3 Παραδείγματα Ηλιακών Συλλεκτών

Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι συσκευές που συλλαμβάνουν τη θερμότητα του ήλιου για την εκτέλεση εργασιών, σε αντίθεση με τα φωτοβολταϊκά πάνελ που χρησιμοποιούν το φως του ήλιου. Μία κοινή χρήση για έναν ηλιακό συλλέκτη είναι η παροχή ζεστού νερού οικιακής χρήσης, αλλά μπορούν επίσης να παρέχουν ζεστό αέρα για θέρμανση στο σπίτι ή ακόμη και υλικά υπερθέρμανσης για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ενώ υπάρχουν πολλά διαφορετικά σχέδια ηλιακών συλλεκτών, εμπίπτουν σε τρεις ευρείες κατηγορίες.

Ένας ηλιακός συλλέκτης επίπεδης πλάκας αντιπροσωπεύει τον απλούστερο τύπο, που αποτελείται από ένα ορθογώνιο κουτί με γυάλινο κάλυμμα και ένα θερμοαπορροφητικό κάτω στρώμα. Το φως του ήλιου περνά μέσα από το γυαλί, θερμαίνοντας το εσωτερικό και μια σειρά σωλήνων ή αγωγών επιτρέπει στο νερό ή τον αέρα να ρέει μέσα από τη μονάδα και να απορροφά τη θερμότητα του περιβάλλοντος. Οι συλλέκτες με επίπεδη πλάκα χωρίς τζάμια αφήνουν έξω το γυαλί και το σφραγισμένο κουτί και βασίζονται απλώς στη θερμότητα του ήλιου, θερμαίνοντας τους ίδιους τους σωλήνες. Μια άλλη παραλλαγή περιλαμβάνει μια δεξαμενή νερού τοποθετημένη σε στέγη βαμμένη για να απορροφά την ηλιακή θερμότητα. Αυτοί οι τύποι συλλεκτών είναι οι πιο κατάλληλοι για ζεστά κλίματα, καθώς ακόμη και η έκδοση σφραγισμένου κουτιού θα επιτρέψει τη συλλεγόμενη θερμότητα να διαφύγει εύκολα στον κρύο αέρα.

Για ψυχρότερα κλίματα ή εφαρμογές που απαιτούν υψηλότερες θερμοκρασίες νερού, ένα σύστημα σωλήνων που εκκενώνεται προσφέρει καλύτερη μόνωση. Σε αυτούς τους συλλέκτες, κάθε σωλήνας περνά μέσα από ένα σφραγισμένο γυάλινο σωλήνα χωρίς αέρα μέσα. Αυτό επιτρέπει στον σωλήνα να λειτουργεί σαν θερμός, ελαχιστοποιώντας τη μεταφορά θερμότητας από τον εσωτερικό θερμαινόμενο σωλήνα στο εξωτερικό περιβάλλον. Οι συλλέκτες σωλήνων που εκκενώνονται μπορεί να είναι σε θέση να διατηρούν θερμοκρασίες νερού άνω των 50 βαθμών Κελσίου (122 βαθμούς Φαρενάιτ) πάνω από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος.

Εάν χρειάζεστε ένα σύστημα που να παρέχει σταθερά πολύ ζεστό νερό, ένας ηλιακός συμπυκνωτής είναι το καλύτερο στοίχημά σας. Οι συγκεντρωτές χρησιμοποιούν καθρέφτες για να αντανακλούν και να συγκεντρώνουν την ηλιακή ενέργεια στους σωλήνες νερού, αυξάνοντας σημαντικά τη θερμοκρασία του νερού μέσα. Δεδομένου ότι οι καθρέφτες των ηλιακών συμπυκνωτών καμπυλώνουν για να εστιάσουν τις ακτίνες του ήλιου, λειτουργούν καλύτερα όταν είναι στραμμένοι κατευθείαν στον ήλιο, και συχνά περιλαμβάνουν συστήματα παρακολούθησης που ακολουθούν τον ήλιο στον ουρανό για μέγιστο έκθεση. Οι ηλιακοί συμπυκνωτές είναι συνηθισμένοι σε μεγάλης κλίμακας μονάδες ηλιακής ενέργειας, οι οποίοι περιέχουν μεγάλα πεδία κατόπτρων σε σχήμα γούρνας που θερμαίνουν ένα δίκτυο σωλήνων νερού για τη δημιουργία ατμού. Αυτός ο ατμός οδηγεί μια τουρμπίνα, δημιουργώντας ηλεκτρική ενέργεια.

Μία παραλλαγή του σχεδιασμού του ηλιακού συμπυκνωτή είναι ο ηλιακός πύργος. Αντί για ένα πεδίο συγκεντρωτών που θερμαίνουν το καθένα ένα τμήμα ενός δικτύου σωλήνων νερού, ένα σύστημα ηλιακού πύργου χρησιμοποιεί ένα πεδίο καθρεπτών που όλοι εστιάζουν την ενέργειά τους σε έναν μόνο κεντρικό πύργο. Αυτό αυξάνει τη θερμοκρασία στο σημείο εστίασης τόσο υψηλό που αντί του νερού, ο πύργος μπορεί να περιέχει στερεά ύλη όπως αλάτι που λιώνει κάτω από την έντονη θερμότητα. Οι σωλήνες νερού περνούν από τη δομή, απορροφώντας θερμότητα από τη λιωμένη ουσία και ο ατμός που παρέχεται οδηγεί μια τουρμπίνα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Τα συστήματα λιωμένου αλατιού έχουν ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των παραδοσιακών ηλιακών συμπυκνωτών, επειδή το αλάτι παραμένει αρκετά ζεστό για να δημιουργήσει ατμό πολύ μετά τη δύση του ήλιου. Αυτό μπορεί να επιτρέψει σε μια ηλιακή μονάδα να παράγει ηλεκτρισμό 24 ώρες την ημέρα αντί να αδρανοποιείται τη νύχτα.