|
|
Варианты использования энергии Солнца Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии
Солнце - это бесплатный, неисчерпаемый, экологически чистый источник энергии, не требующий добычи и транспортировки. Все более актуальным каждым годом становится вопрос сокращения затрат на энергоресурсы. Необходимые для отопления и горячего водоснабжения. Развитые страны уже давно пошли по пути замещения традиционных энергоресурсов солнечной энергией. Принципы солнечного отопления и нагрева воды использовались с самых древних времен. Всем известно, что поверхность черного цвета нагревается на солнце быстрее и сильнее, чем белая. Вот это свойство и используется в солнечных коллекторах, они собирают это тепло для того, чтобы нагреть воду. В зависимости от потребности в количестве тепла и горячей воды на крыше здания и (или) южной стене устанавливаются коллекторы, состоящие из тоненьких трубочек, по которым в бак-аккумулятор подается вода. Солнце нагревает трубки, те нагревают воду, вода накапливается в баке и потом используется для обогрева или горячего водоснабжения. Все гениальное - просто! Солнечные коллекторы Установки, собирающие, сохраняющие и передающие солнечное тепло, называются солнечными коллекторами. Солнечные коллекторы позволяют получить горячую воду, а в районах с высокой солнечной активностью, при построении комбинированных котельных, тепло от солнечных коллекторов можно использовать в системах отопления. Это позволяет сократить расходы на отопление и горячее водоснабжение дома. Существует два основных типа солнечных коллекторов: плоский солнечный коллектор и вакуумный солнечный коллектор. Плоский солнечный коллектор представляет собой теплоизолированную застекленную панель, в которой помещена пластина поглотителя с высоко-селективным покрытием. Именно эта пластина собирает солнечную энергию и передает тепло в заполненные жидкостью циркуляционные трубы. Несмотря на теплоизоляцию нижней и боковых стенок плоского коллектора, в зимнее время его производительность снижается за счет тепловых потерь с солнечной стороны. В круглогодичных солнечных водонагревательных установках обычно используются вакуумные солнечные коллекторы, хотя возможно использование и плоских коллекторов с хорошей теплоизоляцией. Плоские коллекторы широко используют по причине невысокой стоимости. Вакуумный солнечный коллектор - это набор вакуумных трубок, в которых солнечное излучение преобразуется в тепловую энергию. Конструкция каждой отдельно взятой трубки вакуумного солнечного коллектора напоминает всем знакомый термос - одна стеклянная трубка вставлена в другую. Только внешняя часть трубки прозрачная, а на внутренней трубке нанесено покрытие, улавливающее солнечную энергию. Отдельные трубки, расположенные параллельно друг другу, в сумме образуют вакуумный коллектор. Мы поняли, как в трубках вакуумного коллектора собирается тепло. Далее его просто надо перенести к объекту, который требуется нагреть. Это может быть как система горячего водоснабжения (ГВС), так и отопления или, например, подогрев воды в бассейне. В зависимости от потребностей в тепловой энергии выбирается то или иное количество коллекторов, которые размещаются на крыше и (или) стенах здания. Хорошая теплоизоляция вакуумных солнечных коллекторов и высокий коэффициент поглощения (более 95%) позволяет им работать при низких температурах окружающей среды. Солнечные водонагреватели Солнечный водонагреватель состоит из солнечного коллектора и батареи, Солнце нагревает промежуточный теплоноситель (специальный антифриз или воду) в коллекторе, который передает тепло через теплообменник в накопительный водонагреватель - емкость. в которой хранится нагретая вода. Эта емкость должна быть хорошо утеплена во избежание ненужных теплопотерь. Т.е. она должна удерживать тепло практически как термос. В качестве такой емкости часто используется накопительный электрический водонагреватель. Использование в качестве емкости электроводонагревателя позволяет иметь горячую воду в моменты отсутствия солнца. В этом случае автоматически включается ТЭН водонагревателя, который поддерживает заданную температуру воды. Теплоноситель между коллектором и водонагревателем может двигаться двумя способами. Первый, наиболее простой, - это естественная циркуляции. Второй - циркуляция с использованием специального насоса. Использование насоса позволяет сделать систему более эффективной, т.к. за счет принудительной циркуляции появляется возможность передавать большее количество тепла. Системы с естественной циркуляцией принято называть пассивными, а с принудительной - активными Как выбрать объем бойлера Естественно, объем бойлера зависит от количества проживающих в доме и их индивидуальных потребностей в горячей воде. При выборе объема надо учесть, есть ли в доме ванна, джакузи или только душ. Очень важно учитывать и количество времени, которое хозяева затрачивают на "водные процедуры". Например, кому-то достаточно пяти минут на принятие душа, а кому-то - целых полчаса. Естественно, и расход воды в этих случаях будет совершенно разным. Как подсчитать Можно произвести и более точный расчет, с учетом ваших индивидуальных потребностей. Вот пример такого расчета для семьи из 3 человек. Допустим, вы принимаете душ с расходом 8 литров в минуту в течение 10 минут Следовательно, вы израсходуете 80 литров теплой воды. Столько же воды расходуют и двое других членов семьи. Суммируем 80 + 80 + 80 и получаем 240 литров горячей воды. А еще нужна вода на мытье посуды, например 4 л/мин в течение 15 минут. Итого 240 + 60 = 300 литров. Учитывая, что вы будете использовать теплую воду, а не 60-70 - градусную, накопленную в водонагревателе, то будет достаточно примерно 200-литрового бойлера. Если следующее большое потребление горячей воды запланировано только на вечер, то вода в водонагревателе за это время успеет снова нагреться, и вы сможете также комфорт но принять душ и в конце дня Если солнечной энергии будет недостаточно для нагрева воды, то автоматически включится встроенный в водонагреватель ТЭН, и нагрев произойдет с его помощью. Комплексные системы Кроме рассмотренных выше солнечных водонагревателей, существуют и целые комплексные системы теплообеспечения и электроснабжения здании с использованием солнечной энергии. Их составляющими являются солнечные коллекторы и солнечные батареи. Такие системы позволяют обеспечить дом не только горячей водой, но и отоплением и электроэнергией. Для автоматизации процесса и обеспечения наиболее эффективного режима работы комплексной системы используется центр управления, построенный на базе микропроцессорного контроллера.
журналы Радио Телевизия Електроника 1978 (архив за год) журналы ЮТ для умелых рук 1978 (архив за год) книга Физика и геометрия беспорядка. Эфрос А.Л., 1982 сборник Архив схем и сервис-мануалов телевизоров Рубин
|
Смотрите другие статьи раздела