Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

2.1. Солнечные коллекторы промышленного изготовления

Разновидности солнечных коллекторов

Простейшим способом утилизации солнечной энергии является использование ее для нагрева. Все знают, как нагреваются на солнце раз­личные предметы. И чем темнее поверхность, тем больше нагрев. Именно на этом и основан принцип работы солнечного коллектора — солнеч­ное тепло поглощается темной поверхностью (абсорбером) и передается теплоносителю. Далее полученное тепло либо накапливается:

♦ либо в специальном теплоаккумуляторе;

♦ либо сразу используется для нагрева.

Определение.

Солнечный коллектор — установка для прямого преобразования энергии Солнца в тепловую энергию.

Принципы солнечного отопления известны на протяжении тыся­челетий. Люди нагревали воду при помощи Солнца до того, как иско­паемое топливо заняло лидирующее место в мировой энергетике. Солнечный коллектор — наиболее известное приспособление, непо­средственно использующее энергию Солнца, они были разработаны около двухсот лет назад.

Немного истории. Самый известный из коллекторов — плоский — был изготовлен в 1767 году швейцарским ученым по имени Гораций де Соссюр. Позднее им воспользовался для приготовления пищи сэр Джон Гершель во время своей экспедиции в Южную Африку в 30-х годах XIX века.

Совет.

Чтобы коллектор отдавал основную часть поглощенного тепла теплоносителю, его надо, по возможности, изолировать от окру­жающей среды.

Можно выделить несколько основных типов солнечных коллекто­ров: плоские, вакуумные, концентраторы.

В плоских солнечных коллекторах за плоским абсорбером (чаще всего это металлическая пластина с темным поглощающим покры­тием) находится система трубок, по которым пропускается теплоно­ситель. Чтобы предотвратить потери энергии в окружающую среду обратная сторона и торцы такого коллектора закрываются теплоизо­лирующим материалом.

Фронтальная часть накрывается стеклом. Солнечный свет прак­тически беспрепятственно проходит через стекло, а вот инфракрас­ное излучение от нагретого абсорбера назад не проникает. Тепло как бы запирается внутри коллектора, работает парниковый эффект. Фронтальное стекло также в некоторой степени препятствует охлаж­дению коллектора за счет тепловой конвекции воздуха.

Примечание.

Изредка в плоских коллекторах применяют двойное остекление (как в оконных рамах), что еще больше увеличивает КПД (двойное остекление лучше «держит» тепло), но и несколько утяжеляет и удорожает конструкцию.

Самые качественные плоские солнечные коллекторы могут нагре­вать теплоноситель до температуры более 150 °С, но в большинстве конструкций температура не поднимается выше точки кипения воды. Поэтому считается, что плоские коллекторы можно оставлять на дол­гое время без присмотра.

Вакуумные коллекторы обязаны своим названием способу нако­пления тепла. В них теплопоглощающие элементы запаяны в стеклян­ные трубки, в которых создан вакуум. Стекло препятствует выходу инфракрасного излучения от нагретых элементов, а вакуум идеальная среда для теплоизоляции, т. к. в нем охлаждение из-за конвекции про­сто отсутствует.

Вакуумные коллекторы эффективно работают даже в сильные морозы и в пасмурную погоду, а на солнце они способны нагревать

теплоноситель до 300 градусов. Именно из-за этого системы с ваку­умным коллектором обычно гораздо сложнее. Они включают в себя специальные контроллеры и клапаны, обеспечивающие сброс избы­точного тепла при перегреве.

И, наконец, коллекторы-концентраторы представляют собой отдель­ный класс устройств, которые чаще всего используют, когда необходимо получить очень высокую температуру. Простейшим примером кон­центратора может служить обычная линза. Наверное, все мы, будучи детьми, выжигали с ее помощью узоры на лавочках во дворе. Правда, в современных концентраторах линзы практически не используются. Там, в основном, применяют зеркала. Принцип тот же — солнечные лучи сводятся в одну точку параболическим зеркалом. В фокусе концен­тратора температура составляет несколько сотен градусов. Нагретый до такой высокой температуры теплоноситель используется для получе­ния пара, который вырабатывает энергию уже в паровой турбине.

Комментарии запрещены.