Dowiedz się wszystkiego o działaniu słonecznego ogrzewania termicznego, odmianach i cechach typów systemów

Brazylia jest krajem uprzywilejowanym pod względem udaru cieplnego, ponieważ znajduje się w strefie tropikalnej i równikowej i ma około ośmiu godzin bezpośredniego światła słonecznego dziennie (na podstawie średniej rocznej). Z tego powodu jest to doskonały rynek dla słonecznych systemów fotowoltaicznych i słonecznego ogrzewania wody za pomocą promieniowania słonecznego (słoneczna energia cieplna).

W przeciwieństwie do słonecznej energii fotowoltaicznej, której zasadą działania jest zamiana energii słonecznej na energię elektryczną, słoneczna energia cieplna jest technologią, która umożliwia zamianę energii słonecznej na energię cieplną, a tym samym zapewnia ogrzewanie wody w systemach. mieszkalne, budowlane i komercyjne.

Przetwarzanie promieniowania elektromagnetycznego ze słońca na energię cieplną odbywa się za pomocą kolektorów (lub paneli) słonecznych.

Istnieje kilka typów kolektorów o różnej wydajności w konwersji energii. Do każdego celu istnieje bardziej odpowiedni typ kolektora, co widać na poniższym obrazku:

Zdjęcie: aquakent

Zatem, jak widać na obrazie, systemy solarne są wszechstronne i mogą być wykorzystywane do dostarczania ciepłej wody do różnych funkcji, takich jak ogrzewanie basenu, wspomaganie centralnego ogrzewania, woda do kąpieli i sektorach przemysłowych. W ten sposób przyczynia się do maksymalnych oszczędności energii podczas podgrzewania wody.

Jak to działa?

Powierzchnia paneli ma lamele wykonane z miedzi lub aluminium, zwykle pomalowane na ciemny kolor dla większej absorpcji promieniowania słonecznego. W ten sposób te płetwy wychwytują to promieniowanie, a następnie zamieniają je w ciepło. Ciepło jest następnie pochłaniane przez płyn znajdujący się wewnątrz paneli, który następnie jest transportowany poprzez pompowanie izolowanymi rurkami, aż dotrze do zbiornika ciepłej wody (zbiornika termicznego lub kotła).

Zbiornik ciepłej wody składa się z materiału izolacyjnego, który zapobiega wychłodzeniu wody, umożliwiając dostarczanie ciepłej wody nawet w okresach bez słońca, np. W nocy.

Zdjęcie: Soletrol (dostosowany)

Istnieje również pomocniczy system grzewczy (elektryczny lub gazowy), który zapewnia ciepłą wodę nawet wtedy, gdy promieniowanie słoneczne nie wystarcza do jej całkowitego ogrzania.

składniki

Ogólnie rzecz biorąc, system słonecznej energii cieplnej składa się z następujących elementów:

Panel słoneczny

Może to być jeden lub więcej paneli, które mają za zadanie przekształcanie padającego promieniowania słonecznego w energię cieplną.

Akumulator słoneczny (zbiornik termiczny)

Zbiornik, który utrzymuje ciepłą wodę do czasu, gdy będzie potrzebna do użycia. Wielkość zbiornika musi odpowiadać potrzebom miejsca zamieszkania.

Układ hydrauliczny

Rurociągi, pompy obiegowe i zawory.

Grupa obiegowa

Jest częścią obwodu hydraulicznego i pełni funkcję cyrkulacji cieczy termicznej przez rury łączące panel słoneczny ze zbiornikiem akumulacyjnym.

Centrum Kontroli

Elementy sterujące i regulacyjne zapewniające prawidłowe działanie systemu.

Wsparcie energetyczne

Uzupełniające systemy grzewcze, które uruchamiają się tylko wtedy, gdy promieniowanie paneli nie było wystarczające do pełnego podgrzania wody.

Kolekcjonerzy

Jak można było zobaczyć na obrazie dotyczącym możliwości zastosowania kolektorów, istnieje więcej niż jeden typ kolektorów, a te odmiany mają różne wydajności, w zależności od celu ich zastosowania. Zobaczmy więc główne różnice między otwartymi kolektorami płaskimi, zamkniętymi kolektorami płaskimi i kolektorami próżniowymi:

Zamknięte i otwarte kolektory płaskie

Głównymi elementami zamkniętego kolektora płaskiego są:

• Obudowa zewnętrzna: zwykle wykonana z aluminium. Pełni funkcję wspomagania innych komponentów.
• Izolacja termiczna: jej funkcją jest zminimalizowanie strat ciepła do otoczenia, zwykle wykonana jest z wełny szklanej lub skalnej lub pianki poliuretanowej.
• Flet: rury połączone ze sobą, które pozwalają wodzie wpływać do kolektora, zwykle wykonane z miedzi.
• Płetwy: odpowiedzialne za pochłanianie i przekazywanie energii słonecznej do wody. Wykonane są z aluminium lub miedzi i są pomalowane na matowo czarny kolor w celu zwiększenia absorpcji promieniowania.
• Pokrycie: zwykle szkło, poliwęglan lub akryl, które umożliwiają przenikanie promieniowania słonecznego, minimalizując straty ciepła.

Główną różnicą pomiędzy kolektorem płaskim zamkniętym i otwartym jest to, że kolektor otwarty nie posiada zewnętrznej skrzynki, pokrywy i izolacji termicznej, przez co jest mniej efektywny w podgrzewaniu wody do wyższych temperatur.

Zdjęcie: Sfera energii słonecznej / Dasol

Rurowe kolektory próżniowe

Rurowe kolektory próżniowe składają się z następujących głównych elementów:

• Rury: są to zwykle dwie koncentryczne rurki szklane, przez które przepływa woda. Pomiędzy częścią wewnętrzną a zewnętrzną znajduje się warstwa próżniowa, odpowiedzialna za minimalizację strat ciepła.
• Głowa: rurki są wkładane do głowy, gdzie przepływa woda. Może być wykonany ze stali, aluminium lub miedzi i pokryty pewnym materiałem termoizolacyjnym.
• Struktura: to ona utrzymuje rury we właściwej pozycji, aby przechwytywać energię słoneczną i przymocowane do głowy.

Obraz: Sfera energii słonecznej

Krążenie

Istnieją również dwie odmiany systemów solarnych, które różnią się sposobem krążenia wody w systemie: system z cyrkulacją termosyfonową i system z wymuszonym obiegiem.

Cyrkulacja termosyfonowa

Ten typ systemu wykorzystuje fizykę do promowania swobodnej cyrkulacji wody, to znaczy wykorzystuje termodynamikę i siłę grawitacji, co powoduje, że gorąca woda w naturalny sposób podnosi się do zbiornika, a zimna woda opada do panel słoneczny.

Dzięki temu systemy z cyrkulacją termosyfonową nie wymagają stosowania pomp elektrycznych, a zatem są tańsze i prostsze w montażu. W niektórych przypadkach może być mniej skuteczny niż wymuszona cyrkulacja, oprócz wymagania, aby zbiornik był koniecznie umieszczony nad panelami.

Wymuszony obieg

Systemy wymuszonej cyrkulacji zazwyczaj mają zbiornik na wodę oddzielony od paneli, dzięki czemu można go umieścić na poziomie podłogi i można go zainstalować w dowolnym pomieszczeniu w domu, podczas gdy panele są zwykle instalowane na dachach. W przeciwieństwie do termosyfonowych systemów cyrkulacyjnych, systemy wymuszonego obiegu wymagają pomp wodnych sterowanych elektronicznie.

Instalacja

W przypadku instalacji słonecznych systemów energii cieplnej należy wziąć pod uwagę kilka punktów:

• Miejsce instalacji musi być bezpieczne, to znaczy komponenty muszą być zainstalowane w miejscu, do którego ludzie i zwierzęta nie mają łatwego dostępu, zwykle na dachach (dachach);
• Zaleca się unikać montażu paneli w miejscach z całkowitym i / lub częściowym zacienieniem;
• Płyty należy instalować jak najbliżej miejsca użytkowania.

źródło obrazu: Soletrol

Czas zwrotu inwestycji w słoneczną energię cieplną jest różny, zwykle występuje w odstępach od 18 do 36 miesięcy. Okres użytkowania podgrzewacza słonecznego szacuje się na około 240 miesięcy, co czyni system bardzo korzystnym i ekonomicznym.

Ponieważ zużywa mało lub często nie wymaga użycia energii elektrycznej do podgrzania wody, system jest ekonomiczny, a także przyjazny dla środowiska, ponieważ nie generuje odpadów poza płytami i nie powoduje szkód w środowisku. Obiecuje również w Brazylii i na świecie, ponieważ powoduje minimalny wpływ na środowisko i zmniejsza ślad węglowy konsumentów, którzy będą minimalizować swoje emisje, wybierając sposób uzyskiwania ciepłej wody poprzez zmniejszenie zużycia energii elektrycznej.

Wideo przygotowane przez Soletrol pokazuje zasadę działania słonecznej energii cieplnej i kolektorów słonecznych.

Aby dowiedzieć się, jak zainstalować system fotowoltaiczny, zapoznaj się z naszym przewodnikiem instalacji - ale zawiera on tylko wskazówki dotyczące instalacji systemu fotowoltaicznego opartego na energii, a nie termicznego, wyjaśnionego w tym artykule.

---