Солнечные коллекторы

Солнечные коллекторы – оборудование, предназначенное для преобразование солнечной энергии в тепловую. В отличие от солнечных батарей, производящих непосредственно электричество, солнечный коллектор производит нагрев материала-теплоносителя.

Солнечные коллекторы существуют двух видов - плоские и вакуумные.

Плоские солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение (абсорбер), прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Поглощающий элемент называется абсорбером и связан с теплопроводящей системой. Он покрывается чёрным цветом либо спецраствором, для повышения эффективности. Прозрачный элемент обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов, либо особого рифлёного поликарбоната. Задняя часть панели покрыта теплоизоляционным материалом (например, полиизоцианурит). Трубки, по которым распространяется вода, изготавливаются из сшитого полиэтилена (PEX) либо меди. Сама панель является воздухонепроницаемой, для чего отверстия в ней заделываются силиконовым герметиком.


Вакуумные солнечные коллекторы

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. Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре


Для каждого из указанных видов солнечных коллекторов имеются свои преимущества и недостатки.

 Вакуумные солнечные коллекторы  Плоские солнечные коллекторы  
 Преимущества Преимущества  
 Низкие теплопотери  Способность очищаться от снега и инея
 Работоспособность в холодное время года (до -30ºС)  Высокая производительность летом
 Способность генерировать высокие температуры  Отличное соотношение цена/производительность для южных широт
 Длительный период работы в течении суток  Возможность установки под любым углом
 Удобство монтажа  Меньшая начальная стоимость
 Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт
 Недостатки  Недостатки
 Неспособность к самоочистке от снега  Высокие теплопотери
 Относительно высокая стоимость  Низкая работоспособность в холодное время года
 Рабочий угол наклона не менее 20°  Сложность монтажа (коллектор неразъемный)

На сегодняшний день солнечная энергетика еще недостаточно развита. Однако географическое положение южных регионов Украины является довольно выгодным для ее развития.



В Украине солнечные коллекторы широко применяются для приготовления горячей воды или подогрева воды в бассейнах.

Бытует мнение, что солнечные коллекторы производят тепловую энергию только в летний период. На самом деле это не так. Действительно производительность данных систем зависит от интенсивности солнечного излучения. Поэтому в наших широтах основная выработка тепловой энергии солнечными коллекторами происходит в летние месяцы. Зимой  их производительность снижается до 40-50% от номинального значения, но выработка тепловой энергии все еще продолжается.

За счет очень незначительных эксплуатационных затрат (электроэнергия на циркуляционный насос) на выработку тепловой энергии системы, как правило, окупаются за несколько лет.