Năng lượng mặt trời như một nguồn năng lượng thay thế: loại và tính năng của hệ mặt trời

Trong thập kỷ qua, năng lượng mặt trời như một nguồn năng lượng thay thế ngày càng được sử dụng nhiều để sưởi ấm và cung cấp nước nóng cho các tòa nhà. Nguyên nhân chính là mong muốn thay thế nhiên liệu truyền thống bằng nguồn năng lượng tái tạo, thân thiện với môi trường và giá cả phải chăng.

Việc chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng nhiệt xảy ra trong các hệ thống năng lượng mặt trời - thiết kế và nguyên lý hoạt động của mô-đun xác định các chi tiết cụ thể của ứng dụng của nó. Trong tài liệu này, chúng ta sẽ xem xét các loại bộ thu năng lượng mặt trời và nguyên lý hoạt động của chúng, đồng thời nói về các mô-đun năng lượng mặt trời phổ biến.

Tính khả thi của việc sử dụng hệ thống năng lượng mặt trời

Hệ mặt trời là một tổ hợp phức hợp để chuyển đổi năng lượng bức xạ mặt trời thành nhiệt, sau đó được chuyển đến bộ trao đổi nhiệt để làm nóng chất làm mát của hệ thống sưởi ấm hoặc cấp nước.

Hiệu quả của việc lắp đặt nhiệt mặt trời phụ thuộc vào độ cách nhiệt của mặt trời - lượng năng lượng nhận được trong một giờ ban ngày trên 1 mét vuông bề mặt nằm ở góc 90° so với hướng của tia mặt trời. Giá trị đo của chỉ báo là kW*h/sq.m, giá trị của thông số thay đổi tùy theo mùa.

Mức độ phơi nắng trung bình của vùng có khí hậu ôn đới lục địa là 1000-1200 kWh/m2 (năm). Lượng mặt trời là thông số quyết định để tính toán hiệu suất của hệ mặt trời.

Việc sử dụng nguồn năng lượng thay thế cho phép bạn sưởi ấm ngôi nhà và lấy nước nóng mà không phải trả chi phí năng lượng truyền thống - chỉ thông qua bức xạ mặt trời

Lắp đặt hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời là một công việc tốn kém. Để chi phí vốn được hợp lý, cần phải tính toán chính xác hệ thống và tuân thủ công nghệ lắp đặt.

Ví dụ. Giá trị phơi nắng trung bình của Tula vào giữa mùa hè là 4,67 kV/m2*ngày, với điều kiện bảng hệ thống được lắp đặt ở góc 50°. Hiệu suất của một bộ thu năng lượng mặt trời có diện tích 5 m2 được tính như sau: 4,67*4=18,68 kW năng lượng nhiệt mỗi ngày. Thể tích này đủ để đun nóng 500 lít nước từ 17°C đến 45°C.

Thực tế cho thấy, khi sử dụng nhà máy điện năng lượng mặt trời, chủ nhà vào mùa hè hoàn toàn có thể chuyển từ đun nước bằng điện hoặc gas sang sử dụng năng lượng mặt trời.

Nói về tính khả thi của việc giới thiệu các công nghệ mới, điều quan trọng là phải tính đến các tính năng kỹ thuật của một bộ thu năng lượng mặt trời cụ thể. Một số bắt đầu hoạt động ở mức năng lượng mặt trời 80 W/m2, trong khi một số khác cần 20 W/m2.

Ngay cả ở vùng khí hậu phía Nam, việc sử dụng hệ thống thu gom chỉ để sưởi ấm sẽ không mang lại hiệu quả. Nếu việc lắp đặt chỉ được sử dụng vào mùa đông, khi thiếu ánh nắng mặt trời, thì chi phí thiết bị sẽ không được bù đắp ngay cả trong 15-20 năm.

Để sử dụng tổ hợp năng lượng mặt trời hiệu quả nhất có thể, nó phải được đưa vào hệ thống cấp nước nóng. Ngay cả trong mùa đông, bộ thu năng lượng mặt trời sẽ cho phép bạn “cắt giảm” hóa đơn năng lượng để đun nước nóng lên tới 40-50%.

Theo các chuyên gia, để sử dụng trong gia đình, hệ thống năng lượng mặt trời sẽ tự hoàn vốn trong khoảng 5 năm. Với giá điện và gas tăng, thời gian hoàn vốn của khu phức hợp sẽ giảm

Ngoài lợi ích kinh tế, sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời còn có thêm những ưu điểm:

1. Thân thiện với môi trường. Lượng khí thải carbon dioxide giảm. Trong suốt một năm, 1 mét vuông bộ thu năng lượng mặt trời sẽ ngăn chặn 350-730 kg chất thải xâm nhập vào khí quyển.
2. Tính thẩm mỹ. Không gian của một phòng tắm hoặc nhà bếp nhỏ gọn có thể được loại bỏ khỏi những chiếc nồi hơi hoặc mạch nước phun cồng kềnh.
3. Độ bền. Các nhà sản xuất đảm bảo rằng nếu tuân thủ công nghệ lắp đặt, khu phức hợp sẽ tồn tại được khoảng 25-30 năm. Nhiều công ty cung cấp bảo hành lên tới 3 năm.

Những lập luận phản đối việc sử dụng năng lượng mặt trời: tính thời vụ rõ rệt, phụ thuộc vào thời tiết và đầu tư ban đầu cao.

Cấu tạo chung và nguyên lý hoạt động

Hãy xem xét tùy chọn hệ thống năng lượng mặt trời với bộ thu là thành phần hoạt động chính của hệ thống. Bề ngoài của thiết bị giống như một hộp kim loại, mặt trước được làm bằng kính cường lực. Bên trong hộp có một bộ phận làm việc - một cuộn dây có bộ hấp thụ.

Bộ phận hấp thụ nhiệt cung cấp khả năng làm nóng chất làm mát - chất lỏng tuần hoàn, truyền nhiệt sinh ra vào mạch cấp nước.

Các thành phần chính của hệ mặt trời: 1 – trường thu gom, 2 – lỗ thông hơi, 3 – trạm phân phối, 4 – bể giảm áp dư thừa, 5 – bộ điều khiển, 6 – bể nước nóng, 7.8 – bộ phận làm nóng và bộ trao đổi nhiệt, 9 – van trộn nhiệt, 10 – dòng nước nóng, 11 – nước lạnh vào, 12 – xả, T1/T2 – cảm biến nhiệt độ

Bộ thu năng lượng mặt trời nhất thiết phải hoạt động song song với bể chứa. Vì chất làm mát nóng lên đến nhiệt độ 90-130°C nên chất làm mát không thể được cung cấp trực tiếp cho vòi nước nóng hoặc bộ tản nhiệt sưởi ấm. Chất làm mát đi vào bộ trao đổi nhiệt lò hơi. Bể chứa thường được bổ sung một lò sưởi điện.

Kế hoạch làm việc:

1. Mặt trời làm nóng bề mặt người sưu tầm.
2. Bức xạ nhiệt được truyền đến bộ phận hấp thụ (bộ phận hấp thụ), chứa chất lỏng làm việc.
3. Chất làm mát lưu thông qua các ống cuộn dây nóng lên.
4. Thiết bị bơm, bộ phận điều khiển và giám sát đảm bảo loại bỏ chất làm mát qua đường ống đến cuộn dây của bể chứa.
5. Nhiệt được truyền vào nước trong nồi hơi.
6. Chất làm mát được làm mát chảy trở lại bộ thu và chu trình lặp lại.

Nước nóng từ máy nước nóng được cung cấp cho mạch sưởi ấm hoặc đến các điểm lấy nước.

Khi lắp đặt hệ thống sưởi ấm hoặc cung cấp nước nóng quanh năm, hệ thống được trang bị nguồn sưởi ấm bổ sung (nồi hơi, bộ phận làm nóng bằng điện). Đây là điều kiện cần thiết để duy trì nhiệt độ cài đặt

Các tấm pin mặt trời trong nhà riêng thường được sử dụng làm nguồn điện dự phòng:

Các loại bộ thu năng lượng mặt trời

Bất kể mục đích sử dụng là gì, hệ mặt trời đều được trang bị bộ thu năng lượng mặt trời hình ống phẳng hoặc hình cầu. Mỗi tùy chọn có một số tính năng đặc biệt về đặc tính kỹ thuật và hiệu quả hoạt động.

Chân không – cho khí hậu lạnh và ôn đới

Về mặt cấu trúc, bộ thu năng lượng mặt trời chân không giống như một phích nước - các ống hẹp chứa chất làm mát được đặt trong các bình có đường kính lớn hơn. Một lớp chân không được hình thành giữa các bình, có nhiệm vụ cách nhiệt (giữ nhiệt lên tới 95%). Hình dạng ống là tối ưu nhất để duy trì chân không và “chiếm” tia nắng.

Các yếu tố cơ bản của lắp đặt nhiệt mặt trời dạng ống: khung đỡ, vỏ trao đổi nhiệt, ống thủy tinh chân không được xử lý bằng lớp phủ có tính chọn lọc cao để “hấp thụ” năng lượng mặt trời chuyên sâu

Ống bên trong (nhiệt) chứa đầy dung dịch muối có nhiệt độ sôi thấp (24-25 ° C). Khi đun nóng, chất lỏng bay hơi - hơi bốc lên đỉnh bình và làm nóng chất làm mát tuần hoàn trong thân bình thu.

Trong quá trình ngưng tụ, những giọt nước chảy vào đầu ống và quá trình lặp lại.

Nhờ có lớp chân không, chất lỏng bên trong bình giữ nhiệt có thể sôi và bay hơi ở nhiệt độ đường phố dưới 0 (xuống -35 ° C).

Đặc tính của mô-đun năng lượng mặt trời phụ thuộc vào các tiêu chí sau:

• thiết kế dạng ống – lông vũ, đồng trục;
• thiết bị kênh nhiệt – "ống dẫn nhiệt", tuần hoàn dòng chảy trực tiếp.

Bình lông vũ - ống thủy tinh chứa tấm hấp thụ và kênh dẫn nhiệt. Lớp chân không đi qua toàn bộ chiều dài của kênh nhiệt.

Ống đồng trục – bình đôi có bộ phận “chèn” chân không vào giữa thành của hai bình. Truyền nhiệt xảy ra từ bề mặt bên trong của ống. Đầu ống nhiệt được trang bị đèn báo chân không.

Hiệu suất của ống lông vũ (1) cao hơn so với mô hình đồng trục (2). Tuy nhiên, những cái trước đắt hơn và khó cài đặt hơn. Ngoài ra, trong trường hợp hỏng bình lông vũ sẽ phải thay toàn bộ.

Kênh “Ống dẫn nhiệt” là lựa chọn phổ biến nhất để truyền nhiệt trong các bộ thu năng lượng mặt trời.

Cơ chế hoạt động dựa trên việc đặt chất lỏng dễ bay hơi vào các ống kim loại kín.

Sự phổ biến của “Ống dẫn nhiệt” là do chi phí phải chăng, dễ bảo trì và bảo trì. Do quá trình trao đổi nhiệt phức tạp nên mức hiệu suất tối đa là 65%

Kênh dòng chảy trực tiếp - các ống kim loại song song nối thành hình vòng cung chữ U đi qua bình thủy tinh

Chất làm mát chảy qua kênh được làm nóng và cung cấp cho thân bộ thu.

Các phương án thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời chân không: 1 – sửa đổi với ống sưởi trung tâm “Ống dẫn nhiệt”, 2 – lắp đặt năng lượng mặt trời với tuần hoàn chất làm mát dòng chảy trực tiếp

Ống đồng trục và ống lông vũ có thể được kết hợp với các kênh nhiệt theo nhiều cách khác nhau.

Lựa chọn 1. Bình đồng trục có “Ống dẫn nhiệt” là giải pháp phổ biến nhất. Trong bộ thu nhiệt, quá trình truyền nhiệt lặp đi lặp lại xảy ra từ thành ống thủy tinh đến bình bên trong và sau đó đến chất làm mát. Mức độ hiệu quả quang học đạt 65%.

Sơ đồ thiết kế ống đồng trục “Ống dẫn nhiệt”: 1 – vỏ thủy tinh, 2 – lớp phủ chọn lọc, 3 – cánh kim loại, 4 – chân không, 5 – bình giữ nhiệt có chất dễ sôi, 6 – ống thủy tinh bên trong

Lựa chọn 2. Bình đồng trục có tuần hoàn trực tiếp được gọi là ống góp hình chữ U. Nhờ thiết kế, sự thất thoát nhiệt giảm - năng lượng nhiệt từ nhôm được truyền đến các ống có chất làm mát tuần hoàn.

Cùng với hiệu suất cao (lên tới 75%), mô hình còn có nhược điểm:

• sự phức tạp của việc lắp đặt - các bình được tích hợp với thân ống góp hai ống (ống chính) và được lắp đặt hoàn toàn;
• việc thay thế các ống đơn được loại trừ.

Ngoài ra, bộ phận hình chữ U yêu cầu chất làm mát và đắt hơn so với các mẫu “Ống dẫn nhiệt”.

Cấu trúc của bộ thu năng lượng mặt trời hình chữ U: 1 – “hình trụ” bằng thủy tinh, 2 – lớp phủ hấp thụ, 3 – “vỏ” bằng nhôm, 4 – bình chứa chất làm mát, 5 – chân không, 6 – ống thủy tinh bên trong

Tùy chọn 3. Ống lông vũ với nguyên lý hoạt động “Ống dẫn nhiệt”. Các tính năng đặc biệt của người sưu tầm:

• đặc tính quang học cao - hiệu suất khoảng 77%;
• bộ hấp thụ phẳng truyền trực tiếp năng lượng nhiệt vào ống làm mát;
• do sử dụng một lớp kính nên độ phản xạ của bức xạ mặt trời giảm đi;

Có thể thay thế một bộ phận bị hư hỏng mà không cần xả chất làm mát ra khỏi hệ mặt trời.

Tùy chọn 4. Bóng đèn lông vũ dòng chảy trực tiếp là công cụ hiệu quả nhất để sử dụng năng lượng mặt trời làm nguồn năng lượng thay thế để đun nóng nước hoặc sưởi ấm ngôi nhà. Bộ thu hiệu suất cao hoạt động với hiệu suất 80%. Nhược điểm của hệ thống là khó sửa chữa.

Sơ đồ thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời lông vũ: 1 – hệ thống năng lượng mặt trời với kênh “Ống dẫn nhiệt”, 2 – vỏ bộ thu năng lượng mặt trời hai ống với dòng chất làm mát trực tiếp

Bất kể thiết kế nào, bộ thu hình ống đều có những ưu điểm sau:

• hiệu suất ở nhiệt độ thấp;
• tổn thất nhiệt thấp;
• thời gian hoạt động trong ngày;
• khả năng làm nóng chất làm mát đến nhiệt độ cao;
• gió thấp;
• dễ dàng cài đặt.

Nhược điểm chính của mô hình chân không là không có khả năng tự làm sạch lớp phủ tuyết. Lớp chân không không cho nhiệt thoát ra ngoài nên lớp tuyết không tan và chặn sự tiếp cận của mặt trời với trường thu. Những nhược điểm khác: giá cao và cần duy trì góc làm việc của bình ít nhất là 20°.

Có thể sử dụng các thiết bị năng lượng mặt trời thu nhiệt làm nóng chất làm mát không khí để chuẩn bị nước nóng nếu chúng được trang bị bể chứa:

Đọc thêm về nguyên lý hoạt động của bộ thu năng lượng mặt trời chân không dạng ống Hơn nữa.

Vodyanoy – lựa chọn tốt nhất cho vĩ độ phía Nam

Bộ thu năng lượng mặt trời (panel) phẳng là một tấm nhôm hình chữ nhật được phủ bên trên bằng nắp nhựa hoặc thủy tinh. Bên trong hộp có trường hấp thụ, cuộn dây kim loại và một lớp cách nhiệt. Khu vực thu gom được lấp đầy bằng một đường ống dẫn chất làm mát di chuyển qua đó.

Các thành phần cơ bản của bộ thu năng lượng mặt trời phẳng: vỏ, bộ hấp thụ, lớp phủ bảo vệ, lớp cách nhiệt và ốc vít. Trong quá trình lắp ráp, kính mờ có độ truyền qua của dải phổ 0,4-1,8 micron được sử dụng

Khả năng hấp thụ nhiệt của lớp phủ hấp thụ có tính chọn lọc cao đạt 90%. Một đường ống kim loại chảy được đặt giữa “bộ phận hấp thụ” và lớp cách nhiệt. Hai sơ đồ đặt ống được sử dụng: “đàn hạc” và “uốn khúc”.

Quá trình lắp ráp các bộ thu năng lượng mặt trời làm nóng chất lỏng làm mát bao gồm một số bước truyền thống:

Nếu mạch sưởi ấm được bổ sung một đường cung cấp nước vệ sinh cho nguồn cung cấp nước nóng, thì việc kết nối bộ tích nhiệt với bộ thu năng lượng mặt trời là điều hợp lý. Lựa chọn đơn giản nhất sẽ là một thùng chứa thích hợp có lớp cách nhiệt có thể duy trì nhiệt độ của nước nóng. Bạn cần cài đặt nó trên cầu vượt:

Một bộ thu hình ống với chất làm mát bằng chất lỏng hoạt động như một hiệu ứng “nhà kính” - tia nắng xuyên qua kính và làm nóng đường ống. Nhờ độ kín và cách nhiệt, nhiệt được giữ lại bên trong tấm panel.

Độ bền của mô-đun năng lượng mặt trời phần lớn được quyết định bởi chất liệu của vỏ bảo vệ:

• kính thông thường – lớp phủ rẻ nhất và dễ vỡ nhất;
• kính căng – mức độ phân tán ánh sáng cao và tăng cường độ;
• kính chống phản chiếu – đặc trưng bởi khả năng hấp thụ tối đa (95%) do có lớp giúp loại bỏ sự phản xạ của tia nắng;
• kính tự làm sạch (cực) với titan dioxide – các chất ô nhiễm hữu cơ bị đốt cháy dưới ánh nắng mặt trời và các mảnh vụn còn lại bị mưa cuốn trôi.

Kính Polycarbonate có khả năng chống va đập tốt nhất. Vật liệu được lắp đặt trong các mô hình đắt tiền.

Khả năng phản xạ ánh sáng mặt trời và hấp thụ: 1 – lớp phủ chống phản xạ, 2 – kính cường lực chống va đập. Độ dày tối ưu của lớp vỏ bảo vệ bên ngoài là 4 mm

Các tính năng hoạt động và chức năng của việc lắp đặt bảng điều khiển năng lượng mặt trời:

• hệ thống tuần hoàn cưỡng bức có chức năng rã đông cho phép bạn nhanh chóng thoát khỏi lớp phủ tuyết trên trường quay;
• kính lăng trụ thu được nhiều loại tia ở các góc khác nhau - vào mùa hè, hiệu suất lắp đặt đạt 78-80%;
• bộ thu không sợ quá nóng - nếu có quá nhiều năng lượng nhiệt, có thể làm mát cưỡng bức chất làm mát;
• tăng khả năng chống va đập so với các đối tác hình ống;
• Khả năng cài đặt ở mọi góc độ;
• chính sách giá cả phải chăng.

Các hệ thống không phải là không có thiếu sót. Trong thời gian thiếu bức xạ mặt trời, khi chênh lệch nhiệt độ tăng lên, hiệu suất của bộ thu năng lượng mặt trời dạng tấm phẳng giảm đáng kể do cách nhiệt không đủ. Do đó, mô-đun bảng điều khiển là hợp lý vào mùa hè hoặc ở những vùng có khí hậu ấm áp.

Hệ thống năng lượng mặt trời: tính năng thiết kế và vận hành

Sự đa dạng của hệ thống năng lượng mặt trời có thể được phân loại theo các thông số sau: phương pháp sử dụng bức xạ mặt trời, phương pháp tuần hoàn chất làm mát, số lượng mạch và tính thời vụ hoạt động.

Phức hợp chủ động và thụ động

Bất kỳ hệ thống chuyển đổi năng lượng mặt trời nào cũng có bộ thu năng lượng mặt trời. Dựa trên phương pháp sử dụng nhiệt nhận được, hai loại tổ hợp năng lượng mặt trời được phân biệt: thụ động và chủ động.

Loại thứ nhất là hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời, trong đó các bộ phận cấu trúc của tòa nhà đóng vai trò là bộ phận hấp thụ nhiệt của bức xạ mặt trời. Mái nhà, tường thu hoặc cửa sổ đóng vai trò là bề mặt tiếp nhận năng lượng mặt trời.

Sơ đồ hệ thống năng lượng mặt trời thụ động ở nhiệt độ thấp với tường thu: 1 - tia nắng, 2 - màn mờ, 3 - rào cản không khí, 4 - không khí nóng, 5 - luồng khí thải, 6 - bức xạ nhiệt từ tường, 7 - bề mặt hấp thụ nhiệt của tường thu, 8 – rèm trang trí

Ở các nước châu Âu, công nghệ thụ động được sử dụng trong việc xây dựng các tòa nhà tiết kiệm năng lượng. Bề mặt tiếp nhận năng lượng mặt trời được trang trí như cửa sổ giả. Phía sau lớp kính bao phủ là bức tường gạch đen có những khe hở lấy sáng.

Các yếu tố của cấu trúc - tường và trần nhà, được cách nhiệt bằng polystyrene từ bên ngoài - hoạt động như bộ tích nhiệt.

Hệ thống hoạt động ngụ ý việc sử dụng các thiết bị độc lập không liên quan đến cấu trúc.

Loại này bao gồm các khu phức hợp nêu trên với các bộ thu dạng ống, tấm phẳng - hệ thống lắp đặt nhiệt mặt trời thường được đặt trên nóc tòa nhà

Hệ thống xi phông nhiệt và tuần hoàn

Thiết bị nhiệt mặt trời với chuyển động tự nhiên của chất làm mát dọc theo mạch thu-ắc quy-thu được thực hiện do sự đối lưu - chất lỏng ấm có mật độ thấp dâng lên, chất lỏng được làm mát chảy xuống.

Trong hệ thống xi phông nhiệt, bể chứa được đặt phía trên bộ thu, đảm bảo sự lưu thông tự phát của chất làm mát.

Sơ đồ vận hành là điển hình cho các hệ thống theo mùa một mạch. Tổ hợp xi phông nhiệt không được khuyến khích sử dụng cho người thu gom có ​​diện tích hơn 12 m2.

Một hệ thống năng lượng mặt trời không áp suất có nhiều nhược điểm:

• vào những ngày nhiều mây, hiệu suất của phức hợp giảm - cần có chênh lệch nhiệt độ lớn để chất làm mát di chuyển;
• tổn thất nhiệt do chất lỏng chuyển động chậm;
• nguy cơ bể quá nóng do không kiểm soát được quá trình gia nhiệt;
• sự không ổn định của người thu gom;
• khó khăn trong việc đặt bể chứa - khi lắp đặt trên mái nhà, tổn thất nhiệt tăng lên, quá trình ăn mòn tăng tốc và có nguy cơ đóng băng đường ống.

Ưu điểm của hệ thống “trọng lực”: thiết kế đơn giản và giá cả phải chăng.

Chi phí vốn để lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tuần hoàn (bắt buộc) cao hơn đáng kể so với lắp đặt tổ hợp dòng chảy tự do. Một máy bơm “cắt” vào mạch điện, đảm bảo chuyển động của chất làm mát. Hoạt động của trạm bơm được điều khiển bởi bộ điều khiển.

Nhiệt năng bổ sung được tạo ra trong tổ hợp không khí cưỡng bức vượt quá năng lượng tiêu thụ của thiết bị bơm. Hiệu suất hệ thống sẽ tăng thêm một phần ba

Phương pháp tuần hoàn này được sử dụng trong lắp đặt nhiệt mặt trời hai mạch quanh năm.

Ưu điểm của khu phức hợp đầy đủ chức năng:

• lựa chọn không giới hạn vị trí bể chứa;
• hiệu suất trái mùa;
• lựa chọn chế độ sưởi ấm tối ưu;
• an toàn - ngăn chặn hoạt động trong trường hợp quá nóng.

Nhược điểm của hệ thống là sự phụ thuộc vào điện.

Giải pháp kỹ thuật mạch: mạch đơn và mạch kép

Trong lắp đặt mạch đơn, chất lỏng tuần hoàn, sau đó được cung cấp cho các điểm lấy nước. Vào mùa đông, nước từ hệ thống phải được xả hết để tránh đóng băng và nứt đường ống.

Đặc điểm của tổ hợp nhiệt mặt trời đơn mạch:

• nên "lấp đầy" hệ thống bằng nước mềm, tinh khiết - sự lắng đọng muối trên thành ống dẫn đến tắc nghẽn các kênh và hỏng bộ thu gom;
• ăn mòn do không khí dư thừa trong nước;
• tuổi thọ hạn chế - trong vòng bốn đến năm năm;
• hiệu quả cao trong mùa hè.

Trong các tổ hợp năng lượng mặt trời mạch kép, chất làm mát đặc biệt tuần hoàn (chất lỏng không đóng băng với các chất phụ gia chống tạo bọt và chống ăn mòn), giúp truyền nhiệt vào nước thông qua bộ trao đổi nhiệt.

Sơ đồ thiết kế hệ thống năng lượng mặt trời một mạch (1) và hai mạch (2). Tùy chọn thứ hai được đặc trưng bởi độ tin cậy cao hơn, khả năng làm việc trong mùa đông và tuổi thọ dài (20-50 năm)

Các sắc thái của việc vận hành mô-đun mạch kép: hiệu suất giảm nhẹ (thấp hơn 3-5% so với hệ thống mạch đơn), cần phải thay thế hoàn toàn chất làm mát sau mỗi 7 năm.

Điều kiện làm việc và nâng cao hiệu quả

Tốt hơn là giao phó việc tính toán và lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời cho các chuyên gia. Việc tuân thủ kỹ thuật lắp đặt sẽ đảm bảo khả năng hoạt động và đạt được hiệu suất đã công bố. Để nâng cao hiệu quả và tuổi thọ sử dụng, cần phải tính đến một số sắc thái.

Van nhiệt. Trong hệ thống sưởi ấm truyền thống yếu tố ổn nhiệt hiếm khi được lắp đặt vì bộ tạo nhiệt có nhiệm vụ điều chỉnh nhiệt độ. Tuy nhiên, khi lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời không nên quên van an toàn.

Làm nóng bể đến nhiệt độ tối đa cho phép làm tăng hiệu suất của bộ thu và cho phép bạn sử dụng nhiệt mặt trời ngay cả khi thời tiết nhiều mây

Vị trí tối ưu của van là cách lò sưởi 60 cm. Khi đặt gần, “bộ điều nhiệt” nóng lên và chặn nguồn cung cấp nước nóng.

Vị trí của bể chứa. Bể đệm DHW phải được lắp đặt ở vị trí dễ tiếp cận. Khi đặt trong một căn phòng nhỏ gọn, người ta đặc biệt chú ý đến chiều cao của trần nhà.

Khoảng trống tối thiểu phía trên bình là 60 cm, khoảng trống này là cần thiết để bảo dưỡng pin và thay thế cực dương magiê

Cài đặt bể mở rộng. Phần tử bù đắp cho sự giãn nở nhiệt trong thời gian trì trệ. Việc lắp đặt bể phía trên thiết bị bơm sẽ khiến màng quá nóng và bị mòn sớm.

Vị trí tối ưu cho bể giãn nở là phía dưới cụm máy bơm. Hiệu ứng nhiệt độ trong quá trình lắp đặt này giảm đáng kể và màng giữ được độ đàn hồi lâu hơn.

Kết nối mạch năng lượng mặt trời. Khi kết nối các đường ống, nên tổ chức một vòng lặp. Vòng nhiệt làm giảm tổn thất nhiệt bằng cách ngăn chặn sự giải phóng chất lỏng nóng.

Một lựa chọn đúng đắn về mặt kỹ thuật để thực hiện một “vòng lặp” của mạch năng lượng mặt trời. Bỏ qua yêu cầu này khiến nhiệt độ trong bể chứa giảm 1-2°C qua đêm

Kiểm tra van. Ngăn chặn tình trạng “đảo ngược” tuần hoàn chất làm mát. Thiếu hoạt động của mặt trời kiểm tra van giúp nhiệt lượng tích lũy trong ngày không bị tiêu tan.

Các mô hình mô-đun năng lượng mặt trời phổ biến

Hệ thống năng lượng mặt trời từ các công ty trong và ngoài nước đang có nhu cầu. Sản phẩm của các nhà sản xuất đã đạt được danh tiếng tốt: NPO Mashinostroeniya (Nga), Gelion (Nga), Ariston (Ý), Alten (Ukraine), Viessman (Đức), Amcor (Israel), v.v.

Hệ mặt trời "Chim ưng". Bộ thu năng lượng mặt trời phẳng được trang bị lớp phủ quang học nhiều lớp với phún xạ từ. Công suất phát thải tối thiểu và mức hấp thụ cao mang lại hiệu suất lên tới 80%.

Đặc tính hiệu suất:

• nhiệt độ hoạt động – lên tới -21 ° C;
• bức xạ nhiệt ngược – 3-5%;
• lớp trên cùng - kính cường lực (4 mm).

Bộ sưu tập SVK-A (Alten). Lắp đặt năng lượng mặt trời chân không với diện tích hấp thụ 0,8-2,41 m2 (tùy theo mẫu). Chất làm mát là propylene glycol, chất cách nhiệt của bộ trao đổi nhiệt bằng đồng 75 mm giúp giảm thiểu thất thoát nhiệt.

Tùy chọn bổ sung:

• thân máy – nhôm anodized;
• đường kính trao đổi nhiệt – 38 mm;
• cách nhiệt - len khoáng sản có xử lý chống hút ẩm;
• lớp phủ – thủy tinh borosilicate 3,3 mm;
• Hiệu quả – 98%.

Vitosol 100-F là bộ thu năng lượng mặt trời phẳng để lắp đặt theo chiều ngang hoặc chiều dọc. Bộ hấp thụ bằng đồng với cuộn dây hình ống hình đàn hạc và lớp phủ titan helio. Truyền ánh sáng – 81%.

Giá gần đúng cho các hệ thống năng lượng mặt trời: bộ thu năng lượng mặt trời phẳng – từ 400 USD/m2, bộ thu năng lượng mặt trời hình ống – 350 USD/10 bình chân không. Bộ hệ thống tuần hoàn hoàn chỉnh – từ 2500 USD

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Nguyên lý hoạt động của bộ thu năng lượng mặt trời và các loại của chúng:

Đánh giá hiệu suất của bộ thu tấm phẳng ở nhiệt độ dưới 0:

Công nghệ lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời sử dụng ví dụ về mô hình Buderus:

Năng lượng mặt trời là nguồn nhiệt có thể tái tạo. Có tính đến mức giá ngày càng tăng của các nguồn năng lượng truyền thống, việc triển khai các hệ thống năng lượng mặt trời sẽ biện minh cho việc đầu tư vốn và mang lại lợi nhuận trong 5 năm tới nếu các kỹ thuật lắp đặt được tuân thủ.

Nếu bạn có thông tin giá trị muốn chia sẻ với khách truy cập vào trang web của chúng tôi, vui lòng để lại nhận xét của bạn vào ô bên dưới bài viết. Ở đó bạn có thể đặt câu hỏi về chủ đề của bài viết hoặc chia sẻ kinh nghiệm sử dụng bộ thu năng lượng mặt trời.