Коллектор (от лат. collegere = собирать) является основным компонентом солнечной системы (гелиосистемы). Основные отличительные признаки коллекторов заключены в конструкции абсорбера и изоляции коллектора от окружающей среды. Физика процесса преобразования солнечного излучения в тепловую энергию одинакова для всех коллекторов: солнечная энергия в абсорбере преобразуется в тепловую энергию
Гелиоколлекторы для систем солнечного теплоснабжения подразделяются на следующие основные типы:
- открытые (не застекленные);
- плоские;
- вакуумные
Все основы конструирования солнечных коллекторов сводятся к обеспечению наиболее большого поглощения солнечной энергии и максимальному уменьшению тепловых
Открытые солнечные коллекторы представляют собой одну лишь поглощающую панель (без корпуса), которая обычно изготавливается из пластика или резины, стойкой к ультрафиолетовому излучению, и крепится непосредственно к крыше.
Эти коллекторы используются в одноконтурных системах для нагрева воды в бассейнах. Применяются, в основном, в странах с теплым климатом и большим количеством ясных солнечных дней
Преимущества:
- возможный самый высокий КПД системы;
- простота;
- надежность;
- легкий монтаж;
- малый вес.
Недостатки:
- значительное снижение КПД с увеличением разницы температур;
- большая зависимость от погодных факторов (облачности, ветра и т.д.);
- ограниченное применение (используется только для бассейнов);
- большая чувствительность к минусовым температурам;
- малый эффективный срок эксплуатации.
Плоские солнечные коллекторы обеспечивающие отопление дома – это самый распространенный в Мире тип гелиоколлекторов. Современные образцы плоских гелиоколлекторов практически достигли вершины своих максимальных теплотехнических возможностей, и в данный момент обладают наилучшим соотношением цены, надежности и эффективности.
Преимущества:
- Способность очищаться от снега и инея
- Высокая производительность летом
- Отличное соотношение цена/производительность для южных широт и теплого климата
- Возможность установки под любым углом
- возможность всесезонного эффективного использования;
- длительный эффективный срок эксплуатации.
Недостатки:
- снижение КПД (по сравнению с вакуумными коллекторами) с увеличением разницы температур в период с малым количеством солнечного излучения.
- Высокие теплопотери
- Низкая работоспособность в холодное время года
- Сложность монтажа связанная с необходимостью доставки на крышу собранного коллектора
- Высокая парусность
Вакуумные гелиоколлекторы За счет использования тепловых трубок в конструкции вакуумных коллекторов достигается больший КПД при работе в условиях низких температур и слабой освещенности. В то же время использование дополнительного теплового контура приводит к неизбежным потерям, связанным с передачей тепла между средами, поэтому при температурах выше +15 градусов эффективность вакуумных коллекторов практически совпадает, а иногда и ниже чем у плоских коллекторов. Современный вакуумнный солнечный коллектор способен улавливать солнечную энергию в очень широком спектре излучения(значительно шире видимого спектра.
Преимущества:
- Низкие теплопотери
- Работоспособность в холодное время года до -30С
- Способность генерировать высокие температуры
- Раньше начинает – позже заканчивает
- Удобство монтажа
- Низкая парусность
- Отличное соотношение цена/производительность для умеренных широт и холодного климата
Недостатки:
- Неспособность к самоочистке от снега
- Относительно высокая начальная стоимость проекта
- Рабочий угол наклона не менее 20°