Kolektory słoneczne to urządzenia, które wychwytują ciepło słoneczne do wykonywania zadań, w przeciwieństwie do paneli fotowoltaicznych, które wykorzystują światło słoneczne. Jednym z powszechnych zastosowań kolektorów słonecznych jest dostarczanie ciepłej wody użytkowej, ale mogą one również dostarczać ciepłe powietrze do ogrzewania domu, a nawet przegrzewać materiały do wytwarzania energii elektrycznej. Chociaż istnieje wiele różnych projektów kolektorów słonecznych, można je podzielić na trzy szerokie kategorie.
Kolektory płaskie
Najprostszym typem jest płaski kolektor słoneczny, składający się z prostokątnej skrzynki ze szklaną pokrywą i dolną warstwą pochłaniającą ciepło. Światło słoneczne przechodzi przez szybę, ogrzewając wnętrze, a szereg rur lub kanałów umożliwia przepływ wody lub powietrza przez urządzenie i pochłanianie ciepła z otoczenia. Kolektory płaskie bez przeszklenia pomijają szkło i szczelne pudełko i po prostu polegają na cieple słonecznym, ogrzewając same rury. Inną odmianą jest zbiornik na wodę montowany na dachu, pomalowany tak, aby pochłaniał ciepło słoneczne. Tego typu kolektory najlepiej sprawdzają się w ciepłym klimacie, ponieważ nawet wersja z zamkniętą skrzynką pozwoli na łatwe ucieczkę zgromadzonego ciepła do zimnego powietrza.
Kolektory z rurami ewakuacyjnymi
W przypadku chłodniejszych klimatów lub zastosowań wymagających wyższych temperatur wody, system rur próżniowych zapewnia lepszą izolację. W tych kolektorach każda rura przechodzi przez szczelną szklaną rurkę, w której nie ma powietrza. Dzięki temu rura działa jak termos, minimalizując przenoszenie ciepła z ogrzewanej wewnątrz rury do środowiska zewnętrznego. Kolektory próżniowe mogą być w stanie utrzymać temperaturę wody o ponad 50 stopni Celsjusza (122 stopni Fahrenheita) powyżej temperatury otoczenia.
Koncentratory słoneczne
Jeśli potrzebujesz systemu, który może stale dostarczać bardzo ciepłą wodę, najlepszym rozwiązaniem jest koncentrator słoneczny. Koncentratory wykorzystują lustra do odbijania i skupiania energii słonecznej na rurach wodociągowych, co znacznie zwiększa temperaturę wody. Ponieważ lustra w koncentratorach słonecznych zakrzywiają się, aby skupić promienie słoneczne, działają najlepiej, gdy są skierowane bezpośrednio na słońce i często zawierają systemy śledzenia, aby maksymalnie podążać za słońcem po niebie narażenie. Koncentratory słoneczne są powszechne w dużych elektrowniach słonecznych, które zawierają duże pola luster w kształcie koryta ogrzewających sieć rur wodnych w celu wytworzenia pary. Ta para napędza turbinę, wytwarzając energię elektryczną.
Wieże słoneczne
Jedną z odmian projektu koncentratora słonecznego jest wieża słoneczna. Zamiast pola koncentratorów, z których każdy ogrzewa część sieci rur wodociągowych, system wieży słonecznej wykorzystuje pole luster, które skupiają swoją energię na jednej centralnej wieży. Podnosi to temperaturę w punkcie skupienia tak wysoko, że zamiast wody wieża może zawierać substancje stałe, takie jak sól, która topi się pod wpływem intensywnego ciepła. Rury wodne przechodzą przez konstrukcję, pochłaniając ciepło ze stopionej substancji, a dostarczona para napędza turbinę, która generuje energię elektryczną. Systemy stopionej soli mają znaczną przewagę nad tradycyjnymi koncentratorami słonecznymi, ponieważ sól pozostaje wystarczająco gorąca, aby wytworzyć parę długo po zachodzie słońca. Dzięki temu elektrownia słoneczna może wytwarzać energię elektryczną przez 24 godziny na dobę, zamiast usypiać w nocy.
