В отличие от традиционных топливных ресурсов, запасы солнечной энергии неистощимы. Использование солнечного излучения для получения энергии экологически безопасно, а также достаточно экономично.
Для того чтобы получить энергию из этого альтернативного источника достаточно приобрести готовую установку или же можно самостоятельно сделать солнечные коллекторы из подручных средств и достаточно недорогих материалов.
Согласно данным предоставляемым NASA, в средних широтах на один квадратный метр мощность потока солнечного света, который достигает поверхности земли, составляет приблизительно 1- 12, кВт.
Этот параметр достаточно относителен, так как он зависит от климатических условий, времени года, рельефа местности, времени года, а также от большого количества других обстоятельств.
Не смотря на это, при правильном использовании солнечные коллекторы способны обеспечить не только горячей водой, но и теплом автономное загородное здание.
Средства малой альтернативной энергетики
Существующие гелиоустановки, которые используют для аккумуляции энергии солнца и в качестве обогревателей, имеют значительные конструктивные отличия, хотя функции у них аналогичны.
Все они предназначаются для сбора и преобразования солнечной энергии в тепловую. Даже при пасмурной погоде они достаточно эффективны, а в безоблачный жаркий полдень такая установка может поставлять до 1500 кВт энергии.
Принцип действия подобной системы основывается на использовании законов физики. Лучи солнца попадают в замкнутое пространство, накапливаются из-за невозможности выйти обратно, и перерабатываются в тепловую энергию.
Даже с учетом частичной потери энергии непосредственно в самом коллекторе и системе (КПД составляет приблизительно 60%), данное оборудование является достойной альтернативой традиционным системам отопления.
Типы обогревательных систем – «солнечные коллекторы»
- Принцип действия воздушных гелио коллекторов – концентраторов основан на использовании известного физического явления под названием «парниковый эффект». Инфракрасное излучение проникает через светопроводящий материал (например, стекло, поликарбонатную плоскость или ПВХ – пленку) и поглощается теплоприемником, который затем передает тепло воздуху, который находится под стеклом. Данная нагретая воздушная масса используется для отопления помещения.
- Существуют также подвижные аккумуляторно -преобразующие гелиосистемы, которые ориентированы на источник излучения. Данные установки могут разворачиваться вслед за движением солнца зеркалами, а некоторое оборудование способно совершать полный разворот и зеркалом и нагревательным элементом. Не смотря на то, что подобные коллекторы эффективно использует не только прямое, но и рассеянное излучение, подвижные коллекторы не пользуются значительной популярностью из-за высокой стоимости.
- Самой дешевой и распространенной разновидностью являются плоские гелио – устройства, которые представляют собой застекленные черные ящики, которые способны собирать направленные лучи под углом 30-35 градусов. Время работы такого коллектора ограничивается продолжительностью солнечного дня, а продуктивность зависит от площади принимающей поверхности, а также вертикальная или наклонная ориентация при установке.
- Солнечные коллекторы бывают также трубчатого типа. Устройство представляет собой черную трубку, которая наполнена теплоносителем. Его циркуляция стимулируется разницей температур коллектора и холодной зоны накопителя, которая располагается внизу. В отличие от плоских систем, круглые элементы такой системы имеет большую площадь поверхности, которая поглощает свет.
- Одной из разновидностей трубчатых систем являются вакуумные солнечные коллекторы. Конструкция такой системы представляет собой стеклянную трубку, внутри которой располагается черная трубка с теплоносителем. Между оболочками прозрачной и черной трубкой – вакуум, который выполняет функцию теплоизоляции.
- Коллекторы – концентраторы оборудованы рефлекторами, которые осуществляют фокусировку лучей солнца с максимальной площади. Зеркала и отражатели концентрируют солнечное излучение, увеличивая при этом мощность и плотность получаемого потока. Благодаря этому сокращается площадь элемента, который принимает солнечное излучение. Для того чтобы повысить эффективность данного оборудования, его оснащают устройствами, которые следят и разворачивают установку в соответствии с траекторией солнца.