• Головна
  • Статті і новини
  • Сонячні колектори: типи, особливості. Наскільки вони ефективні в умовах українського клімату?

Сонячні колектори: типи, особливості. Наскільки вони ефективні в умовах українського клімату?

Автор запису
24 лют 2016
10 хв читання
0 коментарів
0 / 5

У статті "Використання енергії Сонця актуально для України?" розглядалися можливості використання сонячної енергії в Україні, а також які фактори необхідно враховувати при розрахунку системи альтернативної енергетики з їх використанням.

Системи альтернативної енергетики

Як вже відомо, головним складовим елементом кожної сонячної системи є сонячний колектор. Які ж типи сонячних колекторів бувають? Які їх відмінні особливості та відмінності? Як характеристики сонячного колектора певного типу впливають на його застосування для тієї чи іншої мети?

Сонячний колектор повинен бути високоякісним виробом з терміном експлуатації до 20 років. Сьогодні найбільшого визнання й поширення набули колектори двох типів:

  1. Плоскі колектори.
  2. Вакуумовані трубчасті колектори.

Плоскі колектори

Плоский колектор – це колектор у формі панелі. Пластина поглинача розміщена в середині панелі і виконана в більшості випадків з міді або алюмінію як металів, що добре проводять і передають тепло. На поглинач нанесено спеціальне покриття з низьким коефіцієнтом випромінювання в зоні теплової інсуляції, що забезпечує максимальне перетворення сонячного випромінювання в теплову енергію і її мінімальні втрати в навколишнє середовище.

Плоский колектор
Плоский колектор

Зверху поглинач (абсорбер) захищений спеціальним геліосклом з низьким вмістом заліза, що забезпечує більшу пропускну здатність скла, незначне відображення світла і захист від зовнішніх впливів протягом усього періоду експлуатації. По контуру для захисту абсорбера від механічних пошкоджень і запобіганню втрат теплоти розміщений корпус з алюмінію або нержавіючої листової сталі з теплоізоляцією. Під абсорбером і трубками з теплоносієм також розміщений шар теплоізоляції.

У плоскому колекторі тепло передається теплоносію, який циркулює через сонячний колектор – воді або антифризу.

Плоскі колектори можуть монтуватися на плоских і скатних дахах, фасадах будівель і, навіть, просто в довільному місці, тобто у всіх положеннях від горизонтального до вертикального.

Плоскі колектори виготовляються у вигляді стандартних панелей площею 2 – 2,5 м². Необхідна потужність колектора забезпечується підключенням необхідного числа панелей в одне колекторне поле або ж кілька полів, об'єднаних в єдину сонячну систему.

Це найпоширеніший на сьогодні вид сонячного колектора. Використовується в побутових системах підігріву води, а також опалювальних системах.

Плоский колектор | Вакуумований трубчастий колектор
Плоский колектор | Вакуумований трубчастий колектор

Плоскі колектори трохи дешевші вакуумованих трубчастих, але їх коефіцієнт корисної дії при низьких температурах навколишнього середовища також нижчий, ніж у вакуумованих трубчастих. Якщо при температурах літнього періоду вони нічим не поступаються вакуумованим трубчастим, то в найхолодніші зими вони можуть поступатися по ефективності у два рази.

Вакуумовані трубчасті колектори

Вакуумований трубчастий колектор – колектор, який складається з окремих трубок, кожну з яких можна розглядати як невеликий вакуумний сонячний колектор. Трубки об'єднані у верхній частині і формують одну панель.

Вакуумований трубчастий колектор
Вакуумований трубчастий колектор

Конструктивно вакуумированный трубчастий колектор схожий на термос: трубка меншого діаметру вставлена в трубку більшого діаметру, а з простору між ними створений вакуум.

Трубка більшого діаметра виконує захисну функцію і виконана із спеціального скла, як у плоских колекторів. У неї вбудована мідна або алюмінієва пластина поглинача, який забезпечує максимальний рівень поглинання сонячної енергії і незначне теплове випромінювання. Під абсорбером розміщена трубка поглинача, в якій циркулює теплоносій, який відбирає теплоту.

Оскільки між трубками знаходиться вакуум, який є сам по собі відмінним теплоізолятором, тепловтрати вакуумованих трубчастих колекторів в 2 – 2,5 рази менше, ніж у плоских колекторів. Порівняно з плоскими колекторами в експлуатації вони мають значну перевагу при низьких температурах зовнішнього повітря: їх коефіцієнт корисної дії виявляється значно вище. Для вакуумованих трубчатих колекторів дуже важливим є збереження вакууму протягом усього періоду експлуатації.

Вакуумовані трубчасті колектори конструктивно бувають двох підвидів:

  • прямоточні
  • з тепловою трубою

Прямоточні вакуумні колектори

Прямоточний вакуумний колектор

У прямоточних вакуумованих трубчастих колекторах трубка поглинача – це коаксіальний теплообмінник (типу «труба в трубі»). Теплоносій (вода, антифриз) з колектора рухається по внутрішній трубі до кінця труби, а потім потрапляє в міжтрубний простір і, відбираючи теплоту від поглинача, повертається назад в колектор. Колектор в даному випадку – дві труби, одна з яких організовує подачу, а інша – зворотній шлях тепла, до яких підключаються трубки колектора.

Перевагою даного типу сонячних колекторів є безпосередня передача тепла воді (що скорочує тепловтрати), а також можливість монтувати колектор в будь-якому положенні від горизонтального до вертикального з розташуванням трубок вздовж чи впоперек, оскільки теплоносій циркулює безпосередньо в трубці поглинача.

Вакуумні трубчасті колектори з тепловою трубою

Перевагами вакуумованих трубчастих колекторів з тепловою трубою є:

  • збереження високої ефективності до температури -30°С (для колектора зі скляною тепловою трубкою) і, навіть, до -45°С (для колектора з металевої тепловою трубкою) в сонячну погоду,
  • можливість заміни окремих трубок у випадку поломки,
  • можливість повертати трубки навколо своєї осі для вибору найоптимальнішого кута по відношенню до сонця і забезпечення.

Так, використання сонячної енергії з максимальною ефективністю стало можливим завдяки «сухому» з'єднанню теплової трубки з основним контуром теплоносія.

У таблиці нижче представлені технічні характеристики вакуумних трубок для колектора різної довжини компанії NARVA в стандартному виконанні. Один колектор може складатися з 5, 10, 20 або 30 трубок.

Технічні характеристики вакуумних трубок для колектора різної довжини компанії NARVA в стандартному виконанні

Покриття абсорбера: одностороннє (Standard)Вакуумна трубка NARVA з тепловою трубою
Номінальна довжина, мм800 | 1500 | 1750 | 2000
Довжина трубки, мм800 | 1510 | 1785 | 2010
Діаметр скляної трубки, мм56
Довжина сполучної трубки, мм30,5
Поверхня апертури скляної трубки, м20,0386 | 0,0750 | 0,090 | 0,1010
Номінальна потужність трубки, Вт, при опроміненні 1000 Вт/м228 | 67 | 76
Накопичене тепло за 1000 кВт∙год/рік∙м2 і різниці температур 40 До, кВт∙год/рік25 | 50 | 60 | 68
Накопичене тепло за 1000 кВт∙год/рік∙м2 і різниці температур 100 До, кВт∙год/рік21 | 42 | 50 | 57
Лінійний коефіцієнт теплопередачі, кВт/м2∙К1,12
Квадратний коефіцієнт теплопередачі, кВт/м2∙К20,004
ККД0,75
Покриття абсорбера: одностороннє (Standard)
  • Номінальна довжина, мм
  • Довжина трубки, мм
  • Діаметр скляної трубки, мм
  • Довжина сполучної трубки, мм
  • Поверхня апертури скляної трубки, м2
  • Номінальна потужність трубки, Вт, при опроміненні 1000 Вт/м2
  • Накопичене тепло за 1000 кВт∙год/рік∙м2 і різниці температур 40 До, кВт∙год/рік
  • Накопичене тепло за 1000 кВт∙год/рік∙м2 і різниці температур 100 До, кВт∙год/рік
  • Лінійний коефіцієнт теплопередачі, кВт/м2∙К
  • Квадратний коефіцієнт теплопередачі, кВт/м2∙К2
  • ККД
Вакуумна трубка NARVA з тепловою трубою
  • 800 | 1500 | 1750 | 2000
  • 800 | 1510 | 1785 | 2010
  • 56
  • 30,5
  • 0,0386 | 0,0750 | 0,090 | 0,1010
  • 28 | 67 | 76
  • 25 | 50 | 60 | 68
  • 21 | 42 | 50 | 57
  • 1,12
  • 0,004
  • 0,75

Вакуумовані трубчасті колектори також можуть монтуватися на плоских і скатних дахах, фасадах будівель і просто в довільному місці. Для забезпечення необхідного кута нахилу може використовуватися спеціальна опорна конструкція.

Вакуумовані трубчасті колектори можуть поставлятися у вигляді панелей з різною довжиною та кількістю трубок. Необхідна потужність колектора забезпечується підключенням необхідного числа панелей в одне колекторне поле або ж в декілька полів, об'єднаних в єдину сонячну систему.

Вакуумовані трубчасті колектори дорожчі за плоскі колектори, оскільки є складнішими типом сонячних колекторів та характеризуються рядом переваг.

Шукаєте сонячний колектор?

Компанія Альтер Ейр пропонує обладнання виробників, якість яких вже знайшла визнання як на міжнародному ринку, так і в Україні.

З питань розрахунку, вибору і придбання сонячних колекторів звертайтесь до наших менеджерів, а наші інженери допоможуть з розрахунком і з вирішенням всіх технічних питань.

Фахівці компанії Альтер Ейр пропонують також монтаж і сервісне обслуговування (гарантійне та післягарантійне) сонячних систем на базі сонячних колекторів.

Хочете стати нашим партнером?

Залиште свої контакти і наш співробітник зв'яжеться з Вами найближчим часом


Відгуки і питання
Відгуки відсутні