Всичко за слънчевите колектори

Вакуумните слънчеви колектори са една от последните иновации в домашните уреди. Те са проектирани по начин, който им позволява да използват слънчевата енергия за производството на гореща вода за домакинствата, а също и за търговски цели. Хората, които са загрижени за природата и искат да направят дома си екологично чист трябва да се спрат именно на тази технология, тъй като благодарение на нея се спестяват десетки хиляди тонове отровни газове, които се изхвърлят в атмосферата, също и големите количества радиация. Въпреки, че слънчевите колектори са малко по-скъпи от електрическите и газовите бойлери те са много умна инвестиция.

Някой хора са в голяма заблуда като смятат, че слънчевите колектори използват фотоволтаични клетки, които произвеждат електроенергия използвана за работата на колекторите. Не това е начинът, по който работят тези нагреватели. Те използват директно слънчевата енергия, като я улавят чрез високоякостни стъклени тръби, които са пълни с флуид (обикновено вода и антифриз) служещ за пренос на топлината. На принципа на конвекцията горещата вода от тръбите се изкачва нагоре и загрява водата в бойлера. Самият водосъдържател е много добре изолиран и така запазва затоплената вода дори след като капацитета на системата намалее заради слънчевия залез.

Слънчевите колектори за топла вода, както споменах не са фотоволтаични клетки. Тази система има много прост механизъм на работа и точно затова е ефективна при почти всякакви температури. Ефикасността им може да варира в зависимост от действието на няколко фактора. Наблюденията показват, че благодарение на слънчевите може да се спести ¾ от енергията необходима за затоплянето на вода за домакинствата на годишна база. Това е и причината за нарастващата им популярност.

Цената на соларните нагреватели зависи от размера на резервоара за горещата вода и площта на тръбите, а също и от вида на системата, която се използва. Системите, които използват помпа, т.нар. слънчеви колектори с „Heat pipe” са малко по-скъпи от тези, които използват естествената конвекция (слънчеви колектори с термосифон).

Как вакуумните слънчеви колектори помагат за пестенето на енергия в дома?

Слънчевите колектори са устройства, които улавят слънчевата енергия, преобразуват я в топлинна и загряват водата, нужна за домакинствата. Те могат да се използват основно в системите за топла вода, нагревателите за басейни и при изграждането на локално парно.

Количеството слънчева енергия, която достига до повърхността на Земята зависи от локацията и от климатичните условия. При хубаво време, средното количество за квадратен метър е около 1000 вата, когато слънчевите лъчи са перпендикулярни на земната повърхност. За да уловят цялата тази енергия, вакуумните слънчеви колектори трябва да имат правилно разположение.

Типове слънчеви колектори

Съществуват 2 основни типа колектори и това са споменатите вакуумни слънчеви колектори и плоски панелни колектори.

Първите от своя страна биват слънчеви колектори с термосифон, които са от пасивен тип и слънчеви колектори с „Heat pipe“ технология, които са активни. Разликата между тях е, че при пасивните колекторите, които са под формата на вакуумни тръби са свързани в едно цяло с водосъдържателя, докато при активните, колекторите са на покрива, а бойлера е вътре в къщата. При активните движението на водата се извършва с помощта на помпа и те имат контролно табло, от където можете да нагласяте температурата на водата по ваше желание.

Плоските панелни колектори основно са три типа, като първите два са същите като при вакуумните колектори с разлика във формата на колекторите. Третият тип се използва за затопляне на въздуха в помещенията. Може да бъде изработен от един метален лист или от няколко. Въздухът преминаващ през абсорбера се движи с помощта на вентилатори или чрез естествена конвекция. Температурата на въздуха обаче не може да достигне тази на водата и този тип плоски панели се считат за най-неефективните.

Позициониране

Слънчевите колектори трябва да са разположени на покрива за да получават най-голямо количество лъчи, а изложението трябва да бъде южно. В България, за двучленно семейство са достатъчни 1,2 кв.м. от активните вакуумни слънчеви колектори за да бъдат задоволени всички нужди от топла вода, докато при използването на пасивният тип ще са ви нужни 1,78 кв.м. тъй като те са с по-ниска ефективност, която се компенсира от по-ниската им цена.

Слънчеви колектори – алтернатива на електрическите и газови бойлери

Топлата вода е едно от основните неща необходими на всяко едно домакинство. Повечето хора използват електрически бойлери, които да затоплят водата. Това обаче води до по-големи сметки. Един от начините да си спестите тези разходи е като си монтирате слънчеви колектори. Освен това те не отделят вредни емисии в атмосферата, което е още едно голямо тяхно предимство.

На българския пазар в момента са разпространени два основни вида соларни панели. Едните са слънчеви колектори с термосифон. Те са пасивна система т.е. работят пълноценно без да е необходима външна енергия. Това става благодарение на естествените физични закони. Бойлера се намира непосредствено над вакуумните тръби и когато течността в тръбите се затопли тя се издига към бойлера. Когато водата в бойлера понижи температурата си тя пада надолу и се връща в тръбите за нов цикъл на загряване.Системата е достатъчно ефективна за да осигурява топла вода и през студените зимни месеци, но не може да работи със същия интензитет както през лятото. Разбира се ако има няколко поредни облачни или мъгливи дни ще е необходимо да преминете към добре познатите електрически или газови бойлери, докато времето не се оправи.

Другия разпространен вид са слънчеви колектори с Heat Pipe тръби. Те са изключително ефективни, поради минималните топлинни загуби. За разлика от колекторите с термосифон, тази система не е пасивна и има нужда от допълнителна енергия за да функционира. Бойлера тук не е разположен над тръбите и затова, за да циркулира водата е необходимо да има електрическа помпа, която да циркулира водата по тръбите. Освен помпата системата има нужда и от контролен панел, който да контролира желаната от нас температура. Когато водата в бойлера достигне необходимите градуси контролния панел изключва помпата и обратно, когато температурата в бойлера падне под желаната контролния панел стартира помпата, за да се достигнат отново желаните градуси. Това, че колекторите с Heat Pipe тръби се нуждаят от допълнителна енергия се компенсира от тяхната по-високо ефективност и способността им да осигуряват топла вода дори през студените зимни месеци.

Слънчеви колектори – лист с периодичните инспекции, които трябва да се правят

Въпреки, че соларните колектори не изискват големи грижи все пак е добре периодично да преглеждате вашата система за топла вода за да се запази нейната ефективна работа. Също така, ако забележите повреда в някой от компонентите се налага да ги подмените с нови. Има неща, които сами можете да направите без да се налага намесата на специалист, но за други ще се наложи по-компетентна намеса. Много от частите в повечето случаи ще ви излезе много по-евтино да си купите нови, вместо да ги поправяте. Ето ви и списък с периодичните инспекции, които трябва да правите:

  • Засенчване на слънчевите колектори – Направете визуална проверка дали колекторите остават в сянка през някоя част на деня (правете това всеки сезон заради различното положение на слънцето). Сянката може да окаже негативно влияние върху представянето на соларните колектори. Възможно е след като сте инсталирали колекторите пред тях да порасне дърво, което да хвърля сянка върху колекторите. В такъв случай трябва да подкастряте клоните му за да не пречи на работата на соларната система.
  • Запрашване на колекторитеПрашните и замърсени тръби на колекторите могат да работят, но ефективността им намалява. В случай, че дълго време не валят дъждове е необходимо колекторите да бъдат почиствани от вас.
  • Преглед на стъклените тръби и уплътненията – погледнете дали няма спукани тръби, което води до загуба на вакуум. Също така прегледайте уплътненията за да видите състоянието им. Ако има изгорели гумени уплътнения е добре да ги замените с нови.
  • Преглед на тръбните и кабелни връзки – вижте дали няма теч по тръбите. Всички кабели трябва да бъдат добре стегнати.
  • Вижте дали изолацията на тръбите и кабелите е в добро състояние.
  • Проверете всички болтове и гайки, те трябва да са добре стегнати
  • Огледайте добре мястото, където тръбите на колекторите влизат в дома ви. Ако има пролука това може да доведе до проникване на дъждовна вода.
  • Направете проверка на изпускателният вентил – той не трябва да е заседнал в отворено или затворено положение.

Слънчеви колектори – най-добрият вариант за пестене на средства и номер едно инвестиция при алтернативните източници на енергия

Вакуумните слънчеви колектори са перфектният избор нагревател на битовата вода и инвестиция номер едно при алтернативните източници на енергия. Соларните системи от активен тип или така наречените слънчеви колектори с „Heat pipe” технология действат като високоефективен проводник на топлината.

В зависимост от неговите термо-физически свойства, топлинният трансфер се осъществява 1000 пъти по-добре от колкото при твърдите проводници на топлина. Самите слънчеви колектори представляват 2 затворени една в друга стъклени тръби, между които има вакуум служещ за термоизолатор. Така се получава ефектът на термоса и топлинните загуби се намаляват до минимум. Първата тръба е прозрачна, докато втората е покрита със селективно покритие чиято цел е приемането на максимум слънчева радиация.

Във вътрешната тръба има топлопреносен флуид – вода или по-често антифриз (той трябва да се сменя на 3-4 години, тъй като губи качествата си след този период). Този флуид след нагряването му започва да се изпарява и отдава своята топлина на водата, която достига до бойлер където се съхранява. След като флуидът под формата на пара отдаде своята температура, той отново се връща към течното си състояние и се връща обратно в тръбата. Този цикъл на изпарение, конденз и връщане в тръбите е непрекъснат. В слънчевите колектори зоната на кондензирането е разположена по-високо от зоната на изпаряването и така водата се връща в долната част на тръбата чрез силата на гравитацията.

Ефективността на колекторите намалява, когато температурата на водата в бойлера достигне високи стойности. Затова е добре поне веднъж дневно да се оползотворява топлата вода. При монтажа на системата е добре ъгълът под който се поставят колекторите да бъде между 30 и 50 градуса, като най-ефективно е поставянето им под 45º. В случай, че самият покрив е равен е задължително да се изгради носеща конструкция, върху която да се постави системата. Самата инвестиция се възвръща за около 3-4 години, а годините които може да я използвате са минимум 20-25.