|
|
|
Солнечный коллектор Logasol
Солнечные коллекторы
Солнечные коллекторы превращают
солнечную энергию в тепло. Они являются составной частью термической солнечной
установки, применяемой для нагрева хозяйственно-питьевой воды и отопления.
Строение солнечного коллектора.
 Коллектор поглощает солнечное излучение и превращает его благодаря
поглотителю (например, темный листовой металл) в тепло. Тепло поглощается
жидкостью-теплоносителем (солнечной жидкостью), которая течет по медным трубам
в поглотитель. Затем тепло по теплообменнику передается хозяйственно-питьевой
воде.
Виды солнечных коллекторов.
Двумя самыми
распространенными видами солнечных коллекторов являются плоский коллектор и
коллектор, состоящий из вакуумных труб. Плоский коллектор состоит из плоского
слоя поглотителя, стеклянного покрытия, рамы и изоляционного материала.В
коллекторе, состоящем из вакуумных труб, поглотитель располагается в вакуумной
стеклянной трубке, что сокращает потерю тепла. Коллекторы, состоящие из
вакуумных труб, более мощные, но и стоят дороже, чем плоские коллекторы.
Коллекторы, состоящие из вакуумных труб, особенно хорошо подходят, если место
для установки небольшое.
Жидкость – теплоноситель.
Жидкости,
которые применяются для теплопереноса, называются жидкостью –
теплоносителем. Они являются основной составной частью солнечных тепловых
установок.В солнечных тепловых установках в качестве жидкости-теплоносителя
используется морозоустойчивая смесь воды и гликоля, которая протекает по
коллектору и отдает полученное солнечное тепло по теплообменнику
хозяйственно-питьевой воде. Используемая в солнечных тепловых установках
жидкость должна быть, с одной стороны, морозоустойчивой зимой, чтобы не
нанести вред обледенением коллектору или трубопроводу, а, с другой стороны, она
не должна испаряться при высокой температуре. Кроме того, следует обратить
внимание на то, что эта жидкость биологически расщепляема.Согласно DIN 4757 T1
жидкость помимо этого не должна быть токсичной, едкой или раздражающей. Между
тем, в большинстве случаев применяется смесь из 60% воды и 40% гликоля. Она
является морозоустойчивой до температуры -23 градуса и ее температура кипения
составляет150градусов.
Теплообменник.
Теплообменник
перемещает тепло из одной среды в другую.Теплообменники используются в
солнечных тепловых установках для того, чтобы перемещать тепло из солнечной
установки в содержащуюся в аккумуляторе хозяйственно-питьевую воду и
поддерживать ее температуру.Внутренние теплообменники располагаются
непосредственно в солнечном аккумуляторе, внешние теплообменники, напротив,
расположены не в аккумуляторе, а встроены в систему управления.
Внутренние теплообменники делятся на состоящие из гладких
труб, которые обычно поставляются уже вмонтированными в систему, и
из ребристых труб, которые устанавливаются непосредственно у
потребителя.Внешние теплообменники используются чаще всего в больших
установках. У них есть преимущество: от одного теплообменника можно зарядить
несколько аккумуляторов, их пропускная мощность выше и они почти не покрываются
известью. Но они дороже, чем внутренние теплообменники, и требуют
дополнительного насоса.
Плоский коллектор.
 Одним из самых распространенных видов солнечного коллектора является
плоский коллектор. Его производство стоит недорого, но в сравнении с
коллекторами, состоящими из вакуумных труб, плоские коллекторы
теряют больше тепла.Плоские коллекторы состоят из плоскостного поглотителя,
прозрачного не дающего бликов стеклянного покрытия, теплоизоляции с
оборотной стороны и рамы (чаще всего из алюминия или листовой
стали).Поглотитель чаще всего представляет собой покрытый темной краской
стальной лист (например, медь, алюминий), который соединен с теплопроводящими
трубами. Слой поглотителя «собирает» солнечные лучи и превращает их в тепло,
которое потом передается жидкой среде (жидкости-теплоносителю, чаще всего смесь
воды и гликоля). А она уже передает тепло в солнечный аккумулятор.Стеклянное
покрытие коллектора защищает его поглотитель от влияния окружающей среды и
должно минимизировать потерю тепла (парниковый эффект). Подавление бликов
защищает от отражения солнечных лучей и увеличивает, таким образом, получение
тепла коллектором. Теплоизоляция (чаще всего изоляционный материал из
минерального волокна) минимизирует потерю тепла боковыми и задней стенкой
коллектора.
Монтаж в крышу.
 При монтаже в крышу солнечной установки солнечный коллектор или солнечный
модуль встраивается в крышу. Этот вид монтажа больше всего подходит для
наклонных крыш.Тем временем некоторые фирмы предлагают коллекторы и модули,
которые механически и оптически монтируются в крыши. «Солнечная» черепица
соответствует последнему слову техники, она покрывает всю площадь крыши
коллекторами и модулями.Монтаж в крышу с оптической точки зрения является самым
привлекательным вариантом. Минусом является плохое проветривание задней стенки
солнечных модулей, что может привести к плохой производительности модуля (Чем
выше КПД модуля, тем он холоднее).При установке солнечной системы на здание с
наклонной крышей установка модулей на крыше обойдется дешевле, чем их монтаж в
крышу, так как в этом случае кровля нарушается только в нескольких местах и это
не нарушает герметичность крыши.
Солнечный накопитель.
Солнечный
накопитель хранит подогретую солнечной системой воду для дальнейшего
использования. Он является основной составной частью солнечной нагревательной
установки.В верхней части накопителя находится самая теплая вода, а в нижней
- самая холодная. Расслоение обеспечивается природным принципом: теплая
вода легче, поэтому она поднимается наверх. В этой системе теплая вода берется
из верхней части, а в нижнюю добавляется холодная вода.Хорошие солнечные
накопители отличаются низкой потерей тепла, хорошим температурным расслоением и
коррозионной стойкостью.Солнечный накопитель может подключаться как к солнечному
коллектору, так еще и к системе дополнительного подогрева (например, к газовому
бойлеру), что позволяет в случае необходимости подогреть воду. Поэтому
традиционные накопители хозяйственно-питьевой воды нельзя использовать как
солнечные накопители.
Установка солнечной системы.
 Оптимально расположить солнечную установку так, чтобы коллектор или модуль
находились на южной стороне. Но даже при отклонении от оптимального
расположения производительность установки падает минимально. Отклонения на
юго-запад / юго-восток не более чем на 50 градусов не влекут за собой потерю
производительности. При отклонении на юго-запад /юго-восток потери
производительности составляют лишь 5%. А расположение установки на восток или
запад сокращает производительность лишь на 20% в сравнении с оптимальным
расположением. В обоих случаях потерю производительности можно сократить
приподняв коллектор или модуль.Угол наклона, под которым солнечная система
устанавливается на крышу или фасад, играет важную роль для потери производительности.
Угол наклона для установок, производящих тепло, должен составлять 45 градусов,
для установок, производящих электричество, - 30 градусов.
Азимутальный угол.
 Азимутальный угол позволяет расположить солнечный коллектор или солнечный
модуль строго на юг.Наряду с азимутальным углом важную роль играет угол наклона
и сезонное положение солнца. Угол наклона указывает, на сколько градусов от
горизонтальной поверхности должен быть отклонен солнечный коллектор или
солнечный модуль.
Монтаж на плоской крыше.
 Солнечные коллекторы и солнечные модули располагаются на плоской крыше под
углом. При установке солнечных коллекторов и солнечных модулей следует обратить
внимание на некоторые моменты.Чтобы произвести установку на плоскую крышу
сначала надо выяснить, допускает ли статика крыши монтаж, то есть, способна ли
площадь крыши, сама крыша и стены нести дополнительную нагрузку.Это не само
собой разумеется, так как плоская крыша должна выдерживать собственный
вес, а также ветровую и снеговую нагрузку. Специалист должен проверить не
только нагрузочную способность крыши, но и дополнительную нагрузку от ветра и
снега на солнечный коллектор или модуль. Кроме того, площадь крыши должна
быть достаточно большой и не должна быть сильно разделена (каминными трубами,
надстройками на крыше и тому подобным), чтобы необходимая для коллектора или
модуля площадь была по возможности большой и элементы установки не были бы
затемнены. Так как работы по ремонту крыши после установки солнечной
системы требуют больших затрат труда, и в зависимости от обстоятельств,
демонтажа установки, то следует уплотнить крышу во время монтажных работ, чтобы
во время эксплуатации солнечного коллектора или модуля (срок их
эксплуатации 20 лет и больше) свести ремонтные работы к минимуму. Исключением
являются коллектор, состоящий из вакуумных труб. Обычно модули располагаются
под углом так, чтобы получить максимальную производительность. Но их можно
располагать на крыше и горизонтально. Поглотитель в них можно повернуть так,
чтобы он находился под оптимальным углом к солнцу.
Затемнение.
 Затемнение играет особо важную роль для солнечных установок, так как самый
слабый элемент солнечной батареи определяет общую производительность всего
модуля. В тепловых солнечных установках влияние частичного затемнения
коллектора является менее существенным, однако, все же сокращает его
производительность. Существуют различные виды затемнения солнечных
установок. Временное затемнение из-за зелени, снега, экскрементов
птиц, пыли и тому подобное, обычно устраняются благодаря
самоочистке коллектора или модуля (смываются дождевой водой). Чем больше наклон
установки, тем лучше работает самоочистка. Проблематичным является
затемнение, вызванное местоположением, особенно тенью от дымовых труб, соседних
зданий, деревьев или антенн. При монтаже следует обратить внимание на то, чтобы
на установку не падала тень. Сама по себе маленькая тень может повлечь
серьезные потери производительности, так как самый слабый элемент солнечной
батареи задает силу тока. Если он затемнен, то общая производительность
установки заметно падает. Так тень от антенны может снизить производительность
системы на 10-50%. При оптимальном расположении модуля можно сократить потери
производительности, вызванные затемнением. Поэтому прежде, чем
монтировать установку, имеет смысл провести исследование зон затемнения. Так же
следует обратить внимание на то, что модули должны располагаться на расстоянии,
чтобы не мешать работе друг друга.
|
