Интерес к альтернативным, природным и возобновляемым источникам энергии возник не спонтанно. Последние несколько десятилетий стоимость энергоносителей неуклонно растет, а запасы сокращаются. Кроме того, если человечество не задумается об экологических проблемах, связанных с использованием горючих энергоносителей, то будущее не выглядит таким уж безоблачным. Однако альтернатива газу, углю и нефти есть. Один из вариантов – это использование солнечной энергии, о перспективах использования солнечной энергии и пойдет речь в данной статье.
Современные решения в гелиоэнергетике позволяют успешно внедрять солнечные коллекторы не только в регионах с жарким климатом и интенсивной солнечной активностью. Доказано, что применение солнечной энергии целесообразно не только в средней полосе РФ, например, на широте Москвы и Подмосковья, но и на широте Оймякона, Бурятии и прочих регионов, где ранее считалось, что установка солнечных коллекторов не имеет смысла.
Устройство современных гелиосистемГлавный элемент солнечной системы – это коллектор. Наиболее высокий КПД имеют гелиоколлекторы, изготовленные из медных пластин, которые покрывают специальной черной краской. У такой поверхности способность поглощения нужного спектра солнечного света наиболее высока.
С другой стороны к пластине подведены медные трубки, по которым циркулирует теплоноситель (в зависимости от климатических условий это может быть вода или антифриз). Для осуществления наиболее эффективной теплопередачи необходимо максимизировать площадь контакта трубок с поверхностью гелиоколлектора. Производители используют, как правило, прямоугольные трубки или штампуют специальные бороздки на обратной поверхности пластины, в которые монтируются медные трубки. Соединение трубок коллектора осуществляется посредством высокотемпературной сварки, т.к. температура теплоносителя достигает очень высоких значений (до 300гр. Цельсия). По понятным причинам в гелиоколлекторах исключено применение полимерных элементов.
Кроме того, поверхность коллектора, которая обращена к солнцу, покрыта защитным стеклянным покрытием, которое обеспечивает высокую пропускную способность и, в тоже время, препятствует обратной теплоотдачи отраженной солнечной энергии.
Как уже упоминалось выше – теплоноситель разогревается до очень высоких температур, т.е. его невозможно подавать в отопительную систему напрямую. Поэтому нагретый теплоноситель подается в специальное устройство – теплообменник-накопитель. Его роль в системе солнечного коллектора – это нагрев воды, которая подается непосредственно потребителю, а также аккумулирование тепла с целью обеспечения бесперебойного снабжения потребителей горячей водой в независимости от погодных условий или времени суток. На случай, если неблагоприятная погода задержится, в гелиоколлекторах устанавливают аварийные электрические модули, которые обеспечат подачу горячего водоснабжения независимо от возможности солнечного коллектора.
Внедрение подобных устройств позволит сократить потребление не возобновляемых природных ресурсов. Также применение гелиоколлекторов оправдано в отдаленных и труднодоступных регионах.
