Strona - 2009-06-28
Kolektor słoneczny wykorzystywany jest do generowania ciepła.
"Zbiera" on promieniowanie słoneczne i podgrzewa ciekły nośnik
ciepła, który przemieszcza się do zbiornika. Ogrzana woda może
wtedy zostać wykorzystana w gospodarstwie domowym, albo danym
przedsiębiorstwie.
W przeciwieństwie do instalacji fotowoltaicznych wykorzystywane
jest całe spektrum światła od fal krótkich do promieniowania
podczerwonego (promieniowanie cieplne). Zasada funkcjonowania jest
prosta, podobna do zjawiska podgrzewania wody w wężu wystawionym na
słońce, kolektor ciepłej wody jest swojego rodzaju rozbudowanym i
skomplikowanym wężem ogrodowym. Przeważnie instaluje się go po
południowej stronie dachu. Kolektory ciepłej wody muszą spełniać
dwa ważne warunki: Muszą się składać z izolowanego cieplnie
zbiornika i muszą być czarne. Dlaczego czarne? Ponieważ czarne
obiekty absorbują większość światła a przy tym energii
cieplnej.
Kolektory słoneczne osiągają relatywnie wysoką sprawność
wykorzystania promieniowania cieplnego tj. między 60 a 75 %.
Najważniejszym elementem kolektora jest pochłaniacz (absorber),
który przenosi ciepło na ciekły nośnik. Gorąca ciecz jest
gromadzona i później magazynowana w zbiorniku, dzięki czemu ciepła
woda dostępna jest również w czasie nocy lub złej pogody.
Ten wykres przedstawia schemat budowy oraz najistotniejsze
elementy kolektora płaskiego. Poprzez szklane pokrycie padające
promienie słoneczne docierają do pochłaniacza (absorbera). Wraz z
promieniami słonecznymi do urządzenia dociera wysokoenergetyczne
promieniowanie fal krótkich i ulega konwersji w ciepło. Aby
utrzymać konwekcję na niskim poziomie kolektor posiada izolację z
każdej strony. Ciepło, które nie zostaje przejęte z pochłaniacza
oraz jest od niego odrzucone, odbija się od szklanego pokrycia. W
ten sposób zostaje ono "uwięzione" w kolektorze. W tym przypadku
efekt cieplarniany jest jak najbardziej przydatny. Ogrzany
pochłaniacz przenosi ciepło na ciekły nośnik płynący przez
przymocowane do niego aluminiowe lub miedziane rurki. Przez nie
ciepło transportowane jest do odbiorcy lub zbiornika ciepła. Ze
względu na możliwość uszkodzeń wywołanych mrozem, w Szwajcarii
używa się oddzielnych obwodów na ciecz. Ciecz w obwodzie kolektora
słonecznego jest mieszanką wody i płynu przeciw zamarzaniu. Ciepło
w zamkniętym obwodzie kolektora przenoszone jest na wodę użytkową
za pomocą wymiennika ciepła.