Zelena energija za sigurnu budućnost

1. Соларне пећи

Пре него што су фотонапонске ћелије ушле у игру и помогле у претварању сунчеве светлости у електричну енергију, људи су кували храну апсорбујући топлоту из соларних колектора. 

Немачки физичар, Хорас , произвео је прву соларну пећницу 1767. године. Пећ је могла да ради на око 110°C. 

Чак и након што су векови прошли од његовог открића, соларне пећнице су и даље веома практичан концепт. 

Нажалост, већина људи се сада ослања или на дрво или на друга фосилна горива. Смањивањем потрошње дрвета емисије угљеника ће пасти и загађење ваздуха ће се моћи контролисати. 

2. Текући бојлери

Соларни „бојлери“ изгледају као мали црни панели са већим бројем цеви постављени на кров. Не треба их мешати са струјним соларним панелима. 

Обично су само један или два колектора довољна за загревање воде.

3. Производња електричне енергије за стамбене потребе

Параболични соларни колектори се могу користити за производњу електричне енергије за стамбене потребе. Ови соларни колектори изгледају као велика сателитска антена, али садрже огледала уместо антена. 

Они усмеравају сунчеву светлост ка Стирлинговом мотору да би произвели електричну енергију. Ови мотори се веома разликују од термоелектрана у смислу да не испуштају пару и не емитују гасове стаклене баште. 

Веома мало воде се губи током производње електричне енергије. Пошто ови мотори имају мало покретних делова и немају емисију издувних гасова, могу се безбедно поставити на кров или у двориште. 

Од скора вакумски пљоснати соларни колектори се могу користити и за соларну топлоту за индустријско хлађење (SHIC) и соларну климатизацију (SAC), тамо где су потребне температуре изнад 100 °C.  Ови неконцентрисани колектори сакупљају и дифузну и директну светлост и могу да користе пару уместо воде као течност.

1. Колектори са равним плочама

Колектори са равним плочама су најједноставнији и најчешћи типови соларних колектора које виђате на крововима кућа. То су у основи металне кутије са тамно обојеном апсорберском плочом и са провидним стакленим поклопцем на врху. 

Такве плоче се углавном производе од метала, као што су бакар или алуминијум, који је добар проводник. 

За бољу апсорпцију и задржавање топлоте, ове апсорберске плоче се понекад фарбају посебним премазима осим уобичајене црне боје.

Њихови основни делови су:

• Материјал за застакљивање- овај материјал је провидан и сунчево зрачење се спушта кроз овај материјал како би дошло до апсорбујуће плоче. 
• Абсорбер – плоча која се загрева – Целокупна сврха стварања и циркулације те генерисане топлоте између плоче апсорбера и поклопца стакла је да подигне температуру воде или ваздуха који струји између плоче и поклопца.
• Изолациони материјал -да би се смањили губици топлоте на другим деловима соларног колектора, дно и бочне стране уређаја су покривени изолацијом.

 

2.Вакумски цевни колектори

Када говоримо о соларним колекторима са вакумским цевима, открићете да уместо једне, постоји цео сет вакумских цеви потребних за подизање температуре воде загревањем. 

Такве цеви користе вакум да „заробе“ енергију сунца. Осим тога главни задатак ових цеви је смањење губитка топлоте. 

Основни елементи ових колектора су:

• Метална цев игра улогу апсорберске плоче.
• Плоча апсорбера је директно спојена са грејном цеви.
• Течност – флуид који треба загрејати тече унутар цеви за грејање.  

Цеви за грејање спроводи течност-флуид  (топлоту) до размељивача како би могла да подигне температуру потрошне воде. 

Природно, у цеви за грејање постоје два краја.Један крај се отвара са стране плоче апсорбера. То је место где се ствара топлота. Дакле, ова тачка је позната као топли крај.Други крај се отвара на страни хладне воде која треба да се загреје. Овај крај је природно познат као хладни крај.При одређеном притиску, произведена топлота почиње да тече ка хладном крају и тако се загрева хладна вода. 

3.Линијски фокусни колектори

Линијски фокусни колектори су соларни колектори користе исти принцип за загревање воде или ваздуха као и други колектори: прикупљају топлоту на апсорберској плочи и затим је преносе на воду која се загрева. 

Колектор овде је прилично ефикасан рефлектујући материјал у облику параболе. 

Линијски фокусни колектори су изузетно моћни типови соларних колектора. Због тога се користе за производњу паре за велике соларне термоелектране, а не за домаће потребе.

У центру овог корита налази се цев која функционише као носач воде. Сунчева светлост прикупљена рефлектујућим материјалом фокусира се на ову централну цев што доводи до загревања воде. 

Приметно је да корита продуктивно производе топлотну енергију из сунчеве светлости, посебно осовинска корита, која прате сунце током целог дана ради оптималног задржавања сунчеве светлости.

4.Колектори са параболичним огледалима

Колектори са параболичним огледалима су такође велики уређаји параболичног облика који су направљени од материјала са високом рефлексијом. 

Ови типови соларних колектора поново следе исти концепт као и други колектори: они директно фокусирају сву прикупљену сунчеву енергију на једну тачку која је обично плоча апсорбера.

 Генерисана топлота је толико велика да се користи за рад Стирлингових мотора. 

Ове параболичне посуде могу радити као независне инсталације. За ефикасно сакупљање, они стално прате положај сунца. Могу се врло добро користити у тандему са концентрисаним ПВ модулима. 

Које су предности и мане соларних колектора?

Предности: 

• Помаже у смањењу рачуна за струју.
• Минимизира ваш карбонски отисак.
• Соларним колекторима нису потребна никаква горива за рад.

Против: 

• Висока цена инвестиције.
• Соларна термоелектрана захтева велику количину воде, што може бити проблем у подручјима са несташицом воде.
• Честе су иновације у индустрији соларне енергије, тако да технологија може врло брзо да застари.

Закључак

Соларни колектори су уређаји за размену топлоте који задржавају сунчеву светлост за различите примене грејања. На тржишту су доступни различити типови соларних колектора, од најједноставнијих до компликованих конструкција. 

На основу главних фактора утицаја као што су потребна снага и предвиђене примене, можете лако изабрати један од ових доступних типова соларних колектора који су идеални за ваше потребе.

Уређаји са соларним колекторима све више користе као алтернатива конвенционалном загревању воде електричном енергијом у домаћинствима.

Уместо традиционалних бојлера на струју, соларни колектори се користе за загревање воде коришћењем сунчевог зрачења. 

Ови уређаји помажу у смањењу потрошње енергије током времена као у домаћинствима, тако и на локалном и националном нивоу. Њихов занчај је у смањењу потрошње електричне енергије а самим тим се и растерећују преносни системи и производне капацитете електричне енергије.

Соларни термални колектор хвата сунчеву светлост или апсорбује сунчево зрачење да би произвео соларну енергију за различите примене. Различити типови соларних колектора се постављају на различитим локацијама.

Соларни колектори кровне инсталације морају бити окренути према сунцу. Ови уређаји су стално изложени променама времена. Стога, они морају бити израђени од квалитетних материјала како би могли да издрже екстремне атмосферске услове.

На тржишту се продају различити типови соларних колектора. Узимајући у обзир све њих, најосновнија категорија таквих уређаја укључује црни материјал који окружује неке цеви кроз који циркулише неки флуид (гликол или вода) циркулише. Црни материјал задржава топлоту сунчеве светлости и загрева се тако да се флуид која тече кроз њега загрева. Ово је најједноставнији конструкцијски дизајн, али постоје и сложенији типови соларних колектора. 

Као што смо већ напоменули, соларни колектор сакупља топлоту тако што апсорбује сунчево зрачење. Соларни колектори колектују топлоту, они не производе електричну енергију. Постоји више врста соларних колектора, а најчешћи су плочасти и вакуумски, затим су ту и концентрирајући (параболични) соларни колектори који се користе у соларним електранама.

Соларни колектори се састоје од апсорберске плоче која сакупља сунчеву светлост и користи ову соларну енергију за различите примене.

Модели соларних колектора такође се класификују као нискотемпературни колектори, колектори средње температуре и колектори високе температуре.   

Када је у питању загревање великих водних тела као што су базени, користе се равни соларни колектори ниске температуре.

Средњотемпературни колектори са равним плочама су они који се користе за грејање у стамбеним и пословним зградама. 

Када је у питању производња електричне енергије, користе се високотемпературни колектори. Више соларних колектора је повезано као низ како би се формирао међусобно повезани систем за производњу електричне енергије у соларним фармама или електранама

Соларни колектор је уређај који се користи за прикупљање топлоте од сунчеве светлости. Та топлота се може користити за:

1. Загревање просторија
2. За загревање топле потрошне воде
3. Производњу електричне енергије

Колектори соларне енергије су присутни још од 19. века. Њихова употреба није нов концепт, осим што су са напретком технологије постали ефикаснији у искоришћавању енергије сунца.

Соларни панели су одлични за производњу електричне енергије за кућне и комерцијалне сврхе. Они користе светлост за производњу струје, а не топлоте. Док соларни колектор користи топлоту, а не светлост. 

То је разлика између њих двоје упркос томе што их напаја Сунце.

Нису су сви соларни колектори погодни за кућну примену. Из тог разлога, пре него што изаберете соларни колектор, кључно је разумети које све врсте постоје. 

Соларни колектори су широко категорисани у два типа:

Колектори без концентрације су колектори код којих површина отвора (тј. површина која прима сунчево зрачење) је приближно иста као и површина апсорбера (тј. површина која апсорбује зрачење). Уобичајени пример таквог система је метална плоча која је обојена у тамну боју како би се максимизирала апсорпција сунчеве светлости. Енергија се затим сакупља хлађењем плоче радним флуидом, често водом или гликолом, који тече у цевима причвршћеним за плочу. Неконцентровани колектори се обично користе у стамбеним, индустријским и пословним зградама за загревање простора.

Концентрациони колектори – колектор са фокусирањем сунчевог зрачења. Концентрациони колектори имају много већи отвор од површине апсорбера. Отвор је најчешће у виду огледала које је усмерено на апсорбер, који су у већини случајева цеви које носе радни флуид. Зраке који падају на површину колектора усмерава наниже ка фокусу (жижи), где се постиже висока концентрација енергије, која омогућава изузетно високе температуре у пријемнику. Ови колектори се користе у концентрованим соларним електранама за производњу електричне енергије. Хладан ваздух улази са једне стране пријемника, а са друге излази врео ваздух температуре више од 600°C. Са тако високим температурама могуће је производити водену пару и покретати турбине повезане са електричним генератором. Због кретања сунца током дана, концентрациони колектори често захтевају неки облик соларног система за праћење, па се из тог разлога понекад називају „активним“ колекторима. А ако се између пријемника и турбине дода топлотна батерија, добија се решење које омогућава производњу електричне енергије и када нема Сунца.

Соларни колектори са равним плочама и вакумским цевима се углавном користе за прикупљање топлоте за грејање простора, топлу воду за домаћинство или хлађење са апсорпционим чилерима. За разлику од соларних панела за топлу воду, они користе циркулишућу течност да пренесу топлоту у посебан резервоар. Први соларни термални колектор дизајниран за изградњу кровова патентирао је Виллиам Х. Гоеттл и назван „Соларни термални колектор и радијатор за кровове зграда“.