Конструкция плоского солнечного коллектора

Принцип конструирования всех солнечных коллекторов схож: поверхность черного цвета абсорбирует энергию солнца, генерирует тепло и передает его в теплоноситель (гликоль), циркулирующий в солнечной установке.

Плоские солнечные коллекторы имеют такую конструкцию:

• Абсорбер, состоящий из листа меди или алюминия. На его поверхность наносят селективный слой, увеличивающий поглощение энергии ультрафиолета (коэффициент может достигать 90-95%). Вместе с тем, это покрытие отличается довольно низким уровнем ИК-излучения (около 5-10%). Слой для абсорбирования изготавливают с использованием черного хрома или оксидов кремния и титана. Абсорбер – центральный элемент любого солнечного коллектора, с которым напрямую связана его производительность, а также срок сохранения параметров: ведь абсорбер поддается воздействию низких и высоких рабочих температур. Использованная при создании установки технология и качество материала – ключевые факторы успешности эксплуатации абсорбера;
• Система трубок, расположенных параллельно в виде «арфы» или «змеевика», по которым поступает производимое в абсорбере тепло. Строение системы по типу «арфы» считается стандартным и способствует эффективному приему тепловой энергии при низком сопротивлении потока. В алюминиевых коллекторах расположение труб в виде «меандры» (или «змеевика») обусловлено технологическими причинами: удается уменьшить количество соединительных швов трубопроводов со сборными трубами в солнечном коллекторе, выполнение которых в случае с алюминием – довольно трудоемкое задание;
• Предназначение корпуса – защита коллектора от влияния атмосферных факторов извне и максимальная минимизация теплопотерь. С показателями жесткости, герметичности и механической прочности напрямую связана эффективность функционирования оборудования. Корпус изготавливается из алюминиевых профилей, а дно теплоизолируется 50-55-миллиметровым слоем минеральной ваты. Боковые стенки корпуса также изолируют 20-миллиметровым слоем минеральной ваты, что в сумме позволяет снизить потери тепла и сохранять устойчивость к высоким рабочим температурам;
• Стеклянная крышка защищает оборудование от теплопотерь и негативного влияния внешних факторов. Стекло для плоских коллекторов выносит механические нагрузки в виде большого количества осевшего снега и ветра, а также защищает коллектор от ударов града. Устойчивость к механическим ударам была определена в ходе теста с использованием стального шара массой 150 г. Жесткое требование к стеклянным крышкам – обеспечение высоких показателей проницаемости солнечных лучей за счет сниженного содержания оксидов железа (наивысший класс U1 предполагает более чем 90-процентное пропускание энергии). Например, стекло в коллекторах от производителей из Европы пропускает тепло в объеме около 92%;

 

Стоимость солнечных коллекторов обусловлена сложностью их конструкции и необходимостью сохранения высоких рабочих показателей в течение всего срока эксплуатации. Соответствие требованиям нормы EN 12975, предусматривающей целый перечень имитирующих 20-летнюю эксплуатацию тестов, является гарантией качества оборудования. Соответствующую всем критериям продукцию отмечают сертификатом Solar Keymark, функционирующим в последние года на рынке Европы в области альтернативной энергетики. Сертификат присваивается, в частности, в случае успешного прохождения предусмотренных нормой EN 12975 тестов в условиях независимого научно-исследовательского института.