Слънчеви колектори

Днешното съвременно общество е голям консуматор на електроенергия – промишленост, домакинства, почивка – за нашия комфорт винаги е необходима електроенергията., ежедневието ни е немислимо без нея. По отношение на това да използваме или не електроенергия нямаме избор, отговорът е ясен – без електроенергия не можем да съществуваме. Изборът, който имаме, е как да използваме електроенергията – като консуматори, незаинтересовани от бъдещето на планетата или като отговорни потребители на електроенергия, които използват съвестно предоставеното им благо. Изключвайки уредите, когато не ги използваме или закупувайки енергоспестяващи уреди и системи, правим избора да подобрим нашия живот и да повлияем върху нарастващите проблеми с околната среда.

Ще направим един общ преглед на източниците за електроенергия и тяхната възвръщаемост. Източниците на електроенергия се разделят на две главни категории: възобновяеми и изчерпаеми. В категорията на изчерпаемите източници влизат – въглища, нефт и природен газ. Общото при тях е, че за да се получи енергия, те изгарят. Това води до проблемите, свързани с изчерпването им, и дискусиите за алтернативните източници на енергия. Алтернатива на невъзобновяемите източници и ядрената енергия са – водата, вятъра, слънчевата енергия, биомасата и геометралната енергия.

Тук ще засегнем слънчевата енергия и начините, по които черпим енергия от нея. Тя е един от ресурсите, с които разполагаме в изобилие и който на практика е неизчерпаем. Всяка година Слънцето ни предоставя 35 000 пъти повече енергия отколкото използваме. 1/3 от нея се поглъща от атмосферата или се отразява от нея обратно в космоса. Слънчевата енергия, която използваме, се събира под формата на слънчеви емисии топлина или светлина. Слънчевата енергия се класифицира като два типа – пасивна и активна. Двата типа се експлоатират различно. Активната слънчева енергия директно се превръща в приложима форма и се разпределя на слънчева термична и слънчева фотоволтова. Един от най-лесните и икономични начини за оползотворяване на слънчевата енергия е чрез термо-соларни системи. Термо-соларната технология се използва за изменянето на слънчевата енергия в топлинна и прилагането й при въздушно отопление, генериране на пара, готвене и сушене, дисталация и др. Другата форма на соларните технологии се прилага, за да преобърне соларната радиация в електричество чрез фотоелектричния ефект. В този случай най-приложимо е инсталирането на слънчеви колектори за загряването на вода за битови нужди или отопление.

Слънчеви колектори за топла вода

1. 1. Плоски колектори

Плоските колектори имат следните компоненти:

• Корпус – алуминиев или метален;
• Абсорбер – изработен от медни тръби със специално покритие, той поглъща слънчевата енергия.
• Най-отгоре е покрит с призматично или гладко стъкло, което се грижи да няма отразяване на слънчевия лъч.  Между абсорбера и корпуса е поставен пласт вата, който играе ролята на изолация, а алуминиевата рамка от вътрешната страна се грижи за стабилността на цялата конструкция.                                                                                                                                                                                                                       
• Системата функционира на следния принцип: слънчевите лъчи се поглъщат от абсорбера, загряват медните тръби, по които тече вода или специална соларна течност (флуиди), след което флуидите се обтичат по тръбите, които ги отвеждат в серпентината на бойлера и оттам се затопля водата във водосъдържателя.

За инсталацията на системата са необходими:

           - Панел

           - Стойка

           - Тръби

           - Помпа

           - Разширителен съд

           - Център на управление

           - Бойлер със серпертина

2. Вакуумнотръбни колектори

Вакуумнотръните колектори се състоят от две стъклени тръби, между които има вакуум. Външната повърхност на вътрешната тръба е покрита с топлинно-абсорбиращ слой – алуминиев нитрид. В нея е разположена медна тръба, в която се загрява флуида, абсорбиращ слънчевата енергия. Флуидът предава топлината в колекторната част, през която минава антизамръзваща смес.

Тези колектори се предлагат в две разновидности:

  -бойлер от хром- никелова ламарина и 60мм. изолация от пенопоулеритан, вграден над самите тръби, като водата директно се загрява в резервоара. Водата е под налягане и не е необходима помпена група.

   - вторият тип е конструиран само от тръби и колекторна част, през която преминава флуида и се отвежда по тръбен път към серпентината на бойлера, разположен във вътрешно помещение. Тези модели са под високо налягане и са за целогодишна експлоатация.

За изграждането на цялата система са необходими:

  - Бойлер със серпентина

  - Слънчев колектор

  - Циркулационна помпа

  - Разширителен съд

  - Контролер

  - UPS /резервирано захранване/

Варианти за използване на слънчевата енергия в България:

• използване на слънчеви панели само за добиване на топла вода
• използването на комбинирани соларни системи – освен топла вода с тях можем да добием и топлина. Така се натоварва по-пълно соларна система и изплащането й става значително по-бързо.
• слънчева инсталация за отопление на плувни и други видове отоплени, използва се както през лятото, така и през зимата.

Като заключение на този материал ще добавим няколко интересни факта.

 В България първата слънчева инсталация  за добиване на електрически ток от слънцето е монтирана още през 1979 г. на покрива на бирената фабрика край Кърджали. Тя се експлоатира само три години.

 В Германия е построена най-голямата слънчева електроцентрала в света, която започва производството на електроенергия през юни 2008г. Тя е разположена на територията на стара военновъздушна база в Източна Германия. Нейният капацитет е 40 MW. Отново в Германия в 80-хилядния град Marburg, намиращ се в западната част на страната, е приет т.нар. “solar charter”, който задължава жителите да инсталират слънчеви панели на покривите на своите домове. В Германия има над 300 000 фотоволтаични системи, собственост на отделни граждани, фермери или малки фирми.

   От друга страна в САЩ фирмата NanoSolar съобщава за производство на фотоволтаични колектори с цена под 1$/W. Използват се нанотехнологии, като фотоволтаично мастило се нанася върху тънко метално фолио. Съобщава се за построен завод в Калифорния и строящ се в Германия, използващи тази технология.

В България, като страна членкана ЕС, вече е в сила европейска директива за енергийната ефективност на сградите (EPBD), която задължава от 2020 г. всички нови сгради да бъдат нулево въглеродни. През 2050 г. сградите вече няма да използват енергия, добита от въглеродни горива (нефт, газ, въглища).

Великобритания си е поставила цел да въведе този стандарт от 2016 г.

Стандартите на пасивните сгради (сгради, които ползват до 15% от енергията на стандартната в момента сграда), както и други нискоенергийни стандарти ще навлязат широко.

Така по-високият жилищен стандарт няма да доведе до покачване на енергийния разход, по-скоро обратното.

От едната страна са директивите, а от другата  - икономическият интерес, който също е много важен.

Допълнителната енергия, която ще е необходима за по-високия стандарт на живот и разрасналата се икономика, ще се компенсира от значително по-високата енергийна ефективност.