Солнечные гелиоколлекторы

Принцип действия солнечных коллекторов

Тепло солнечных  лучей  
 
Солнечные лучи падают на солнечный коллектор, смонтированный на крыше. Жаркие прямые солнечные лучи, весь день нагревающие коллектор, могут нагреть его до температуры в 200С. В нём они и нагревают циркулирующий тепловой носитель, который течёт в бак - аккумулятор энергии. В этом баке тепло передаётся питьевой воде и в отдельных случаях жидкости теплового контура. Все компоненты проверены временем и изготовляются серийным способом. Оборудование в любое время можно легко подключить к имеющейся системе центрального подогрева воды, независимо от того, дом построен заново или модернизирован. Дополнительный тепловой котёл компенсирует разницу между вырабатываемым коллекторным теплом и потребностями потребителя.  
 
Нагрев горячей воды и дополнительное отопление  
 
В летний сезон система солнечной энергии может обеспечить Вашу полную потребность в подогреве горячей воды. Поскольку часто в такое время система отопления не нужна, возрастает срок службы котла. Для обеспечения горячей водой хозяйства из 4 человек, при использовании солнечной энергии, Вам достаточно иметь два солнечные коллектора и одну ёмкость объёмом 300 л. При использовании оборудования для дополнительного обогрева помещений можно повысить вырабатываемую энергию вдвойне. Например, такому же по величине хозяйству необходимо иметь четыре коллектора и одну ёмкость объёмом в 600 л.  
 
Различные варианты применения  
 
Наряду с классическими жилыми домами солнечные системы тепловой энергии можно установить на всех объектах, где используется тепловая энергия. Ряд примеров: 
 
• гостиницы 
• административные здания 
• предприятия сельского хозяйства 
• больницы и общежития 
• школы и детские сады 
• лагеря 
• басейны 
 
Проектирование систем по индивидуальным заказам позволяет оптимально использовать потенциал объекта.

Солнце не выставит Вам счёт за тепло

Использование солнечных  коллекторов дает возможность уменьшения затрат на нагрев горячей воды на 60%, затрат на отопление - на 30% в год! Установка  солнечной системы может быть запланирована еще при постройке  дома, а может быть осуществлена в существующую систему теплоснабжения. Вместо традиционного бойлера устанавливается  солнечный бойлер, на крышу вашего дома устанавливается модульный солнечный коллектор. Таким образом, можно оптимизировать горячее водоснабжение вашего дома или обогревать ваш бассейн с помощью бесплатной солнечной энергии. Кроме того, система отопления на солнечных коллекторах идеально соответствует системе водяных теплых полов и обогрев плавательных бассейнов, вследствие низкой температуры теплоносителя и экономично расходует утилизированную тепловую энергию. Особенную эффективность утилизации энергии окружающей среды имеют комбинированные системы, использующие и солнечные коллекторы, и тепловые насосы одновременно. 
 
Преимущества солнечных установок:

• Существенное уменьшение затрат на обогрев дома и горячую воду;
• Уменьшение эксплуатационных затрат;
• Увеличение срока службы вспомогательной отопительной системы;
• Возможность интегрирования в существующую систему теплоснабжения.

Солнечные водонагревательные системы идеальны как для частных  коттеджей, так и для многоэтажных домов, гостиниц, офисов, автономных коммерческих магазинов, АЗС, производств и т.п. 
 
Солнечные водонагреватели позволяют решить целый ряд вопросов:

• автономное горячее водоснабжение;
• подогрев воды в бассейнах;
• частичное или полное отопление (солнечное отопление);
• обогрев теплиц;
• использование горячей воды в технологических целях;

Производство установок  для использования альтернативной энергии солнца за последние 4 года увеличилось в мире в несколько  раз. На сегодняшний день вводится в эксплуатацию более 3 млн. гелиосистем в год, и эта статистика получена не только за счет стран с теплым климатом. Свою эффективность солнечные коллекторы доказали даже в климатических условиях Аляски. 
 
Высокие темпы освоения этого вида энергии стали возможны благодаря такому фактору последних лет как повышение цен на энергоносители. Система солнечных коллекторов подходит для всех типов климата и единственная рекомендованная для районов с низкими температурами (до -50°С) и низкими значениями солнечной радиации. В связи с использованием контроллеров, автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает комфортную заданную температуру. Т.к. теплоаккумулятор обычно устанавливается внутри помещения, то это дает дополнительное сохранение тепла в районах с очень холодным климатом. При отсутствии достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе.  
 
Производительность системы зависит от параметров солнечного излучения в конкретном регионе Украины. Интенсивность солнечной радиации для Киевского региона позволяет достигнуть высоких показателей продуктивности солнечных коллекторов.  
 
Технико-экономические расчеты для Киева по действующим гелиосистема показывают, что при существующих ценах на органическое топливо, увеличивающихся последние пять лет, срок окупаемости гелиоустановок, с учетом эксплуатационных затрат, составляет от 2,5 до 5 лет, при сроке службы гелиоустановок 25-30 лет. Дальнейшее использование системы дает возможность получать всю вырабатываемую солнечной установкой энергию бесплатно! 
 
При этом гелиоустановки являются экологически чистым источником энергии, к которому можно, в отличии от традиционных котельных, применить термин – срок окупаемости затрат. Дальнейший рост цен на энергоносители в Украине будет способствовать использованию новых альтернативных источников энергии.

Типы солнечных  коллекторов.

Плоские 
 
Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Поглощающий элемент называется абсорбером; он связан с теплопроводящей системой. Прозрачный элемент (стекло) обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов. 
 
При отсутствии разбора тепла (застое) плоские коллекторы способны нагреть воду до 190—200 °C. 
 
Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность. Повысить её можно, применяя специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре. Стандартным решением повышения эффективности коллектора стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности. 
 
Вакуумные 
 
Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения разбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума. 
 
Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки солнечным светом, жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору. Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности. 
 
Солнечные коллекторы-концентраторы 
 
Повышение эксплуатационных температур до 120—250 °C возможно путём введения в солнечные коллекторы концентраторов с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающими элементами. Для получения более высоких эксплуатационных температур требуются устройства слежения за солнцем. 
 
Применение 
 
Солнечные коллекторы применяются для отапливания промышленных и бытовых помещений, для горячего водоснабжения производственных процессов и бытовых нужд. Наибольшее количество производственных процессов, в которых используется тёплая и горячая вода (30—90 °C), проходят в пищевой и текстильной промышленности, которые таким образом имеют самый высокий потенциал для использования солнечных коллекторов. В Европе в 2000 г. общая площадь солнечных коллекторов составляла 14,89 млн мІ, а во всём мире — 71,341 млн мІ. Солнечные коллекторы — концентраторы могут производить электроэнергию с помощью фотоэлектрических элементов или двигателя Стирлинга.

Достоинства вакуумных  солнечных коллекторов

С помощью солнечного тепла Вы оптимально сможете решить вопросы:

• круглогодичного и сезонного горячего водоснабжения, как для частного дома, так и для гостиницы или ресторана;
• поддержки полного или дежурного отопления для помещений любой площади;
• подогрева воды в закрытых или открытых бассейнах;
• нагрева воды для нужд промышленных и сельскохозяйственных организаций.

Передовые достижения современной  техники – гарантия эффективной  работы 
 
Вакуумный солнечный коллектор – система, применяющаяся для преобразования энергии солнца в любое время года. При его производстве используются современные материалы, созданные на основе вакуумных и нанотехнологий. Удобство в эксплуатации, большая долговечность и эффективность предлагаемых водонагревательных систем гарантирована. 
 
Преимущества использования вакуумного солнечного коллектора:

• Гелиосистема имеет высокую работоспособность даже в осенне-зимний сезон. 
  При производстве вакуумного солнечного коллектора используется наилучший теплоизолятор – вакуум. Общие потери тепла в коллекторе минимальны, т.к. в вакууме не происходит потерь на теплопроводность и конвекцию. Поэтому КПД вакуумного коллектора сохраняется стабильно высоким даже при неблагоприятных погодных условиях – температуре воздуха до -50°С и рассеянном солнечном свете, и его производительность на 40% выше, чем у других видов коллекторов.

• Каждый солнечный луч используется в гелиосистеме оптимальным образом 
  Абсорбер, являющийся важной деталью конструкции вакуумного солнечного коллектора, имеет форму цилиндра, что позволяет максимально эффективно использовать для преобразования каждый солнечный луч – от восхода и до заката. Благодаря цилиндрической форме абсорбера вакуумный коллектор в три раза эффективнее способен улавливать рассеянную энергию солнца по сравнению с коллекторами, имеющими плоскую форму, и может произвести на 40% тепловой энергии больше, чем другие системы с аналогичной площадью абсорбера.

• Вакуумные солнечные коллекторы отличаются повышенной надежностью 
  Вакуумный солнечный коллектор будет радовать Вас своим теплом долгие годы. Залог его высокой долговечности и надежности – использование в конструкции высококачественных современных материалов. Так, все детали, находящиеся в непосредственном контакте с теплоносителем, изготовлены из меди высокого качества, а трубки коллектора выполняются из особого ударопрочного стекла, которому не страшен даже град. Вакуумные коллекторы хорошо зарекомендовали себя в регионах с суровым климатом, где нередки шквальные ветра и даже ураганы, т.к. эти приборы имеют небольшую парусность. Замена вакуумных трубок в случае их повреждения не вызывает особого затруднения, т.к. не требует полной остановки и слива всей системы.

• После оледенения, покрытия снегом или инеем система быстро вновь готова к работе. 
  По сравнению с другими видами коллекторов, вакуумный коллектор быстрее возвращается в рабочее состояние, избавляясь от снега, льда или инея и снова готов дарить Вам свое тепло. Это объясняется тем, что стеклянное покрытие коллектора имеет очень небольшую толщину, благодаря чему тепловая инерция прибора сводится к минимуму.

• Вакуумный солнечный коллектор способен обеззараживать воду 
  В нагреваемой коллектором воде под действие высоких температур и вакуума размножение различных бактерии становится невозможным.

 
Помимо перечисленных  преимуществ, вакуумный солнечный  коллектор позволит Вам:

• отапливать здание и обеспечивать потребителей горячей водой в случае перебоев в электро- и газоснабжении, т.к. система является автономным источником тепловой энергии.
• продлить срок эксплуатации уже имеющегося бойлера или газового котла от 2 раз, т.к. дает возможность до 97% уменьшить его нагрузку;
• сберечь природу, защитить Ваше здоровье и здоровье Ваших близких, уменьшив загрязнение окружающей среды.

Вакуумные солнечные коллекторы отличаются простотой монтажа и удобством эксплуатации, поэтому уже успешно используются на юге Украины и в Крыму. Число желающих сэкономить на расходах на обычные виды энергоресурсов за счет перехода на использование солнечной энергии постоянно растет. 
 
Гелиосистемы с успехом применяются в частных домах, школах, детских садах, санаторно-курортных и оздоровительных учреждениях, АЗС, магазинах, на производственных комплексах железнодорожного транспорта и портов.

Перспективы развития солнечной энергетики.

Для Украины наибольшие перспективы  имеет развитие солнечной энергетики. Это, в первую очередь, гелиосистемы с плоскими солнечными коллекторами для обеспечения автономного  теплоснабжения (горячего водоснабжения  и отопления) жилых и производственных объектов (частных домов, небольших  гостиниц, пансионатов, мини-производств, сельскохозяйственных ферм, предприятий  перерабатывающей отрасли, хлебопекарен и т. д.).  
 
Гелиосистема привлекателена как по цене, так и благодаря высокой экономичности. Благодаря высокоселективному титановому покрытию использование солнечной энергии стало еще более эффективным. Такие устойчивые к коррозии и воздействию непогоды материалы как легированная сталь, аллюминий, медь и специальное четырехмиллиметровое стекло обеспечивают сохранение максимального коэфициента использования в течение длительного времени.