Солнечные коллекторы
Энергия Cолнца не только неистощима и бесплатна, но и экологичнее любого из доступных человеку видов энергии. Каждые 8 минут Солнце поставляет нам столько энергии, сколько человечество расходует за год. Вся потребность человечества в энергии на 180 лет вперёд может быть обеспечена солнечной энергией, которая достигает Земли только за один день. В численном выражении Солнце посылает Земле ежедневно 960 миллиардов киловатт энергии.
Сейчас во многих странах уже налажен выпуск различных солнечных коллекторов. Важнейшее достоинство солнечных коллекторов — простота и относительная дешевизна их изготовления, неприхотливость в эксплуатации. Кроме простоты изготовления, другое не менее важное достоинство заключается в том, что в отличие от солнечных батарей, коллектор способен уловить и преобразовать в тепло более 90% попавшего на него солнечного излучения, и даже при лёгкой облачности его КПД превосходит КПД солнечной батареи.
Существует несколько типов солнечных коллекторов:
Плоский солнечный коллектор
Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя. Поглощающий элемент называется абсорбером; он связан с теплопроводящей системой. Прозрачный элемент - стекло.
Вакуумный солнечный коллектор
Возможно повышение температур теплоносителя вплоть до 250—300 °C в режиме ограничения отбора тепла. Добиться этого можно за счёт уменьшения тепловых потерь в результате использования многослойного стеклянного покрытия, герметизации или создания в коллекторах вакуума. Фактически солнечная тепловая труба имеет устройство схожее с бытовыми термосами. Только внешняя часть трубы прозрачна, а на внутренней трубке нанесено высокоселективное покрытие улавливающее солнечную энергию. между внешней и внутренней стеклянной трубкой находится вакуум. Именно вакуумная прослойка дает возможность сохранить около 95% улавливаемой тепловой энергии. Кроме того, в вакуумных солнечных коллекторах нашли применение тепловые трубки, выполняющие роль проводника тепла. При облучении установки солнечным светом, жидкость, находящаяся в нижней части трубки, нагреваясь превращается в пар. Пары поднимаются в верхнюю часть трубки (конденсатор), где конденсируясь передают тепло коллектору. Использование данной схемы позволяет достичь большего КПД (по сравнению с плоскими коллекторами) при работе в условиях низких температур и слабой освещенности. Современные бытовые солнечные коллекторы способны нагревать воду вплоть до температуры кипения даже при отрицательной окружающей температуре.