одной стороны к источнику холодной воды, со второй – выдаёт горячую жидкость. Наиболее оптимально применять бутылки ёмкостью в 2-2,5 литра. Объединять их нужно по принципу «горлышко в днище».

• Для этого в дне вырезается отверстие под горлышко диаметром 26 мм. Отверстие должно быть расположено строго по самому центру. Благодаря этому в первую очередь наметьте центр, просверлив дырку сверлом 3-6 мм.
• Чтобы обеспечить герметизацию, резьбу на горловине смажьте герметиком и потом оставьте конструкцию в неподвижном состоянии на 2-3 дня. На дне верхней бутылки сделайте отверстие!
• Модуль из трёх бутылок аналогичным способом (можете выдумать и некой другой) подсоединяются к пластиковой трубе, в один конец которой входит прохладная вода.

Количество модулей может быть и большим. Для получения 200 л горячей воды нужно где нибудь 110 бутылок — это три метров квадратных площади.

• Получившийся блок разложите в ящике, закрытом оконным стеклом. Наклонный угол – от 10-ти до 30-ти градусов.

Получившаяся система намного эффектнее чёрной бочки с водой, установленной на крыше.

Большинство самодельных конструкций по нагреву воды солнцем летом дают экономию 70-80% энергии, растрачиваемой на нагревание. Осенью, весною – до 40%. При этом за год у светила «забирается» до 400 кВт/ч на человека! Есть о чём подумать.

Нагрев воды от солнечных лучей: общая информация о существующих технологиях

Опубликовано kachlife в 13.05.2017

Для тех из нас, кому не далеки забота о внешней среде и желание сэкономить, предлагаю окунуться в тему солнечных водогреев.

Методика существует и применяется уже на протяжении многих лет, довольно часто можно повстречать такие коллекторы на домах в странах Европы и прочих солнечных государствах мира.

Российская Федерация пока сильно отстает по темпам внедрения панелей, что и не удивляет — стоимость оборудования и установки высока, а сроки окупаемости, в условиях нашего климата, могут достигать несколько десятков лет.

Данная статья будет первой в цикле. В первую очередь попытаемся разобраться — что такое солнечные коллекторы и как они работают. Оказывается, есть несколько разных вариантов подобных устройств с той или иной эффективностью и сферой использования.

Воздействие на экологию тоже не очень однозначное, как на первый взгляд выглядит. Если даже не иметь в виду отходы во время изготовления коллекторов, есть и иные, менее явные факторы.

Как отличаются фотоэлектрические панели от коллекторов?

Каждый день на землю падает большое количество излучения солнца значительная часть которого не применяется. Задача коллектора — «впитать» в себя конкретную долю этого излучения и изменить его в подходящую для потребностей человека энергию.

При этом главное отличать: излучение солнца может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую.

• Солнечные коллекторы используются для получения тепла и водонагрева. Они греют воду которая применяется для ГВС и теплоснабжения строения.
• Фотоэлектрические панели (они же фотоэлектрические модули) используются для выработки электрической энергии. Они имеют абсолютно другой рабочий принцип.Виды солнечных коллекторов

Есть также комбинированная методика. Панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и энергию тепла.

Устройство и рабочий принцип

Солнечный нагреватель воды (вакуумный солнечный коллектор СВК) – это преобразователь тепловой солнечной энергии. Солнечный нагреватель воды обеспечивает сбор излучения солнца в любую погоду, не зависимо от внешней температуры.

Показатель поглощения энергии солнечным водогреем составляет 97%. Солнечные водогрееи ставят на крыше строений с ориентацией на юг. Наклонный угол относительно горизонта обязан быть равён градусу широты местности. Для Северо-Запада России это значение равно 60°. При работе системы зимой рекомендуется наклонный угол расширить до 70°.

Через часть сверху коллектора и полотенцесушитель течет незамерзающая жидкость. Эта жидкость забирает тепло из медных наконечников, а при перекачке отдает через полотенцесушитель (теплообменный аппарат) бака-аккумулятора (накопительного водонагревателя) и аналогичным образом нагревает воду в бачке.

Цикл теплопередачи из коллектора к баку-аккумулятору продолжается до той поры, пока продолжается световой день и температура на выходе коллектора выше температуры воды в бачке. Приемник солнечного коллектора сделан из меди с полиуретановой изоляцией, закрыт листом анодированного алюминия.

Теплопередача происходит через медную «гильзу» приемника. Из-за этого «солнечный» контур отделяется от трубок, благодаря этому при повреждении одной или нескольких трубки коллектор продолжает работать. Операция по замене трубок достаточно проста и нет надобности сливать незамерзающую смесь из контура теплообменного аппарата.

Выключение и включение насоса создает контроллер на основании показаний термопреобразователей. Термопреобразователи находятся на выходе водогрея (коллектора), в баке-накопителе (бойлере) и «обратке» отопительные системы. Более того, расширительный бачок предохраняет систему от лишнего давления, возникающего при чрезмерном разогреве носителя тепла.

Аналогичным образом, отдельная система с циркуляцией принудительного типа собой представляет автоматическую систему изменения и теплосбережения, полученного от солнечной энергии, а еще и от остальных источников энергии (к примеру, обычный нагреватель воды, действующий на электричестве, газе или дизтопливе), которые страхуют систему при недостаточном количестве энергии солнца. Вода которая нагрелась используется для систем с горячим водоснабжением и теплоснабжения.

Блок управления предназначается для контроля температуры в водогрее (солнечном коллекторе) и резервуаре-теплообменнике, а еще для выбора, в зависимости от величины данных температур, хорошего рабочего режима системы в течении 24 часов. При этом контроллер изменяет поток носителя тепла через теплообменный аппарат, определяет направление подачи тепла (на систему горячего водообеспечения или на теплоснабжение).

Ночью автоматика системы обеспечивает минимально нужное привлечение добавочной энергии для поддержки установленной температуры в середине помещения.

Система обладает небольшой инерционностью, быстрым выходом на режим функционирования и дает возможность обеспечить:

1. Круглый год — горячее обеспечение водой;
2. Сезонное теплоснабжение с экономией классических источников энергии тепла до 70% (в зависимости от географической широты и условий климата).

Нужно отметить что есть несколько типов коллекторов работающих от солнца. Ключевыми типами являются плоский вид устройства и вакуумная модификация.

В плоском устройстве вода нагревается за счёт падающих лучей солнца проодящих через особое стекло, с нанесённым на него спецраствором черного цвета для теплосбережения.

Данная плоская панель выполняется воздухонепроницаемой, и имеет способность подогревать воду до температуры 200 градусов по шкале Цельсия.

Вакуумный вид коллекторов имеет важное конструктивное отличие от моделей плоского типа устройства. Он имеет вид нескольких трубок из стекла закрепленных на базисной панели. Эти трубки из стекла имееют на поверхности внутри стекла особое покрытие собирающее тепло солнца.

По мимо того в середине такой трубки размещается дополнительная трубка меньшего сечения, причем между внутренней и внешней трубками есть полость из которой откачан воздух. Эта вакуумная прослойка необходима для большей сбережения тепла, и способна увеличить результативность коллектора на 30 процентов, в сравнении с плоскими модификациями. При помощи подобного коллектора вода может нагреться до 300 градусов по шкале Цельсия.

Дополнительным инновационным отличием вакуумного типа солнечного коллектора считается наличие специализированной жидкости внизу трубки, которая вледствие нагрева преобразуется в пар, и, поднимаясь вверх, одинаково нагревает воду.

В регионах с небольшой длительностью светового дня и в условиях минусовой температуры данная рабочая схема даёт существенный выигрыш в количестве энергии тепла. Что касаемо стоимости, то, разумеется, более конструктивно сложный вакуумный коллектор имеет очень большую стоимость, однако при этом его характеристики имеют плюсы.

Неактивные солнечные водогрееи имеют соединенный накопляющий накопительный бачок и коллекторные детали. Накопительные бачки утеплены чтобы исключить теплопотери. Объем бака накопительного берется в расчете двухдневного употребления горячей воды.

Неактивные системы передвигают готовую воду или тепловой носитель через систему без насосов. Неактивные системы имеют преимущество, в том, что отключение электроэнергии или неполадка насоса циркуляционного не будет трудностью. Это выполняет неактивные системы вообще намного надежными, более легкими в обслуживании, и может быть наиболее долговечными, чем оживленные системы.

Важными преимуществами этой системы считаются:

• Невысокая стоимость,
• Легкость установки и обслуживания. (Для ее работы необходимо только, чтобы в бачке была вода. Водоподача может поступать самостоятельно из открытого бачка, находящегося выше самого водогрея).
• Для работы данного вариант установки Не потребуется электрическая энергия. Электрическая энергия может быть необходима лишь в случае установки в бачок добавочного электронагревателя (Трубчатого нагревателя).

Неактивные системы имеют преимущество, в том, что отключение электроэнергии или неполадка насоса циркуляционного не будет трудностью. Это выполняет неактивные системы вообще намного надежными, более легкими в обслуживании, и может быть наиболее долговечными, чем оживленные системы.

Эти нагревательные системы исключительно подойдут в средней зоне для дачного применения во время с марта по октябрь.

Технические характеристики

Для получения самой большой получаемой энергии от солнечных лучей, коллекторы направляют «лицом» на юг или с отклонением до 30 °С от южного направления и уклоном между горизонтом и коллектором 30-55 ° в зависимости от широты.

Ставить солнечные водогрееи можно на крыше, применяя уже ее Наклон, на балконе и на земля. В наборе с солнечным водогреем входит стойка для установки на поверхность в горизонтальном положении.

Использование:

Неактивные солнечные водогрееи как правило применяются для:

1. принятия душа
2. домашние затраты воды (мытье посуды)
3. обогрев парников
4. разогрев воды в бассейнах и т. д.

Схема водоподключения может быть выполняться из всей гидравлической системы с применением водяного клапана понижающего давление почти что до «0» или с водоподачей из добавочного резервуара. (см. схему), находящегося выше не меньше 30 см. от входа в бачок накопитель.

Выбор модели солнечного водогрея прямо связан от повседневного расхода горячей воды. Модели пассивного солнечного нагревателя выделяются объемом бака накопительного от 80 до 200 л и площадью коллектора (кол-во вакуумных трубок от 15 до 24 шт). Если будет необходимость применить вариант более 200 литров, можно объединить солнечные нагреватели постепенно для набора необходимого объема запаса горячей воды.

Важное отличие активных солнечных водогреев от пассивных водогреев — это использование всей системы при магистральном давлении воды до 1 МПа. (10 атм.).

Это преимущество активных солнечных водогреев перед пассивными водогреями позволяет использование их во всех областях, где нужна горячая вода.

Энергичная солнечная система в основном в себя включает коллектор, насос, систему контроля, теплоноситель в жидком виде (антифриз) и расширительный бачок. Оживленные СВ в основном применяются в разделенном виде, т. е. коллектор быть на крыше дома, а аккумулирующая ёмкость и система управления в середине помещения.

Компонент, преобразующий солнечную энергию, собой представляет стеклянную, вакуумную колбу, которая имеет большую степень противоградовой прочности (приблизительно как лобовое автомобильное стекло), за счёт специализированной закалки боросиликатного стекла при температуре 460 градусов. Вовнутрь каждой колбы из стекла, в вакуум, помещена двойная (трубка в трубке) медная тепловая трубка с боковыми отопительными приборами.

Система замкнута в объеме колбы из стекла, длиной до 2 метров и шириной 10 см. По внутренней медной трубке, охлажденный в конденсаторе тепловой носитель (антифриз) поступает вниз и, возвращаясь наверх по внешней трубке, нагревается от боковых отопительных приборов.

Нагрев воды летом доходит до 110 °С. Нагревательная труба функционирует как тепловой проводник высокой проводимости. Благодаря собственным теплофизическим особенностям показатель трансформации тепла в тысячи раз выше лучших твёрдых проводников тепла подобных же размеров.

Это все обеспечивает коллектору работу на протяжении более короткого периода солнечного освещения и маленького объема излучения. Для увеличения отдачи тепла, тем более когда холодно на улице, применяется неизменная циркуляция принудительного типа носителя тепла (антифриз) с применением насоса.

Если сравнивать с другими технологиями данная труба способен обеспечить достижение желаемой температуры в намного ранний период суток, при нормальных условиях горячая вода может быть обеспечена 2 раза в течении дня. По внутренней трубке охлажденный тепловой носитель поступает вниз и, возвращаясь наверх по внешней трубке, нагревается от боковых отопительных приборов.

При этом находится эффект «запирания» трубы, исключающий потери тепла ночью.

Термоизолированный бачок — имеет разную емкость все зависит от модели, самый большой объем 500 литров. Модели наиболее пользующиеся популярностью — это у которой объем 200 и 400 литров. Бачок может держать температуру до 4 суток, с потерей приблизительно 2-3 градуса в день, например если нет солнечного света.

В качестве запасного теплового источника, он оборудуется электрическим Нагревательным элементом трубчатого типа мощностью до 2 кВт или газовым водогреем, для автоматизированного подогрева воды до температуры которая задана.

Такая установка может работать как в отдельности (от солнечной энергии или от эл. энергии), так и в тоже время по формуле солнце + эл. энергия и способна безотказно работать при режиме температур до минус 60 °С.

Открытый контур

Оживленные системы с открытым контуром применяют насосы для движения воды по замкнутому контуру через коллекторы. Оживленные системы с открытым контуром считаются популярными в регионах с позитивными температурами или при сезонном применении. Могут использоваться при температуре воздуха до ?20 °C или ?25 °C.

Закрытый контур

Оживленные системы с закрытым контуром. В данных системах тепловым носителем коллектора считается в большинстве случаев водно-гликолиевый антифриз. Трубные змеевики передают большую температуру от носителя тепла первого контура воде, которая запасена в бачках (теплоаккумуляторах).

Системы с закрытым контуром востребованы в регионах, подвергающихся продолжительно существующим негативными температурам, так как они имеют прекрасную защиту от замораживания.

В связи с большими значениями температуры при застое носителя тепла в периоды самой большой облученности, не все антифризы годятся для применения в солнечных системах.

Панельного типа

Конструкция наиболее типичная. Коллектор покрашен в чёрный цвет, помещён в корпус с тепловой изоляцией и герметично закрыт стеклом, пластиком, прозрачным пластиком и т. п. Результативность не радует. Это можно объяснить тем, что жидкость теряет определенную часть тепла при прохождении коллектор.

Эти потери в большинстве случаев очень ощущаются. Панельные солнечные водогрееи прекрасно подойдут для регионов, где высокая энергия солнечного света.

Тепловой носитель находится в трубке, которая запаяна в вакуумной колбе. Эта колба сделана из кварцевого стекла пропускающего тепло солнца, а еще ультрафиолетовое излучение. Это максимально эффективные конструкции, где теплопотери минимальны.

Если в виде теплоносителя применяется вода, то нагрев происходит до кипения. Если там будет масло, то можно его подогреть до 200-300 градусов. Почти что все вакуумные водогрееи заводские и много стоят.

Пластиковые

Пластиковые солнечные коллекторы делаются из полимерного этилена марки ПЭВП способом заводской штамповки. Эти коллекторы дешевы и удобны. Их можно прямо присоединить к системе горячего водообеспечения.

Не имеют утеплительные покрытия, благодаря этому они не используются в холодный период года. Их нереально установить в регионах с интенсивными ветрами.

Источники: stroyteplo.by, akbinfo.ru, batsol.ru

Экологичность

Позитивные нюансы

Из всех доступных возобновляемых источников энергии собственно энергия солнца и фотоэлектрические панели наносят очень маленький ущерб внешней среде. Электричество, произведенное с помощью фотоэлектрических панелей, не оказывает негативного влияния на массы воздуха. И совсем не загрязняет ни поверхностные, ни грунтовые воды, не истощает натуральные ресурсы и не несет опасности, как для животного мира, так и человеческого здоровья.

Единственный по настоящему небезопасный эффект этого типа энергии связан с получением некоторого количества ядовитых веществ и химикатов, к примеру, кадмия и мышьяка, которые применяются во время изготовления фотоэлектрических панелей. Но, по большому счёту, и эти отрицательные эффекты минимальны по собственному объёму, если есть обдуманная политика в плане их повторного применения и надлежащей утилизации.

Если взглянуть широким полем зрения на проблематику, то опасности для внешней среды от фотоэлектрических панелей минимальны. Приблизительные выбросы в атмосферу в ходе производства составляют 0,02 грамма теллуридла кадмия на ГИГАВАТТ\час электроэнергии, произведенной за весь служебный срок солнечного модуля, и это очень пониженный показатель.

Крупномасштабное применение фотоэлектрических панелей не несет никакого риска для человеческого здоровья и живых существ. А повторная переработка модулей, что уже прослужили собственный служебный срок, практически полностью нивелирует опасение «зеленых» по поводу вредности данного вида производства электроэнергии.

Во время собственной работы солнечные модули не делают загрязнения Природы, и кроме того, поэтапно замещая классические виды топлива (газ, нефть, уголь) они приносят значительные выгоды внешней среде.

Теллурид кадмия в фотоэлектрических панелях в действительности в действительности оказывается намного более дружественен Природе, чем все другие сейчас применяемые виды кадмийных батарей, включая знаменитые никель-кадмиевые.

Отрицательное воздействие

Само производство фотоэлектрических панелей в себя включает применение некоторых ядовитых газов, взрывоопасных летучих веществ, коррозийных жидкостей и подозрительных канцерогенных – вызывающих рак – реагентов.

Магнитуда допустимых отрицательных эффектов на человеческое здоровье и Природу в случае производства фотоэлектрических панелей варьируется в зависимости от применяемых токсических материалов, их насыщенности, интенсивности применения, а еще длительности их влияния на человека в условиях производства.

Утилизация больших объемов отслуживших собственное солнечных модулей на определенной территории приводит к увеличению риска для человеческого здоровья в этой местности. А еще это губительно для здешней флоры и фауны.

Утечка химических реагентов из утилизируемых модулей даёт вероятность заражению здешней почвы и поверхностных вод.

Накопление фотоэлектрических панелей на примере местечка Барстоу, Калифорния, под кодовым обозначением «Солнечная №2», занимает 52,6 гектаров (практически 130 акров) земель и создает около 10 милионов ватт электричества на максимальном выходе при пиковых значениях. Продуктивность может достигать лишь 16%.

Для этих вот установок типа «Солнечная -2», чтобы сделать такое же кол-во энергии, как и обычной 1000 милионов ватт электрические станции на самом обыкновенном топливе, за год понадобится покрывать солнечными модулями 33 000 (!) гектаров земли. Или говоря иначе, 127 квадратных миль площади! А это уже серьезный урон внешней среде.

Результативность и КПД

Солнечный коллектор не может быть успешным на 100 % потому как имеет потери при преобразовании энергии тепла а еще оптические потери.

Потери тепла – это часть энергии солнца, которая была преобразована в солнечном коллекторе в энергию тепла, однако не была применена на нагрев носителя тепла а рассеялась в окружающем воздухе.

Этот вид потерь зависит от разницы температуры в коллекторе и окружающем воздухе и коэффициентов потерь тепла k? (линейный показатель потерь тепла Вт/(м?·К)) и k? (показатель потерь тепла с учетом нелинейности Вт/(м?·К?)).

Потери состоят из трех режимов теплопередачи:

1. потери на проводимость тепла;
2. конвекционные потери;
3. потери на излучение;

Оптические потери – это часть энергии солнца, которая при попадании на солнечный коллектор не была преобразована в энергию тепла. Оптическая результативность солнечного коллектора выражается оптическим показателем полезного действия ?? (безразмерная величина).

Оптический КПД зависит от поглощательной способности абсорбера, светопроницаемости изоляции (стекла), и эффективности поглощающей панели (результативность теплопередачи от абсорбера к тепловому носителю), выражаются в коэффициентах a, t, Fr исходя из этого.

Аналогичным образом ?? = (a·t·Fr). Эти коэффициенты являются справочными и определяются с помощью стандартизированных испытаний на специализированных стендах, и относится к единице площади солнечного коллектора. Значение ?? называют еще КПД коллектора при нулевых тепловых потерях.

Настоящий КПД солнечного коллектора

Общую результативность солнечного коллектора формируют значением КПД коллектора:

• ?- КПД коллектора;
• ??- оптический КПД;
• k? -коэффициент потерь тепла Вт/(м?·К);
• k? -коэффициент потерь тепла Вт/(м?·К?);
• ?Т- температурная разница между коллектором и воздухом К;
• Е – общаяя интенсивность излучения солнца.

Максимальное значение КПД достигается при условиях, что разница температуры ?Т равна нулю. В данном случае коллектор не имеет потерь тепла.Но подобные оптимальные условия на практике не встречаются. Значение ?? считается паспортным значением любого солнечного коллектора и в первую очередь обязан быть указан в документации к солнечному коллектору.

Принципы формирования конструирования солнечных коллекторов направлены на увеличение поглощающей способности и уменьшение потерь тепла. Самый большой оптический КПД имеет открытый коллектор (без прозрачной изоляции) однако имеет и самые большие потери тепла.

Со своей стороны наименьшие потери тепла имеет вакуумный солнечный коллектор, но обладает маленьким оптическим КПД из-за использования 2-ух слоев прозрачной изоляции, формы в виде цилиндра абсорбера и промежуточные передачи тепла.

Правильность использования в РФ

В условиях климата средней полосы России солнечные водогрейные установки могут хорошо применяться разными потребителями в быту на протяжении 6-7 месяцев в году (март/апрель — сентябрь).

Для нагревания 100 л воды солнечная установка обязана иметь 2-3 м2 солнечных коллекторов. Данная водонагревательная установка летом обеспечит повседневный нагрев воды до температуры не меньше 45°С с вероятностью не меньше 70-80%.

Как с энергетической, так и с экономичной точек зрения для создания бытовых солнечных водогреев разумно применить очень простые солнечные коллекторы с одним прозрачным ограждением.

Использование селективных покрытий навряд ли разумно благодаря экономии.

Солнечный коллектор своими руками

Солнечный коллектор для нагрева воды. Сборка. Первые впечатления