พลังงานแสงอาทิตย์ในฐานะแหล่งพลังงานทดแทน: ชนิดและคุณสมบัติของระบบสุริยะ

ในทศวรรษที่ผ่านมา พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานทดแทนถูกนำมาใช้มากขึ้นในการทำความร้อนและจ่ายน้ำร้อนให้กับอาคาร เหตุผลหลักคือความปรารถนาที่จะทดแทนเชื้อเพลิงแบบเดิมด้วยทรัพยากรพลังงานหมุนเวียนที่ราคาไม่แพง เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม และหมุนเวียน

การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานความร้อนเกิดขึ้นในระบบสุริยะ - การออกแบบและหลักการทำงานของโมดูลจะกำหนดลักษณะเฉพาะของการใช้งาน ในเนื้อหานี้เราจะดูประเภทของตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์และหลักการทำงานและพูดคุยเกี่ยวกับโมดูลแสงอาทิตย์รุ่นยอดนิยม

ความเป็นไปได้ของการใช้ระบบสุริยะ

ระบบสุริยะเป็นระบบที่ซับซ้อนในการแปลงพลังงานรังสีแสงอาทิตย์ให้เป็นความร้อน ซึ่งต่อมาจะถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นของระบบทำความร้อนหรือน้ำประปา

ประสิทธิภาพของการติดตั้งความร้อนจากแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับความร้อนจากแสงอาทิตย์ - ปริมาณพลังงานที่ได้รับในช่วงเวลากลางวันต่อ 1 ตารางเมตรของพื้นผิวซึ่งอยู่ที่มุม 90° สัมพันธ์กับทิศทางของรังสีดวงอาทิตย์ ค่าการวัดของตัวบ่งชี้คือ kW*h/sq.m ค่าของพารามิเตอร์จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับฤดูกาล

ระดับไข้แดดโดยเฉลี่ยสำหรับภูมิภาคที่มีสภาพอากาศแบบทวีปเขตอบอุ่นอยู่ที่ 1,000-1200 kWh/ตร.ม. (ต่อปี) ปริมาณดวงอาทิตย์เป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดในการคำนวณประสิทธิภาพของระบบสุริยะ

การใช้แหล่งพลังงานทางเลือกช่วยให้คุณทำความร้อนในบ้านและรับน้ำร้อนโดยไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายด้านพลังงานแบบเดิม - โดยผ่านการแผ่รังสีแสงอาทิตย์เท่านั้น

การติดตั้งระบบทำความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์เป็นงานที่มีราคาแพง เพื่อให้ต้นทุนเงินทุนมีความสมเหตุสมผล จำเป็นต้องมีการคำนวณระบบและการปฏิบัติตามเทคโนโลยีการติดตั้งที่แม่นยำ

ตัวอย่าง. ค่าเฉลี่ยของไข้แดดสำหรับ Tula ในช่วงกลางฤดูร้อนคือ 4.67 kV/ตร.ม.* วัน หากติดตั้งแผงระบบไว้ที่มุม 50° ผลผลิตของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีพื้นที่ 5 ตร.ม. คำนวณได้ดังนี้ 4.67*4=18.68 kW ของพลังงานความร้อนต่อวัน ปริมาตรนี้เพียงพอที่จะอุ่นน้ำ 500 ลิตรได้ตั้งแต่อุณหภูมิ 17 °C ถึง 45 °C

ตามที่แสดงในทางปฏิบัติเมื่อใช้โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เจ้าของกระท่อมในฤดูร้อนสามารถเปลี่ยนจากการทำน้ำร้อนไฟฟ้าหรือแก๊สเป็นวิธีพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างสมบูรณ์

เมื่อพูดถึงความเป็นไปได้ในการแนะนำเทคโนโลยีใหม่ ๆ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงคุณสมบัติทางเทคนิคของตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์โดยเฉพาะ บางแห่งเริ่มทำงานที่ 80 วัตต์/ตร.ม. ในขณะที่บางแห่งต้องการ 20 วัตต์/ตร.ม.

แม้ในสภาพอากาศทางใต้ การใช้ระบบสะสมเพื่อให้ความร้อนเพียงอย่างเดียวก็ไม่ได้ผล หากใช้การติดตั้งเฉพาะในฤดูหนาวเมื่อมีแสงแดดไม่เพียงพอ ต้นทุนของอุปกรณ์จะไม่ได้รับการคุ้มครองแม้ใน 15-20 ปี

หากต้องการใช้แผงโซลาร์เซลล์อย่างมีประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ จะต้องรวมไว้ในระบบจ่ายน้ำร้อน แม้ในฤดูหนาว ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จะช่วยให้คุณสามารถ "ลด" ค่าพลังงานในการทำน้ำร้อนได้มากถึง 40-50%

ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า สำหรับการใช้งานภายในประเทศ ระบบสุริยะจะจ่ายเองภายในเวลาประมาณ 5 ปี เนื่องจากราคาไฟฟ้าและก๊าซที่สูงขึ้น ระยะเวลาคืนทุนของคอมเพล็กซ์จะลดลง

นอกจากประโยชน์ทางเศรษฐกิจแล้ว การทำความร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ยังมีข้อดีเพิ่มเติม:

1. เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ลดลง ในช่วงเวลาหนึ่งปี ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 1 ตร.ม. สามารถป้องกันขยะ 350-730 กิโลกรัมสู่ชั้นบรรยากาศได้
2. สุนทรียภาพ พื้นที่ของอ่างอาบน้ำหรือห้องครัวขนาดกะทัดรัดสามารถกำจัดได้จากหม้อไอน้ำหรือไกเซอร์ขนาดใหญ่
3. ความทนทาน ผู้ผลิตรับรองว่าหากปฏิบัติตามเทคโนโลยีการติดตั้งคอมเพล็กซ์จะมีอายุการใช้งานประมาณ 25-30 ปี หลายบริษัทให้การรับประกันนานถึง 3 ปี

ข้อโต้แย้งต่อการใช้พลังงานแสงอาทิตย์: ฤดูกาลที่เด่นชัด การพึ่งพาสภาพอากาศ และการลงทุนเริ่มแรกที่สูง

โครงสร้างทั่วไปและหลักการทำงาน

พิจารณาตัวเลือกของระบบสุริยะที่มีตัวสะสมเป็นองค์ประกอบการทำงานหลักของระบบ ตัวเครื่องมีลักษณะคล้ายกล่องโลหะ โดยด้านหน้าเป็นกระจกนิรภัย ภายในกล่องมีองค์ประกอบการทำงาน - คอยล์พร้อมตัวดูดซับ

หน่วยดูดซับความร้อนให้ความร้อนแก่ของเหลวหมุนเวียนของสารหล่อเย็น ถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นไปยังวงจรจ่ายน้ำ

ส่วนประกอบหลักของระบบสุริยะ: 1 – สนามสะสม, 2 – ช่องระบายอากาศ, 3 – สถานีจ่าย, 4 – ถังระบายแรงดันส่วนเกิน, 5 – ตัวควบคุม, 6 – ถังเครื่องทำน้ำอุ่น, 7.8 – องค์ประกอบความร้อนและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, 9 – วาล์วผสมความร้อน, 10 – การไหลของน้ำร้อน, 11 – ทางเข้าน้ำเย็น, 12 – ท่อระบายน้ำ, T1/T2 – เซ็นเซอร์อุณหภูมิ

ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องทำงานควบคู่กับถังเก็บ เนื่องจากสารหล่อเย็นถูกให้ความร้อนที่อุณหภูมิ 90-130°C จึงไม่สามารถจ่ายให้กับก๊อกน้ำร้อนหรือเครื่องทำความร้อนได้โดยตรง สารหล่อเย็นจะเข้าสู่เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของหม้อไอน้ำ ถังเก็บมักเสริมด้วยเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า

โครงร่างการทำงาน:

1. แสงอาทิตย์ทำให้พื้นผิวร้อนขึ้น นักสะสม.
2. การแผ่รังสีความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังองค์ประกอบดูดซับ (ตัวดูดซับ) ซึ่งมีสารทำงานอยู่
3. สารหล่อเย็นที่ไหลเวียนผ่านท่อคอยล์จะร้อนขึ้น
4. อุปกรณ์สูบน้ำ หน่วยควบคุมและตรวจสอบช่วยให้มั่นใจได้ถึงการกำจัดสารหล่อเย็นผ่านท่อไปยังขดลวดของถังเก็บ
5. ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังน้ำในหม้อต้มน้ำ
6. สารหล่อเย็นที่ระบายความร้อนจะไหลกลับเข้าสู่ตัวสะสม และวงจรจะเกิดซ้ำ

น้ำอุ่นจากเครื่องทำน้ำอุ่นจะถูกส่งไปยังวงจรทำความร้อนหรือจุดรับน้ำ

เมื่อติดตั้งระบบทำความร้อนหรือแหล่งจ่ายน้ำร้อนตลอดทั้งปี ระบบจะติดตั้งแหล่งความร้อนเพิ่มเติม (หม้อไอน้ำ, องค์ประกอบความร้อนไฟฟ้า) นี่เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการรักษาอุณหภูมิที่ตั้งไว้

แผงโซลาร์เซลล์ในบ้านส่วนตัวมักใช้เป็นแหล่งไฟฟ้าสำรอง:

ประเภทของตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์

ไม่ว่าจุดประสงค์ใด ระบบสุริยะจะติดตั้งตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบท่อแบนหรือทรงกลม แต่ละตัวเลือกมีคุณสมบัติที่โดดเด่นหลายประการทั้งในด้านคุณสมบัติทางเทคนิคและประสิทธิภาพการดำเนินงาน

สุญญากาศ – สำหรับสภาพอากาศหนาวเย็นและอบอุ่น

โครงสร้างตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบสุญญากาศมีลักษณะคล้ายกับกระติกน้ำร้อน - ท่อแคบที่มีสารหล่อเย็นจะถูกวางไว้ในขวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า ระหว่างภาชนะจะมีชั้นสูญญากาศเกิดขึ้นซึ่งทำหน้าที่ฉนวนกันความร้อน (กักเก็บความร้อนได้ถึง 95%) รูปร่างท่อเหมาะที่สุดสำหรับการรักษาสุญญากาศและ "ครอบครอง" แสงอาทิตย์

องค์ประกอบพื้นฐานของการติดตั้งความร้อนจากแสงอาทิตย์แบบท่อ: โครงรองรับ ตัวเรือนตัวแลกเปลี่ยนความร้อน หลอดแก้วสุญญากาศที่เคลือบด้วยการคัดเลือกอย่างดีเพื่อการ "ดูดซับ" พลังงานแสงอาทิตย์อย่างเข้มข้น

ท่อด้านใน (ความร้อน) เต็มไปด้วยน้ำเกลือที่มีจุดเดือดต่ำ (24-25 ° C) เมื่อถูกความร้อน ของเหลวจะระเหย - ไอระเหยจะเพิ่มขึ้นไปที่ด้านบนของขวดและทำให้สารหล่อเย็นที่ไหลเวียนอยู่ในตัวสะสมร้อนขึ้น

ในระหว่างกระบวนการควบแน่น หยดน้ำจะไหลไปที่ปลายท่อและกระบวนการนี้จะเกิดซ้ำ

ด้วยการมีชั้นสุญญากาศ ของเหลวภายในกระติกน้ำร้อนจึงสามารถต้มและระเหยได้ที่อุณหภูมิถนนต่ำกว่าศูนย์ (ลงไปถึง -35 ° C)

ลักษณะของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับเกณฑ์ต่อไปนี้:

• การออกแบบท่อ – ขนนก โคแอกเชียล;
• อุปกรณ์ช่องระบายความร้อน – "ท่อความร้อน", การไหลเวียนแบบไหลตรง

กระติกขนนก - หลอดแก้วที่มีแผ่นดูดซับและช่องความร้อน ชั้นสุญญากาศจะผ่านตลอดความยาวทั้งหมดของช่องระบายความร้อน

ท่อโคแอกเซียล – ขวดสองชั้นที่มี “ส่วนแทรก” สุญญากาศอยู่ระหว่างผนังของถังสองถัง การถ่ายเทความร้อนเกิดขึ้นจากพื้นผิวด้านในของท่อ ส่วนปลายของเทอร์โมทิวบ์มีตัวแสดงสถานะสุญญากาศ

ประสิทธิภาพของท่อขนนก (1) สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นโคแอกเซียล (2) อย่างไรก็ตามแบบแรกมีราคาแพงกว่าและติดตั้งยากกว่า นอกจากนี้ ในกรณีที่เครื่องเสีย จะต้องเปลี่ยนขวดขนนกทั้งหมด

ช่อง “ท่อความร้อน” เป็นตัวเลือกที่ใช้กันทั่วไปในการถ่ายเทความร้อนในตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์

กลไกการออกฤทธิ์ขึ้นอยู่กับการวางของเหลวที่ระเหยง่ายลงในท่อโลหะที่ปิดสนิท

“ท่อความร้อน” ได้รับความนิยมเนื่องจากมีราคาไม่แพง ง่ายต่อการบำรุงรักษาและบำรุงรักษา เนื่องจากกระบวนการแลกเปลี่ยนความร้อนมีความซับซ้อนระดับประสิทธิภาพสูงสุดคือ 65%

ช่องทางการไหลโดยตรง – ท่อโลหะขนานกันที่ต่อเป็นรูปตัวยูผ่านขวดแก้ว

สารหล่อเย็นที่ไหลผ่านช่องจะถูกให้ความร้อนและจ่ายให้กับตัวสะสม

ตัวเลือกการออกแบบตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบสุญญากาศ: 1 – การดัดแปลงด้วยท่อทำความร้อนส่วนกลาง “ท่อความร้อน”, 2 – การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์พร้อมระบบหมุนเวียนน้ำหล่อเย็นแบบไหลตรง

ท่อโคแอกเซียลและท่อขนนกสามารถใช้ร่วมกับช่องความร้อนได้หลายวิธี

ตัวเลือกที่ 1. ขวดโคแอกเชียลที่มี “ท่อความร้อน” เป็นวิธีการแก้ปัญหาที่ได้รับความนิยมมากที่สุด ในตัวสะสม การถ่ายเทความร้อนซ้ำจะเกิดขึ้นจากผนังของหลอดแก้วไปยังขวดด้านใน จากนั้นไปยังสารหล่อเย็น ระดับประสิทธิภาพแสงถึง 65%

แผนภาพการออกแบบท่อโคแอกเชียล “ท่อความร้อน”: 1 – เปลือกแก้ว, 2 – การเคลือบแบบเลือกสรร, 3 – ครีบโลหะ, 4 – สุญญากาศ, 5 – กระติกน้ำร้อนที่มีสารเดือดง่าย, 6 – หลอดแก้วด้านใน

ตัวเลือกที่ 2 ขวดโคแอกเชียลที่มีการหมุนเวียนโดยตรงเรียกว่าท่อร่วมรูปตัวยู ด้วยการออกแบบที่ช่วยลดการสูญเสียความร้อน - พลังงานความร้อนจากอลูมิเนียมจะถูกถ่ายโอนไปยังท่อที่มีสารหล่อเย็นหมุนเวียน

นอกจากประสิทธิภาพสูง (มากถึง 75%) แล้ว โมเดลนี้ยังมีข้อเสีย:

• ความซับซ้อนของการติดตั้ง - ขวดบรรจุรวมอยู่ในตัวท่อร่วมสองท่อ (เมนโฟลด์) และได้รับการติดตั้งทั้งหมด
• ไม่รวมการเปลี่ยนหลอดเดี่ยว

นอกจากนี้ยูนิตรูปตัว U ยังต้องการน้ำหล่อเย็นและมีราคาแพงกว่ารุ่น "ท่อความร้อน"

โครงสร้างของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์รูปตัวยู: 1 – “กระบอก” แก้ว, 2 – สารเคลือบดูดซับ, 3 – “กล่อง” อะลูมิเนียม, 4 – ขวดพร้อมสารหล่อเย็น, 5 – สุญญากาศ, 6 – หลอดแก้วด้านใน

ตัวเลือกที่ 3 ท่อขนนกที่มีหลักการทำงานแบบ “ท่อความร้อน” คุณสมบัติที่โดดเด่นของนักสะสม:

• ลักษณะทางแสงสูง - ประสิทธิภาพประมาณ 77%;
• ตัวดูดซับแบบแบนจะถ่ายเทพลังงานความร้อนไปยังท่อน้ำหล่อเย็นโดยตรง
• เนื่องจากการใช้กระจกชั้นเดียว การสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์จะลดลง

สามารถเปลี่ยนองค์ประกอบที่เสียหายได้โดยไม่ต้องระบายน้ำหล่อเย็นออกจากระบบสุริยะ

ตัวเลือกที่ 4 กระเปาะขนนกแบบไหลตรงเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานทดแทนสำหรับทำน้ำร้อนหรือทำความร้อนในบ้าน ตัวสะสมประสิทธิภาพสูงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ 80% ข้อเสียของระบบคือความยากในการซ่อม

แผนผังการออกแบบสำหรับตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบขนนก: 1 – ระบบสุริยะที่มีช่อง “ท่อความร้อน”, 2 – ตัวเรือนตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบสองท่อที่มีการไหลของน้ำหล่อเย็นโดยตรง

โดยไม่คำนึงถึงการออกแบบ ตัวสะสมท่อมีข้อดีดังต่อไปนี้:

• ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำ
• การสูญเสียความร้อนต่ำ
• ระยะเวลาดำเนินการในระหว่างวัน
• ความสามารถในการให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นที่อุณหภูมิสูง
• แรงลมต่ำ
• ความง่ายในการติดตั้ง

ข้อเสียเปรียบหลักของรุ่นสุญญากาศคือการไม่สามารถทำความสะอาดตัวเองจากหิมะปกคลุมได้ ชั้นสุญญากาศไม่อนุญาตให้ความร้อนออกไป ดังนั้นชั้นหิมะจึงไม่ละลายและปิดกั้นการเข้าถึงสนามสะสมของดวงอาทิตย์ ข้อเสียเพิ่มเติม: ราคาสูงและจำเป็นต้องรักษามุมการทำงานของขวดให้เอียงอย่างน้อย 20°

อุปกรณ์สะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ให้ความร้อนแก่สารหล่อเย็นของอากาศสามารถนำมาใช้ในการเตรียมน้ำร้อนได้หากติดตั้งถังเก็บ:

อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบสุญญากาศพร้อมท่อ ไกลออกไป.

Vodianoy – ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับละติจูดทางใต้

ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบแบน (แผง) คือแผ่นอลูมิเนียมสี่เหลี่ยมที่ด้านบนมีฝาพลาสติกหรือแก้ว ภายในกล่องจะมีสนามดูดซับ ขดลวดโลหะ และชั้นฉนวนกันความร้อน พื้นที่สะสมจะเต็มไปด้วยท่อไหลซึ่งสารหล่อเย็นเคลื่อนที่ผ่าน

ส่วนประกอบพื้นฐานของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบเรียบ: ตัวเรือน ตัวดูดซับ การเคลือบป้องกัน ชั้นฉนวนกันความร้อน และตัวยึด ในระหว่างการประกอบจะใช้กระจกฝ้าที่มีการส่งผ่านช่วงสเปกตรัม 0.4-1.8 ไมครอน

การดูดซับความร้อนของสารเคลือบดูดซับแบบเลือกสรรสูงถึง 90% ท่อโลหะที่ไหลอยู่ระหว่าง "ตัวดูดซับ" และฉนวนกันความร้อน มีการใช้โครงร่างการวางท่อสองแบบ: "พิณ" และ "คดเคี้ยว"

กระบวนการประกอบตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ให้ความร้อนแก่ของเหลวหล่อเย็นประกอบด้วยขั้นตอนดั้งเดิมหลายขั้นตอน:

หากวงจรทำความร้อนได้รับการเสริมด้วยสายจ่ายน้ำสุขาภิบาลให้กับแหล่งจ่ายน้ำร้อนก็สมเหตุสมผลที่จะเชื่อมต่อตัวสะสมความร้อนเข้ากับตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดคือถังของภาชนะที่เหมาะสมซึ่งมีฉนวนกันความร้อนซึ่งสามารถรักษาอุณหภูมิของน้ำร้อนได้ คุณต้องติดตั้งบนสะพานลอย:

ตัวสะสมท่อที่มีสารหล่อเย็นเหลวทำหน้าที่เป็นเอฟเฟกต์ "เรือนกระจก" - รังสีของดวงอาทิตย์ทะลุผ่านกระจกและทำให้ท่ออุ่นขึ้น ด้วยความรัดกุมและฉนวนกันความร้อน ความร้อนจึงยังคงอยู่ภายในแผง

ความแข็งแรงของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยวัสดุของฝาครอบป้องกัน:

• แก้วธรรมดา – การเคลือบที่ถูกที่สุดและเปราะบางที่สุด
• แก้วที่ทำให้เครียด – การกระจายแสงในระดับสูงและความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้น
• กระจกป้องกันแสงสะท้อน – โดดเด่นด้วยความสามารถในการดูดซับสูงสุด (95%) เนื่องจากมีชั้นที่ช่วยลดการสะท้อนของรังสีดวงอาทิตย์
• กระจกทำความสะอาดตัวเอง (โพลาร์) ด้วยไทเทเนียมไดออกไซด์ – สารปนเปื้อนอินทรีย์จะถูกเผาไหม้เมื่อถูกแสงแดด และเศษที่เหลือจะถูกชะล้างออกไปด้วยฝน

กระจกโพลีคาร์บอเนตทนต่อแรงกระแทกได้มากที่สุด มีการติดตั้งวัสดุในรุ่นราคาแพง

การสะท้อนของแสงแดดและความสามารถในการดูดซับ: 1 – เคลือบสารกันแสงสะท้อน, 2 – กระจกทนแรงกระแทก ความหนาที่เหมาะสมที่สุดของเปลือกป้องกันด้านนอกคือ 4 มม

คุณสมบัติการดำเนินงานและการทำงานของการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์:

• ระบบหมุนเวียนแบบบังคับมีฟังก์ชั่นละลายน้ำแข็งที่ช่วยให้คุณกำจัดหิมะปกคลุมบนเฮลิโอฟิลด์ได้อย่างรวดเร็ว
• แก้วปริซึมจับรังสีได้หลากหลายในมุมที่แตกต่างกัน - ในฤดูร้อนประสิทธิภาพการติดตั้งสูงถึง 78-80%
• นักสะสมไม่กลัวความร้อนสูงเกินไป - หากมีพลังงานความร้อนมากเกินไปสามารถบังคับการระบายความร้อนของสารหล่อเย็นได้
• เพิ่มความต้านทานแรงกระแทกเมื่อเปรียบเทียบกับท่อ
• สามารถติดตั้งได้ทุกมุม
• นโยบายการกำหนดราคาที่เหมาะสม

ระบบไม่ได้ปราศจากข้อบกพร่อง ในช่วงที่รังสีดวงอาทิตย์ขาด เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพของตัวเก็บแสงอาทิตย์แบบแผ่นเรียบจะลดลงอย่างมากเนื่องจากฉนวนความร้อนไม่เพียงพอ ดังนั้นโมดูลแผงจึงมีความสมเหตุสมผลในฤดูร้อนหรือในภูมิภาคที่มีสภาพอากาศอบอุ่น

ระบบสุริยะ: คุณลักษณะการออกแบบและการทำงาน

ระบบสุริยะที่หลากหลายสามารถจำแนกได้ตามพารามิเตอร์ต่อไปนี้: วิธีการใช้รังสีแสงอาทิตย์ วิธีการหมุนเวียนของสารหล่อเย็น จำนวนวงจร และฤดูกาลของการทำงาน

คอมเพล็กซ์แบบแอคทีฟและพาสซีฟ

ระบบแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ใดๆ ก็ตามจะมีเครื่องรับพลังงานแสงอาทิตย์ ขึ้นอยู่กับวิธีการใช้ความร้อนที่ได้รับคอมเพล็กซ์แสงอาทิตย์สองประเภทมีความโดดเด่น: แบบพาสซีฟและแอคทีฟ

ประเภทแรกคือระบบทำความร้อนด้วยแสงอาทิตย์ โดยองค์ประกอบโครงสร้างของอาคารทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบดูดซับความร้อนของรังสีแสงอาทิตย์ หลังคา ผนังเก็บสะสม หรือหน้าต่าง ทำหน้าที่เป็นพื้นผิวรับแสงอาทิตย์

โครงการของระบบสุริยะแบบพาสซีฟอุณหภูมิต่ำพร้อมผนังสะสม: 1 - แสงอาทิตย์, 2 - หน้าจอโปร่งแสง, 3 - สิ่งกีดขวางทางอากาศ, 4 - อากาศร้อน, 5 - การไหลของอากาศเสีย, 6 - การแผ่รังสีความร้อนจากผนัง, 7 - พื้นผิวดูดซับความร้อนของผนังสะสม 8 – มู่ลี่ตกแต่ง

ในประเทศแถบยุโรปมีการใช้เทคโนโลยีแบบพาสซีฟในการก่อสร้างอาคารประหยัดพลังงาน พื้นผิวรับแสงอาทิตย์ได้รับการตกแต่งเป็นหน้าต่างปลอม ด้านหลังกระจกมีกำแพงอิฐสีดำซึ่งมีช่องแสง

องค์ประกอบของโครงสร้าง - ผนังและเพดานหุ้มด้วยโพลีสไตรีนจากภายนอก - ทำหน้าที่เป็นตัวสะสมความร้อน

ระบบที่ใช้งานบ่งบอกถึงการใช้อุปกรณ์อิสระที่ไม่เกี่ยวข้องกับโครงสร้าง

หมวดหมู่นี้รวมถึงคอมเพล็กซ์ที่กล่าวถึงข้างต้นด้วยตัวสะสมแบบท่อและแผ่นเรียบ - การติดตั้งความร้อนจากแสงอาทิตย์มักจะตั้งอยู่บนหลังคาของอาคาร

เทอร์โมไซฟอนและระบบหมุนเวียน

อุปกรณ์ความร้อนจากแสงอาทิตย์ที่มีการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติของสารหล่อเย็นตามวงจรตัวสะสม - ตัวสะสม - ตัวสะสมนั้นเกิดจากการพาความร้อน - ของเหลวอุ่นที่มีความหนาแน่นต่ำจะเพิ่มขึ้นด้านบนของเหลวที่เย็นลงจะไหลลงมา

ในระบบเทอร์โมซิฟอน ถังเก็บจะอยู่เหนือตัวสะสม เพื่อให้มั่นใจว่าน้ำหล่อเย็นจะไหลเวียนได้เอง

รูปแบบการทำงานเป็นเรื่องปกติสำหรับระบบตามฤดูกาลแบบวงจรเดียว ไม่แนะนำให้ใช้เทอร์โมซิฟอนคอมเพล็กซ์สำหรับนักสะสมที่มีพื้นที่มากกว่า 12 ตร.ม.

ระบบสุริยะแบบไม่มีแรงดันมีข้อเสียหลายประการ:

• ในวันที่มีเมฆมาก ประสิทธิภาพของหยดที่ซับซ้อน - จำเป็นต้องมีอุณหภูมิที่แตกต่างกันมากเพื่อให้สารหล่อเย็นเคลื่อนที่
• การสูญเสียความร้อนเนื่องจากการเคลื่อนที่ของของเหลวช้า
• ความเสี่ยงของถังร้อนเกินไปเนื่องจากไม่สามารถควบคุมกระบวนการทำความร้อนได้
• ความไม่แน่นอนของตัวสะสม
• ความยากในการวางถังเก็บ - เมื่อติดตั้งบนหลังคาการสูญเสียความร้อนจะเพิ่มขึ้นกระบวนการกัดกร่อนจะเร็วขึ้นและมีความเสี่ยงที่ท่อจะแข็งตัว

ข้อดีของระบบ "แรงโน้มถ่วง": ความเรียบง่ายของการออกแบบและความสามารถในการจ่าย

ต้นทุนเงินทุนในการติดตั้งระบบสุริยะแบบหมุนเวียน (บังคับ) นั้นสูงกว่าการติดตั้งระบบไหลอิสระอย่างมาก ปั๊ม "ตัด" เข้าไปในวงจรเพื่อให้มั่นใจถึงการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น การทำงานของสถานีสูบน้ำถูกควบคุมโดยตัวควบคุม

พลังงานความร้อนเพิ่มเติมที่เกิดขึ้นในระบบบังคับอากาศเกินพลังงานที่ใช้โดยอุปกรณ์สูบน้ำ ประสิทธิภาพของระบบจะเพิ่มขึ้นหนึ่งในสาม

วิธีการหมุนเวียนนี้ใช้ในการติดตั้งระบบระบายความร้อนด้วยแสงอาทิตย์แบบสองวงจรตลอดทั้งปี

ข้อดีของคอมเพล็กซ์ที่มีฟังก์ชันครบครัน:

• เลือกตำแหน่งถังเก็บได้ไม่จำกัด
• การแสดงนอกฤดูกาล
• การเลือกโหมดการทำความร้อนที่เหมาะสมที่สุด
• ความปลอดภัย - การปิดกั้นการทำงานในกรณีที่เกิดความร้อนสูงเกินไป

ข้อเสียของระบบคือการพึ่งพาไฟฟ้า

วิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคของวงจร: วงจรเดี่ยวและวงจรคู่

ในการติดตั้งวงจรเดียว ของเหลวจะไหลเวียนซึ่งต่อมาจะถูกส่งไปยังจุดรับน้ำ ในฤดูหนาวจะต้องระบายน้ำออกจากระบบเพื่อป้องกันการแข็งตัวและการแตกร้าวของท่อ

คุณสมบัติของคอมเพล็กซ์ความร้อนจากแสงอาทิตย์วงจรเดียว:

• ขอแนะนำให้ "เติม" ระบบด้วยน้ำอ่อนบริสุทธิ์ - การสะสมของเกลือบนผนังท่อทำให้เกิดการอุดตันของช่องและการพังทลายของตัวสะสม
• การกัดกร่อนเนื่องจากอากาศส่วนเกินในน้ำ
• อายุการใช้งานที่จำกัด - ภายในสี่ถึงห้าปี
• ประสิทธิภาพสูงในฤดูร้อน

ในคอมเพล็กซ์พลังงานแสงอาทิตย์แบบสองวงจร สารหล่อเย็นพิเศษจะไหลเวียน (ของเหลวที่ไม่แข็งตัวพร้อมสารป้องกันการเกิดฟองและสารป้องกันการกัดกร่อน) ซึ่งจะถ่ายเทความร้อนไปยังน้ำผ่านตัวแลกเปลี่ยนความร้อน

แบบแผนการออกแบบระบบสุริยะวงจรเดียว (1) และสองวงจร (2) ตัวเลือกที่สองโดดเด่นด้วยความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้นความสามารถในการทำงานในช่วงฤดูหนาวและอายุการใช้งานที่ยาวนาน (20-50 ปี)

ความแตกต่างของการทำงานของโมดูลดูอัลวงจร: ประสิทธิภาพลดลงเล็กน้อย (น้อยกว่าในระบบวงจรเดียว 3-5%) ความจำเป็นในการเปลี่ยนสารหล่อเย็นทั้งหมดทุก 7 ปี

เงื่อนไขในการปฏิบัติงานและการปรับปรุงประสิทธิภาพ

เป็นการดีกว่าที่จะมอบความไว้วางใจในการคำนวณและติดตั้งระบบสุริยะให้กับมืออาชีพ การปฏิบัติตามเทคนิคการติดตั้งจะช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการใช้งานและความสำเร็จของประสิทธิภาพที่ประกาศไว้ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและอายุการใช้งานจำเป็นต้องคำนึงถึงความแตกต่างบางประการด้วย

วาล์วควบคุมอุณหภูมิ ในระบบทำความร้อนแบบดั้งเดิม องค์ประกอบอุณหภูมิ ไม่ค่อยติดตั้งเนื่องจากเครื่องกำเนิดความร้อนมีหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิ อย่างไรก็ตามในการติดตั้งระบบโซลาร์เซลล์ก็ไม่ควรลืมเรื่องเซฟตี้วาล์วด้วย

การทำความร้อนถังจนถึงอุณหภูมิสูงสุดที่อนุญาตจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของตัวสะสมและช่วยให้คุณใช้ความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้แม้ในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก

ตำแหน่งที่เหมาะสมของวาล์วคือ 60 ซม. จากเครื่องทำความร้อน เมื่อวางใกล้กัน “เทอร์โมสตัท” จะร้อนขึ้นและขัดขวางการจ่ายน้ำร้อน

ตำแหน่งของถังเก็บน้ำ ต้องติดตั้งถังบัฟเฟอร์ DHW ในตำแหน่งที่สามารถเข้าถึงได้ เมื่อวางไว้ในห้องขนาดกะทัดรัดจะให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความสูงของเพดาน

พื้นที่ว่างขั้นต่ำเหนือถังคือ 60 ซม. ช่องว่างนี้จำเป็นสำหรับการซ่อมบำรุงแบตเตอรี่และการเปลี่ยนแมกนีเซียมแอโนด

การติดตั้ง การขยายตัวถัง. องค์ประกอบจะชดเชยการขยายตัวเนื่องจากความร้อนในช่วงเวลาที่ซบเซา การติดตั้งถังเหนืออุปกรณ์สูบน้ำจะทำให้เมมเบรนร้อนเกินไปและการสึกหรอก่อนวัยอันควร

ตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับถังขยายคือใต้กลุ่มปั๊ม ผลกระทบของอุณหภูมิระหว่างการติดตั้งนี้จะลดลงอย่างมาก และเมมเบรนยังคงความยืดหยุ่นได้นานขึ้น

การเชื่อมต่อวงจรพลังงานแสงอาทิตย์ เมื่อเชื่อมต่อท่อแนะนำให้จัดระเบียบแบบวนซ้ำ วงจรระบายความร้อนช่วยลดการสูญเสียความร้อนโดยป้องกันการปล่อยของเหลวที่ให้ความร้อน

ตัวเลือกที่ถูกต้องทางเทคนิคสำหรับการนำ "วงจร" ของวงจรโซลาร์เซลล์ไปใช้ การละเลยข้อกำหนดนี้จะทำให้อุณหภูมิในถังเก็บลดลง 1-2°C ในชั่วข้ามคืน

เช็ควาล์ว ป้องกันการ “พลิกคว่ำ” ของการไหลเวียนของน้ำหล่อเย็น โดยขาดกิจกรรมแสงอาทิตย์ เช็ควาล์ว ป้องกันไม่ให้ความร้อนสะสมระหว่างวันกระจายไป

แผงเซลล์แสงอาทิตย์รุ่นยอดนิยม

ระบบพลังงานแสงอาทิตย์จากบริษัทในประเทศและต่างประเทศเป็นที่ต้องการ ผลิตภัณฑ์จากผู้ผลิตได้รับชื่อเสียงที่ดี: NPO Mashinostroeniya (รัสเซีย), Gelion (รัสเซีย), Ariston (อิตาลี), Alten (ยูเครน), Viessman (เยอรมนี), Amcor (อิสราเอล) ฯลฯ

ระบบสุริยะ "ฟอลคอน" ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบเรียบที่ติดตั้งการเคลือบออปติคัลหลายชั้นพร้อมแมกนีตรอนสปัตเตอร์ ความสามารถในการปล่อยก๊าซขั้นต่ำและระดับการดูดซึมสูงทำให้มีประสิทธิภาพสูงสุดถึง 80%

ลักษณะการทำงาน:

• อุณหภูมิในการทำงาน - สูงถึง -21 °C;
• การแผ่รังสีความร้อนย้อนกลับ – 3-5%;
• ชั้นบนสุด – กระจกนิรภัย (4 มม.)

นักสะสม SVK-A (Alten) ติดตั้งโซล่าเซลล์แบบสุญญากาศ พื้นที่ดูดกลืน 0.8-2.41 ตร.ม. (ขึ้นอยู่กับรุ่น) สารหล่อเย็นคือโพรพิลีนไกลคอล ซึ่งเป็นฉนวนความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทองแดงขนาด 75 มม. ช่วยลดการสูญเสียความร้อน

ตัวเลือกเสริม:

• ตัวเครื่อง – อลูมิเนียมอโนไดซ์;
• เส้นผ่านศูนย์กลางตัวแลกเปลี่ยนความร้อน - 38 มม.
• ฉนวนกันความร้อน – ขนแร่พร้อมสารกันความชื้น
• การเคลือบ – แก้วบอโรซิลิเกต 3.3 มม.
• ประสิทธิภาพ – 98%

Vitosol 100-F คือแผงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบเรียบสำหรับการติดตั้งในแนวนอนหรือแนวตั้ง ตัวดูดซับทองแดงพร้อมขดลวดรูปพิณและเคลือบเฮลิโอไทเทเนียม การส่งผ่านแสง – 81%

ราคาโดยประมาณสำหรับระบบพลังงานแสงอาทิตย์: ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบเรียบ – ตั้งแต่ 400 USD/ตร.ม. ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบท่อ – 350 USD/10 ขวดสุญญากาศ ระบบหมุนเวียนครบชุด – ตั้งแต่ 2,500 USD

บทสรุปและวิดีโอที่เป็นประโยชน์ในหัวข้อ

หลักการทำงานของตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์และประเภท:

การประเมินประสิทธิภาพของตัวสะสมแผ่นเรียบที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์:

เทคโนโลยีการติดตั้งแผงเก็บพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้ตัวอย่างรุ่น Buderus:

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นแหล่งความร้อนหมุนเวียน เมื่อพิจารณาถึงราคาที่สูงขึ้นของแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิม การนำระบบพลังงานแสงอาทิตย์มาใช้จะคุ้มค่ากับการลงทุนและผลตอบแทนจะคุ้มค่าในอีกห้าปีข้างหน้าหากปฏิบัติตามเทคนิคการติดตั้ง

หากคุณมีข้อมูลอันมีค่าที่คุณต้องการแบ่งปันกับผู้เยี่ยมชมเว็บไซต์ของเรา โปรดแสดงความคิดเห็นของคุณในช่องด้านล่างบทความ คุณสามารถถามคำถามเกี่ยวกับหัวข้อของบทความหรือแบ่งปันประสบการณ์การใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ได้