Использование солнечной энергии. Тепловые гелиоустановки

Использование солнечной энергии

На нашей планете за счет естественных процессов и производственно-хозяйственной деятельности человека происходит преобразование солнечной энергии в другие виды. Общая схема этих процессов приведена на рис.1.

Преобразование солнечной энергии

Рис.1. Преобразование солнечной энергии

Способы утилизации солнечной энергии можно разделить на три большие группы:

прямое преобразование солнечной энергии в тепловую и электрическую;
непрямое преобразование — использование энергии ветра, морских волн, океанских течений, температурного перепада океанов и т.д.;
биологическое преобразование — сжигание биомассы, газификация городских и сельскохозяйственных отходов и т.д.

Тепловые гелиоустановки

Наиболее простым способом использования солнечной энергии для бытовых и промышленных нужд является ее преобразование в тепловую энергию. Тепловая гелиоустановка включает в себя:

приемник, в котором происходит поглощение и преобразование солнечного излучения в тепловую энергию;
передающее устройство с теплоносителем;
теплоаккумулятор и другие элементы.

В качестве приемника используют коллекторы различных типов и конструкций. В основе функционирования плоского коллектора лежит парниковый эффект. Плоские коллекторы предпочтительны при нагреве теплоносителя до температуры не выше 100оС, а эффективность их работы зависит от светопропускающих и теплоизолирующих свойств покрытия, а также поглощающих свойств нагреваемого тела.

Тепловая гелиоустановка с плоским коллектором для обеспечения более надежного теплоснабжения должна оборудоваться тепловым аккумулятором.

Концентрирующие коллекторы используют в случаях, когда требуется получить температуру нагрева более 100оС.

Объемные коллекторы используют солнечное излучение для нагрева больших объемов воздуха, воды, почвы, строительных конструкций и других поглотителей тепла.

Для объектов АПК использование тепловых гелиоустановок очень перспективно. Установка небольшой мощности с площадью коллектора до 10 м2 способна обеспечивать горячей водой отдельно стоящий сельский дом с семьей 4 - 5 человек с апреля по октябрь. В отопительный период применение таких установок, а также объемных коллекторов, позволит существенно снизить затраты топлива для отопления здания.