Sodobni graditelji in oblikovalci se vse bolj usmerjajo k energetsko varčnim konstrukcijam, okolju prijaznim materialom in alternativnim virom energije. Še posebej pomembna je zadnja točka, saj ogrevanje zasebnega doma in ogrevanje vode s tradicionalnimi metodami sploh ni poceni.
Ena od možnosti za takšne vire je sončna svetloba in oprema, ki pretvarja sončno energijo v toploto, se imenuje zbiralec. Na sodobnem trgu obstaja več vrst sončnih kolektorjev, ki se razlikujejo po moči, dimenzijah, učinkovitosti, obsegu itd.
- Kaj so sončni kolektorji?
- Namestitev sončnih kolektorjev
- Kakšen mora biti kot zbiralnika?
- Katera bi morala biti površina zbiralnika? Formula za izračun
- Namestitev solarnih kolektorjev. Video
Kaj so sončni kolektorji?
Pogojno je, da jih lahko vse razdelimo na vakuumske cevaste in ploske.
Ploski kolektorji se uporabljajo pogosteje cevasti, kar je v večini primerov mogoče razložiti po ugodnejši ceni. Ponavadi se uporabljajo za ogrevanje vode, saj imajo za ogrevalne naprave zelo nizko učinkovitost, zlasti pozimi.
Ploski kolektorji so nato razdeljeni v tri vrste:
- kolektorji z absorberjem s selektivno prevleko;
- vakuumski zbiralniki;
- kolektorji z absorberjem, ki imajo lupino črnega laka.
Prva vrsta se uporablja samo za ogrevanje vodevečinoma v topli sezoni. Učinkovitost takšnih kolektorjev je precej nizka - le 25-35%, poleg tega obstaja nevarnost kondenzacije na njihovi površini. Pritrjene so na strešni material ali pa z njim.
Drugi tip - vakuumski zbiralniki - ima večjo učinkovitost in dosega 45%. Vakuumski kolektorji so zanesljivo zaščiteni pred nastajanjem kondenzata in vdihom prahu v njih. Res je, da lahko nizko kakovostne izdelke zelo hitro nadtlak, ki bo vplivalo na njihovo delo. Da bodo lahko ponovno delovali s polno močjo, bo treba obnoviti vakuum, ki ga je sam po sebi skoraj nemogoče doseči. Vakuumski kolektorji so dražji od kolektorjev s selektivnim premazom, vendar so zaradi svoje moči manjši.
Tretji tip - kolektorji z absorberjem, prevlečen s črnim lakom - ima toplotne izgube, ki so za 50% višje od toplotnih izgub prvega tipa.
Vgradnja sončnih kolektorjev
Namestitev sončnih kolektorjev se lahko izvede na strešnem materialu, ravna z njim ali na posebni konstrukciji. Izbira lokacije je odvisna od vrste strehe, njene zasnove, nagiba plošč, pa tudi od njihove usmerjenosti na svetovne strani.
Prek krovnega materiala se lahko namestijo kolektorji, če je streha groba in je naklon pobočja precej velik. V tem primeru so nameščeni s posebnimi profili ali nosilci, ki so pritrjeni na deske progah ali špirovcev. Celotna struktura mora stati za ploščicami, da ne bi kršili tesnosti strešne plasti. Zbiralnik je mogoče pritrditineposredno na nosilcih in na montažnih profilih, pritrjenih na nosilce. Dodatna navitja ali posebni elementi se lahko uporabljajo tudi za zaščito pred vetrom. Če je več kolektorjev, so med seboj povezani z valovitimi cevmi. Da bi se izognili kopičenju zraka v kolektorjih, se rahlo upognejo v nasprotni smeri od priključka. Pri ogrevalnem in ogrevalnem sistemu se kolektorji povezujejo z valovitimi cevmi iz nerjavečega jekla. Te cevi se dovajajo kolektorjem skozi prezračevalne kanale. Prednosti te instalacije so njena enostavnost, nizki stroški dela in zaključek zunanjih povezovalnih cevi. Slabosti vključujejo velike toplotne izgube.
Zbiralniki, ki so nameščeni v ravni ravni strešnega materiala, so videti privlačnejši, poleg tega pa v tem primeru ni nujno, da se strešni material sam pritrdi, kar zmanjša stroške. Na deske so pritrjene s posebnimi objemkami. Pri tem je potrebno zagotoviti, da spoji kolektorjev in strehe nimajo vrzeli, ampak so zaprte. Hkrati mora biti naklon pobočja vsaj 25 °. Stroški namestitve kolektorja v ravni s streho so dražji od namestitve na streho.
Zbiralniki na posebnih konstrukcijah so običajno nameščeni na ravnih strehah. Prednost takšnih instalacij je najpreprostejša in hitra montaža ter sposobnost spreminjanja kota njihovega nagiba v skladu s podnebnimi razmerami in usmerjenostjo v svet. Optimalni kot nagibaUpošteva se kot 45 °. Če so na isti strehi nameščeni številni kolektorji, in so eden za drugim, potem morate med seboj držati razdaljo, v kateri sprednji kolektorji ne bodo zakrili zadaj. Najmanjša razdalja med njima je odvisna od nagibnega kota in mora presegati višino najmanj 1,5-krat. Vgrajen je na betonske plošče ali škatle z drobljenim kamnom za boljše fiksiranje in zaščito pred vetrom. Tesnost strešne plasti v tem primeru ni kršena, vendar se obremenitev strehe in nosilnih elementov povečuje, zato se pred montažo posvetujte z arhitekti in ugotovite, ali bo gradnja objekta nosila tako dodatno obremenitev.
Kateri bi moral biti kot nagiba kolektorja?
Kot zbiralnika je še ena pomembna značilnost kolektorja. Ta parameter določa količino sončnih žarkov, ki padejo na površino kolektorja v času svetlobe, kar neposredno vpliva na njegovo učinkovitost. Seveda sonce spreminja svoj položaj podnevi in v različnih letnih časih, tako da zbiralec ne more vedno zajeti največje količine sončne energije. Pri tem je potrebno izbrati takšen naklon, ki bi v vsakem trenutku omogočal največjo možno osvetlitev. Na primer, kolektorje za ogrevanje vode je treba namestiti pod kotom 45 °, kar je povprečna vrednost med optimalnimi koti v poletnem (30 °) in zimskem (60 °) letnem času. Nagib lahko regulirate samo s kolektorji, nameščenimi na ravnih strehah - na parcelahna strehi je ta parameter določen z zasnovo strehe. Vendar to ne pomeni, da so takšni zbiralci neučinkoviti. Pri nagibu v območju 35-50 ° je njihova učinkovitost nekoliko odstopala od maksimalne vrednosti.
Za najučinkovitejše delo je priporočljivo, da se kolektor usmeri proti jugu, če dopušča konstrukcija strehe (zlasti poševne strehe). V nasprotnem primeru se bo njihova učinkovitost bistveno zmanjšala, kar je še posebej opazno v zimskem času in ne bo niti pomagalo povečati površine zbiralcev. Če se kolektorji uporabljajo samo za ogrevanje vode, se lahko usmerijo med jugozahodno in jugovzhodno smerjo.
Pri uporabi več kolektorjev, ki so med seboj povezani, morajo biti vsi usmerjeni v eno smer. Če pa so nameščeni pod različnimi koti in razporejeni v različnih smereh, bo vsak od njih uredil ločen pretok nosilca toplote, kar pomeni, da tak sistem ne bo deloval kot celota, ampak bo razdeljen na več neodvisnih sistemov.
Kakšna naj bi bila površina zbiralca? Formula za izračun
Območje sončnih kolektorjev je odvisno od količine vode, ki je potrebna za ogrevanje ogrevanja, intenzivnosti sončnega sevanja za to območje, učinkovitosti vsakega kolektorja, vključenega v sistem, deleža energije sonca pri pokrivanju potrebe po toploti in toplotnih izgub. Proizvajalci sončnih kolektorjev izračunavajo svojo površino in količino s posebnimi programi z uporabo različnih grafov in grafikonov. Ampak za izračun zbirališče za majhen zasebni dom ni potrebnoza globlje zapletene in nejasne izračune je dovolj, da uporabimo formulo:
A = K • F • SF /(G •?),
AW = 1 /(G •?),
A = K • F • SF • AW,
A - površina zbiralnika, m2;
AW - dano območje, ki lahko proizvede 1kWh na dan, m2 • dan /(kWh);
? - učinkovitost enega zbiralnika,%;
G - skupno sevanje sonca v enem dnevu, značilno za dano območje, kWh /(m2 · dan);
K - koeficient, ki upošteva velikost kota kolektorjev in njihovo usmerjenost na svetovne strani (izbrano iz tabele);
F - energija, potrebna za ogrevanje vode ali ogrevanje hiše za en dan, kW • h /dan;
SF - delež energije sonca pri pokrivanju potrebe po toploti,%.
Delež sončne energije je tisti del energije, ki jo proizvaja sončna elektrarna, iz celotne porabljene energije za ogrevanje ali ogrevanje vode. Njegova vrednost je običajno od 60 do 70% letne porabe energije. Solarni sistemi z večjim deležem sončne energije se uporabljajo v povezavi s pomožnimi plinskimi kotli, ki delujejo na nizki ravni.
Podatki, potrebni za izračun območja, se lahko zelo razlikujejo glede na vrste zbiralcev, njihove modele in proizvajalce.
