МенюРубрики

Сонячний колектор або геліоконцентратора

Приховане перевагу проти явної переваги

Сонячний концентратор, як і сонячний колектор, на перший погляд вирішують однакові завдання – забезпечення споживача енергією з альтернативного джерела. Але якщо існують два різних усталених назви, ці пристрої повинні суттєво відрізнятися один від одного.

Порівняння без деталізації

Встановити градацію між сонячними колекторами и концентраторами допоможуть два нових поняття: апертура і абсорбер. В області альтернативної енергетики їх слід описувати так:

  • Апертура – елемент конструкції ефективно приймає сонячне випромінювання;
  • Абсорбер – елемент пристрою, поглинаючий теплове випромінювання.

Використовуючи ці терміни, описати звичайний побутовий сонячний колектор можна як пристрій, в якому площі апертури і абсорбера приблизно однакові. Типовий приклад – сонячний водонагрівач, або сонячний повітряний колектор.

Сонячний концентратор спроектований таким чином, що площа апертури у багато разів більше площі абсорбера. Наприклад, сонячна електростанція Ашалим, в Ізраїлі, збирає світло з 55 тисяч дзеркал, загальною площею понад 3,1 кв. км, на абсорбер площею ≈ 200 кв. м.

Типи сонячних концентраторів

До 2010 року, сонячні концентратори використовували тільки дзеркальні поверхні для передачі випромінювання на абсорбер і ділабося на три типи:

  • Сонячні вежі;
  • Параболічні концентратори;
  • Параболоциліндричні системи.

Потім була доведена більш висока ефективність анидолической (неизображающей) оптики, для концентрації теплової енергії сонячного світла, і на основі параболоциліндричні систем почали будувати великі електростанції, що генерують понад 100 МВт електроенергії.

Але саму першу сонячну електростанцію, ще в 1907 році зібрав винахідник Шуман, саме на основі параболічних жолобів. Постійно удосконалюючи своє дітище, до 1913 році Шуман довів її потужність до 52 КВт.

 

Фундаментальні відмінності колекторів і концентраторів

Принципова різниця між гелиоконцентраторами и сонячними колекторами криється в температурі робочого тіла. Для сонячних концентраторів, стандартна температура абсорбера не опускається нижче 400C. В деяких системах вона досягає 1400C. Зрозуміло, що використання води в таких системах неможливо, тому в якості теплоносія використовують розплави солей, евтектичні сплави металів і навіть рідкий кремній.

Але найголовніше – сонячні концентратори, насамперед, використовують для генерації електрики. Для обігріву приміщень такі системи не пристосовані, тому геліоконцентратора практично скрізь використовуються в промислових масштабах.

ВАЖЛИВО: для генерації електрики в цілодобовому режимі, всі промислові геліоконцентратора мають у своїй структурі гігантські теплоакумулятори.

Сонячні колектори спроектовані саме як пристрої для нагріву води або повітря, без можливості генерації електрики. В самих сучасних сонячних колекторах з вакуумними трубками, теплоносій може нагріватися до 200-220C, але через обмінний контур він віддає тепло в бойлер великого об'єму. А температура води в бойлері вже не піднімається вище 90-95C.

Особливе застосування знайшли сонячні колектори в роботі з теплоакумулятор. Комбінація цих двох пристрій дозволяє запасати тепло на тривалий термін, і використовувати енергію з альтернативного джерела для безкоштовного опалення житла в зимовий період. Грамотно проектовані теплоакумулятори, можуть зробити зимове опалення житлових приміщень повністю автономним, або знизити витрати на 65-90%.

ІНФОРМАЦІЯ: у Німеччині щороку вводять в експлуатацію кілька сотень теплоакумуляторів для опалення будинків, а великомасштабні проекти, що забезпечують обігрів великих інфраструктурних об'єктів (лікарні, торгові центри, криті стадіони) вже обчислюються десятками. Всі вони використовують вакуумні сонячні колектори.

Для об'єктивності треба зазначити, що інтеграція в систему опалення теплоакумуляторів, заряджаються від альтернативних джерел енергії, вимагає відносно високих фінансових вкладень. У всьому світі подібні проекти частково або повністю оплачуються з державної скарбниці. Уряд Росії, як і інших країн пострадянського простору, таку допомогу населенню не надає.

Переваги в приватному секторі

Простому домовласникові в 99% випадків доводиться використовувати сонячний колектор. Навіть якщо він виготовлений у форм-факторі параболоциліндричні жолоби, то отримана енергія йде на обігрів будинку, або води. В ідеальному варіанті, такий колектор може запасати тепло в розширювальної ємності вдень, а вночі гарячий теплоносій буде циркулювати по батареях опалення.

Поодинокі проекти теплоакумуляторів розраховані для сезонного зберігання енергії, реалізовані в декількох підмосковних котеджах. І то, це була ініціатива власників, які діяли на свій страх і ризик. Але вони залишають відгуки позитивні. Адже витрати на опалення в зимовий період знизабося на 60-80%!

Сонячний концентратор теж може отримати прописку в своєму будинку, але тільки у вигляді систем CSP-Stirling. Такі невеликі параболічні концентратори діаметром 2 – 3 метри, з встановленим генератором Стірлінга в фокусної точці, можуть виробляти 3-5 КВт електроенергії. У США їх встановлюють на дахах будинків з 2010 року. Тим більше що ККД подібних пристроїв набагато вище, ніж у сонячних елементів.

Без генерації електроенергії, сонячним концентратором можна нагрівати сауну. Такі наприклад використовуються в швейцарських Альпах. (рис. Сонячна сауна)


Ймовірно, Вам також сподобаються такі матеріали:

Сонячні концентратори та їх види

Сонячний колектор для опалення будинку


Спасибі, що дочитали до кінця! Також Не забувайте підписатися на наш канал, Еслі стаття Вам сподобалася!

Слідкуйте за нами у twitter: https://twitter.com/Alter2201

Діліться з друзями, залишайте ваші коментарі

Добавляйтесь в нашу групу в ВК:

ALTER220 Портал про альтернативну енергію

і пропонуйте теми для обговорень, разом буде цікавіше!!!

 

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"