Supraskite viską apie saulės šiluminio šildymo veikimą, sistemos tipų variantus ir ypatybes

Pagal šilumos smūgį Brazilija yra privilegijuota šalis, nes ji yra atogrąžų ir pusiaujo zonoje, joje per dieną tenka apie aštuonias valandas tiesioginių saulės spindulių (remiantis metiniu vidurkiu). Dėl šios priežasties tai puiki saulės fotoelektros sistemos ir saulės vandens šildymo naudojant saulės spinduliuotę (saulės šiluminę energiją) rinka.

Skirtingai nuo saulės fotovoltinės energijos, kurios veikimo principas yra saulės energijos pavertimas elektros energija, saulės šiluminė energija yra technologija, leidžianti saulės energiją paversti šilumine energija, o tai suteikia vandens šildymą sistemose gyvenamasis, statybinis ir komercinis.

Saulės elektromagnetinės spinduliuotės pavertimą šilumine energija vykdo saulės kolektoriai (arba plokštės).

Yra keli kolektorių tipai, kurių energijos keitimo efektyvumas yra skirtingas. Kiekvienam tikslui yra tinkamesnis kolekcininkų tipas, kaip parodyta šiame paveikslėlyje:

Vaizdas: aquakent

Taigi, kaip matote iš paveikslėlio, saulės šiluminės sistemos yra universalios ir gali būti naudojamos karštam vandeniui tiekti įvairioms funkcijoms atlikti, pavyzdžiui, baseino šildymui, centrinio šildymo palaikymui, vonios vandens ir pramonės sektoriams. Tokiu būdu prisidedama prie maksimalaus energijos taupymo šildant vandenį.

Kaip tai veikia?

Plokščių paviršiuje yra vario arba aliuminio pelekai, dažniausiai dažomi tamsiomis spalvomis, kad būtų geriau absorbuojama saulės spinduliuotė. Taigi šie pelekai užfiksuoja šią spinduliuotę ir paskui paverčia šiluma. Tada skydų viduje esantis skystis sugeria šilumą, kuris pumpuojamas per izoliuotus vamzdžius, kol jis pasiekia karšto vandens rezervuarą (terminį rezervuarą ar katilą).

Karšto vandens rezervuaras susideda iš izoliacinės medžiagos, kuri neleidžia vandeniui atvėsti, todėl karštas vanduo gali būti tiekiamas net ir be saulės spindulių, pavyzdžiui, naktį.

Vaizdas: „Soletrol“ (pritaikytas)

Taip pat yra pagalbinė šildymo sistema (kuri gali būti elektrinė arba dujinė), užtikrinanti, kad karšto vandens yra net tada, kai saulės spinduliuotės nepakanka, kad jis visiškai sušiltų.

Komponentai

Apskritai saulės šiluminės energijos sistemą sudaro šie elementai:

Saulės baterija

Tai gali būti viena ar kelios plokštės, kurių paskirtis yra pakeisti saulės spinduliavimą į šiluminę energiją.

Saulės akumuliatorius (terminis rezervuaras)

Cisterna, kurioje telpa karštas vanduo, kol jo prireiks naudoti. Talpyklos dydis turi atitikti gyvenamosios vietos poreikius.

Hidraulinė grandinė

Vamzdynų, cirkuliaciniai siurbliai ir vožtuvai.

Tiražo grupė

Tai yra hidraulinės grandinės dalis ir atlieka šilumos skysčio cirkuliacijos funkciją vamzdeliais, jungiančiais saulės kolektorių su akumuliatoriaus baku.

Valdymo centras

Valdymo ir reguliavimo elementai, užtikrinantys tinkamą sistemos veikimą.

Parama energijai

Papildomos šildymo sistemos, kurios įsijungia tik tais atvejais, kai radiacijos ant plokščių nepakako visiškai sušildyti vandenį.

Kolekcionieriai

Kaip paveikslėlyje buvo galima pamatyti apie kolektorių pritaikomumą, yra daugiau nei vienas kolektorių tipas, o šie variantai turi skirtingą efektyvumą, priklausomai nuo jų naudojimo tikslo. Pažiūrėkime tada pagrindinius atvirų plokščių kolektorių, uždarų plokščių kolektorių ir vakuuminių vamzdžių kolektorių skirtumus:

Uždari ir atviri plokšti kolektoriai

Pagrindiniai uždaro plokščio kolektoriaus komponentai yra:

• Išorinis korpusas: paprastai pagamintas iš aliuminio. Jis palaiko kitus komponentus.
• Šilumos izoliacija: jos funkcija yra sumažinti šilumos nuostolius aplinkai, paprastai gaminamus iš stiklo vatos arba akmens, arba poliuretano putplasčio.
• Fleita: vamzdžiai, sujungti vienas su kitu, leidžiantys vandeniui tekėti į kolektorių, paprastai pagaminti iš vario.
• Pelekai: atsakingi už saulės energijos absorbciją ir perdavimą vandenyje. Jie yra pagaminti iš aliuminio arba vario ir dažomi matiniu juodu, kad padidėtų radiacijos absorbcija.
• Apimtis: paprastai stiklas, polikarbonatas arba akrilas, leidžiantis praeiti saulės spinduliuotę, sumažinant šilumos nuostolius.

Pagrindinis skirtumas tarp uždaro ir atviro plokščio kolektoriaus yra tas, kad atviras kolektorius neturi išorinės dėžės, dangčio ir šilumos izoliacijos, yra mažiau efektyvus šildant vandenį iki aukštesnės temperatūros.

Paveikslėlis: Saulės energijos sfera / Dasol

Vamzdiniai vakuuminiai kolektoriai

Vamzdiniai vakuuminiai kolektoriai turi šiuos pagrindinius komponentus:

• Vamzdžiai: paprastai tai yra du koncentriniai stiklo vamzdeliai, pro kuriuos teka vanduo. Tarp vidinio ir išorinio yra vakuumo sluoksnis, atsakingas už šilumos nuostolių sumažinimą.
• Galva: vamzdeliai įkišti į galvą, kur vanduo praeina. Jis gali būti pagamintas iš plieno, aliuminio arba vario ir padengtas tam tikra šilumą izoliuojančia medžiaga.
• Struktūra: tai yra tai, kas palaiko vamzdžius tinkamoje padėtyje, kad užfiksuotų saulės energiją, ir pritvirtinti prie galvos.

Paveikslėlis: Saulės energijos sfera

Tiražas

Taip pat yra dvi saulės šiluminių sistemų variacijos, kurios skiriasi dėl vandens cirkuliacijos sistemoje: sistema su termosifono cirkuliacija ir priverstinės cirkuliacijos sistema.

Termosifono cirkuliacija

Šio tipo sistemose fizika naudojama skatinti vandens cirkuliaciją nemokamai, tai yra, naudojama termodinamika ir gravitacijos jėga, dėl kurių karštas vanduo natūraliai pakyla iki rezervuaro, o šaltas - į žemyn saulės kolektorius.

Taigi sistemoms su termosifono cirkuliacija nereikia naudoti elektrinių siurblių, todėl jas taupiau ir paprasčiau montuoti. Kai kuriais atvejais jis gali būti ne toks efektyvus kaip priverstinė cirkuliacija, be to, reikalaujantis, kad rezervuaras būtinai būtų išdėstytas virš plokščių.

Priverstinė apyvarta

Priverstinės cirkuliacijos sistemose vandens rezervuaras paprastai yra atskirai nuo plokščių, todėl baką galima pastatyti grindų lygyje ir galima montuoti bet kurioje namo patalpoje, o plokštės paprastai montuojamos ant stogų. Skirtingai nei termosifoninės cirkuliacijos sistemos, priverstinės cirkuliacijos sistemoms reikia vandens siurblių, kurie yra valdomi elektroniniu būdu.

Montavimas

Įrengiant saulės šiluminės energijos sistemas reikia atsižvelgti į kai kuriuos dalykus:

• Montavimo vieta turi būti saugi, tai yra, komponentai turi būti montuojami vietoje, kur žmonėms ir gyvūnams nėra lengva prieiti, paprastai montuojami ant stogų (ant stogo);
• Patartina vengti plokščių montavimo vietose su visišku ir (arba) daliniu atspalviu;
• Plokštės turi būti montuojamos kuo arčiau vartojimo vietos.

vaizdo šaltinis: „Soletrol“

Investicijų į saulės šiluminę energiją atsipirkimo laikas paprastai skiriasi, paprastai tai vyksta nuo 18 iki 36 mėnesių. Apskaičiuota, kad saulės šildytuvo tarnavimo laikas yra apie 240 mėnesių, todėl sistema yra labai naudinga ir ekonomiška.

Kadangi vandens sunaudojama nedaug arba dažnai nereikia naudoti elektros energijos, sistema yra ekonomiška, be to, yra ekologiška, nes nesudaro atliekų už plokščių ir nedaro žalos aplinkai. Tai taip pat perspektyvu Brazilijoje ir pasaulyje, nes tai daro minimalų poveikį aplinkai ir sumažina anglies pėdsaką vartotojams, kurie sumažins savo išmetamų teršalų kiekį, pasirinkdami būdą gauti karštą vandenį mažindami elektros suvartojimą.

„ Soletrol“ parengtame vaizdo įraše demonstruojamas saulės šiluminės energijos ir saulės kolektorių veikimo principas.

Norėdami sužinoti, kaip įdiegti saulės fotovoltinę sistemą, žr. Mūsų diegimo vadovą, tačiau jame nurodoma, kaip įdiegti energinę fotoelektros sistemą, o ne šiluminę, kaip paaiškinta šiame straipsnyje.

---