Pochopte vše o tom, jak funguje solární tepelné vytápění, variace a vlastnosti typů systémů

Brazílie je privilegovanou zemí, pokud jde o úpal, protože se nachází v tropické a rovníkové zóně a má přibližně osm hodin přímého slunečního světla denně (na základě ročního průměru). Z tohoto důvodu je to vynikající trh pro solární fotovoltaický systém a pro solární ohřev vody pomocí slunečního záření (solární tepelná energie).

Na rozdíl od solární fotovoltaické energie, jejíž principem práce je přeměna sluneční energie na elektrickou energii, je solární tepelná energie technologie, která umožňuje přeměnu sluneční energie na tepelnou energii az toho zajišťuje ohřev vody v systémech bytové, stavební a komerční.

Konverzi elektromagnetického záření ze slunce na tepelnou energii provádějí sluneční kolektory (nebo panely).

Existuje několik typů kolektorů s různou účinností při přeměně energie. Pro každý účel existuje vhodnější typ kolektoru, jak je vidět na následujícím obrázku:

Obrázek: aquakent

Jak je tedy patrné z obrázku, solární tepelné systémy jsou univerzální a lze je použít k zásobování teplou vodou pro různé funkce, jako je vytápění bazénu, podpora ústředního vytápění, voda na koupání a průmyslová odvětví. Tímto způsobem přispívá k maximální úspoře energie při ohřevu vody.

Jak to funguje?

Povrch panelů je opatřen žebry z mědi nebo hliníku, které jsou obvykle pro lepší absorpci slunečního záření natřeny tmavou barvou. Tyto ploutve tedy zachycují toto záření a poté z něj dělají teplo. Teplo je poté absorbováno kapalinou přítomnou uvnitř panelů, která je poté transportována čerpáním přes izolované trubky, dokud nedosáhne nádrže na horkou vodu (tepelný zásobník nebo kotel).

Nádrž na horkou vodu se skládá z izolačního materiálu, který zabraňuje ochlazení vody, což umožňuje dodávku horké vody i v obdobích bez slunce, například v noci.

Obrázek: Soletrol (přizpůsobený)

K dispozici je také přídavný topný systém (který může být elektrický nebo plynový), který zajišťuje, že je k dispozici horká voda, i když sluneční záření nestačí k jejímu úplnému ohřátí.

Součásti

Solární systém tepelné energie se obecně skládá z následujících položek:

Solární panel

Může se jednat o jeden nebo více panelů, které mají funkci přeměny dopadajícího slunečního záření na tepelnou energii.

Solární akumulátor (tepelná nádrž)

Nádrž, která rezervuje horkou vodu, dokud není potřeba pro použití. Velikost nádrže musí odpovídat potřebám bydliště.

Hydraulický okruh

Potrubí, oběhová čerpadla a ventily.

Cirkulační skupina

Je součástí hydraulického okruhu a má funkci cirkulace tepelné kapaliny trubkami, které spojují solární panel s akumulační nádrží.

Kontrolní centrum

Ovládací a regulační prvky, které zajišťují správné fungování systému.

Energetická podpora

Doplňkové topné systémy, které se aktivují pouze v době, kdy záření na panelech nestačilo k úplnému ohřevu vody.

Sběratelé

Jak je možné na obrázku vidět o použitelnosti kolektorů, existuje více než jeden typ kolektorů a tyto varianty mají různou účinnost v závislosti na účelu jejich použití. Podívejme se tedy na hlavní rozdíly mezi otevřenými plochými kolektory, uzavřenými plochými kolektory a vakuovými trubicovými kolektory:

Uzavřené a otevřené ploché kolektory

Hlavní součásti uzavřeného plochého kolektoru jsou:

• Vnější kryt: obvykle z hliníku. Má funkci podpory ostatních komponent.
• Tepelná izolace: jejím úkolem je minimalizovat tepelné ztráty do životního prostředí, které jsou obvykle vyrobeny ze skelné vaty nebo skály nebo polyuretanové pěny.
• Flétna: trubky spojené navzájem, které umožňují průtok vody do kolektoru, obvykle vyrobené z mědi.
• Ploutve: odpovědné za absorpci a přenos sluneční energie do vody. Jsou vyrobeny z hliníku nebo mědi a jsou natřeny matně černou barvou, aby se zvýšila absorpce záření.
• Krytí: obvykle sklo, polykarbonát nebo akryl, které umožňují průchod slunečního záření a minimalizují tepelné ztráty.

Hlavní rozdíl mezi uzavřeným a otevřeným kolektorem spočívá v tom, že otevřený kolektor nemá vnější skříň, kryt a tepelnou izolaci, což je méně účinné při ohřevu vody na vyšší teploty.

Obrázek: Solar Energy Sphere / Dasol

Trubkové vakuové kolektory

Trubkové vakuové kolektory mají následující hlavní součásti:

• Trubky: jsou to obvykle dvě soustředné skleněné trubice, kterými protéká voda. Mezi vnitřní a vnější vrstvou je vakuová vrstva, která je zodpovědná za minimalizaci tepelných ztrát.
• Hlava: trubky jsou vloženy do hlavy, kudy prochází voda. Může být vyroben z oceli, hliníku nebo mědi a potažen tepelně izolačním materiálem.
• Struktura: je to to, co udržuje trubice ve správné poloze pro zachycení sluneční energie a připojené k hlavě.

Obrázek: Sféra sluneční energie

Oběh

Existují také dvě varianty solárních tepelných systémů, které se liší způsobem cirkulace vody v systému: systém s cirkulací termosifonu a systém s nuceným oběhem.

Cirkulace termosifonu

Tento typ systému využívá fyziku k bezplatné cirkulaci vody, to znamená, že využívá termodynamiku a gravitační sílu, které způsobují, že horká voda přirozeně stoupá k nádrži a studená voda sestupuje k solární panel.

Systémy s cirkulací termosifonu tedy nevyžadují použití elektrických čerpadel, a proto jsou ekonomičtější a jednodušší na instalaci. V některých případech to může být méně účinné než nucený oběh, kromě požadavku, aby zásobník byl nutně umístěn nad panely.

Nucený oběh

Systémy s nucenou cirkulací obecně obsahují nádrž na vodu odděleně od panelů, což umožňuje umístění nádrže na úrovni podlahy, a může být instalována v jakékoli místnosti v domě, zatímco panely jsou obvykle instalovány na střechách. Na rozdíl od termosifonových cirkulačních systémů vyžadují systémy s nuceným oběhem vodní čerpadla, která jsou elektronicky řízena.

Instalace

Při instalaci solárních tepelných energetických systémů je třeba vzít v úvahu některé body:

• Místo instalace musí být bezpečné, to znamená, že komponenty musí být instalovány na místě, kam nemají lidé a zvířata snadný přístup, a musí být obvykle instalovány na střechách (střeše);
• Doporučuje se vyhnout se instalaci panelů na místech s úplným nebo částečným zastíněním;
• Panely musí být instalovány co nejblíže místu spotřeby.

zdroj obrázku: Soletrol

Doba návratnosti investice do solární tepelné energie má tendenci kolísat, obvykle se vyskytuje v intervalu od 18 do 36 měsíců. Životnost solárního ohřívače se odhaduje na přibližně 240 měsíců, což činí systém velmi výhodným a ekonomickým.

Vzhledem k tomu, že systém používá k ohřevu vody málo nebo často nevyžaduje použití elektřiny, je tento systém ekonomický a kromě toho, že je šetrný k životnímu prostředí, protože nevytváří odpad za deskami a nezpůsobuje poškození životního prostředí. Slibný je také v Brazílii a ve světě, protože má minimální dopady na životní prostředí a snižuje uhlíkovou stopu spotřebitelů, kteří budou minimalizovat své emise, pokud se rozhodnou pro způsob získání teplé vody snížením spotřeby elektřiny.

Video připravené společností Soletrol demonstruje pracovní princip solární tepelné energie a solárních kolektorů.

Chcete-li zjistit, jak instalovat solární fotovoltaický systém, přejděte do našeho instalačního průvodce - ale ten vás provede pouze tím, jak instalovat energetický fotovoltaický systém, a ne tepelný, vysvětlený v tomto článku.

---