СЛЪНЧЕВИ КОЛЕКТОРИ

Слънчевите колектори са устройства, които преобразуват слънчевата радиация  в топлинна енергия за затопляне на водата. Те са един удачен избор не само за търговски  и индустриални обекти, но и за битови нужди. Системите със слънчеви колектори значително намаляват разходите за топла вода целогодишно. За да бъдат достатъчно ефективни и през зимните месеци, трябва да се използва и специална система за отопление. Слънчевите колектори се характеризират с дълъг живот на употреба, лесна поддръжка, експлоатация и монтаж. Слънчевите колектори са енергоспестяващи, високо ефективни и с грижа за околната среда.

Най-общата класификация на слънчевите колектори е:

Плоски селективни слънчеви колектори

Те представляват метална рамка с вградена по цялата повърхност абсорбираща медна плоча, защитно стъкло и серпентина от тръби, позиционирани под плочата, през които циркулира охлаждащ флуид. който се загрява постепенно от слънчите лъчи. Това  е най-често използваната технология за загряване на топла вода, особено характрена за страни с умерено топъл климат.  Предимство са  опростената  конструкция, лесна поддръжка и  ниска цена. Плоски селективни слънчеви колектори са особено ефективни и с по-малко топлинни загуби през слънчевите дни. За нашите географски ширини са най-ефективни през периода април-октомври.

По-високата загуба на топлина през зимата се преодолява с топлоизолация с минерална вата или допълнително подгряване чрез нагреватели на задната повърхност на панела. Предимство на този тип слънчеви колектори е, че могат да се монтират върху всякакъв вид покривни конструкции, обикновено под наклон от 35°  до 45 °, с цел оптималното използване на слънчевите лъчи.

Вакуумно-тръбни слънчеви колектори

Те представляват метална рамка с успоредно разположени върху нея цилиндрични тръби, изпълнени по технология „тръба в тръбата”. Външната тръба е изработена от специално боросиликатно /закалено/ стъкло за защита от градушка /с диаметър до 35мм./ и лоши атмосферни условия, По повърхността на вътрешната тръба има специално многослойно селективно покритие, което позволява да се изполва най-голяма част от спектъра на слънчевото излъчване. Вакуумът между вътрешната и външната тръба служи за изолация и намалява загубите на топлина.  Вакуумно-тръбни  слънчеви колектори се делят основно на 3 вида:

- слънчеви колектори със стъклени тръби с въздух. В горната и долна част на системата има събирател към който са свързани тръбите. Това е една по-стара технология, която рядко се среща на нашия пазар. Те са с много ниска цена, неефективни,  и ако няма  антифириз в системата замръзват зимно време..

- слънчени  колектори със „сухи” тръби. Използват се най-често в затворени системи под налягане. Основните видове при тях са:

• Heat Pipe (слънчеви колектори с топлинна тръба). Тръбите са изпълнени с течност с ниска температура на изпарение. При загряване в долния край на тръбата, течността в нея се изпарява  към горния край, кондензира и отдава топлина. Този конденз се връща обратно в долния край на тръбата и цикълът се повтаря отново. Те са добра инвестиция заради високата си ефективности и ниските загуби на топлина. Слънчеви колектори тип Heat  Pipe са особено подходящи за райони с не много високи средно годишни температури и са масово предпочитани в България и Гърция.
• U Pipe (слънчеви колектори с U тръба). При тях медна тръба е поставена в отделна, по-голяма U образна стъклена тръба, чийто слой е устойчиво на високи температури и механично износване. Върху външната част на вътрешните тръби се се нанася специално абсорбиращо покритие, което поглъща слънчевата енергия и я прехвърля към медните U-образни тръби.  Този тип слънчеви колектори са с по-голям размер  и сравнително ниска цена. Могат да бъдат монтирани вертикално или хоризонтално и не зависят от атмосферните условия

- слънчеви колектори с  „мокри” тръби. Слънчевите колектори с мокри тръби се ползват само в отворени системи без налягане, т.к. стъклените тръби не издържат на налягане от вътрешната им страна.  Състоят се от вътрешна куха тръба, която влиза в бойлера и представлява скачен съд. При запълване на бойлера с вода се напълват и всички тръби. При нагряване на тръбите от слънцето, водата в тях се загрява и чрез конвенция се изкачва нагоре и по тоз иначин затоплената вода от тръбите постъпва в бойлера и се акумулира там.

Концентриращи слънчеви колектори

Това е най-новата ключова технология на 21-ви век, която използва иновационен подход за улавяне и усилване на слънчевата радиация, благодарение на който соларните концентриращи системи стават все по-рентабилни.

Концентрирането на светлината се извършва чрез нейното пречупване от големи отразителни повърхности и нейното отразяване и фокусиране в малка площ неречена приемник.. Това са т.нар. „хелиостати”, които  спомагат за ориентирането по посоката на слънчевото излъчване и по този начин се поддържа постоянен фокус на концентрираната слънчева енергия. Най-популярни са концетриращи слънчеви колектори с параболична форма. В зависимост от оптичните средства, които се използват съществуват още и концентриращи слънчеви колектори, състоящи се от много еднакви огледала, с които се пренасочва слънчевата енергия към кула приемник; линейни рефлектори  и концентриращи чинии.   Всички тези видове се характеризат с много висока температура и съотв. термодинамична ефективност. Разликата е в начина по който се улавя и усилва слънчевата енергия.

Проучванията на Международната агенция по Енергетика показват, че до 2050г. 25% от световните енергийни нужди ще се покриват от концентриращи слънчеви колектори.

СЛЪНЧЕВИ КОЛЕКТОРИ

Плоски селективни слънчеви колектори

Плоски селективни слънчеви колектори

Концентриращи слънчеви колектори