Сонячні колектори: що це, де і як їх можна ефективно застосовувати

Сонячне світло - один з найдоступніших регулярних природних ресурсів, користуватися яким можна абсолютно безкоштовно. Зокрема, енергію сонця можна успішно використовувати в якості альтернативного джерела для обігріву приміщень. Про те, що це ще й абсолютно екологічно чистий вид енергії, який не приносить шкоди планеті і всім, хто її населяє, і говорити не варто. Дивно, що активно цю ідею почали розробляти лише в останні кілька років. Саме тому продаж сонячних колекторів - до сих пір практично незайнятий сегмент ринку. У тому, що ж таке «сонячний колектор», які його різновиди існують на сьогоднішній момент і чи дійсно він може бути ефективний - розберемося в даній статті.

Як ефективно застосовувати сонячні колектори

Кожен день Земля отримує від Сонця колосальна кількість енергії, випромінювання, велика частина якого ніяк не використовується. Якщо вірити вченим, то щодня Сонце «обдаровує» Землю кількістю енергії, яке можна порівняти з тим, яке все людство витрачає за рік.

Сонячний колектор - пристрій, основне завдання якого - поглинання сонячних випромінювань і їх подальше перетворення в теплову енергію. Формально колектором можна вважати будь-яку ємність з рідиною, виставлену на сонці (бочки, відра і навіть банальні пластикові пляшки). Але такі варіанти ми, звичайно, розглядати не будемо, оскільки їх ККД вкрай низький.

Особливості пристрою і алгоритм дії колектора

Пристрій даного апарату складається з таких конструктивних елементів як безпосередньо сам колектор, теплообмінний контур і акумулятор тепла (бак, наповнений водою). Принцип дії дуже простий і зрозумілий: вода нагрівається, поглинаючи енергію від сонячного випромінювання, а потім, циркулюючи, віддає тепло в обмінник. Нагріта вода до моменту використання зберігається в баку, тому важливо, щоб він був добре теплоізольовані. Найсучасніші моделі пристроїв, як правило, додатково оснащуються також насосом для примусової циркуляції і електронагрівачем-дублером - на випадок тривалої несприятливої і похмурої погоди.

Переваги та недоліки колекторів як джерела опалення приміщення

Як метод опалення приміщень сонячні колектори застосовуються поки не так часто, як могли б, але той практичний досвід, який вже вдалося отримати на цьому терені, дозволяє виділити в них ряд певних переваг і недоліків.

Переваги

1. Доступність. Для того щоб встановити сонячний колектор у себе вдома, не буде потрібно ніяких спеціальних дозволів. Необхідний тільки умілий і досвідчений сантехнік.
2. Довгий термін служби. Термін експлуатації колектора - від 15 років.
3. Енергонезалежність. Встановивши сонячний колектор, ви в значній мірі знизите залежність від газового опалення. Влітку, а також в період міжсезоння ви будете постійно мати в будинку гарячу воду, а навантаження на котел знизиться в рази.

Недоліки

1. Ціни необхідного обладнання

Мінімальна вартість одного колектора сонячної енергії на сучасному ринку становить 500 $. Установка системи «під ключ» обійдеться в середньому в 2500 у.о. Крім того, для ефективної роботи колектора обов'язково необхідний бак-накопичувач. Якщо у вашій системі він спочатку не передбачений, доведеться розщедритися і на нього. Чималі витрати, особливо якщо враховувати, що повністю окупляться вони тільки через 10 років.

2. Мінливість

Сонячні колектори можна розглядати лише в контексті додаткового джерела опалення, що дозволяє трохи заощадити на споживанні газу в певні пори року. Так, наприклад, абсолютно неефективний колектор взимку. А також недоліком можна вважати і той фактор, що ви не можете контролювати, коли Сонце повинно світити, а коли - ні.

Тут же відзначимо, що найбільш ефективним буде застосування сонячних колекторів в теплих південних регіонах, оскільки сонячна активність там найбільш висока.

Класифікація сонячних колекторів

1. За принципом сезонності:

• цілорічні (для цього в колекторі повинні бути встановлені додаткові елементи - насос і нагрівач)
• сезонні (для літнього періоду і міжсезоння)

2. За принципом роботи:

• з примусовою циркуляцією (працюють під тиском насоса)
• самопливні (для їх роботи не потрібна електроенергія, що ідеально для дачі, та й для економії в цілому)

3. По області призначення:

• для опалення приміщень
• для нагріву води в басейнах

4. За типом пристрою конструкції:

• трубчасті вакуумні
• плоскі

На останньому принципі класифікації зупинимося, більш детально розглянувши особливості кожного різновиду.

Плоскі сонячні колектори представляють собою коробку (корпус), закриту склом. Основним конструктивним елементом в такої системи є абсорбер - пластина з металу, покритого спеціальним поглинає сонячну енергію складом. Також на Пластини напоюються трубопровід, по якому циркулює вода.

Трубчасті вакуумні колектори складаються з рами, корпусу-теплообмінника і скляних трубок. Трубки можуть бути різними. Зараз виробники пропонують моделі з коаксіальними трубками системи heat-pipe, U-type і пір'яними трубками.

Сказати про те, який тип конструкції колектора краще - складно. Кожен з них має як переваги, так і недоліки:

• плоскі колектори дешевше вакуумних;
• конструкція плоских вважається більш міцною і надійною, вакуумні ж - тендітні;
• плоскі доцільніше використовувати влітку і в міжсезоння, вакуумні - взимку;
• газова плита проблематично монтувати на важкодоступну дах складної конструкції;
• система вакуумного типу більш ефективна для нагріву води до високої температури;
• якщо поламається газова плита - його доведеться міняти цілком, якщо поламається вакуумний - потрібно буде замінити тільки частину, яка вийшла з ладу.

Висновок

Немає сумнівів, що сонячний колектор в сучасних реаліях є одним з найбільш ефективних джерел альтернативної енергії в приватному будинку. Але в зв'язку з високою вартістю на дані пристрої, їх варто розглядати як довгострокову перспективу в енергонезалежності. Повністю окупиться покупка і установка колектора в середньому через 10 років, тому зважитися на це виключно заради економії газу - вкрай недоцільно. В такому випадку має сенс розглянути інші варіанти альтернативного отримання теплоенергії (камін або твердопаливний котел).