You are currently viewing Как работают солнечные системы
Факты о солнечной энергии

Как работают солнечные системы

Как работают солнечные системы

Как работают солнечные системы

Большинство солнечных систем горячего водоснабжения используют солнечные коллекторы или панели для поглощения энергии солнца. Вода нагревается солнцем, проходя через коллекторы. Затем он поступает в изолированный резервуар для хранения для последующего использования. В пассивных системах вода течет благодаря термосифонному эффекту между коллекторами и резервуаром. В неактивных системах вода перекачивается между коллекторами и резервуаром. Накопительный бак обычно оснащен электрическим, газовым или твердотопливным усилителем, который нагревает воду при недостаточном солнечном свете. Некоторые солнечные водонагреватели также имеют защиту от замерзания, чтобы предотвратить повреждение в местах, подверженных замерзанию.

Солнечные коллекторы.

1. Солнечные коллекторы улавливают и используют солнечное тепло для повышения температуры воды.

2. Существует два основных типа солнечных коллекторов: плоские пластинчатые и вакуумные трубчатые коллекторы.

Плоские солнечные коллекторы – наиболее распространенный тип. Они состоят из:

1. Герметичная коробка с прозрачной крышкой.

2. Металлическая поглощающая пластина темного цвета, содержащая водопроводные трубы. Изоляция для уменьшения теплопотерь с задней и боковых сторон пластины поглотителя.

3. Одним из небольших недостатков плоских коллекторов является то, что они работают с максимальной эффективностью только тогда, когда солнечные лучи падают перпендикулярно плоской пластине. Они также испытывают некоторую потерю тепла в холодную погоду.

4. Вакуумные трубчатые солнечные коллекторы – этот вид коллектора состоит из: серия прозрачных наружных стеклянных трубок, которые пропускают световые лучи с минимальным отражением.

5. Каждая трубка содержит внутреннюю водопроводную трубу, покрытую слоем, который поглощает солнечные лучи, выделяя тепло.

6. Вода проходит через эту внутреннюю трубку и нагревается.

7. Между внешней трубой и водопроводной трубой существует вакуум , который действует как изоляция, уменьшая потери тепла.

8. Вакуумные трубчатые системы более эффективны, чем плоские, особенно в прохладные месяцы и в пасмурные дни. Частично это связано с вакуумной изоляцией (которая сводит к минимуму потери тепла), а частично с тем фактом, что изогнутая поверхность труб позволяет солнечным лучам падать перпендикулярно воде большую часть дня.

9. Вакуумные трубчатые системы весят намного меньше, чем плоские, но стоят значительно дороже. Отдельные трубки могут быть заменены в случае повреждения, что потенциально снижает затраты на длительное техническое обслуживание.

10. В более теплом климате, например в Дарвине, дополнительные расходы на вакуумные трубки обычно не оправданы, поскольку плоский солнечный коллектор обеспечит большую часть энергии, необходимой для нагрева воды.

11. Должным образом обслуживаемые солнечные тепловые коллекторы должны продлить срок службы накопительного бака. Когда резервуар нуждается в замене, существующие коллекторы могут быть подключены к новому резервуару.

 

Как работают солнечные системы

Защита от замерзания.

1. Защита солнечных коллекторов от замерзания необходима в районах, подверженных замерзанию. Во время мороза вода может замерзнуть в солнечном коллектор и повредить его, если не будут приняты превентивные меры.

2. Распространенные виды защиты от замерзания включают:

3. выпускные клапаны (механические сливные клапаны). Эти клапаны могут быть проблематичными, так как они часто заклиниваются и сливают воду из бака или выходят из строя, что приводит к серьезным повреждениям.

4. электронагревательные элементы, которые уязвимы в случае отключения питания.

5. Замкнутые системы, которые отделяют теплоноситель от воды. Системы замкнутого контура обычно являются лучшим вариантом в районах, подверженных замерзанию, поскольку они гарантируют, что вода не протекает через солнечные коллекторы и, следовательно, не может замерзнуть в коллекторах.

Разомкнутая цепь против замкнутой цепи.

1. В системе с открытым контуром вода поступает непосредственно через солнечные коллекторы в накопительный бак, а затем по трубам в ваш дом.

2.  В замкнутой системе жидкость, отличная от воды, протекает через коллекторы, улавливает тепло от солнца и передает это тепло воде в накопительном баке через теплообменник.

3. Системы замкнутого контура чаще всего используются для защиты от замерзания. Жидкость с более низкой температурой замерзания, чем вода, используется для предотвращения образования льда в солнечных коллекторах.

Пассивные и активные системы.

1. В пассивных системах (или термосифонных системах) резервуар размещается над солнечными коллекторами таким образом, чтобы холодная вода опускалась в коллекторы, где она нагревается солнцем, и поднималась в резервуар. 

2. Пассивные системы бывают двух типов: подача с закрытым соединением и самотеком.

3. В замкнутой системе горизонтальный накопительный бак монтируется непосредственно над коллектором на крыше. Нагретая вода подается под давлением из сети. Это устройство является наиболее экономичным в установке, но эффективность снижается в прохладном и холодном климате из-за потери тепла из резервуара.

4. В этих климатических условиях желательна дополнительная изоляция резервуаров. В качестве альтернативы резервуары можно отсоединить и переместить внутрь помещения на крыше, хотя это увеличивает стоимость.

5. В системе самотековой подачи резервуар для хранения устанавливается в полости крыши. Эти системы дешевле всего приобрести, но бытовая сантехника должна быть пригодна для самотековой подачи, включая трубы большего диаметра между водонагревателем и кранами. 

Активные (или перекачиваемые) системы

1. В неактивных системах (также известных как насосные системы или сплит-системы) солнечные панели устанавливаются на крыше, а накопительный бак расположен на земле или в другом удобном месте, которое не обязательно должно находиться над солнечными коллекторами.

2. Вода (или другая жидкость) прокачивается через солнечные коллекторы с помощью небольшого электрического насоса.Активные системы обычно дороже в приобретении и требуют большего обслуживания, чем пассивные системы.

3. Активные системы потребляют больше энергии, чем пассивные системы, поскольку для перекачки жидкости по системе требуется дополнительная энергия.

4. Кроме того, существуют дополнительные потери тепла в трубах между резервуаром и солнечными коллекторами. Активные системы часто используются для преобразования солнечной энергии, когда солнечные коллекторы добавляются к существующей системе горячего водоснабжения. 

Как работают солнечные системы

Резервуары для хранения.

1. Резервуары изготавливаются из нержавеющей стали, меди или мягкой стали, покрытой стекловидной эмалью.

2. Резервуары с медной облицовкой подходят только для систем низкого давления. Другие резервуары подходят для работы под давлением в сети.

3. Резервуары со стекловидной эмалью оснащены “жертвенным анодом”, который необходимо заменять каждые несколько лет для защиты от коррозии. Другие резервуары не требуют такой защиты. Наружные резервуары для хранения могут пострадать от замерзания и значительных потерь тепла в прохладном климате.

Бустерные системы.

1. Солнечные водонагреватели могут быть газовыми, электрическими и твердотопливными.

2. Электрические ускорители используют электрический элемент внутри накопительного бака для нагрева воды. Газовые ускорители используют горелку на природном газе для нагрева воды либо в накопительном баке, либо, чаще всего, в качестве отдельного устройства после накопительного бака.

3. Встроенные газовые ускорители становятся все более распространенными, поскольку они гарантируют подачу горячей воды нужной температуры при максимальном использовании солнечной энергии.

4. Твердотопливные ускорители нагревают воду через теплообменник, широко известный как система ‘мокрой обратной связи’.

5. Системы, работающие на газе и твердом топливе, производят меньше выбросов парниковых газов. Ускорители могут управляться вручную или автоматически с помощью термостата, который включается, когда температура в баке падает ниже желаемого уровня.

6. Если бустеры не спроектированы и не эксплуатируются надлежащим образом, они могут свести на нет цель использования солнечного водонагревателя за счет уменьшения вклада солнечной энергии.

7. В хорошо спроектированных солнечных водонагревателях, использующих электрический усилитель внутри бака, нагревательный элемент усилителя будет расположен таким образом, чтобы максимально увеличить вклад солнечной энергии.

8. Горячая вода поступает в бак снизу, поэтому элемент должен находиться высоко в баке, чтобы избежать помех поступающей горячей воде. Однако, если температура в резервуаре слишком высока, он не сможет нагреть достаточное количество воды в пасмурные дни.

Как работают солнечные системы

Добавить комментарий