Saules enerģija kā alternatīvās enerģijas avots: shēma

Pēdējā desmitgadē, saules enerģija, kā alternatīvu enerģijas avotu tiek izmantots arvien vairāk ēku apkurei un nodrošina karsto ūdeni. Galvenais iemesls - vēlme nomainīt tradicionālās degvielas pieejamu, ekoloģiski tīru un atjaunojamu energoresursu izmantošanu.

Pārveidojot saules enerģiju siltumā notiek Saules - moduļa dizaina un darbības princips nosaka specifiku tās piemērošanu.

Šajā rakstā mēs apskatīt dažādas saules kolektoru un to darbības principiem, kā arī pastāstīt par populārākajiem modeļiem saules moduļus.

Priekšizpētes izmantojot saules

Geliosistema - sistēma, lai pārveidotu saules starojuma siltums, kas pēc tam tiek nodota uz siltummaini, kas silda dzesēšanas vai sildīšanas ūdens sistēmā.

Efektivitāte saules siltuma uzstādīšana ir atkarīga insolācija - to enerģijas daudzumu, ko piegādā gaismas diena uz virsmas 1 kvadrātmetra leņķī 90 ° attiecībā pret virzienu saules gaismas. Mērīšanas vērtību indeksu - kWh / kv m, vērtības mainās atkarībā no sezonas.

Vidējais līmenis saules insolācija par mērens kontinentālais klimats reģionā - 1000-1200 kWh / kvadrātmetru (gadā). No saules daudzums - nosakot parametru aprēķināšanai saules veiktspēju.

Uzstādīšana gelioteplosnabzheniya sistēma - dārgs pasākums. Kapitāla izdevumi bija pamatota, precīzu aprēķinu sistēmu un atbilstību uzstādīšanas tehnoloģiju.

Piemērs. Vidējā vērtība insolācija par Tulas vasaras vidū - 4.67 kW / m * dienā, ar nosacījumu, uzstādīšana panelis leņķī 50 °. Darbības saules kolektoru 5 kvadrātmetri aprēķina šādi: 4.67 * 4 = 18.68 kW siltumenerģijas dienā. Šis apjoms ir pietiekams, lai 500 litri ūdens, kas uzsildīts līdz temperatūrai no 17 ° C līdz 45 ° C.

Runājot par iespēju par jaunu tehnoloģiju ieviešanu, ir svarīgi ņemt vērā specifiskās tehniskās īpašības saules kolektoru. Daži sākt darbu pie 80 W / m saules enerģijas un citu pietiekami - 20 W / kv.m

Pat dienvidu klimats, izmantošana kolektoru sistēmas tikai nav jāmaksā par apkuri. Ja iekārta tiks izmantota tikai ziemas saulē ar deficītu, izmaksas iekārtu attiecas un uz 15-20 gadiem.

Lai palielinātu geliokompleks, tā ir jāiekļauj karstā ūdens sistēmā. Pat ziemā geliolektor būtu "cut" kontu enerģijas apkurei ūdens līdz pat 40-50%.

Papildus ekonomiskajiem ieguvumiem, "Saules apkure" ir papildu priekšrocības:

1. Videi draudzīgi. Samazinātas oglekļa dioksīda emisijas. Vairāk nekā 1 gadu kv saules kolektors atmosfērā novērš 350-730 kg ieguvi.
2. Estētika. Telpa un kompaktu vannā vai virtuvē izdodas atbrīvoties no lielgabarīta katlos geizeri.
3. Izturību. Ražotāji apgalvo, ka, ievērojot uzstādīšanas tehnoloģiju, komplekss ilgs aptuveni 25-30 gadiem. Daudzi uzņēmumi sniedz garantiju līdz 3 gadiem.

Argumenti pret saules enerģijas izmantošanai: izteiktu sezonalitāti, atkarībā no laika apstākļiem un augstu sākotnējo ieguldījumu.

Vispārējais dizains un funkcijas

Apsveriet iemiesojumu ar saules kolektoru kā primāro sistēmas darbības elements. Ārējie vienība līdzinās metāla kaste, priekšējā puse, kas ir izgatavoti no rūdīta stikla. Inside kastē atrodas darba ķermeni - spoli uz tvertnes.

Siltuma absorbcijas ierīci bloks nodrošina dzesēšanas apkure - cirkulējošā šķidruma pārvada siltumu generated in ūdens ķēdē.

Saules kolektors vienmēr strādā tandēmā ar glabāšanas tvertni. Tā kā dzesēšanas šķidrums tiek uzkarsēta līdz temperatūrai 90-130 ° C, tas nevar tikt padots tieši karstā ūdens krāniem vai radiatoriem. Siltuma pārneses šķidrums iekļūst siltummaini katla. Uzglabāšanas tvertne ir bieži papildina ar elektrisko sildītāju.

Shēma darba:

1. Saule silda virsmu kolekcionārs.
2. Siltuma starojums tiek pārraidīts absorbējošu elementu (slāpētāju), kas satur darba šķidruma.
3. Cirkulē spole caurulēm, ir sakarsēta dzesētāja.
4. Sūkņi, vadības bloks un nodrošināt ievilkšanas kontroli pār dzesēšanas cauruļvads uz spoli ir glabāšanas tvertni.
5. Īstenots siltuma pārneses ūdeni katlā.
6. Atdzesēto dzesējošā viela plūst atpakaļ rezervuārā un cikls atkārtojas.

Sakarsēto ūdeni no sildītāja tiek padots apkures loka vai uz ūdens ieplūdes punktiem.

Dažādība saules kolektoriem

Neatkarīgi no galamērķa, Saules sistēma nāk ar plakanu vai lodveida caurule geliokollektorom. Katrs variants ir vairākas īpatnības attiecībā uz darbības un darbības efektivitāti.

Vakuuma - aukstā un mērenā klimata

Saules kolektors vakuuma strukturāli līdzinās termosu - šauras caurules ar dzesēšanas šķidrumu novietotas flakonos lielāku diametru. Veidojas starp vakuuma trauki slānis, kas atbild par siltumizolācijai (siltuma saglabāšanu - līdz 95%). Cauruļveida forma ir optimāls, lai turēt vakuuma un "okupāciju", no saules stariem.

Iekšējais (siltums) caurule, kas pildīta ar sāls šķīdumu, kura ar zemu viršanas temperatūru (24-25 ° C). Kad tiek sasildīta šķidrums tiek iztvaicēts - iztvaicēšanas kolba virzīties uz augšu, un karsē siltuma vidēja cirkulē kolektora korpusā.

kondensācijas ūdens pilienu laikā plūst uz leju cauruļu galu, un process atkārtojas.

Sakarā ar vakuumu ietvaros šķidruma slāni kolbas spēj siltuma līdz vārīšanās temperatūrai un iztvaikot subzero temperatūrām (līdz -35 ° C).

Raksturojums saules moduļu atkarīgas no šādiem kritērijiem:

• caurule konstrukcija - strūklaka, koaksiālo;
• siltums kanāls ierīce - «Siltuma caurules», Co-strāvu cirkulācija.

Strūklaka spuldze - stikla caurule, kurā slēgtā plate un siltuma absorbētāju kanāls. Vacuum slānis sniedzas pāri kanāla garumu siltumu.

coaxial caurule - double termoss ar "ievietot" starp sienām divām tvertnēm. Siltuma pārneses tiek veikta no iekšējās virsmas caurulē. Tip Heat-aprīkota vakuuma indikatoru.

Kanāls «Siltuma caurules» - visbiežāk siltuma pārneses saules kolektori iemiesojumā.

Darbības mehānisms balstās uz izvietojumu aizkausētu metāla cauruļu gaistošu šķidrumu.

Nepārtrauktā plūsmas kanālu - caur stikla kolbas ir paralēli savienots ar U-formas metāla loka cauruli

Dzesēšanas plūst caur kanālu silda un piegādā uz kolektora mājokļiem.

Coaxial un tintes caurules var kombinēt dažādos veidos ar termisko kanāliem.

1. variants. Koaksiāli spuldze «Heat cauruļvadu» - populārākais risinājums. Kolektors notiek vairākus siltuma pārnesi no sienām no stikla caurulē virsām kolbā ar un pēc tam no dzesēšanas šķidrums. Optiskā efektivitātes līmenis sasniedz 65%.

2. variants. Coaxial kolba ar co-pašreizējo apritē ir pazīstama kā, U-veida kolektora. Sakarā ar to konstrukcijas samazina siltuma zudumus - siltumenerģija tiek pārnests no alumīnija caurules ar cirkulējošu dzesētāja.

Kopā ar augstu efektivitāti (līdz 75%) no modeļa, ir daži trūkumi:

• uzstādīšana sarežģītība - spuldze ir neatņemama ar ķermeņa divu cauruļu sadalītāja (mainfold) un tiek uzstādīts pilnīgi;
• Tā izslēgt nomaiņu vienas caurules.

Turklāt, U-formas montāžu prasīga un dārgas dzesēšanas «Siltuma caurules» modeļiem.

3. variants. Pildspalva caurule ar rīcību «Heat caurules» principu. Īpatnības rezervuāra:

• augstas optiskās īpašības - efektivitāti par 77%;
• plakans absorbera tieši nodod, lai uzkarsētu ar dzesēšanas kameras;
• , izmantojot vienu stikla slānis ir samazināta pārdomas saules starojumu;

Iespējama nomaiņa bojātā elementa bez iztukšošanas Saules sistēmu.

4. variants. Strūklaka spuldze ram darbība - visefektīvākais līdzeklis, lai saules enerģijas izmantošanai, kā alternatīvu enerģijas avotu apkures ūdens vai mājas apkurei. Augstas savācējs darbojas ar efektivitāti - 80%. Trūkums sistēmas - grūtības remonts.

Neatkarīgi no izpildes cauruļu kolektoriem ir šādas priekšrocības:

• operatīvu zemā temperatūrā;
• zemu siltuma zudumu;
• ilgums darbības dienas laikā;
• spēja sildīt dzesētāju augstā temperatūrā;
• zems virsūdens;
• vieglu uzstādīšanu.

Galvenais trūkums no vakuuma modeļiem - neiespējamību pašattīrīšanās no sniega segas. Vakuuma slānis nepārraida siltumu uz ārpusi, lai slānis sniega kūst un aptver saules piekļuvi kolektoru laukā. Papildu trūkumi: augstās izmaksas un nepieciešamību pēc darba leņķis kolbām ne mazāk kā 20 °.

Sīkāka informācija par darba principu vakuuma saules kolektoru caurulēm, lai lasītu tālāk.

Ūdens - labākais risinājums dienvidu platuma grādos

Flat (panelis) Saules kolektors - taisnstūra alumīnija plāksne, slēgta top plastmasas vai stikla vāks. Iekšā kastē ir ierīkots absorbcijas laukumu, metāla spole un izolācijas slāni. savācējs platība ir piepildīta ar plūsmas caurulē caur kuru dzesētāja kustas.

Heat absorbcija ar augsti selektīvu absorbējošu pārklājumu sasniedz 90%. Plūsmas Caurulei ir izkārtota starp metāla "absorbējošs" un siltumizolācijai. To lieto abas caurules ieklāšanas shēmas: "Arfa" un "līkums".

Tubular kolektors ar siltuma pārneses šķidruma darbojas kā "siltumnīcas" efektu - saules stari iekļūst caur stiklu un apsildāmu caurules. Ņemot sasprindzinājums un siltuma izolācija tiek uzturēta robežās paneļa.

No saules moduli spēks lielā mērā nosaka materiāla aizsardzības vāka:

• parasto stiklu - lētākais un trausli pārklāšana;
• rūdītā stikla - augstu gaismas izkliedes un palielinātu izturību;
• antirefleksnoe stikls - dažādas maksimālās absorbcijas spēju (95%), kuru klātbūtnē slāni noārdošo atspoguļo saules stariem;
• pašattīrīšanās (polāro) stikls ar titāna dioksīdu - organiskā piesārņojuma izbalināt saulē, un atliekas atkritumu aizskalo lietus.

Lielākā daļa ilgst sitieniem polikarbonāta stiklu. Materiāls tiek instalēta dārgiem modeļiem.

Ekspluatācijas un funkcionālās īpašības paneļu saules elektrostacijas:

• piespiedu cirkulācijas sistēmās ir paredzēts atkausēšanas funkcija ļauj ātri atbrīvoties no sniega segas pie Heliopolis;
• prizmatisks stikls uztver plašu sijām no dažādiem leņķiem - efektivitāte auga vasarā sasniedz 78-80%;
• kolektors nav bail no pārkaršanas - ja pārsniegtais siltumenerģijas iespējams piespiedu dzesēšanai dzesēšanas šķidrumu;
• uzlabota ietekmes spēks, salīdzinot ar cauruļveida kolēģiem;
• var uzstādīt jebkurā leņķī;
• pieejamu cenu.

Sistēmas nav bez trūkumiem. Starp saules radiācijas deficītu ar pieaugošo temperatūru starpība, efektivitāti līdzenas saules kolektoru samazinās būtiski nepietiekama siltuma izolāciju. Tāpēc paneļa modulis atmaksājas vasarā vai siltā klimatā.

Saules: dizainparauga iezīmes un darbību

No saules sistēmu dažādība var klasificēt pēc parametriem: metode izmantošanas saules starojuma, metodi cirkulāciju siltumnesēju un skaitu shēmas darbības sezonalitāti.

Aktīvā un pasīvā diapazons

Jebkurā Saules enerģijas pārveides sistēmu ir suntrap. Izejot no paņēmienā, izmantojot radīto siltumu geliokompleksov divu veidu: pasīvās un aktīvās.

Pirmais veids - saules apkures sistēmas, kur siltuma izlietne elements saules gaisma akta strukturālie elementi ēkas. Kā geliopriemnoy virsmas akts jumtu, sienu vai loga kolektoru.

Eiropas valstīs, pasīvās tehnoloģijas tiek izmantotas būvniecībā energoefektīvām ēkām. Geliopriemnye virsmu rotā ar viltus logu. Par pārklājuma stikls atrodas ķieģeļu siena ar svetoproemami blackened.

Kā uzglabāšanas tvertnē, ir elementi būvniecībai - sienas un griesti, polistirola izolētas no ārpuses.

Aktīvās sistēmas ietver izmantošanu savrupo ierīcēm, kas nav saistīti ar būvniecību.

Thermosiphon un cirkulācijas sistēmas

Saules siltuma iekārtas ar dabisko kustību dzesēšanas kontūrā kolektora-akumulatora-kolektoram veikts ar konvekcijas - silts šķidrums ar zemu blīvumu kāpumam atdzesēts - plūsmas uz leju.

Jo sistēmās thermosiphon uzglabāšanas tvertnes atrodas virs rezervuāra, sniedzot spontāno cirkulāciju dzesēšanas.

Gravity Saules sistēma ir plašs nepilnības:

• mākoņainās dienās kompleksa izpildi samazinās - par nepieciešama dzesētāja plūsmas liela temperatūras starpība;
• siltuma zudumiem lēnas šķidruma kustības;
• risks Pārkaršanas risks uncontrollability tvertnes sildīšanas procesā;
• nestabilitāte kolektora;
• sarežģītība izvietošanu uzglabāšanas tvertnes - uzstādīšanai uz jumta siltuma zudums pieaug, paātrināta korozijas procesu, parādās risks iesaldēšanas caurulēm.

Pros "smaguma" sistēmas: vienkāršību dizaina un pieejamību.

Kapitāla izmaksas cirkulācijas vienošanās (piespiedu) ievērojami augstāku saules uzstādīšanas unconfined kompleksā. Iecirkņa "izcirtņi" sūknis dzesēšanas plūsmu. Darba kontrolieris darbojas sūkņu staciju.

Šāds process ir iesaistīta apgrozībā gadu garumā divcilindru saules apkures vienībām.

Pilna Featured komplekts plusi:

• neierobežota izvēle atrašanās vietu uzglabāšanas tvertnes;
• sniegums no sezonas;
• izvēle optimāla apkures režīmā;
• Drošība - atslēga darbība pārkaršanas gadījumā.

Trūkums sistēmas - atkarīga no elektrības.

Technical shēmas šķīdums, viens - un divi-circuit

Vienas cilpas iekārtu cirkulācijas šķidrums, kas pēc tam tiek piegādāta uz ūdens ieplūdes punktiem. Ziemā, ūdens sausa no sistēmas, ir nepieciešams, lai novērstu sasalšanas un krekinga caurules.

Funkcijas vienkontūra saules apkures sistēmas:

• Ieteicams "refill" sistēma nonrigid attīrīts ūdens - uzklājot sāļu uz cauruļu sienām noved pie aizsprostot kanāliem un rezervuāra bojājumiem;
• korozijas sakarā ar gaisa pārpalikuma ūdenī;
• ierobežotais kalpošanas laiks - četru līdz piecu gadu laikā;
• augstas efektivitātes vasarā.

Kombinētais geliokompleksah īpašas cirkulē dzesēšanas šķidrums (antifrīza ar pretputošanas un pretkorozijas piedevu), ūdens izdala siltumu caur siltummaini.

Nianses darbības apvedceļa moduli: nedaudz mazāk efektīva (3-5% mazāk nekā viena sistēma), nepieciešamība nodrošināt pilnīgu nomaiņu dzesēšanas ik pēc 7 gadiem.

Darba apstākļi un efektivitāte

Aprēķināšana un uzstādīšana saules sistēmu vislabāk atstāt speciālistiem. Atbilstība ar iekārtām, aprīkojumu, lai nodrošinātu efektivitāti un veiktspēju saņemtajiem pieteikumiem. Lai uzlabotu efektivitāti un pakalpojumu periodu, ir jāņem vērā dažas nianses.

Termostatisks ventilis. Tradicionālajās apkures sistēmās termostata elements reti uzstādīts kā temperatūras kontrolei reaģē siltuma avota. Tomēr reģenerācija saules drošības vārstu nedrīkst aizmirst.

Optimal izvietošana vārsta - 60 cm attālumā no sildītāja. Tuvu "termostatu", ir apkure un bloķē plūsmu karstu ūdeni.

Izvietošana uzglabāšanas tvertnes. Karstā ūdens bufera tvertne jāuzstāda viegli pieejamā vietā. Kad ievietots kompaktā telpā koncentrējas uz augstuma griestiem.

uzstādīšana izplešanās tvertne. Biedrs kompensē siltuma paplašināšanos stagnācijas periodā. Uzstādīšana tvertnē virs sūkņa iekārtu izraisīs pārkaršanas membrānu un tās priekšlaicīgu nodilumu.

Pieslēgšana saules ķēde. Savienojot caurules ieteicams organizēt cilpu. "Termopetlya" samazina siltuma zudumus, novēršot apsildāmu šķidruma izvada.

Pretvārsts. Brīdina "tā apgāšanās" apriti no dzesētāja. Ar trūkst saules aktivitāte pretvārsts nav izkliedētu karstumu dienas laikā uzkrāto.

Populārs modelis "saules" moduļi

Pieprasījums pēc saules vietējiem un ārvalstu uzņēmumiem. Laba reputācija uzvarēja produkta ražotājiem: NPO mašīnbūvē (Krievija), Helion (Krievija) Ariston (Itālija), Viola (Ukraina), Viessman (Vācija), tad Amcor (Izraēla) un citi.

"Falcon" Saules sistēma. Flat Saules kolektors, kas aprīkots ar optisko daudzslāņu pārklājums ar magnetronu uzputināšanu. Minimālā emisijas jaudu un augstu absorbcijas ātrums nodrošina efektivitāti līdz pat 80%.

Performance:

• Darba temperatūra - līdz -21 ° C;
• reverse siltuma starojumu - 3-5%;
• virsējo slāni - stikls (4 mm).

Collector CRS-A (Viola). Vakuuma saules siltuma sistēmu ar absorbcijas platību 0,8-2,41 m (atkarībā no modeļa). Dzesēšanas šķidruma - propilēna izolēts varš siltummainis 75 mm samazina siltuma zudumus.

Papildu parametri:

• korpuss - anodēts alumīnijs;
• spole diametrs - 38 mm;
• izolēšana - ar akmensvate antigigroskopichnoy ārstēšanai;
• pārklājums - borsilikāta stikls no 3,3 mm;
• Efektivitāte - 98%.

Vitosol 100-F - Saules kolektors plakanā horizontālā vai vertikālā montāža. Copper absorbera arfoobraznym cauruļveida spole un titāna pārklājumu. Gaismas caurlaidība - 81%.

Secinājumi un noderīgi video par tēmu

Darbības princips saules kolektoru un to veidiem:

Novērtējums veiktspēju vienotas kolektoru nulles temperatūra:

Tehnoloģija montāžas paneļa saules kolektors, par piemēru Buderus modeļiem:

Saules enerģijas - atjaunojamie avoti nodrošina siltumu. Ņemot vērā cenu kāpumu par tradicionālo energoresursu pamato ieviešanu saules sistēmu, un kapitāla investīcijas atmaksājas nākamajos piecos gados, ievērojot uzstādīšanas tehnoloģiju.

Ja jums ir vērtīga informācija, ka jūs vēlaties dalīties ar apmeklētājiem mūsu mājas lapā, lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk rakstā lodziņā. Tur jūs varat uzdot jautājumus par tēmu rakstu, vai, lai dalītos pieredzē, izmantojot saules kolektoru.