Casa > coneixement > Contingut

Col·lectors solars: diferents tipus i camps d'aplicació

Sep 01, 2015

Els col·lectors solars   transformar la radiació solar en calor i transferir la calor a un mitjà (aigua, fluid solar, o aire). Llavors calor solar pot usar-se per escalfar l'aigua, per recolzar els sistemes de calefacció o per a calefacció de piscines.

L'ús de calor solar

El cor d'un col·lector solar és l'absorbidor, que generalment es compon de diverses bandes metàl·liques estretes. El fluid portador per a la transferència de calor flueix a través d'un tub portador de calor, que està connectat a la tira absorbent. En absorbents del tipus de placa, dues fulles estan emparedats junts permetent que el medi flueixi entre les dues fulles. Absorbents es fan típicament de coure o alumini.

Piscina Els absorbents de la piscina, per contra, són generalment de plàstic (principalment EPDM, però també de polipropilè i polietilè), ja que les temperatures més baixes implicades no requereixen major capacitat de calor.

Calefacció i emmagatzematge estan units en una   col·lector dipòsit.   Arrays de col·lectors de dipòsit no necessiten bombes de circulació o la regulació de mecanismes, com l'aigua de beguda s'escalfa i s'emmagatzema just en el col·lector.

superfícies d'absorció d'alta eficiència

Absorbents són generalment de color negre, com a superfícies fosques demostren un grau particularment alt d'absorció de llum. El nivell d'absorció indica la quantitat de radiació solar d'ona curta ser absorbit que no vol dir que es reflecteix. Com el absorbent s'escalfa a una temperatura major que la temperatura ambient, es desprèn una gran part de l'energia solar acumulada en forma de raigs de calor d'ona llarga. La relació entre l'energia absorbida en calor emès s'indica pel grau d'emissió.

Per tal de reduir la pèrdua d'energia a través de l'emissió de calor, els absorbidors més eficients tenen una   revestiment superficial selectiu. Aquest revestiment permet la conversió d'una alta proporció de la radiació solar en calor, reduint al mateix temps l'emissió de calor.

Els revestiments habituals proporcionen un grau d'absorció de més del 90%. pintures solars que poden aplicar mecànicament als elements d'absorció (ja sigui amb raspalls o polvoritzadors), són menys no en tots selectiva o, ja que tenen un alt nivell d'emissions. recobriments selectius aplicats galvànicament inclouen crom negre, níquel negre, i òxid d'alumini amb níquel. Relativament nou és una capa de nitrur-òxid de titani, que s'aplica a través de vapor en un procés de buit. Aquest tipus de revestiment es destaca no només per les seves taxes d'emissió bastant baix, sinó també perquè la seva producció és lliure d'emissions i d'eficiència energètica.

col·lectors plans

  • Esbós d'un col·lector de placa plana

Un col·lector de placa plana es compon d'un absorbidor, una coberta transparent, un marc, i l'aïllament. En general, un vidre de seguretat solar pobre en ferro es fa servir com una coberta transparent, ja que transmet una gran quantitat d'espectre de llum d'ona curta.

Alhora, només molt poc de la de calor emesa pel absorbidor s'escapa de la coberta (efecte hivernacle).

A més, la coberta transparent evita que el vent i la brisa de portar la calor recollit de distància (convecció). Juntament amb el marc, la coberta protegeix l'absorbidor de condicions climàtiques adverses. materials del marc típics inclouen alumini i acer galvanitzat; de vegades es fa servir de plàstic de fibra de vidre reforçat.

L'aïllament a la part posterior de l'absorbidor i en les parets laterals redueix la pèrdua de calor per conducció. L'aïllament és generalment d'escuma de poliuretà o llana mineral, encara que s'utilitzen materials de fibra aïllant de vegades minerals com la llana de vidre, llana de roca, fibra de vidre o fibra de vidre.

Els col·lectors plans demostren una bona relació preu-rendiment, així com una àmplia gamma de possibilitats de muntatge (al sostre, al sostre si mateix, o sense unir).

Per tal de reduir la pèrdua de calor dins de la trama per convecció, l'aire pot ser bombejat fora dels tubs col·lectors. Tals col·lectors poden llavors ser cridats col·lectors de tubs de buit. Ells han de ser re-evacuats una vegada cada un a tres anys.

col·lectors de tubs de buit

  • Esbós d'un col·lector de tub de calor

En aquest tipus de col·lector de buit, la tira absorbent es troba en un tub de vidre evacuat i resistent a la pressió. El fluid de transferència de calor flueix a través de l'absorbidor directament en un tub en U o en contracorrent en un sistema de tub en tub. Diversos tubs individuals, en sèrie interconnectats, o tubs connectats entre si a través del col·lector, conformen el col·lector solar. Un col·lector de tub de calor incorpora un líquid especial que comença a vaporitzar fins i tot a baixes temperatures. El vapor s'eleva en els tubs de calor individuals i escalfa el fluid portador en el tub principal per mitjà d'un intercanviador de calor. El líquid condensat flueix llavors de nou a la base del tub de calor.

Els tubs han d'estar en angle en un grau específic sobre de l'horitzontal perquè el procés de vaporització i condensació funcions. Hi ha dos tipus de connexió del col·lector al sistema de circulació solar. O bé l'intercanviador de calor s'estén directament en el col·lector ( "connexió humit") o que està connectat al col·lector per un material conductor de la calor ( "connexió sec"). A "connexió sec" permet intercanviar tubs individuals sense buidar tot el sistema de la seva fluid. tubs Evacuted ofereixen l'avantatge que funcionen de manera eficient amb altes temperatures d'absorció i amb baixa radiació. Les temperatures més altes també es poden obtenir per a aplicacions com ara la calefacció d'aigua calenta, la producció de vapor, i aire condicionat.

La quantitat d'energia proporciona un col·lector solar?

  • Gràfica de rangs d'eficiència i temperatura de diversos tipus de col·lectors (radiació: 1,000 W / m²)

L'eficiència d'un col·lector solar es defineix com el quocient de l'energia tèrmica utilitzable davant l'energia solar rebuda. A més de la pèrdua tèrmica hi ha alwas és la pèrdua òptica també. El factor de conversió o h0 eficiència òptica indica el percentatge dels raigs solars que penetren a la coberta transparent del col·lector (transmissió) i el percentatge que s'absorbeix. Bàsicament, és el producte de la taxa de transmissió de la coberta i la velocitat d'absorció de l'absorbidor.

Els costos específics dels col·lectors també són importants. col·lectors de tubs de buit són substancialment més cars (en 511,29-1278,23 Euro m² superfície del col·lector /) que els col·lectors de placa plana (153,34-613,55 euro / m²) o absorbidors fins i tot de plàstic (de 25,60-102 , 26 euros / m²). No obstant això, un bon col·lector no garanteix un bon sistema solar. Més aviat, tots els components han de ser d'alta qualitat i capacitat similar i força.

Text i gràfics amb el permís del:  
Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie eV - Societat Alemanya d'Energia Solar.

explicacions concises i comprensibles dels conceptes bàsics de la calefacció solar i l'energia fotovoltaica es poden trobar a la nostra solar-Lexicon.

Els informes sobre la tecnologia, els negocis i la política, així com presentacions sobre els sistemes i productes innovadors es poden trobar a la Revista Solar