Коли ми говоримо про сонячну енергію, найчастіше ми думаємо безпосередньо про фотоелектричні сонячні панелі, які виробляють електроенергію. Однак існує інший тип сонячної енергії, який менш відомий, але не менш важливий: Теплова сонячна енергія, ефективний і чистий варіант, який в основному використовується для нагрівання води та генерації тепла.
Сонячна теплова енергія відіграє фундаментальну роль як у житловому, так і в промисловому секторах, дозволяючи підвищити енергоефективність і зменшити використання викопного палива. У цій статті ми пояснюємо все про цей вид енергії: його функціонування, характеристики, компоненти та переваги.
Що таке сонячна теплова енергія?
Сонячна теплова енергія - це а поновлювані джерела енергії яка використовує сонячне випромінювання для виробництва тепла. На відміну від сонячної фотоелектричної енергії, яка перетворює сонячне світло в електрику, сонячна теплова енергія нагріває рідину вловлюючи сонячне випромінювання. Ця рідина може нагрівати воду, генерувати нагрів або навіть охолодження в певних системах.
Цей тип енергії особливо корисний в районах з високою сонячною радіацією, де її можна використовувати для побутових потреб і промислових цілей. Наприклад, за оцінками, більше ніж 20% енергоспоживання в готелях, лікарнях і будинках пов'язано з використанням гарячої води, що демонструє його важливість.
Компоненти теплової установки
Щоб сонячна теплова енергія працювала правильно, необхідно мати установку, призначену для захоплення, зберігання та розподілу тепла. Нижче ми виділимо основні компоненти сонячної теплової установки.
Ловець
За це відповідає тепловий сонячний колектор або панель поглинати сонячне випромінювання і передають тепло рідині, яка циркулює всередині. Залежно від ефективності і технології колектори бувають декількох видів:
- Плоскі колектори: Вони є найпоширенішими і використовуються для гарячого водопостачання та опалення в будинках.
- Вакуумні трубчасті колектори: Вони більш ефективні, особливо в холодних зонах, завдяки покращеній ізоляції.
Гідравлічний контур
Гідравлічний контур складається з труб, які транспортують гарячу рідину від колектора до гідроакумулятора та назад до панелі, коли вона охолоне. Він працює як замкнутий контур, гарантуючи відсутність втрати тепла.
Теплообмінник
Цей пристрій дозволяє тепло теплоносія передавати воді, яка використовується в будинку або установці. Обмінники можуть бути внутрішніми (змійовики) або зовнішніми, наприклад пластинчасті.
Акумулятор
Оскільки кількість сонячної енергії змінюється протягом доби, a акумулятор зберігати гарячу воду, поки вона не знадобиться. Цей резервуар призначений для мінімізації тепловтрат і підтримки гарячої води протягом декількох годин.
Циркуляційні насоси
Щоб забезпечити правильну циркуляцію рідини в системі, циркуляційні насоси. Вони долають опір контуру та забезпечують постійний потік теплоносія.
Допоміжне живлення
У дні з низьким сонячним випромінюванням сонячні теплові установки зазвичай мають допоміжну енергетичну систему, таку як котел, який може генерувати тепло в ситуаціях, коли сонячної радіації недостатньо.
Предмети, необхідні для безпеки
Установки сонячної теплової енергії повинні мати низку елементів безпеки, щоб уникнути проблем, пов’язаних із перегрівом або тиском у системі.
Розширювальні судини
При нагріванні об’єм рідини збільшується, тому необхідно мати a розширювальний бак який поглинає це збільшення та запобігає пошкодженню труб. Розширювальні баки можуть бути відкритими і закритими, причому в сучасних установках найчастіше зустрічаються останні.
Запобіжні клапани
Запобіжні клапани відповідають за контроль системний тиск і випустити рідину, якщо вона перевищує встановлені межі безпеки.
Гліколь
Рідина, яка використовується в більшості сонячних теплових установок, являє собою суміш води та гліколь. Ця добавка дозволяє рідині витримувати мінусові температури без замерзання, що важливо в умовах холодного клімату.
Тепловідводи
Якщо рідина надмірно нагрівається, тепловідводи Вони відповідають за вивільнення частини температури, запобігаючи досягненню інсталяцією небезпечного рівня тепла.
Пастки
Стоки дозволяють видалити повітря який накопичується всередині системи, гарантуючи оптимальне функціонування гідравлічного контуру.
Автоматичне управління
Найдосконаліші системи сонячної теплової енергії мають a автоматичний контроль який контролює різні елементи системи, наприклад, температуру колектора, гідроакумулятора або циркуляційних насосів. Крім того, за потреби він може активувати допоміжні або розсіювальні системи живлення.
Завдяки сонячній тепловій енергії ми можемо генерувати гарячу воду та опалення більш екологічно. Ця технологія продовжує розвиватися, дозволяючи нам все більше зменшувати нашу залежність від викопного палива та мінімізувати вплив на навколишнє середовище.