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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Ожирение заразительно 15.01.2002 Индийский исследователь Нихил Дхурандхар, работающий в США, обнаружил у человека аденовирус, названный AD-36, который, по мнению ученого, вызывает ожирение. Во всяком случае, введение этого вируса через шприц курам, обезьянам или крысам вызывает у животных накопление излишнего жира. Мало того, анализы крови 300 пациентов, страдающих ожирением, позволили найти у трети из них антитела к этому вирусу, что свидетельствует о знакомстве с ним их иммунной системы. И выяснилось, что куры, зараженные вирусом AD-36 путем инъекции, менее чем за сутки заражают им своих товарок, содержащихся в том же курятнике.

Другие интересные новости:

▪ Восстановлена светочувствительность клеток после смерти донора

▪ Вместо сверления зубов - реминерализация электричеством

▪ Телевизор управляется силой мысли

▪ Барабанное ОЗУ для квантового компьютера

▪ На костяных коньках

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Паровой двигатель без смазки и охлаждения. Советы моделисту

▪ статья Чего боятся мужчины? Подробный ответ

▪ статья Гидрастис. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Автоматическая зачистка контактов кнопок в микроконтроллерном устройстве. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нюансы волшебства. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026