Истощение энергоресурсов нашей планеты с каждым годом становится всё более актуальным вопросом. Многие развитые страны в основном страны ЕС активно финансируют продвижение и разработку альтернативных источников энергии. Приоритетным направлением считается использование солнечных ресурсов.

До недавнего времени в нашей стране солнечная энергия использовалась в лучшем случае для нагрева бочки воды для летнего душа. Сейчас же во многих регионах России все чаще стали встречаться солнечные коллектора на крышах домов.

Технология

Для того, чтобы понять как это работает, достаточно представить ту же бочку для летнего душа. Если бочку выкрасить в черный цвет, скорость и температура нагрева увеличиться на 40%, поставив эту выкрашенную ёмкость на блестящую оцинкованную крышу, прибавляем еще 15%. Это можно сделать своими руками. В довершение обтягиваем все это пленочным каркасом и КПД нашего устройства поднимается на 150%. Теперь давайте представим себе этот же агрегат, но с использованием современных технологий.

Любой прозрачный материал имеет очень высокую пропускную способность ультрафиолетовых лучей. Значит, стекло поликарбонат и другие аналогичные поверхности можно смело применять в изготовлении коллекторов. Под такой поверхностью располагается поглотитель ультрафиолета черного цвета, то есть теплоприемник. Данный теплоприемник под воздействием солнца очень хорошо нагревается. Итак, в нашем распоряжении оказался определенный объём теплого воздуха.

Соединяем коллектор с системой аналогичной вентиляционной, то есть распространенной по всему дому. При помощи вытяжного вентилятора этот воздух подается внутрь дома. Обеспечиваем доступ не нагретого воздуха приточным вентилятором, который по своей мощности в два раза должен уступать мощности вытяжного вентилятора. Вот так работает простейшая воздушная система обогрева воздуха.

Хочется отметить, что таким типом солнечных коллекторов частично обогревается американская полярная станция Мак-Мердо. Конечно, при современных уровнях технологии материалов написанное выше облекается в очень сложную оболочку расчетов и добавлением дополнительных элементов, помогающих повысить производительность работы. Но принцип действия остается неизменным.

Существует много типов солнечных коллекторов. Мы рассмотрим еще один распространенный способ, применяемый для отопления дома. Этот способ основан на простейшем принципе теплообмена веществ. Убираем из описанного выше воздушного коллектора теплоприемник. На его место вставляем контур, заполненный быстро нагревающейся и теплодержащей жидкостью, которая при помощи маломощного (порядка 50 ватт) центробежного насоса подается в медный теплообменник. Там происходит обмен тепла с водой, после которого жидкость опять по замкнутому циклу попадает в солнечный контур. Вода греется малыми порциями и собирается в термосе накопителе. Нагретая вода используется точно так же, как в центральных и газовых системах отопления.

Давайте представим такой коллектор, который оснащен всеми максимально повышающими КПД устройствами. Зеркальные поверхности, которые направляют излучения на поглотители.

Анализаторы солнечных лучей регулируют угол наклона и поворачивают коллектор вслед за огненной звездой. Концентрирующие устройства, которые усиливают в несколько раз излучение.

Термоса накопители позволяют хранить нагревающую малыми порциями воду с теплообменника. Преобразователи тепловой энергии в электрическую, делают коллектора полностью автономными.

Совмещение этих устройств в автоматизированную систему управления поднимают КПД современных коллекторов до 80%.

Использование солнечной энергии в частных домах

На сегодняшний день возможности использования таких ресурсов достаточно велики, благодаря чему использовать ее без проблем можно в частных домах.

Чтобы наиболее рационально использовать эту энергию в хозяйстве, стоит воспользоваться следующими устройствами:

- солнечный генератор;

- стабилизаторы напряжения;

-преобразователи постоянного тока;

- солнечные фонари для частных домов.

Генератор представляет собой достаточно простое оборудование, предназначенное для преобразования солнечной в энергию, которую можно использовать в хозяйственных целях. Отличительными особенностями конструкции являются простота обслуживание, возможность использовать совместно с привычным для всех электричеством, а также регулировка мощности оборудования по своему усмотрению.

Продуктивность работы таких генераторов зависит от многих факторов, среди которых:

- географическое положение;

- место установки оборудования;

- время суток и тому подобное.

Стабилизаторы напряжения для частного дома являются необходимыми при работе с молненными генераторами, так как электричество, получаемое таким образом, характеризуется нестабильностью. Подобное оборудования является обязательным атрибутом любой солнечной установки. Они не требуют каких-либо специальных настроек и дополнительного обслуживания.

На современном рынке существует огромный выбор стабилизаторов, которые выбирают в зависимости от потребностей хозяйства.

Преобразователи постоянного тока представляют собой оборудование, которое способно значительно увеличить итоговое напряжение. Благодаря таким изделиям появляется возможность использовать солнечную энергию не только в частном доме, но также и в автомобиле и в местах, далеких от цивилизации.

Выбирая преобразователи тока, стоит обращать внимание на следующие показатели:

- мощность;

- продуктивность;

- комплектацию;

- входное напряжение;

- компанию производителя.

Еще одним способом использования солнечной энергии в частном доме являются специальные фонари, которые появились на рынке сравнительно недавно. С их помощью можно не только значительно приукрасить двор, но и обеспечить его освещение при минимальных вложениях.

Выбирая солнечные фонари для частного дома, стоит обращать внимание на следующие факторы:

- дизайн;

- вид осветительных приборов, их форму и оболочку.

Использовать фонари для освещения частного дома очень выгодно, так как энергия, получаемая таким образом, является абсолютно бесплатной.

Возможности

Эти данные средне обобщающие и взяты с сравнительного анализа современных коллекторов. За час коллектор нагреет 15 литров воды до +80С. При отсутствии разбора воды способность нагрева до +190С.

Вырабатывание электроэнергии до 2.5kw/h , что гораздо больше, чем на альтернативных фотоэлектрических устройствах. Средний солнечный коллектор способен обогреть и снабдить горячей водой семью из трех человек проживающих в доме площадью 80м3. В местах, где метеорологические условия не дают возможность использовать коллектора в полную мощь, они применяются для первичного нагрева воды, которая после них добирает температуру с помощью газа или электричества. Что существенно снижает затраты на энергоресурс.

Сфера применения

Разнообразная сфера применения. Горячее водоснабжение и отопление в частные дома и дачи. Балконные установки обеспечивают квартиру теплыми полами и горячей водой. Широкое применение в промышленности, где используется горячая вода и есть возможность установки на крышах зданий преобразователей солнечной энергии. Опреснение морской воды с помощью коллектора один из самых низко затратных способов.

Эффективное применение коллекторов возможно в нашей стране и в зимний период.

В конце статьи хотелось бы привести печальную для нашей страны статистику применения коллекторов, 0,2м/1000 человек, что примерно в 400 раз меньше, чем в Австрии и других странах европейского союза.

Хотя хочется отметить, что и у нас стали активно внедрять эту технологию. Приморский, Краснодарский край, лидеры по применению солнечных ресурсов в нашей стране.