Πράσινος

Ηλιακή θερμική συλλογή και παράδοση


Σε αντίθεση με τα φωτοβολταϊκά συστήματα, τα οποία μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, τα ενεργά ηλιακά θερμικά συστήματα μετατρέπουν το ηλιακό θερμό υγρό σε θερμότητα στο χώρο και ζεστό νερό. Τα συστήματα αποτελούνται από ηλεκτρικές αντλίες, ανεμιστήρες, πολύπλοκα χειριστήρια, δεξαμενές αποθήκευσης και συλλέκτες.

Δύο τύποι συλλεκτών συγκεντρώνουν ηλιακές ακτίνες: επίπεδη πλάκα και σωλήνα εκκενώσεως. Η επίπεδη πλάκα είναι ο συνηθέστερος τύπος και έχει περάσει περισσότερο. Ο εκκενωμένος σωλήνας είναι ένας πιο πρόσφατος σχεδιασμός.

Ο συλλέκτης επίπεδης πλάκας αποτελείται από μονωμένο, αδιάβροχο μεταλλικό κιβώτιο. Η πάνω πλευρά βλέπει στον ήλιο και έχει ένα γυάλινο ή πλαστικό κάλυμμα που λειτουργεί σαν ένα θερμοκήπιο, αφήνοντας τις ακτίνες και κρατώντας στη φωτιά. Μέσα στο κουτί υπάρχει ειδική πλάκα απορρόφησης σκούρου χρώματος και σωλήνες που περιέχουν κυκλοφορούν ρευστό. Οι συλλέκτες κενού σωλήνα περιλαμβάνουν μια πλάκα απορρόφησης σκούρου χρώματος και παράλληλες σειρές σωλήνων κενού, όλες συνδεδεμένες με έναν σωλήνα κεφαλής. Τα σχέδια σωλήνων περιλαμβάνουν γυαλί, γυαλί-μέταλλο και γυαλί με διαδρομές ροής ρευστού.

Οι πλάκες απορρόφησης τυπικά περιλαμβάνουν μεγάλες λωρίδες από μέταλλο καλυμμένες με ειδική επίστρωση. Οι νέες τεχνολογίες παράγουν τώρα επικαλύψεις που είναι εξαιρετικά αποδοτικές. Η απορροφούμενη ακτινοβολία θερμαίνει το κυκλοφορούν υγρό.

Ανησυχίες για το ηλιακό σύστημα
Οι επίπεδες συλλογές έχουν απλό, ανθεκτικό σχέδιο. Ωστόσο, ο σχεδιασμός τους επιτρέπει να χάσουν τη θερμότητα μέσω της μεταφοράς και της ακτινοβολίας. Τα φορτία ανέμου, τα οποία μπορούν να μεταφέρουν τη θερμότητα, πρέπει να υπολογίζονται.

Οι εκκενωμένοι σωλήνες μπορούν να λειτουργούν ακόμη και σε νεφοκεντρικές ημέρες. Χρησιμοποιούν κάπως εύθραυτο γυαλί - σκεφτείτε ένα μονωμένο φιαλίδιο με σφράγιση κενού. Εντούτοις, μπορεί να έχουν κάποια προβλήματα όπου μπορεί να συσσωρευτεί χιόνι ή πάγος και πρέπει να αφαιρεθούν. Μπορεί επίσης να υπάρχουν προβλήματα εάν η θραύση ή ζημιά καταστρέφει το σημαντικό κενό ή από τη συσσώρευση θερμότητας εάν δεν υπάρχει επαρκής κλήρωση στο σύστημα.

Οι συλλέκτες μπορούν να είναι τύπου ανοιχτού ή κλειστού βρόχου. Σε συστήματα ανοιχτού βρόχου, το πόσιμο νερό οικιακής χρήσης αντλείται μέσω του συλλέκτη. Ο συλλέκτης πρέπει να στραγγίζεται κατά τη διάρκεια μεγάλων περιόδων πάγου ή να χρησιμοποιεί σύστημα αποστράγγισης. Αν και τα αποτελεσματικά, ανοικτά συστήματα ενδέχεται να έχουν προβλήματα διάβρωσης, εάν το σκληρό νερό βλάψει τα εξαρτήματα.

Σε συστήματα κλειστού βρόχου, μια αντιπαγωτική λύση περνά μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας τοποθετημένο κοντά στον ηλιακό θερμοσίφωνα του σπιτιού. Ο κλειστός βρόχος μπορεί να χάσει κάποια απόδοση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εναλλαγής θερμότητας και απαιτείται κάποια συντήρηση με το υγρό.

Απαιτήσεις ηλιακού συστήματος
Όταν επιλέγετε ένα ηλιακό σύστημα, οι ιδιοκτήτες σπιτιού πρέπει να μάθουν πόση ηλιακή ενέργεια είναι διαθέσιμη στο σπίτι τους, έναν όρο γνωστό ως "ηλιακή σταθερά". Άλλες θεωρήσεις είναι το γεωγραφικό πλάτος του σπιτιού. διαθέσιμη επιφάνεια για τον συλλέκτη, τα δέντρα ή τα κτίρια που θα σκιάζουν τους συλλέκτες. η θέση του συλλέκτη και πόσο αποκλίνει από τον μαγνητικό Νότο. και την απόσταση από τον συλλέκτη στο δοχείο αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας.

Σε ορισμένα γεωγραφικά πλάτη, η ακτινοβολία το χειμώνα και το καλοκαίρι είναι αρκετά διαφορετικά λόγω της γωνίας του ήλιου σε σχέση με τη Γη. Ακόμα και το βήμα των επιφανειών όπου θα τοποθετηθούν οι ηλιακοί συλλέκτες πρέπει να ελέγχεται με γωνίες κλίσης και προσανατολισμούς που διαφέρουν σημαντικά μεταξύ των θέσεων. Τα περισσότερα ηλιακά πάνελ τοποθετούνται σε οροφές και η γωνία είναι προκαθορισμένη από τη γωνία της οροφής. Οι γωνίες μεγαλύτερες από τη βέλτιστη θα μειώσουν την απόδοση.

Ο χώρος της στέγης ενός σπιτιού μπορεί να μην έχει νότια επιφάνεια ή να μην είναι αρκετά ισχυρός για να υποστηρίξει το σύστημα. Εάν οι περιοχές στέγης δεν λειτουργούν, οι ιδιοκτήτες σπιτιών μπορούν επίσης να εξετάζουν εξωτερικούς τοίχους, ελεύθερα ή επίγεια συστήματα.

Ένας άλλος παράγοντας είναι το οικιακό σύστημα θέρμανσης. Τα ηλιακά θερμικά συστήματα είναι κατάλληλα για συστήματα ακτινοβολίας δαπέδου και για λέβητες με καλοριφέρ. Συστήματα με συμπιεσμένο αέρα που χρησιμοποιούν εναλλάκτη θερμότητας αλλά χάνουν κάποια απόδοση. Ωστόσο, οι ηλιακοί συλλέκτες παρέχουν ή βοηθούν με τις ανάγκες για ζεστό νερό για ένα νοικοκυριό.

Στα βόρεια κλίματα με πολύ χαμηλές θερμοκρασίες ή μεγάλες περιόδους θολών ουρανών, θα χρειαστεί ένα εφεδρικό σύστημα. Ένα σπίτι που είναι ελκυστικό και στερείται ενεργειακής απόδοσης θα χρειαστεί backup. Ακόμη και τα επίπεδα άνεσης των μελών του νοικοκυριού - ειδικά τα ηλικιωμένα μέλη που προτιμούν υψηλότερο θερμοστάτη - πρέπει να ληφθούν υπόψη. Οι δανειστές και οι οικοδομικοί κώδικες ενδέχεται επίσης να απαιτούν ένα εφεδρικό σύστημα.

Πιθανοί περιορισμοί
Ελέγξτε τους τοπικούς κώδικες ή συμβόλαια που ενδέχεται να περιορίζουν τις επιλογές. Ορισμένοι δήμοι έχουν αντιταχθεί στα συστήματα που παρεμποδίζουν τις πλευρικές αυλές, τις παράνομες προσθήκες ύψους στις στέγες, την παραβίαση των ιστορικών κανονισμών της περιοχής και τα υπερβολικά φορτία οροφής.

Το κόστος μπορεί να είναι ένας παράγοντας. Για να γίνει ένα ηλιακό σύστημα οικονομικά αποδοτικό, θα πρέπει να χρησιμοποιείται το μεγαλύτερο μέρος του έτους και να μην καθίσει σε αδράνεια το καλοκαίρι. Η λειτουργία ζεστού νερού όλο το χρόνο βελτιώνει την αποδοτικότητα του συστήματος.

Ένα σύστημα λειτουργεί καλύτερα για έναν προϋπολογισμό αν μπορεί να προσφέρει το 40 με 80 τοις εκατό των αναγκών θέρμανσης ενός σπιτιού. Ένα ενεργό σύστημα που παρέχει λιγότερο από το 40% των αναγκών θέρμανσης ενός σπιτιού έχει μεγάλη οικονομική σημασία.

Κατά την αγορά ενός συστήματος, συγκρίνετε πιστοποιημένο εξοπλισμό ηλιακού συλλέκτη, ελέγχοντας αυτοκόλλητα από την εταιρεία πιστοποίησης Solar Rating and Certification Corporation.

Το κόστος για ένα ενεργό ηλιακό σύστημα θέρμανσης ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό και, εν μέρει, με τον ανταγωνισμό στην αγορά. Στο Ουισκόνσιν, για παράδειγμα, όπου υπάρχει μικρός ανταγωνισμός, ένα σύστημα εκκένωσης σωλήνων για παροχή ζεστού νερού μόνο σε μονοκατοικία κοστίζει μεταξύ $ 9.000 και $ 12.000.