3 voorbeelden van zonnecollectoren

Zonnecollectoren zijn apparaten die de warmte van de zon opvangen om taken uit te voeren, in tegenstelling tot fotovoltaïsche panelen die het zonlicht gebruiken. Een veelgebruikt gebruik van een zonnecollector is het leveren van warm water voor woningen, maar ze kunnen ook warme lucht leveren voor verwarming van het huis of zelfs oververhittingsmaterialen voor elektriciteitsopwekking. Hoewel er veel verschillende ontwerpen voor zonnecollectoren bestaan, vallen ze in drie brede categorieën.

Een platte zonnecollector is het eenvoudigste type, samengesteld uit een rechthoekige doos met een glazen deksel en een warmteabsorberende onderlaag. Zonlicht valt door het glas en verwarmt het interieur, en een reeks pijpen of kanalen laat water of lucht door de unit stromen en de omgevingswarmte absorberen. Ongeglazuurde vlakke plaatcollectoren laten het glas en de verzegelde doos weg en vertrouwen gewoon op de warmte van de zon, waardoor de leidingen zelf worden verwarmd. Een andere variatie omvat een op het dak gemonteerde watertank die is geverfd om zonnewarmte te absorberen. Dit soort collectoren zijn het meest geschikt voor warme klimaten, omdat zelfs de versie met gesloten doos de verzamelde warmte gemakkelijk in de koude lucht laat ontsnappen.

Voor koudere klimaten of toepassingen die hogere watertemperaturen vereisen, biedt een vacuümbuissysteem een ​​betere isolatie. In deze collectoren gaat elke pijp door een afgesloten glazen buis zonder lucht erin. Hierdoor kan de buis functioneren als een thermoskan, waardoor de warmteoverdracht van de binnenste verwarmde buis naar de buitenomgeving wordt geminimaliseerd. Geëvacueerde buiscollectoren kunnen watertemperaturen van meer dan 50 graden Celsius (122 graden Fahrenheit) boven de omgevingstemperatuur houden.

Als u een systeem nodig heeft dat constant zeer warm water kan leveren, is een zonneconcentrator de beste keuze. Concentrators gebruiken spiegels om de energie van de zon op waterleidingen te reflecteren en te concentreren, waardoor de temperatuur van het water binnenin aanzienlijk stijgt. Omdat de spiegels in zonneconcentratoren buigen om de zonnestralen te focussen, werken ze het beste als ze zijn gericht direct op de zon, en bevatten vaak volgsystemen om de zon maximaal aan de hemel te volgen blootstelling. Zonneconcentrators komen veel voor in grootschalige zonne-energiecentrales, die grote velden met trogvormige spiegels bevatten die een netwerk van waterleidingen verwarmen om stoom te creëren. Deze stoom drijft een turbine aan, waardoor elektriciteit ontstaat.

Een variatie op het ontwerp van de zonneconcentrator is de zonnetoren. In plaats van een veld van concentrators die elk een deel van een netwerk van waterleidingen opwarmen, gebruikt een zonnetorensysteem een ​​veld van spiegels die allemaal hun energie concentreren op een enkele centrale toren. Dit verhoogt de temperatuur op het focuspunt zo hoog dat in plaats van water, de toren vaste materie kan bevatten zoals zout dat gesmolten wordt onder de intense hitte. Waterleidingen lopen door de structuur en absorberen warmte van de gesmolten substantie, en de geleverde stoom drijft een turbine aan om elektriciteit op te wekken. Gesmolten zoutsystemen hebben een aanzienlijk voordeel ten opzichte van traditionele zonneconcentratoren, omdat het zout heet genoeg blijft om stoom te creëren lang nadat de zon ondergaat. Hierdoor kan een zonnecentrale 24 uur per dag elektriciteit opwekken in plaats van 's nachts inactief te zijn.