Варианты использования энергии Солнца. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

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.

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 15.07.2025

Вопрос о том, сколько нужно спать, чтобы чувствовать себя отдохнувшим, волнует миллионы людей по всему миру. Общепринятая рекомендация - восемь часов сна - давно стала стандартом, однако недавние исследования ставят под сомнение ее универсальность. Оказалось, что продолжительность здорового сна зависит не только от биологии, но и от культурных и социальных условий. Американские ученые провели масштабное исследование, охватившее около пяти тысяч человек из двадцати стран. Полученные данные выявили значительные различия в продолжительности сна в зависимости от места проживания. Например, в Японии средний человек спит всего около шести часов с небольшим, тогда как во Франции этот показатель приближается к восьми. Канадцы, в свою очередь, в среднем спят по семь с половиной часов. Один из руководителей исследования, профессор социальной и культурной психологии Стивен Хайне из Университета Британской Колумбии, подчеркивает, что универсального стандарта сна не существует. По его словам, ...>>

Компьтерная оценка состояния культурных растений 15.07.2025

Современное сельское хозяйство переживает технологическую революцию, и одной из ключевых задач становится точная диагностика состояния растений. Устойчивость к климатическим изменениям, экономное использование ресурсов и повышение урожайности требуют новых подходов. Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме предложили инновационное решение, объединив возможности дронов и искусственного интеллекта. Традиционные методы дистанционного анализа в агросекторе сталкиваются с ограничениями: они не всегда способны точно определить комбинированный стресс у растений, возникающий, например, при одновременном дефиците влаги и азота. Чтобы преодолеть это, израильские ученые оснастили дроны сложной системой сенсоров - гиперспектральными, тепловыми и RGB-камерами. Эти камеры не просто фиксируют изображение, но и собирают обширные данные о состоянии листвы, позволяя "увидеть" скрытые признаки стресса, незаметные невооруженному глазу. Для обработки полученных изображений и сигналов был ...>>

Особенности восприятия старости 14.07.2025

Понятие старости зачастую оказывается субъективным и подвижным: то, что кажется "преклонным возрастом" в юности, в зрелости уже воспринимается иначе. Исследования показывают, что границы старения не столько определяются биологическим возрастом, сколько зависят от психологического восприятия и отношения к собственному телу и уму. Недавнее исследование, проведенное в США среди двух тысяч человек старше сорока лет, позволило ученым определить, в каком возрасте американцы начинают ощущать себя "старыми". Оказалось, что чувство старения в среднем наступает уже к 47 годам, а заметная обеспокоенность внешними возрастными изменениями - примерно к пятидесяти. Это тот момент, когда люди чаще начинают замечать морщины, снижение тонуса кожи и общую усталость. На фоне этих внешних изменений многие участники признались, что испытывают тревогу по поводу когнитивного спада. Более половины респондентов признались, что хотя бы раз в день забывают, что собирались сказать, а четверть - теряют мысль ...>>

Случайная новость из Архива Умные часы, анализирующие состав пота 13.06.2024 Ученые из Хэфэйского института физических наук Китайской академии наук представили инновационные умные часы, которые способны анализировать состав пота. Это устройство может стать ценным инструментом для спортсменов, позволяя им отслеживать изменения в организме во время тренировок и соревнований. Устройство оснащено различными датчиками, способными обрабатывать пот из тела человека и анализировать химические вещества в его составе. С помощью сенсоров можно точно определять уровни ионов калия, натрия и кальция. Показатели состава пота можно отслеживать как в реальном времени, так и в течение шести месяцев. Это позволяет спортсменам получать непрерывную обратную связь о состоянии своего организма во время тренировок и восстановления. Датчики умных часов работают на базе электрохимических методов и используют микрофлюидный чип, способный обрабатывать очень малые объемы жидкости. Это позволяет изучать состав даже 0,01 мл пота. Стабильность работы сенсоров является ключевым аспектом для эффективности и долговечности устройства. Ученые обеспечили высокую стабильность и надежность функционирования датчиков. Изучение состава пота может помочь спортсменам и тренерам лучше понимать, как организм реагирует на физическую нагрузку и какие электролиты теряются в процессе потоотделения. Электролиты, такие как калий и натрий, играют важную роль в регуляции функций нервов и мышц. Понимание процессов, связанных с потоотделением, может помочь спортсменам оптимизировать свою диету и режим водопотребления для улучшения выносливости и производительности. Умные часы, способные анализировать состав пота, представляют собой значимый прогресс в области спортивных технологий. Они обеспечивают спортсменам и тренерам ценную информацию о состоянии организма во время физических нагрузок и помогают оптимизировать процессы тренировок и восстановления. Развитие таких технологий может способствовать улучшению спортивных результатов и общего здоровья спортсменов.

Другие интересные новости:

▪ Виртуальная возлюбленная

▪ Искусственное зрение

▪ Дебют робота-дирижера

▪ Синтезированы сложные растительные молекулы для фармацевтики

▪ Шампост - компост после выращивания шампиньонов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта История техники, технологии, предметов вокруг нас. Подборка статей

▪ статья Жак Деррида. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто кого приручил: человек собаку или собака человека? Подробный ответ

▪ статья Укладка асфальто-бетонной смеси. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Прибор для определения выводов, структуры и коэффициента передачи тока транзисторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Дым без огня. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025