Альтернативная энергетика и Энергосбережение: Как повысить эффективность солнечных коллекторов

КПД и эффективность солнечных коллекторов, в первую очередь, зависят от их месторасположения и способа установки. Для правильного монтажа солнечных модулей очень важно учитывать сторону света, к которой будет направлена нагревательная панель. Ориентация по сторонам света зависит от территориального расположения проектируемого объекта. Для большинства стран СНГ наилучший вариант достигается при направлении солнечных коллекторов к южной стороне. В этом случае, Солнце будет более эффективно нагревать панели коллектора, а мощность отопительной системы увеличится в разы. Также, при правильной ориентации потребуется наименьшая площадь нагревательных панелей, что приведет к снижению денежных затрат на оборудование.
Для повышения коэффициента полезного действия и общей мощности солнечного коллектора стоит обращать внимание на такой нюанс, как угол наклона светопоглощающих панелей по отношению к Солнцу. Наивысшая эффективность солнечного коллектора достигается в том случае, когда солнечные лучи поглощаются панелями под прямым углом. В этом случае, солнечное тепло будет в полном объеме поглощаться коллектором. Однако, невозможно смонтировать систему, таким образом, чтобы солнечная энергия падала перпендикулярно коллектору, поскольку Солнце находится в постоянном движении относительно нашей планеты. Поэтому при проектировании солнечного отопления принимают усредненное значение величины угла наклона к поверхности земли, который устанавливается и регламентируется нормативными документами в зависимости от территориального расположения.

Летом и весной это значение не должно превышать 30 градусов, в то время, как поздней осенью и зимой значение угла варьируется в диапазоне от 60 до 70 градусов. Те модели, которые не позволяют изменять в течении года угол наклона, например трубчатые коллектора, устанавливают по усредненному значению угла, равному 45 градусов. Также это относится к тем солнечным панелям, которые укладываются на крышу. В данном случае, придется подстраиваться под конструкцию крыши, наклон которой был запроектирован еще при строительстве дома. Можно конечно искусственно регулировать направление солнечных панелей по отношению к Солнцу, подкладывая под коллектор дополнительные конструкции. Однако это может существенно испортить внешний вид всего здания.

Рекомендуемый угол наклона солнечного коллектора по отношению к земле

На эффективность работы солнечных коллекторов не малую роль играют теплоноситель и трубчатые каналы, по которым он проходит. В солнечных отопительных панелях предназначенных для летнего, весеннего и осеннего времени года, чаще всего в роли теплоносителя выступает обычная вода. В случае эксплуатирования солнечного коллектора при отрицательной температуре наружного воздуха, вместо воды используют специальные низкозамерзающие жидкости, поскольку вода в трубках зимой замерзнет и попросту прекратит циркулировать. Это приведет не только к остановке работы солнечного коллектора, но к возможным разрушениям некоторых его элементов. Поэтому перед зимой следует обязательно слить из трубок воду и залить в систему жидкость, сохраняющую свое агрегатное состояние даже при очень низких отрицательных температурах. При циркуляции в коллекторе такой жидкости стоит тщательно следить за качеством стыков и подключений трубок, поскольку при разгерметизации «низкозамерзайка» может попасть в бак и смешаться с бытовой водой.

Сеть трубопроводов должна быть запроектирована таким образом, чтобы их суммарная длина была наименьшей, поскольку основная часть теплоты теряется через трубы. Для снижения теплопотерь и повышения эффективности работы нагревательной системы, трубопроводы необходимо утеплить и заизолировать.

В вечернее и ночное время вся тепловая энергия скапливается в расширительном баке, который должен устанавливаться в месте с наименьшими теплопотерями. Следует помнить, что чем больше объем накопительного бака, тем дольше в нем будет сохраняться горячая вода. Например, при отоплении и горячем водоснабжении частного дома, в котором проживают четыре человека, наиболее оптимальный вариант – установить бак объемом 500-600 литров.

При соблюдении этих простейших мероприятий, хозяин существенно повысит энергоэффективность солнечных коллекторов в своем доме. Некоторые даже отказываются от традиционных способов обогрева своего жилища, полностью переходя на альтернативные источники. Недостаток энергии солнечных коллекторов можно с лихвой компенсировать тепловыми насосами и ветрогенераторами.