Важливість сонячної енергетики була недооцінена протягом тривалого часу, але у зв’язку з підвищенням цін на енергоносії, їх майбутнім дефіцитом і розвитком сонячних технологій, в найближчому майбутньому можна чекати поширення використання енергії сонця.
Сонячна енергія надходить на всю поверхню Землі, лише полярні райони планети страждають від її нестачі. Тобто, практично на всій земній кулі лише хмари та ніч заважають користуватися нею постійно. Така загальнодоступність робить цей вид енергії неможливим для монополізації, на відміну від нафти і газу.
За кліматичними умовами Україна належить до регіонів із середньою інтенсивністю сонячної радіації. Середньорічна кількість сумарної сонячної радіації, що поступає на 1 м2 поверхні, на території України знаходиться в межах: від 1070 кВт·год/м2 в північній частині до 1400 кВт·год/м2 на півдні. З урахуванням ККД сонячних установок для умов України щорічні ресурси сонячного гарячого водопостачання та опалення можуть становити до 28 кВт·год теплової енергії на 1 м2 площі сонячних колекторів.
Річна кількість сумарної сонячної радіації на території України, кВт·год/м2
Сучасна геліотехніка дозволяє ефективно працювати при підвищеній хмарності, зниженні температури повітря, має тривалий термін експлуатації, рентабельні терміни окупності і доступну ціну. Застосовуючи сонячні колектори, ви можете використати енергію сонця, щоб знизити власні витрати на електроенергію та газопостачання. Це означає менші рахунки кожного місяця, безкоштовна гаряча вода для вашого будинку і більша енергетична незалежність.
Основним елементом геліосистеми є сонячний колектор. Саме в абсорбері сонячного колектора під впливом сонячного випромінювання відбувається перетворення сонячної енергії в теплову, у результаті, абсорбер розігрівається, а циркулюючий по каналах рідкий теплоносій - відбирає отримане тепло.
Сонячні колектори можуть бути двох типів: вакуумні і плоскі.
Вакуумні сонячні колектори
Вакуумні сонячні колектори - в своїй конструкції мають трубчасту систему ізоляції мідного абсорбера. У кожну вакуумовану трубку вбудований мідний поглинач з селективним покриттям, що гарантує високий рівень поглинання сонячної енергії і малу емісію теплового випромінювання. Саме вакуум служить теплоізоляційним матеріалом в таких конструкціях. Таким чином, вакуумний сонячний колектор має мінімальні втрати тепла.
Плоскі сонячні колектори
Плоскі сонячні колектори працюють на основі парникового ефекту. Цей ефект заснований на тому, що сонячне випромінювання, що падає на поверхню сонячного колектора, практично повністю пропускається склом, яке використовується в якості прозорого верхнього шару. Розташоване в нижній частині колектора селективне покриття має коефіцієнт поглинання сонячного випромінювання до 90%. Нагріваючись, покриття випромінює теплову енергію, основна потужність якої знаходиться в інфрачервоному діапазоні. Даний спектр випромінювання вже практично не пропускається склом.
Вакуумні колектори відрізняються більш високою ефективністю і меншими тепловтратами в зимовий час за рахунок циліндричної форми і вакуумної прошарку між поверхнею нагріву і навколишнім середовищем. Плоскі колектори мають меншу продуктивність, але більш доступну ціну. Вибір того чи іншого типу колектора залежить від конкретних завдань.
Як працює геліосистема
Теплоносієм в контурі сонячних колекторів зазвичай є розчин гліколю, його циркуляція здійснюється за допомогою насосної групи (1). Цей теплоносій проходить через внутрішню частину сонячного колектора, де він нагрівається під дією сонячної енергії (2). Нагрітий теплоносій, що циркулює в сонячному контурі протікає через трубчастий теплообмінник, який розташовується в середині бойлера і віддає тепло до води (3). Бойлер дозволяє зберігати воду нагріту сонячними колекторами протягом дня. Оскільки використання сонячної енергії протягом всієї доби не можливе, то потрібне резервне джерело тепла, як правило, це газовий котел або електричний тен.
