Солнечные коллекторы: что это, где и как их можно эффективно применять

Солнечный свет – один из самых доступных регулярных природных ресурсов, пользоваться которым можно совершенно бесплатно. В частности, энергию солнца можно успешно использовать в качестве альтернативного источника для обогрева помещений. О том, что это еще и совершенно экологически чистый вид энергии, не приносящий вреда планете и всем, кто ее населяет, и говорить не стоит. Удивительно, что активно эту идею начали разрабатывать лишь в последние несколько лет. Именно поэтому продажа солнечных коллекторов – до сих пор практически незанятый сегмент рынка. В том, что же такое «солнечный коллектор», какие его разновидности существуют на сегодняшний момент и на самом ли деле он может быть эффективен – разберемся в данной статье. 

Как эффективно применять солнечные коллекторы

Каждый день Земля получает от Солнца колоссальное количество энергии, излучения, большая часть которого никак не используется. Если верить ученым, то ежедневно Солнце «одаривает» Землю количеством энергии, сравнимым с тем, какое все человечество расходует за год.

Солнечный коллектор – устройство, основная задача которого – поглощение солнечных излучений и их последующее преобразование в тепловую энергию. Формально коллектором можно считать любую емкость с жидкостью, выставленную на солнце (бочки, ведра и даже банальные пластиковые бутылки). Но такие варианты мы, конечно, рассматривать не будем, поскольку их КПД крайне низок.

Особенности устройства и алгоритм действия коллектора

Устройство данного аппарата состоит из таких конструктивных элементов как непосредственно сам коллектор, теплообменный контур и аккумулятор тепла (бак, наполненный водой). Принцип действия крайне прост и понятен: вода нагревается, поглощая энергию от солнечного излучения, а затем, циркулируя, отдает тепло в обменник. Нагретая вода до момента использования хранится  в баке, поэтому важно, чтобы он был хорошо теплоизолирован. Самые современные модели устройств, как правило, дополнительно оснащаются также насосом для принудительной циркуляции и электронагревателем-дублером – на случай длительной неблагоприятной и пасмурной погоды.

Преимущества и недостатки коллекторов как источника отопления помещения

В качестве метода отопления помещений солнечные коллекторы применяются пока не так часто, как могли бы, но тот практический опыт, который уже удалось получить на этом поприще, позволяет выделить в них ряд определенных достоинств и недостатков.

Преимущества

1. Доступность
2. Для того чтобы установить солнечный коллектор у себя дома, не потребуется никаких специальных разрешений. Необходим только умелый и опытный сантехник.
3. Долгий срок службы
4. Срок эксплуатации коллектора – от 15 лет.
5. Энергонезависимость
6. Установив солнечный коллектор, вы в значительной степени снизите зависимость от газового отопления. Летом, а также в период межсезонья вы будете постоянно иметь в доме горячую воду, а нагрузка на котел снизится в разы.

Недостатки

1. Цены необходимого оборудования

Минимальная стоимость одного коллектора солнечной энергии на современном рынке составляет 500$. Установка системы «под ключ» обойдется в среднем в 2500 у.е. Кроме того, для эффективной работы коллектору обязательно необходим бак-накопитель. Если в вашей системе он изначально не предусмотрен, придется раскошелиться и на него. Немалые затраты, особенно если учитывать, что полностью окупятся они только через 10 лет.

2. Непостоянство

Солнечные коллекторы можно рассматривать лишь в контексте дополнительного источника отопления, позволяющего несколько сэкономить на потреблении газа в определенные времена года. Так, к примеру, совершенно неэффективен коллектор зимой. А также недостатком можно считать и тот фактор, что вы не можете контролировать, когда Солнце должно светить, а когда – нет.

Здесь же отметим, что наиболее эффективным будет применение солнечных коллекторов в теплых южных регионах, поскольку солнечная активность там наиболее высока.

Классификация солнечных коллекторов

1. По принципу сезонности:

• круглогодичные (для этого в коллекторе должны быть установлены дополнительные элементы - насос и нагреватель)
• сезонные (для летнего периода и межсезонья)

2. По принципу работы:

• с принудительной циркуляцией (работают под давлением насоса)
• самотечные (для их работы не нужна электроэнергия, что идеально для дачи, да и для экономии в целом)

3. По области назначения:

• для отопления помещений
• для нагрева воды в бассейнах

4. По типу устройства конструкции:

• трубчатые вакуумные
• плоские

На последнем принципе классификации остановимся, более подробно рассмотрев особенности каждой разновидности.

Плоские солнечные коллекторы представляют собой коробку (корпус), закрытую стеклом. Основным конструктивным элементом в такой системы является абсорбер – пластина из металла, покрытого специальным поглощающим солнечную энергию составом. Также на пластину напаивается трубопровод, по которому циркулирует вода.

Трубчатые вакуумные коллекторы состоят из рамы, корпуса-теплообменника и стеклянных трубок.  Трубки могут быть разными. Сейчас производители предлагают модели с коаксиальными трубками системы heat-pipe, U-type и перьевыми трубками. 

Сказать о том, какой тип конструкции коллектора лучше – сложно. Каждый из них имеет как преимущества, так и недостатки:

• плоские коллекторы дешевле вакуумных;
• конструкция плоских считается более прочной и надежной, вакуумные же – хрупкие;
• плоские целесообразнее использовать летом и в межсезонье, вакуумные – зимой;
• плоский коллектор проблематично монтировать на труднодоступную крышу сложной конструкции;
• система вакуумного типа более эффективна для нагрева воды до высокой температуры;
• если поломается плоский коллектор – его придется менять целиком, если поломается вакуумный – нужно будет заменить только часть, которая вышла из строя.

Заключение

Нет сомнений, что солнечный коллектор в современных реалиях является одним из наиболее эффективных источников альтернативной энергии в частном доме. Но в связи с высокой стоимостью на данные устройства, их стоит рассматривать как долгосрочную перспективу в энергонезависимости. Полностью окупится покупка и установка коллектора в среднем через 10 лет, поэтому решиться на это исключительно ради экономии газа – крайне нецелесообразно. В таком случае имеет смысл рассмотреть другие варианты альтернативного получения теплоэнергии (камин или твердотопливный котел).