Солнечные коллекторы и их использование. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

С древнейших времен человек использует энергию Солнца для нагрева воды. В основе многих солнечных энергетических систем лежит применение солнечных коллекторов. Коллектор поглощает световую энергию Солнца и преобразует ее в тепло, которое передается теплоносителю (жидкости или воздуху) и затем используется для обогрева зданий, нагрева воды, производства электричества, сушки сельскохозяйственной продукции или приготовления пищи. Солнечные коллекторы могут применяться практически во всех процессах, использующих тепло.

Для типичного жилого дома или квартиры в Европе и Северной Америке нагрев воды - это второй по энергоемкости домашний процесс. Для ряда домов он даже является самым энергоемким. Использование энергии Солнца способно снизить стоимость бытового нагрева воды на 70%. Коллектор предварительно подогревает воду, которая затем подается на традиционную колонку или бойлер, где вода нагревается до нужной температуры. Это приводит к значительной экономии средств. Такую систему легко установить, она почти не требует ухода.

В наши дни солнечные водонагревательные системы используются в частных домах, многоквартирных зданиях, школах, автомойках, больницах, ресторанах, в сельском хозяйстве и промышленности. У всех перечисленных заведений есть нечто общее: в них используется горячая вода. Владельцы домов и руководители предприятий уже смогли убедиться в том, что солнечные системы для нагрева воды являются экономически выгодными и способны удовлетворить потребность в горячей воде в любом регионе мира.

Люди нагревали воду при помощи Солнца с давних времен, до того, как ископаемое топливо заняло лидирующее место в мировой энергетике. Принципы солнечного отопления известны на протяжении тысячелетий. Покрашенная в черный цвет поверхность сильно нагревается на солнце, тогда как светлые поверхности нагреваются меньше, белые же меньше всех остальных. Это свойство используется в солнечных коллекторах - наиболее известных приспособлениях, непосредственно использующих энергию Солнца. Коллекторы были разработаны около двухсот лет назад. Самый известный из них - плоский коллектор - был изготовлен в 1767 году швейцарским ученым по имени Гораций де Соссюр. Позднее им воспользовался для приготовления пищи сэр Джон Гершель во время своей экспедиции в Южную Африку в 30-х годах Х1Х века.

Технология изготовления солнечных коллекторов достигла практически современного уровня в 1908 году, когда Вильям Бейли из американской "Carnegie Steel Company" изобрел коллектор с теплоизолированным корпусом и медными трубками. Этот коллектор весьма походил на современную термосифонную систему (см. ниже). К концу первой мировой войны Бейли продал 4 000 таких коллекторов, а бизнесмен из Флориды, купивший у него патент, к 1941 году продал почти 60 000 коллекторов. Введенное в США во время второй мировой войны нормирование меди привело к резкому падению рынка солнечных обогревателей.

До всемирного нефтяного кризиса 1973 года эти устройства пребывали в забвении. Однако кризис пробудил новый интерес к альтернативным источникам энергии. В результате возрос спрос и на солнечную энергию. Многие страны живо интересуются развитием этой области. Эффективность систем солнечного отопления с 1970-х постоянно возрастает благодаря использованию для покрытия коллекторов закаленного стекла с пониженным содержанием железа (оно пропускает больше солнечной энергии, чем обычное стекло), улучшенной теплоизоляции и прочному селективному покрытию.

Общий пригодный для немедленной эксплуатации потенциал использования солнечных коллекторов составляет, согласно некоторым подсчетам, 360 млн. м2, что в денежном выражении соответствует 50 млрд. долларов США при ежегодном темпе роста 23%. В 2005 г. площадь остекленных солнечных коллекторов в ЕС составила 28 млн. м2. Кроме того, неостекленные солнечные коллекторы для обогрева бассейнов, вероятно, достигнут общей площади 20 млн. м2.

Благодаря простоте солнечных водонагревательных установок, уход за ними требуется минимальный. Зависит он от типа системы. Необходимо один-два раза в год проверять количество жидкости в системе и давление. Раз в год нужно проверить, не окислилась ли жидкость-теплоноситель. Для этого можно использовать индикаторную бумагу. Если жидкость в системе закипела, нужно ее поменять, так как она могла потерять свои свойства от кипения.

При проектировании системы нужно обязательно учитывать требования по защите от замерзания.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива ИИ ослабляет когнитивные способности и критическое мышление 26.03.2025 Международной группой ученых было проведено исследование влияния генеративного искусственного интеллекта на критическое мышление людей. Главной его темой было определение того, как изменяется ощущение использованных усилий, необходимых для критического мышления через использование ИИ. В рамках проведения исследования было опрошено 319 человек всех возрастов и профессий. Каждый из них привел по три примера собственного опыта использования ИИ в рабочих задачах. Таким образом, ученые использовали более 900 реальных , подробно описанных примеров использования искусственного интеллекта. Результаты исследования показали, что хотя ИИ повышает эффективность работы, он может снижать уровень критического мышления, особенно в рутинных или менее важных задачах, где пользователи просто возлагаются на его ответы, вообще их не анализируя и не проверяя . Было также обнаружено, что ИИ может привести к чрезмерной зависимости , одновременно снижая когнитивные возможности людей. В настоящее время существует обеспокоенность, что в дальнейшем ИИ может нанести ущерб способности людей учиться и запоминать информацию. Этот феномен называют "цифровой амнезией". Самым популярным инструментом ИИ среди опрошенных пользователей был "ChatGPT" , им воспользовалось 309 из 319 человек, то есть 96,87% опрошенных. Однако, из 936 случаев использования ИИ, только в 555 из них опрошенные использовали критическое мышление, составляющее всего 60% . В остальных случаях результаты, полученные от искусственного интеллекта, вообще не проверялись. Ученые обнаружили интересную деталь. Люди с высшей самоуверенностью и верой в свои силы активнее использовали критическое мышление. В то же время пользователи, считавшие, что без использования ИИ не смогут выполнить поставленную задачу, меньше прибегали к критическому мышлению. В исследовании также указывается, что люди, уже активно использующие критическое мышление в работе, вероятно, продолжат его применять даже при использовании ИИ. Однако анализ показывает, что искусственный интеллект создает помехи, ухудшая понимание пользователями необходимости критического мышления. Некоторые участники прямо отмечали, что считали критическое мышление ненужным , особенно это касалось незначительных задач, таких как написание постов в соцсетях. Некоторое количество опрошенных отметило, что они неспособны выполнить ту или иную задачу без помощи ИИ. Зависимость от компьютерных технологий не является новым, однако инструменты ИИ могут усилить связанные с ними риски , поскольку без регулярной практики когнитивные способности могут снижаться . Как показали результаты исследования, большинство людей при использовании ИИ "меньше" или "гораздо меньше" применяют свое критическое мышление. В частности, 72% людей меньше используют критическое мышление при проверке своих знаний, 79% - в понимании полученной информации, 69% - в ее применении, 72% - при анализе результата, 76% - при его синтезе и 55% - при оценке полученной информации.

Другие интересные новости:

▪ Бытовая розетка для газа

▪ Стеклянный динамик Audfly Focusound с направленной передачей звука

▪ Языки будущего

▪ Wi-Fi на овцах

▪ Радар для отслеживания москитов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Сварочное оборудование. Подборка статей

▪ статья Нож для сыра. История изобретения и производства

▪ статья Почему звезды излучают свет? Подробный ответ

▪ статья Старший научный сотрудник. Должностная инструкция

▪ статья Электроника в автомобиле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Монета выпрыгивает из рюмки. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025