Sončno ogrevanje vode: razumejte razlike in značilnosti tipov sistemov

Razumeti vse o tem, kako deluje sončno toplotno ogrevanje, različicah in značilnostih tipov sistemov

Plošče za sončno ogrevanje vode

Brazilija je privilegirana država glede toplotnega udara, saj se nahaja v tropskem in ekvatorialnem pasu in ima približno osem ur neposredne sončne svetlobe na dan (na podlagi letnega povprečja). Iz tega razloga je odličen trg za sončni fotovoltaični sistem in za sončno ogrevanje vode s pomočjo sončnega sevanja (sončna toplotna energija).

Za razliko od sončne fotonapetostne energije, katere načelo delovanja je pretvorba sončne energije v električno energijo, je sončna toplotna energija tehnologija, ki omogoča pretvorbo sončne energije v toplotno energijo in od tega zagotavlja ogrevanje vode v sistemih stanovanjske, gradbene in poslovne.

Pretvorbo elektromagnetnega sevanja sonca v toplotno energijo izvajajo sončni kolektorji (ali paneli).

Obstaja več vrst kolektorjev z različno učinkovitostjo pri pretvorbi energije. Za vsak namen obstaja ustreznejša vrsta zbiralnika, kot je razvidno iz naslednje slike:

najprimernejši zbiralec,

Slika: vodnjak

Kot je razvidno iz slike, so solarni toplotni sistemi vsestranski in se lahko uporabljajo za oskrbo s toplo vodo za različne funkcije, kot so ogrevanje bazenov, podpora za centralno ogrevanje, voda za kopel in industrijski sektor. Na ta način prispeva k največjim prihrankom energije pri ogrevanju vode.

Kako deluje?

Površina plošč ima rebra iz bakra ali aluminija, običajno pobarvana v temno barvo za večjo absorpcijo sončnega sevanja. Tako te plavuti to sevanje zajamejo in nato spremenijo v toploto. Nato toploto absorbira tekočina znotraj plošč, ki se nato s črpanjem skozi izolirane cevi transportira, dokler ne pride do rezervoarja za toplo vodo (termo rezervoar ali kotel).

Rezervoar za toplo vodo je sestavljen iz izolacijskega materiala, ki preprečuje, da bi se voda ohladila, kar omogoča dovajanje tople vode tudi v obdobjih brez sonca, na primer ponoči.

Kako deluje sončno ogrevanje vode

Slika: Soletrol (prilagojeno)

Obstaja tudi pomožni ogrevalni sistem (ki je lahko električni ali plinski), ki deluje tako, da zagotavlja toplo vodo tudi takrat, ko sončno sevanje ne zadostuje za popolno ogrevanje.

Komponente

Na splošno je sistem sončne toplotne energije sestavljen iz naslednjih elementov:

Sončna celica

Lahko so ena ali več plošč, ki imajo funkcijo pretvorbe padajočega sončnega sevanja v toplotno energijo.

Sončni akumulator (toplotni rezervoar)

Rezervoar, v katerem je vroča voda, dokler ni potrebna za uporabo. Velikost rezervoarja mora biti v skladu s potrebami stanovanja.

Hidravlični krog

Cevovodi, obtočne črpalke in ventili.

Obtočna skupina

Je del hidravličnega kroga in ima funkcijo kroženja toplotne tekočine skozi cevi, ki povezujejo sončno ploščo z rezervoarjem akumulatorja.

Nadzorni center

Nadzorni in regulacijski elementi, ki zagotavljajo pravilno delovanje sistema.

Energetska podpora

Komplementarni ogrevalni sistemi, ki se aktivirajo samo takrat, ko sevanje na ploščah ni zadoščalo za popolno ogrevanje vode.

Zbiratelji

Kot je bilo na sliki mogoče videti o uporabnosti kolektorjev, obstaja več kot en tip kolektorja in te različice imajo različno učinkovitost, odvisno od namena njihove uporabe. Poglejmo torej glavne razlike med odprtimi ravnimi kolektorji, zaprtimi ravnimi kolektorji in kolektorji vakuumskih cevi:

Zaprti in odprti ravni kolektorji

Glavni sestavni deli zaprtega ravnega kolektorja so:

  • Zunanje ohišje: običajno iz aluminija. Ima funkcijo podpore ostalim komponentam.
  • Toplotna izolacija: njena naloga je zmanjšati toplotne izgube v okolje, običajno je izdelana iz steklene volne ali kamnine ali poliuretanske pene.
  • Flavta: med seboj povezane cevi, ki omogočajo pretok vode v zbiralnik, običajno iz bakra.
  • Plavuti: odgovorne za absorpcijo in prenos sončne energije v vodo. Izdelane so iz aluminija ali bakra in so barvane v mat črno barvo, da povečajo absorpcijo sevanja.
  • Pokritost: običajno steklo, polikarbonat ali akril, ki omogoča prehod sončnega sevanja, kar zmanjšuje izgubo toplote.

Glavna razlika med zaprtim in odprtim ravnim kolektorjem je, da odprti kolektor nima zunanje škatle, pokrova in toplotne izolacije, saj je manj učinkovit pri ogrevanju vode na višje temperature.

Zaprti in odprti ravni kolektorji

Slika: Krogla sončne energije / Dasol

Cevni vakuumski kolektorji

Cevni vakuumski kolektorji imajo naslednje glavne sestavne dele:

  • Cevi: to sta navadno dve koncentrični stekleni cevi, skozi katero teče voda. Med notranjo in zunanjo je vakuumska plast, ki je odgovorna za zmanjšanje toplotnih izgub.
  • Glava: cevi se vstavijo v glavo, kamor prehaja voda. Lahko je iz jekla, aluminija ali bakra in prevlečen z nekaterimi toplotno izolacijskimi materiali.
  • Struktura: to je tisto, kar ohranja cevi v pravem položaju za zajemanje sončne energije in pritrjene na glavo.
Cevni vakuumski kolektorji

Slika: Krogla sončne energije

Obtok

Obstajata tudi dve različici solarnih sistemov, ki se razlikujeta po načinu kroženja vode znotraj sistema: sistem s termosifonsko cirkulacijo in sistem s prisilnim kroženjem.

Termosifonska cirkulacija

Ta vrsta sistema uporablja fiziko za brezplačno spodbujanje kroženja vode, torej uporablja termodinamiko in silo gravitacije, zaradi česar se vroča voda naravno dvigne v rezervoar, hladna voda pa spusti do sončne celice.

Tako sistemi s termosifonsko cirkulacijo ne zahtevajo uporabe električnih črpalk, zato so cenejši in enostavnejši za namestitev. V nekaterih primerih je lahko manj učinkovit od prisilnega kroženja, poleg tega pa zahteva, da je rezervoar nujno nameščen nad ploščami.

Prisilna cirkulacija

Sistemi prisilne cirkulacije imajo običajno rezervoar za vodo ločeno od plošč, kar omogoča postavitev rezervoarja na nivo tal in ga je mogoče namestiti v kateri koli prostor v hiši, medtem ko so plošče običajno nameščene na strehah. V nasprotju s termosifonskimi cirkulacijskimi sistemi potrebujejo sistemi s prisilnim kroženjem vodne črpalke z elektronskim nadzorom.

Namestitev

Pri namestitvi sistemov sončne toplotne energije je treba upoštevati nekaj točk:

  • Mesto namestitve mora biti varno, to pomeni, da morajo biti sestavni deli nameščeni na mestu, do katerega ljudje in živali nimajo enostavnega dostopa, saj so običajno nameščeni na strehah (streha);
  • Priporočljivo je, da se izognete nameščanju plošč na mestih s popolnim in / ali delnim senčenjem;
  • Plošče morajo biti nameščene čim bližje kraju porabe.
namestitev sistemov sončne toplotne energije

vir slike: Soletrol

Čas povrnitve naložbe v sončno toplotno energijo se ponavadi spreminja, običajno se zgodi v intervalu od 18 do 36 mesecev. Življenjska doba sončnega grelnika je približno 240 mesecev, zaradi česar je sistem zelo ugoden in ekonomičen.

Ker za ogrevanje vode uporablja malo ali pogosto ne zahteva uporabe električne energije, je sistem varčen, poleg tega pa je okolju prijazen, saj ne ustvarja odpadkov zunaj plošč in ne povzroča škode v okolju. Obeta se tudi v Braziliji in po svetu, saj povzroča minimalne vplive na okolje in zmanjšuje ogljični odtis potrošnikov, ki bodo zmanjšali svoje emisije, ko se bodo odločili za način pridobivanja tople vode z zmanjšanjem porabe električne energije.

Video, ki ga je pripravil Soletrol, prikazuje princip delovanja sončne toplotne energije in sončnih kolektorjev.

Če želite izvedeti, kako namestiti sončni fotovoltaični sistem, obiščite naš vodnik za namestitev, vendar vas vodi le o tem, kako namestiti energijski fotonapetostni sistem in ne toplotnega, je razloženo v tem članku.


Original text