CLASSI DEI COLLETTORI SOLARI: Quanti tipi ci sono?

Le apparecchiature solari termiche catturano l’energia radiante per l’uso, immagazzinandola in un accumulatore o serbatoio per un uso successivo.

La trasmissione di energia solare all’acqua dell’accumulatore viene effettuata mediante la circolazione del fluido contenuto nel circuito primario; si riscalda quando l’acqua passa attraverso questo

Quando la temperatura dell’acqua è inferiore a 45 ° C, il sistema di alimentazione ausiliaria sarà incaricato di eseguire il riscaldamento aggiuntivo fino al raggiungimento della temperatura desiderata.

I Collezionisti raccolgono l’energia termica dai raggi del sole e per eseguire un’operazione efficiente devono essere orientati a sud – nel caso in cui si trovino nell’emisfero settentrionale – o a nord – se siamo nell’emisfero sud.

Nel Mercato Attuale Ci sono diversi tipi di collettori solari. In questo articolo analizzeremo ogni tipo.

Che cos’è un collettore solare e come funziona?

Un collettore solare è fondamentalmente uno scap piatto ed è composto da tre parti principali, un’apertura trasparente, un tubo del transcodificatore un refrigerante e una piastra posteriore isolata. 

Il collettore solare funziona in modo secondario al principio dell’effetto serra; La radiazione incidente sulla superficie trasparente del collettore solare attraversa la superficie. 

L’interno del collettore solare viene solitamente evacuato, l’energia contenuta nel collettore solare viene sostanzialmente intrappolata e, quindi, riscalda il refrigerante contenuto nei tubi. 

I tubi sono generalmente realizzati in rame e la piastra posteriore è verniciata di nero per aiutare ad assorbire le radiazioni solari. Il collettore solare è generalmente isolato per evitare perdite di calore.

FUNZIONAMENTO

 I collettori solari trasformano la radiazione solare in calore e lo trasferiscono su un supporto (acqua, fluido solare o aria). Quindi, il calore solare può essere utilizzato per riscaldare l’acqua, eseguire il backup dei sistemi di riscaldamento o riscaldare le piscine.

Quanta energia fornisce un collettore solare?

L’efficienza di un collettore solare è definita come il rapporto tra energia termica utilizzabile e energia solare ricevuta. Oltre alla perdita termica, c’è anche una perdita ottica. 

Il fattore di conversione o l’efficienza ottica h0 indica la percentuale di raggi solari che penetrano nella copertura trasparente del collettore (trasmissione) e la percentuale che viene assorbita. Fondamentalmente, è il prodotto della velocità di trasmissione della copertura e della velocità di assorbimento dell’assorbente.

La perdita di calore è indicata dal fattore di perdita termica o dal valore k. Questo è dato in watt per m  2 di  superficie del collettore e la differenza di temperatura particolare (° C) tra l’assorbitore e il suo ambiente.

Maggiore è la differenza di temperatura, maggiore è la perdita di calore. Al di sopra di una specifica differenza di temperatura, la quantità di perdita di calore è pari all’efficienza energetica del collettore, in modo che non venga fornita energia al sistema di circolazione solare. Un buon collezionista avrà un alto fattore di conversione e un valore k basso.

 

Tipo di collezionista Fattore di conversione Fattore di perdita termica (W / m  2  ° C) Temperatura. intervallo (° C)
assorbente scoperto 0,82 – 0,97 Da 10 a 30 fino a 40
piatto piano 0,66 – 0,83 2.9 – 5.3 20 – 80
piastra aspirante 0,81 – 0,83 2.6 – 4.3 20 -120
tubo a vuoto 0,62 – 0,84 0,7 – 2,0 50 – 120
collettore del serbatoio circa 0,55 circa 2.4 20-70
collettore d’aria 0,75 – 0,90 8-30 20-50

 

Anche i costi specifici dei collezionisti sono importanti. I collettori a tubi sottovuoto sono sostanzialmente più costosi (con una superficie del collettore compresa tra 511,29 e 1278,23 Euro / m²) rispetto ai collettori piani (da 153,34 a 613,55 Euro / m²) o addirittura assorbitori di plastica (da 25,60 a 102, 26 euro / m²). 

Tuttavia, un buon collettore non garantisce un buon sistema solare. Al contrario, tutti i componenti devono essere di alta qualità e capacità e resistenza simili.

 

TIPI DI COLLETTORI SOLARI

Sistemi di tubi solari termici a vuoto

Il sistema di tubi solari a vuoto termico è uno dei tipi più popolari di collettori solari  in funzione. Un sistema solare evacuato è il mezzo più efficiente e comune per generare energia solare termica con un tasso di efficienza del 70 percento. 

Ad esempio, se il collettore genera 3000 chilowattora di energia in un anno, nel sistema verrebbero utilizzati 2100 chilowatt / ora per riscaldare l’acqua.

 Il tasso di efficienza è raggiunto grazie al modo in cui sono costruiti i sistemi di tubi a vuoto, il che significa che hanno un isolamento eccellente e sono praticamente non influenzati dalla temperatura dell’aria.  Il collettore stesso è formato da file di tubi di vetro isolati contenenti tubi di rame nel suo nucleo.
 L’acqua viene riscaldata nel collettore e quindi inviata attraverso i tubi al serbatoio dell’acqua. Questo tipo di collezionista è il più efficiente, ma anche il più costoso. Esistono due tipi principali di tubi utilizzati all’interno del collettore, che sono vetro-vetro e vetro-metallo. La versione in cristallo di vetro utilizza due strati di vetro fuso ad entrambe le estremità. I doppi tubi di vetro hanno un vuoto molto affidabile ma riducono la quantità di luce che raggiunge l’interno dell’assorbente. 
Il sistema a doppio vetro può anche sperimentare una maggiore corrosione dell’assorbente a causa della formazione di umidità o condensa nell’area non evacuata del tubo. Il secondo tipo di tubo è una combinazione di e metallo. La combinazione di vetro e metallo consente a più luce di raggiungere l’assorbitore e riduce le possibilità di umidità che corrode l’assorbitore.
La forma cilindrica dei tubi del vuoto fa sì che possano raccogliere la luce solare durante il giorno e in ogni momento dell’anno. I collettori a tubi sottovuoto sono anche più facili da installare poiché sono leggeri, compatti e possono essere trasportati individualmente sul tetto. Inoltre, i tubi possono essere sostituiti singolarmente in caso di guasto, evitando la necessità di sostituire l’intero collettore. 

Il sistema è un sistema efficiente e durevole con una capacità di vuoto all’interno dei tubi del collettore che ha dimostrato di durare più di venti anni. 

Anche il rivestimento riflettente all’interno del tubo non si degraderà a meno che non si perda il vuoto.

Sistemi solari termici piatti

Un altro tipo di collettore solare è un altro tipo comune di collettore solare che è stato utilizzato dagli anni 1950. I componenti principali di un pannello piatto sono un assorbitore piatto scuro con una copertura isolata, un liquido di Trasferimento di calore contenente antigelo per trasferire il calore dall’assorbitore al serbatoio dell’acqua e uno schienale isolato.

 La caratteristica del pannello piatto del pannello solare aumenta la superficie per l’assorbimento del calore. Il liquido di trasferimento di calore viene fatto circolare attraverso tubi di rame o di silicio contenuti all’interno della piastra di superficie piana.

Alcuni pannelli sono fabbricati con un assorbente allagato che prevede di avere due fogli di metallo e consentire al liquido di fluire tra di loro. L’uso di un assorbente allagato aumenta la superficie e fornisce un aumento marginale dell’efficienza. 

Le stesse piastre di assorbimento sono generalmente realizzate in rame o alluminio e sono verniciate con un rivestimento termico selettivo che assorbe e trattiene meglio il calore rispetto alle normali vernici.

In un’area che produce un livello medio di energia solare, la quantità di energia generata da un collettore solare a schermo piatto è equivalente a circa un pannello a piedi quadrati che genera un gallone di acqua calda per un giorno.

Il design del pannello piatto utilizza molte diverse configurazioni assorbenti, il design principale è la configurazione dell’arpa. Il design dell’arpa viene generalmente utilizzato nei sistemi di termosifoni a bassa pressione o nei sistemi di pompaggio.

 Altre configurazioni includono la serpentina che utilizza un assorbente a forma di S continuo e viene utilizzata in sistemi di acqua calda compatti che non utilizzano il riscaldamento degli ambienti. Esistono anche sistemi di assorbimento allagati e assorbitori di limiti che utilizzano più strati di fogli assorbitori dove il calore viene quindi raccolto nello strato limite dei fogli.

I collettori piatti in polimero sono un’alternativa ai collettori piatti in metallo. Le piastre metalliche sono più soggette al congelamento, mentre le piastre polimeriche stesse tollerano il congelamento in modo da poter fare a meno dell’antigelo e utilizzare semplicemente l’acqua come liquido per il trasferimento di calore. 

Qualsiasi antigelo che viene aggiunto al liquido di trasferimento del calore ridurrà la sua capacità di trasporto del calore a una velocità marginale. Un vantaggio delle piastre polimeriche è che possono essere collegate direttamente a un serbatoio d’acqua esistente, eliminando la necessità di uno scambiatore di calore che aumenta l’efficienza.

 Alcuni pannelli polimerici sono verniciati con vernice nera opaca invece di uno strato di calore selettivo. Questo viene fatto per prevenire il surriscaldamento, sebbene il silicone ad alta temperatura sia ora normalmente usato per prevenire il surriscaldamento.

Questo design del pannello solare è, in generale, un po ‘meno compatto e meno efficiente rispetto a un sistema di tubi a vuoto, tuttavia, ciò si riflette in un prezzo più economico. Questo design a energia solare può funzionare bene in tutti i climi e può avere un’aspettativa di vita di oltre 25 anni.

Pannelli termodinamici 

I pannelli solari termodinamici  rappresentano un nuovo sviluppo nella tecnologia solare termica. Sono strettamente legati alle pompe di calore ad aria nel loro design, ma sono installati sul tetto o sulle pareti come normali pannelli solari termici e non devono essere rivolti a sud.

 Il concetto alla base della tecnologia solare termodinamica è che agisce da congelatore inverso e differisce dall’energia solare termica convenzionale in quanto non usano la radiazione solare per riscaldare i fluidi che trasferiscono il calore.

I pannelli hanno un refrigerante che li attraversa per assorbire il calore. Il calore che passa attraverso il pannello si trasformerà in gas.

 Il gas viene quindi compresso, il che aumenta la sua temperatura e viene quindi passato a una bobina di scambio di calore che si trova all’interno di un cilindro di acqua calda. L’acqua riscaldata nel cilindro viene riscaldata a 55 gradi e quindi può essere utilizzata intorno alla proprietà. Il sistema ha un’immersione integrata che a volte aumenta la temperatura a 60 gradi per eliminare il rischio di legionella.

Un sistema termodinamico può produrre fino al 100% delle esigenze di riscaldamento domestico. Un sistema che utilizza i pannelli termodinamici in teoria sarà in grado di generare energia durante tutto l’anno perché non dipende dall’avere condizioni climatiche ottimali per raggiungere il suo massimo potenziale di produzione.

 Un pannello termodinamico può funzionare a temperature fino a -5 gradi Celsius anche se non ci sono ancora dati ufficiali sulle prestazioni per i sistemi che operano nel Regno Unito. Sono presenti i principali produttori di sistemi termodinamici

Spagna e Portogallo e questi sistemi inizialmente non sono stati progettati per il Regno Unito. Sempre più aziende stanno sviluppando modelli britannici più specifici e li stanno introducendo sul mercato. Come esempio di prestazioni, una famiglia di quattro persone dovrebbe utilizzare un pannello e un cilindro da 250 litri.

Inoltre, i pannelli termodinamici non sono attualmente approvati dal sistema di certificazione della microgenerazione, il che significa che non sono ammissibili per pagamenti di riscaldamento verde governativi, come il Renewable Heat Incentive (RHI). 

Tuttavia, questo cambierà sicuramente e probabilmente i pannelli termodinamici saranno idonei per RHI in futuro. Il governo afferma che attualmente sta raccogliendo informazioni su standard e prestazioni.

Collettori solari termici

CLASSI DEI COLLETTORI SOLARI

I generatori di aria solare  sono utilizzati principalmente per il riscaldamento degli ambienti e possono essere smaltati e non smaltati. Sono tra le tecnologie solari termiche  più efficienti ed economiche  disponibili e sono utilizzate principalmente nel settore commerciale. 

Il foglio superiore di un sistema vetrato ha uno strato superiore trasparente, una cornice isolante e un pannello posteriore per prevenire la dispersione di calore nell’aria circostante. Un sistema non smaltato utilizza una piastra assorbente attraverso la quale passa l’aria mentre prende calore dall’assorbitore.

Collettori solari termici

CLASSI DEI COLLETTORI SOLARI

Una  ciotola solare termica  è simile a una parabola parabolica, ma ha uno specchio fisso anziché uno specchio di tracciamento che una piastra parabolica userebbe. Uno specchio di localizzazione è progettato per tracciare il movimento del sole, che è molto costoso su larga scala. Uno specchio sferico o a scodella evita il problema di seguire il sole per focalizzare la luce su un punto. 

Uno specchio fisso è in svantaggio rispetto alla produzione di energia poiché non è in grado di tracciare il sole per focalizzare la luce solare, tuttavia, una nave fissa risparmierà l’energia che è associata alla necessità di utilizzare uno specchio gigante per seguire il sole. Potresti essere interessato a leggere di più su:

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13 comentarios

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