Солнечные коллекторы превращают энергию солнца в тепловую. Система способна обеспечить от 70 до 100% ежедневной потребности в горячем водоснабжении и существенно снизить расходы (не менее 30%) на отопление.
Экономическая выгода
Во многих странах, в том числе и в России, солнечные коллекторы используются для горячего водоснабжения жилых домов, дач, гостиниц, спортивных комплексов, производственных и других объектов; для подогрева воды в бассейнах; поддержки отопления, в том числе и устройствах теплого пола . Стоит отметить, что солнечная водонагревательная система не является полной заменой традиционных видов отопления и используется только совместно с ними.
Несмотря на то, что гелиосистемы на порядок дороже традиционных источников получения горячей воды, экономическая выгода от их установки очевидна. Затраты происходят только на этапе покупки и установки оборудования, все остальное время вы получаете бесплатную энергию от солнца. А это экологически чистый и практически нескончаемый источник энергии.
Газовые котлы и электробойлеры требуют сервисного обслуживания: необходимо менять горелки и электрические тэны. Гелиосистемы не требуют больших эксплуатационных затрат – все узлы просты в исполнении и надежны. Срок эксплуатации – более 25 лет, а срок окупаемости при нынешних коммунальных тарифах не более 5 лет. Гелиоустановка европейского производства с монтажом, рассчитанная на обслуживание семьи из 3–4 человек, стоит порядка 160 000 руб. Цифра весьма условна и зависит от ряда конкретных факторов.
Мифы и реалии
Самое большое заблуждение, связанное с использованием солнечных коллекторов, в том, что многие считают, что при низких температурах такая установка неэффективна. Конечно, в зимнее время производительность снижается (но не сводится к нулю), так как световой день короче и солнечные лучи падают под другим углом. С мая по сентябрь в наших климатических условиях солнечные коллекторы способны полностью обеспечивать дом горячей водой. Стоит добавить, оборудование получает энергию не только в солнечный день, но и в облачный.
Типы оборудования
Солнечные коллекторы делятся на два вида: плоские и вакуумные (иначе – трубчатые) .
Плоские представляют собой остекленную панель с помещенной внутрь прозрачной пластиной-поглотителем. На обратной стороне закреплен слой теплоизоляции. Поглотитель собирает энергию видимого света и превращает ее в тепло, передаваемое жидкой среде. Такие коллекторы работают на основе парникового эффекта. Он заключается в следующем: солнечное излучение, падающее на поверхность коллектора, практически полностью пропускается стеклом, таким образом, достигается накопление солнечной энергии внутри коллектора. Передача теплоты к теплоносителю осуществляется при помощи конструктивных элементов из алюминия или меди. Отвод теплоты осуществляется теплоносителем – водой или специальной незамерзающей жидкостью. Чем больше солнечной энергии передается теплоносителю, тем выше эффективность коллектора.
Недостатком плоских коллекторов можно назвать более низкий КПД по сравнению с вакуумными в периоды пониженной солнечной активности и в холодное время года.
Вакуумные установки состоят из множества стеклянных отдельных друг от друга трубок, в каждую из которых вставлен поглотитель солнечного тепла.
Конструкция вакуумной трубки схожа с конструкцией стеклянной колбы термоса: одна трубка вставлена в другую большего диаметра. Между ними – вакуум, который препятствует потерям тепла. Внутренняя труба покрыта специальным селективным слоем, который хорошо абсорбирует (поглощает) солнечную энергию. Внутри трубки встроен медный нагревательный элемент, содержащий небольшой объем легкокипящей, жидкости. Под воздействием тепла жидкость испаряется, пары поднимаются в верхнюю часть – наконечник, где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура (незамерзающей жидкости). Конденсат стекает вниз, и процесс «испарения-конденсации» повторяется. Такие трубы способны поглощать солнечную энергию не только в солнечный день, но и в пасмурную погоду, они преобразуют прямые и рассеянные солнечные лучи в тепло, функционируют при отрицательной температуре.
Вакуумные трубки сделаны из высококачественного и сверхпрочного стекла, что обеспечивает защиту их от града или любых других механических повреждений.
Покупка вакуумного коллектора обойдется примерно в 2 раза дороже, что объясняется большей эффективностью установки.
Монтаж
Чтобы определить вид, тип и необходимое количество солнечных коллекторов, необходимо рассчитать потребность жильцов дома в горячей воде для личного пользования и для отопления здания.
Количество вырабатываемой гелиооборудованием тепловой энергии зависит от целого ряда факторов: угла наклона относительно горизонта, ориентации установки к сторонам света (критерием ориентации является азимут).
При установке на скатной крыше угол наклона задается скатом кровли. Наибольшее количество энергии воспринимается панельным коллектором при расположении его плоскости под прямым углом к лучам солнца. Поскольку этот угол зависит от времени суток и года, ориентацию плоскости коллектора следует выполнять в соответствии с высотой солнца в период поступления наибольшего количества солнечной энергии. Азимут описывает отклонение плоскости коллектора от направления на юг. Чем меньше отклонение от направления на юг, тем лучше.
Вакуумные коллекторы в этом плане более эффективны. Вакуумные трубки можно регулировать , поворачивая медную пластину таким образом, чтобы она была перпендикулярна лучам солнца, а значит, получала максимум энергии
Мнение специалиста
Юрий
Черняк,
директор
компании
«Термо-экспресс»:
– Солнечная водонагревательная система может быть подключена как к новым системам горячего водоснабжения и отопления, так и к установленным ранее. Во втором случае это потребует гораздо больших затрат, так как потребуется замена внутридомового оборудования. Например, обычный бойлер не подойдет для работы от солнечного коллектора, нужен бивалентный – с двумя нагревательными элементами.
Солнечные коллекторы устанавливают на крышах домов, балконах или на земле (открытой для солнца местности). Установка оборудования должна быть выполнена таким образом, чтобы воздействие объектов, дающих тень (соседних зданий, деревьев и т.п.), было незначительным.
Стекло, из которого выполнены солнечные коллекторы, очень прочное, но во избежание их повреждения можно предусмотреть защитные конструкции на случай сильного урагана и падения веток деревьев. К примеру, изготовить ролставни, которыми можно закрыть коллектор в экстренном случае.Также надо не забывать, что зимой на коллекторах может скапливаться снег. На плоских установках его почти всегда сдувает ветром, а трубчатые требуют очистки. Иначе они не смогут получать и излучать тепло.
Еще больше информации Вы можте прочитать в журнале "Строю и ремонтирую".