Солнеч­ные кол­лекторы

Солнеч­ные кол­лек­торы, в отли­чие от сол­неч­ных бата­рей, не выра­ба­ты­вают элек­три­че­ство, а нагре­вают воду или анти­фриз. Современ­ные модели спо­собны нагре­вать воду до кипе­ния даже при отри­ца­тель­ных тем­пе­ра­ту­рах.

Попытки исполь­зо­ва­ния сол­неч­ной энер­гии для отоп­ле­ния и подо­грева воды известны с давних времен. Одна из дошед­ших до наших дней — плос­кий сол­неч­ный кол­лек­тор швей­царца Ораса Бенедикта де Соссюра конца XVIII века. Уже тогда с его помо­щью можно было при­го­то­вить пищу.

По-сути, нако­пи­тель сол­неч­ной энер­гии можно сде­лать и своими руками из под­руч­ных средств. Например, даже ведро с водой, выстав­лен­ное на солнце, тоже явля­ется сол­неч­ным кол­лек­то­ром. Но для прак­ти­че­ского при­ме­не­ния и высо­кого КПД необ­хо­димы гораздо более совер­шен­ные кон­струк­ции.

Современ­ный сол­неч­ный кол­лек­тор — это слож­ный погло­ти­тель (абсор­бер) сол­неч­ной энер­гии со встро­ен­ным в него тру­бо­про­во­дом для теп­ло­но­си­теля. Абсорбер раз­ме­щен в гер­ме­тич­ном кор­пусе, откры­том солнцу только с одной сто­роны. Тыльная сто­рона закрыта и утеп­лена слоем мине­раль­ной ваты или другим утеп­ли­те­лем. Таким обра­зом кол­лек­тор — это свое­об­раз­ная высо­ко­тех­но­ло­гич­ная мини­а­тюр­ная теп­лица.

Чем больше сол­неч­ной энер­гии пере­да­ётся теп­ло­но­си­телю в кол­лек­торе, тем выше его эффек­тив­ность. Это тре­бует при­ме­не­ния спе­ци­аль­ных мате­ри­а­лов. Один из них — медь, обла­да­ю­щая очень высо­кой теп­ло­про­вод­но­стью. Повышают погло­ще­ние и спе­ци­аль­ные опти­че­ские покры­тия, не излу­ча­ю­щие тепло в инфра­крас­ном диа­па­зоне. Это мно­го­слой­ное селек­тив­ное напы­ле­ние уни­каль­ного сап­фи­ро­вого цвета, улав­ли­ва­ю­щее сол­неч­ное излу­че­ние в очень широ­ком спек­тре — гораздо шире види­мого чело­ве­ком.

В наше время наи­бо­лее рас­про­стра­нены два типа кол­лек­то­ров — плос­кий и труб­ча­тый (ваку­ум­ный). Послед­ний, вобрав в себя все досто­ин­ства плос­ких кон­струк­ций, более удобен в мон­таже и обслу­жи­ва­нии, так как при повре­жде­нии одной из трубок, доста­точно заме­нить только ее. Поскольку вакуум явля­ется иде­аль­ным теп­ло­изо­ля­то­ром, труб­ча­тые кол­лек­торы прак­ти­че­ски неза­ви­симы от окру­жа­ю­щей среды и зна­чи­тельно более чув­стви­тельны к мини­маль­ному сол­неч­ному излу­че­нию. Благодаря этим тех­но­ло­гиям, ваку­ум­ные кол­лек­торы нашли широ­кое при­ме­не­ние в составе круг­ло­го­дич­ной, допол­ни­тель­ной энер­го­си­стемы для отоп­ле­ния и подо­грева воды.

Термоси­фон­ные гелио­си­стемы

Термоси­фон­ные системы явля­ются бюд­жет­ной ком­би­на­цией сол­неч­ных кол­лек­то­ров и нако­пи­тель­ных водо­на­гре­ва­те­лей. Два этих устрой­ства объ­еди­ня­ются в одну ком­пакт­ную кон­струк­цию, кото­рая обес­пе­чи­вает доста­точно высо­кую эффек­тив­ность при мини­маль­ных затра­тах. Термоси­фон­ные системы иде­ально под­хо­дят для летних дач, отелей, кафе и стро­и­тель­ных пло­ща­док.

Основу системы состав­ляет сол­неч­ный колек­тор, кото­рый обес­пе­чи­вает прием сол­неч­ной энер­гии и нагрев теп­ло­но­си­теля. Нагретый теп­ло­но­сить есте­ствен­ным обра­зом под­ни­ма­ется вверх в нако­пи­тель­ный бак, где отдает тепло воде и воз­вра­ща­ется обратно в кол­лек­тор. Этот про­цесс повто­ря­ется непре­рывно.

Такая есте­ствен­ная кон­век­ция каждую секунду про­ис­хо­дит вокруг нас: Солнце нагре­вает поверх­ность Земли, морей и оке­а­нов, обра­зуя ветры и тече­ния. Происхо­дит кру­го­во­рот воды в при­роде.

Термоси­фон­ные системы, явля­ясь мини­а­тюр­ными моде­лями при­род­ной энер­ге­ти­че­ской уста­новки, спо­собны функ­ци­о­ни­ро­вать авто­номно многие годы. Они не нуж­да­ется в спе­ци­аль­ном цир­ку­ля­ци­он­ном обо­ру­до­ва­ниии, что, при про­стоте устрой­ства и мон­тажа, обес­пе­чи­вает прак­тич­ность и высо­кую рен­та­бель­ность.

Благодаря своей ком­пакт­но­сти, тер­мо­си­фон­ная система может цели­ком мон­ти­ро­ваться на крыше и состо­ять как из отдель­ного модуля, так и из несколь­ких. Для допол­ни­тель­ного нагрева воды при нехватке сол­неч­ной энер­гии, бой­леры могут быть обо­ру­до­ваны встро­ен­ным элек­три­че­ским подо­гре­ва­телем.