Najpopularniejszymi typami kolektorów słonecznych są płaskie i próżniowe kolektory słoneczne. Próżniowe kolektory słoneczne można podzielić na Heatpipe i U-pipe. System ogrzewania słonecznego z próżniowymi kolektorami słonecznymi jest bardziej wydajny niż planarny, w zależności między innymi od funkcji termosu lamp próżniowych. Ceny paneli słonecznych ogólnie spadły w ostatnich latach.

Długość życia kolektorów słonecznych

W przypadku wszystkich typów kolektorów słonecznych zawierających ciecz ważne jest, aby wymieniać glikol w określonych odstępach czasu. Użyj glikolu propylenowego lub etylenowego bez obawy przed korozją, który tworzy warstwę krzemianową wewnątrz rur. W wysokich temperaturach folia silikatowa może spalić rury od wewnątrz i utworzyć film koksowy, który znacznie utrudnia przenoszenie ciepła. Używaj również wody dobrej jakości.

Płaski kolektor słoneczny

Płaskie panele słoneczne mają z tyłu płytę absorbera wyposażoną w pętlę słoneczną. Układ absorberów jest wbudowany w dobrze izolowaną skrzynkę. Z przodu skierowaną w stronę słońca znajduje się szklana płyta wykonana ze szkła borokrzemianowego, które ma wysoką przepuszczalność energii słonecznej. W pętli słonecznej nośnik ciepła (glikol / woda) jest transportowany do zbiornika solarnego.

Izolowana skrzynia pozwala rosie, mrozowi i śniegowi rozmrażać się, gdy promienie słoneczne padają na pudełko. Konstrukcja sprawia, że ​​płaski kolektor słoneczny lepiej sprawdza się zimą. Wadą jest również konstrukcja z wyciekiem ciepła, ponieważ straty ciepła są znacznie wyższe niż w przypadku próżniowych kolektorów słonecznych.

Pętla słoneczna w panelu powinna składać się z kilku równoległych połączonych rur, aby zmniejszyć spadek ciśnienia w łapaczu. Płaski kolektor słoneczny jest równie energooszczędny podczas pracy z zimnym nośnikiem ciepła, ponieważ straty ciepła nie są tak duże. W wyższych temperaturach wydajność spada z powodu większych strat ciepła.
Efektywność jest najlepsza, gdy energia z promieni słonecznych uderza bezpośrednio w kolektor słoneczny. Płaski panel słoneczny można ładnie złożyć na dachu i zatrzymuje ciepło słoneczne lepiej niż konstrukcja wolnostojąca.

Zalety kolektora słonecznego

– Prosta sprawdzona konstrukcja zapewniająca długą żywotność.

– Bezobsługowe.

– Można go ładnie wbudować w dach.

– Rozpuszcza szron i śniegu zimą.

– Szkło hartowane staje się odporne na uderzenia.

Wady kolektora słonecznego

– Konstrukcja nie jest tak wydajna na jednostkę powierzchni jak próżniowe kolektory słoneczne.

– Wycieka dużo energii cieplnej i spada wydajność w wyższych temperaturach.

– Wymaga dużo pracy przy montażu na dachu. Ryzyko wycieku w przypadku deszczu.

Próżniowy kolektor słoneczny

Dwa najpopularniejsze typy próżniowych kolektorów słonecznych to rura w kształcie litery U i rura cieplna. Cena tych paneli słonecznych spadła w ostatnich latach.

Rura próżniowa składa się z cienkościennego zewnętrznego i wewnętrznego szkła borokrzemianowego z zamkniętą objętością próżni. Konstrukcja działa jak szklany termos, co zapewnia bardzo skuteczną izolację.
Szkło borokrzemianowe ma wysoką przepuszczalność bezpośrednich i rozproszonych promieni słonecznych.
Szkło borokrzemianowe jest znacznie bardziej odporne na uderzenia niż zwykłe szkło okienne. Próżnia w szklanej rurce nie znika, dopóki nie zostanie uszkodzona mechanicznie. Jeśli próżnia zniknie, rurka stanie się biała na dole.

Dobra izolacja rur próżniowych oznacza, że ​​energia słoneczna nie topi rosy ani szronu. Jednak wydajność w wysokich temperaturach jest bardzo dobra. Rury próżniowe zwykle nie pękają, chyba że zostaną narażone na uszkodzenia mechaniczne, zamocowane na zaciskach lub narażone na działanie mrozu.

Heatpipe

Pojemniki z rurkami cieplnymi (miedziane tłoki) zawierające ciecz są wkładane do kieszeni w kolektorze. Kieszenie pełnią rolę wymiennika ciepła między kolektorem a pojemnikami z rurkami cieplnymi.
Kiedy promienie słoneczne uderzają w pojemnik z rurką cieplną, ciepło wzrasta, a ciecz wyparowuje. Wymiennik ciepła zapewnia, że ​​para skrapla się i spływa w dół w celu ponownego podgrzania. Ciepło z wymiennika transportowane jest do słonecznego zbiornika grzewczego. Panel słoneczny z rurką cieplną musi być przechylony, aby działał.

Górna część pojemnika na rurkę cieplną jest smarowana pastą silikonową, aby uzyskać dobrą powierzchnię styku podczas wymiany ciepła.

Zalety Heatpipe

– Wysoka wydajność i niski spadek ciśnienia w panelach słonecznych. Zwykle wyższa temperatura stagnacji niż Heatpipe.

– Skuteczny w niskich i wysokich temperaturach.

– Łatwa instalacja.

– Łatwa wymiana lamp próżniowych.

– Może być transportowany zdemontowany i zajmuje niewiele miejsca.

– Wiele kolektorów słonecznych można łączyć szeregowo.

Wady Heatpipe

– Wymaga częstej konserwacji, przenosząca ciepło pasta silikonowa wysycha z czasem, a wydajność kolektora słonecznego spada, jeśli pasta nie jest wymieniana.

– Duża powierzchnia konstrukcyjna i waga.

– Dwie wymienniki ciepła.

– Musi być zamontowany z dobrym nachyleniem, aby działał dobrze.

– Rozszerzalność cieplna kolektora zwykle wymaga elastycznych rur pomiędzy panelami słonecznymi, gdy są one zamontowane na stałe.

Kolektor słoneczny w kształcie litery U

Miedziana rura w kształcie litery U schodzi do rury próżniowej. Wokół rury umieszczona jest aluminiowa płyta zapewniająca wydajne przenoszenie ciepła. Ciecz krąży w rurze w kształcie litery U w celu chłodzenia rury próżniowej i podgrzania nośnika cieczy. Podgrzana ciecz jest transportowana do zbiornika akumulacyjnego. Zwykle wszystkie rury w kształcie litery U są połączone równolegle między kolektorami gorącej i zimnej, aby uzyskać jak najmniejszy spadek ciśnienia. Kolektory słoneczne w kształcie litery U można montować z lekkim spadkiem.

Zalety U-Pipe

– Wysoka wydajność i niski spadek ciśnienia w panelach słonecznych.

– Skuteczny w niskich i wysokich temperaturach.

– Bezobsługowe.

– Możliwość montażu z dużym lub małym spadkiem.

– Mała powierzchnia zabudowy i prosta konstrukcja.

– Łatwa wymiana lamp próżniowych, jeśli jest wolna przestrzeń pod kolektorem słonecznym.

– Łatwy i szybki montaż.

Wady U-Pipe

– Wymiana rury próżniowej wymaga wolnej powierzchni pod spodem.

– Może być niewygodny podczas transportu.