Kolektory słoneczne, zwane także kolektory słoneczne, są przeznaczone do zbierania ciepła ze światła słonecznego. Technologia ta jest zazwyczaj stosowana do podgrzewania wody, choć czasami do ogrzewania powietrza lub gotowania, a w niektórych zastosowaniach do wytwarzania energii. W tym artykule znajdziesz wskazówki dotyczące wyboru odpowiedniego kolektora do swoich potrzeb i przyjrzysz się niektórym z najlepszych dostępnych obecnie na rynku opcji.
Spis treści
Wzrost rynku kolektorów słonecznych
Wprowadzenie do kolektorów słonecznych
Kolektory słoneczne płaskie
Kolektory słoneczne rurowe próżniowe
Inne rodzaje kolektorów słonecznych
Końcowe przemyślenia
Wzrost rynku kolektorów słonecznych
Rynek kolektorów słonecznych wykazuje zdrowy wzrost w okresie do 2031 r., głównie ze względu na rosnący popyt na alternatywne źródła energii i rosnącą cenę dostaw krajowych dostawców energii elektrycznej. Dostawa ciepłej wody jest dla wielu koniecznością, szczególnie w krajach o zimnym klimacie, podczas gdy ogrzewanie basenów jest praktyczną i opłacalną opcją dla rynku luksusowego.
W latach 2022–2031 roczna stopa wzrostu skumulowanego (CAGR) prognozowany jest na poziomie 5.1% z Wartość 2021 mld USD w 21.5 r. do Wartość 2031 mld USD w 35.3 r..
Gdy wzrost ten zostanie podzielony według typu kolektora słonecznego, te same badania pokazuje, że technologia rur próżniowych przewyższy rozwój kolektorów płaskich, a inne technologie kolektorów wodnych bez szkliwa i kolektorów powietrznych będą miały mniejszy udział i mniejszy rozwój.
Główny udział w rynku jest napędzany przez użytkowanie mieszkaniowe, a następnie komercyjne i przemysłowe. Oczekuje się, że największy popyt będzie miał miejsce w Azji i na Pacyfiku, zwłaszcza w Chinach i Indiach ze względu na szybko rosnącą populację, wysokie zapotrzebowanie na energię i rządowe wsparcie dla systemów energii odnawialnej.
Wprowadzenie do kolektorów słonecznych
Kolektory słoneczne są zaprojektowane tak, aby wychwytywać ciepło z promieni słonecznych i przenosić je tak wydajnie, jak to możliwe, do zastosowań grzewczych. Najczęściej są używane do podgrzewania wody, dostarczania ciepłej wody do domu lub do ogrzewania basenu. W systemach ogrzewania wody użytkowej, podgrzana woda z kolektora słonecznego jest przesyłana do głównego podgrzewacza wody i tam magazynowana, aby uzupełnić domowy system ogrzewania wody. W krajach o niestabilnym zasilaniu, dom może nadal produkować ciepłą wodę w ciągu dnia i uzupełniać ogrzewanie wody, gdy dostępna jest główna sieć elektryczna.
Istnieją dwa główne typy:
- Płaskie kolektory zawierające szereg rurek wypełnionych wodą, których zadaniem jest bezpośrednie podgrzewanie wody użytkowej lub gromadzenie i przekazywanie ciepła.
- Kolektory rurowe próżniowe, w których wykorzystuje się medium zbierające ciepło umieszczone w szklanej rurze wypełnionej próżnią w celu zwiększenia przewodności cieplnej i ograniczenia strat ciepła.
Oto kilka prostych kwestii, które należy wziąć pod uwagę przy wyborze:
- Kolektory rurowe próżniowe są uważane za najlepsze systemy dla chłodniejszych klimatów, ze względu na ich wydajne wychwytywanie ciepła. Kolektory płaskie są bardziej powszechnym wyborem dla klimatów tropikalnych i subtropikalnych.
- Kolektory słoneczne próżniowe podgrzewają wodę szybko, do temperatury około 200 stopni Fahrenheita, natomiast kolektory płaskie nagrzewają się wolniej, maksymalnie do temperatury około 140 stopni Fahrenheita.
- Kolektory płaskie są zazwyczaj tańsze od kolektorów próżniowych, chociaż dodatkowe koszty można zrekompensować większą wydajnością wytwarzania ciepła.
Wydajność różnych kolektorów słonecznych jest zwykle mierzona za pomocą modeli matematycznych, które wykorzystują szereg czynników, w tym powierzchnię, temperaturę otoczenia i różne inne czynniki, takie jak odblaskowość. Jednak główne czynniki można podsumować jako ilość pochłanianego ciepła, biorąc pod uwagę dostępną energię słoneczną, aby uzyskać procent wydajności. Pożądany jest zakres 60%-80%.
Te liczby nie są łatwo dostępne u sprzedawców, ale kupujący może poprosić o informacje. Inne czynniki wyboru będą oparte na pożądanym zastosowaniu, lokalizacji/pozycji kolektora i typowych warunkach nasłonecznienia. Użytkownik będzie musiał zmierzyć dostępną przestrzeń, aby zdecydować, jak duży i ile jednostek można zainstalować.
Należy pamiętać, że kolektory słoneczne różnią się od paneli ogniw słonecznych lub paneli fotowoltaicznych, które wykorzystują układ ogniw fotowoltaicznych (PV), które wzbudzają elektrony. Te wzbudzone elektrony są następnie przepuszczane przez obwód w celu wygenerowania prądu stałego, który może być używany bezpośrednio do zasilania urządzeń lub przechowywany w bateriach do późniejszego wykorzystania.
Kolektory słoneczne płaskie
Płaskie kolektory słoneczne są bardzo powszechnym wyborem, ponieważ ich płaskie panele można montować na skośnych dachach bez tworzenia nierównego profilu.
Kolektory płaskie składają się z:
- Płaski panel z przednią płytą absorbującą, przyciemnianą w celu uzyskania najlepszej absorpcji ciepła.
- Przezroczysta osłona ochronna, która pozwala na filtrowanie światła słonecznego do płyty absorbera. Zazwyczaj nie są one odblaskowe i mogą zawierać specjalistyczne materiały, takie jak hartowane szkło sodowo-wapniowe.
- Miedziany system cyrkulacji rur, który umożliwia przepływ cieczy przez panel w celu usunięcia i pochłonięcia ciepła z płyty. W gorącym klimacie cieczą tą jest zazwyczaj woda, natomiast w zimnym klimacie może to być mieszanka środka zapobiegającego zamarzaniu. Jeśli zamiast wody zostanie użyty płyn podobny do środka zapobiegającego zamarzaniu, zebrane ciepło zostanie przeniesione do zbiornika z gorącą wodą w celu jej podgrzania.
- Izolacja wokół panelu w celu zmniejszenia utraty ciepła.
Kolektory słoneczne rurowe próżniowe
Kolektory słoneczne rurowe próżniowe są najpopularniejszymi typami kolektorów słonecznych na świecie. Kolektory te wykorzystują szklane rury ułożone równolegle, z dwiema warstwami szklanej rury, jedna wewnątrz drugiej. Między dwiema szklanymi rurami powstaje próżnia, co zmniejsza utratę ciepła. Wewnątrz wewnętrznej rury znajduje się absorbujący ośrodek, który przechwytuje ciepło, które ma zostać przekazane do systemu wodnego.
Systemy rur próżniowych charakteryzują się wysoką efektywnością pochłaniania i zatrzymywania ciepła pochodzącego z energii słonecznej, a ponadto są zazwyczaj bardziej wydajne niż kolektory płaskie.
Inne rodzaje kolektorów słonecznych
Kolektory słoneczne paraboliczne
Kolektory paraboliczne to kolektory słoneczne, w których promienie słoneczne są skupiane bezpośrednio na punkcie, który ma zostać ogrzany, przy użyciu polerowanego lustra metalowego ułożonego w kształcie wgłębienia lub talerza.
Kolektory słoneczne paraboliczne są wygięte wzdłuż płaszczyzny, aby skupić energię słoneczną na rurze biegnącej wzdłuż środka koryta. Płyn wewnątrz rury jest podgrzewany przez skupione promienie, a następnie przesyłany rurą, aby być używanym jako źródło ciepła. W powyższym przykładzie sprzedawca ustala cenę za metr kwadratowy, od 3 USD za m6 do XNUMX USD za mXNUMX, w zależności od zamówionej ilości.
Koryta paraboliczne są mocowane na miejscu, ustawione w linii ze słońcem w najbardziej optymalnym punkcie światła słonecznego i potrzebują przestrzeni wzdłużnej dla zestawu. Zazwyczaj nie są kupowane do użytku domowego i częściej mają zastosowanie w gospodarstwach rolnych i innych zastosowaniach komercyjnych.
Kolektory słoneczne z parabolicznym naczyniem, jak sama nazwa wskazuje, mają kształt naczynia i wykorzystują polerowaną lustrzaną powierzchnię, aby skupić słońce na jednym punkcie przed naczyniem. Zazwyczaj są używane do podgrzewania wody i gotowania, jak w powyższym przykładzie pokazującym czajnik umieszczony w centralnym punkcie naczynia.
Dla tych kolekcjonerów głównym wyborem kupującego jest rozmiar czaszy parabolicznej, przy czym powyższy przykład pokazuje czaszę o średnicy 1.5 m, sprzedawaną za około 23 USD. Modele te są opisane jako kuchenki słoneczne kuchenne, ale musiałyby być umieszczone w miejscu, w którym otrzymują wystarczającą ilość światła słonecznego. Są wystarczająco małe, aby można je było łatwo przenosić i można je szybko zmontować do użytku ad hoc.
Bardziej zaawansowane modele wykorzystują naczynie z nieruchomą podstawą, ale z systemem śledzenia, który obraca i ustawia naczynie pod kątem, aby podążało za ścieżką słońca. Te modele nie są prostymi naczyniami do gotowania, zamiast tego zbierają i kierują zebrane ciepło.
Nieszkliwione kolektory wodne i powietrzne
Te kolektory słoneczne wykorzystują absorber w taki sam sposób jak kolektory płaskie, ale bez przeszklonej pokrywy. Są to uproszczone metody zbierania ciepła do wody lub do doprowadzania ogrzanego powietrza do budynku mieszkalnego lub komercyjnego.
Końcowe przemyślenia
Kolektory słoneczne są coraz popularniejszym zakupem do użytku domowego i komercyjnego. Systemy te są tanie w zakupie i instalacji i wykorzystują łatwo dostępne źródło energii odnawialnej ze słońca. Wykorzystując energię słoneczną bezpośrednio ze światła słonecznego, albo kierują tę energię bezpośrednio do ogrzewania wody, powietrza, a nawet żywności, albo kierują energię do ośrodka gromadzenia ciepła, który jest następnie wykorzystywany w systemach grzewczych.
Jeśli chodzi o najpowszechniejszy sposób wykorzystania kolektorów słonecznych do podgrzewania wody użytkowej, kąpieli, pryszniców i podgrzewania wody w basenach, najczęściej wybierane są płaskie kolektory słoneczne lub kolektory próżniowe.
Ponieważ technologia rur próżniowych wykorzystuje przestrzeń próżniową do poprawy wychwytywania ciepła i zmniejszenia strat ciepła promieniowanego, są one uważane za bardziej wydajne niż kolektory płaskie. Nagrzewają się szybciej, do wyższej temperatury i zatrzymują to ciepło bardziej wydajnie. Dla porównania, kosztują więcej niż kolektory płaskie, ale można to obliczyć jako bardzo konkurencyjne w przeliczeniu na dolara za jednostkę cieplną.
Potencjalni nabywcy będą chcieli również zbadać inne dostępne opcje, takie jak paraboliczne kolektory słoneczne lub uproszczone kolektory powietrzne, w zależności od swoich potrzeb. Aby uzyskać więcej informacji na temat szerokiego wyboru kolektorów słonecznych dostępnych na rynku, sprawdź internetowy showroom pod adresem Chovm.com.
