Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой: Вакуумный солнечный коллектор для отопления дома зимой

Солнечные коллекторы зимой: исследуем целесообразность установки

Бесперебойная подача горячей воды для отопления помещения или общего пользования  независимость от коммунальных служб и сезонности, а главное – резкое сокращение ощутимых затрат в бюджете семьи на коммунальные платежи– всё это доступно каждому с установкой солнечного коллектора.

Жарким летом, когда уровень солнечного излучения наиболее высокий, полученную тепловую энергию можно расходовать на ГВС, полностью (и бесплатно!) покрывая потребность в горячей воде. Избыток тепловой энергии легко направить на обогрев воды в бассейне открытого или закрытого типа. В более прохладные сезоны, кроме традиционного отопления здания и ГВС, с помощью солнечного коллектора можно поддерживать нужный климат в теплицах, отапливать бани и коттеджи. Справляется со своими функциями солнечный коллектор и зимой.

Эффективность гелиосистем зимой

В холодное время года счета за коммунальные услуги возрастают, как минимум, в два раза. Больше энергии, и соответственно, денежных средств, уходит на поддержание тепла в квартире, доме, офисе и любом промышленном помещении. При этом батареи часто оказываются еле теплыми, а температура в помещении не обеспечивает комфорт и безопасное для здоровья проживание. Работа установки зимой позволяет значительно снизить расходы на отопление и использование горячей воды.
Количество тепла, которое вырабатывается в холодное время года, зависит от множества факторов, например:
— общая эффективная площадь поглощения коллекторов;
— угол наклона коллекторов;
— географическое расположение и особенности климата.
Количество осадков и число пасмурных дней непосредственно влияют на работу и эффективность солнечных коллекторов зимой. Только учитывая вышеуказанные факторы, можно собрать необходимую гелиоколлекторную установку, которая максимально удовлетворит потребность в тепле и горячей воде. Изучая отзывы на солнечные коллекторы зимой, можно с уверенностью сказать, что подбор и расчет оборудования стоит доверить профессионалам DUALEX.

Особенность эксплуатации солнечных коллекторов зимой

Чудес не бывает — в холодное время года, когда температура окружающей среды падает ниже 0°C, а погода не так часто радует солнечными деньками, снижается и производительность коллекторов. Поэтому подбирая такую установку необходимо сразу учитывать возможность эксплуатации и отопления дома солнечными коллекторами зимой в период минимальной активности солнца.
При отрицательной температуре вакуумные коллектора продолжают успешно работать. Это объясняется следующими факторами:
1. Цилиндрическая форма трубок позволяет улавливать лучи под разным градусом. Это означает, что коллектор работает и с утра, и на закате дня, независимо от того, попадают ли прямые солнечные лучи на него под 90^о или нет. Работают они и в пасмурную погоду – коллектор улавливает рассеянные лучи Солнца.
2. Значительно меньшие теплопотери (по сравнению с плоскими коллекторами). Более 92% полученной энергии преобразовывается и направляется в контур отопительной системы. При этом работать солнечный коллектор зимой может в условиях до -35°C.
3. Установка под оптимальным углом наклона способствует как повышению КПД, так и, при значительных осадках зимой, влияет на самоочищение коллектора. Снег буквально сползает с трубок, оставляя их поверхность чистой.
Чтобы солнечный коллектор зимой работал максимально эффективно, все расчеты, подбор оборудования, установку и подключение системы стоит доверить специалистам DUALEX.

Бесплатное тепло зимой: миф или реальность?

Вакуумные солнечные системы, обладающие наиболее высоким КПД, позволяют пользоваться горячей водой и теплом круглогодично, не тратя на это семейный бюджет. В холодное время года, если мощности установки недостаточно для полного обеспечения потребности в горячей воде, на помощь такой системе приходит возможность подогревать воду в баках ТЭНами. Однако и в таком случае использование гелиосистемы дает существенную экономию средств.
Приобретение качественной установки – отличная инвестиция в собственное будущее. Главное – правильно рассчитать мощность и учитывать особенности при монтаже системы, зная, как работает солнечный коллектор зимой.
Установки других типов (к примеру, достаточно распространенные плоские панели), являясь более бюджетными вариантами, не обеспечивают нормальную подачу тепла в холодное время. Особенно обманчиво использование самодельного солнечного коллектора зимой. Его мощности недостаточно для работы в пасмурные дни, не говоря уже об отрицательных температурах.
Отсутствие вакуума (в отличие от качественных заводских установок) вызывает значительные теплопотери, снижая эффективность работы такого устройства зимой. При отрицательной температуре вода, используемая в качестве теплоносителя, в самодельных коллекторах замерзает, делая дальнейшее использование установки невозможным. Солнечный коллектор зимой, созданный своими руками, обеспечивает невысокую эффективность и в случае, когда вместо воды используется антифриз.
Изучить поведение такой установки в течение определенного времени можно, исследуя солнечный коллектор на видео зимой. Такой инструмент позволяет точно понять, как быстро с гелиосистемы сходит снег, посчитать количество дней в сезон, когда работа коллектора практически невозможна из-за осадков, что в сочетании с исследованием колебания температуры позволит оценить эффективность и возможность использования в холодную пору.
Таким образом, эксплуатация гелиоустановки зимой позволяет снизить нагрузку на отопительную систему, уменьшить расход газа, электричества и других источников энергии, дает возможность обогревать помещение и пользоваться горячей водой без значительных затрат на оплату коммунальных платежей. Солнечный коллектор зимой – экономное и экологичное средство отопления!

Солнечный коллектор зимой — Есть ли толк? (Оценка эффективности)

18.10.2019

Содержание:

1. Как обеспечить нагрев воды от солнца в зимний период
   1. Стоит ли использовать солнечное отопление зимой
   2. Снег и солнечные коллекторы: отзывы, воздействие
   3. Может ли град повредить солнечные коллекторы зимой
   4. Как работает солнечный коллектор в мороз
   5. Нужен ли водонагреватель от солнца зимой?
   6. Отопление солнечными коллекторами: зарубежный опыт
2. Как работает отопление дома солнцем в зимний период
   
   1. Насколько эффективен подогрев воды солнечной энергией зимой
3. Так есть ли смысл покупать солнечный коллектор на зиму?

 

Постоянно растущая стоимость отопления в зимний период заставляет многих домовладельцев искать альтернативный источники энергии для горячего водоснабжения и отопительных систем.

Для этой цели подходят твердотопливные котлы и тепловые насосы, но первым требуется топливо, а вторым электроэнергия, что не позволяет создать полностью автономную сеть обогрева воды. Есть ли третий вариант? 

Как обеспечить нагрев воды от солнца в зимний период

Наиболее экологически чистую и полностью бесплатную тепловую энергию обеспечивают солнечные коллекторы. Но у многих возникает вопрос, насколько эффективно отопление от солнца зимой и не возникнет ли с гелиоколлектором дополнительных проблем в наших климатических условиях? Разберем этот вопрос подробнее. 

Стоит ли использовать солнечное отопление зимой

Гелиосистемы, как и солнечные батареи работают за счет энергии солнечного света, поэтому монтируются на улице, в местах прямого (или почти прямого) падения лучей. Однако если на фотоэлектрическую трансформацию температура и окружающая среда практически не оказывают воздействия, то с солнечными коллекторами возможен ряд проблем. Больше всего покупателей беспокоят вопросы:

• Снега;
• Града;
• Мороза.  

Развеем несколько мифов, касающихся влияния этих факторов на эффективность гелиоколлектора. 

Снег и солнечные коллекторы: отзывы, воздействие

Снег является основным врагом гелиосистем, поскольку преграждает доступ солнечных лучей к поверхности коллектора, из-за чего эффективность последнего значительно снижается. Как у вакуумных, так и у плоских моделей наблюдается падение производимой мощности от 3 до 5 раз, в зависимости от толщины снежного покрытия. 

Однако тут нужно добавить, что трубчатые коллекторы при небольших снегопадах и в условиях отсутствия мороза быстро самоочищаются за счет своей формы. Но наиболее эффективно противостоят снегу плоские модели, поскольку: 

• Основная теплопотеря системы происходит через верхнюю панель и во время работы коллектор как-бы непроизвольно подогревает снежный пласт над собой;
• В некоторых плоских моделях есть функция оттаивания, которая переводит часть аккумулированного тепла на повышение температуры верхней панели, что приводит к тому же результату, только быстрее.  

Да, снег сильно снижает КПД гелиосистем, но инженеры вводят всё новые способы решения этой проблемы. 

Может ли град повредить солнечные коллекторы зимой

Опасения по-поводу града напрасны для владельцев качественных трубчатых и плоских коллекторов, так как:

• Качественные трубки производятся из закаленного стекла (в некоторых случаях — с дополнительным усилением), прочность которого на порядок выше, чем обычного;
• Прозрачные панели плоских моделей делаются из армированного стекла или композитных материалов — пластика, стеклопластика (конкретные параметры защиты зависят от производителя).

Такие системы могут легко выдержать град различной интенсивности и величины, вплоть до среднего диаметра осадков 3-5 см. Многие производители демонстрируют видео обстрела своих коллекторов металлическими или каменными шариками, имитирующими град в качестве доказательства прочности. 

Как работает солнечный коллектор в мороз

Вторым серьезным фактором, влияющим на КПД гелиосистем является температура окружающей среды, но снижение эффективности в мороз характерно только для плоских коллекторов. Это вызвано тем, что сеть трубок с теплоагентом контактирует с внешней панелью, через которую уходит тепло. Чтобы снизить этот эффект, многие производители начали устанавливать изоляционный слой между прозрачной панелью и трубками. 

В трубчатых, между трубкой с теплоагентом и внешним прозрачным кожухом образовывается вакуум, который является плохим проводником тепла. Поэтому трубчатые модели демонстрируют минимум теплопотерь даже в мороз. 

Тут стоит отметить, что мороз может сыграть злую шутку с трубчатыми коллекторами при повышенной влажности и затянуть внешний стеклянный кожух изморозью, а это снизит число проникающих солнечных лучей. Но опасаться подобных ситуаций не стоит, поскольку: 

1. Прозрачность изморози на несколько порядков выше, чем снега и она очень несущественно влияет на производительность.
2. Изморозь уходит за несколько часов солнечной погоды, поэтому если на небосводе появится яркое солнце — оно быстро ее растопит, а если солнца нет, то КПД коллектора снизится вне зависимости от намерзшего слоя.  

 

 

 

В нашем каталоге более 50 моделей солнечных водонагревателей

Перейти к выбору коллектора

 

 

 

Нужен ли водонагреватель от солнца зимой?

Если резюмировать влияние погодных факторов в условиях нашего климатического пояса: 

• Количество солнечных дней зимой резко снижается;
• Поверхность коллектора может покрываться снегом или изморозью; 
• Плоские модели будут отдавать существенную часть тепла через внешние панели, особенно при сильных морозах.

Однако в холодное время года, можем отметить, что:

• Коллекторы легко переносят перепады температур и осадки;
• Их сложно повредить градом или льдом;
• За полученное тепло не нужно платить;
• При достаточном количестве солнца, КПД системы падает незначительно.

Если учесть, что у плоских коллекторов есть механизм для самоочищения от снега, то на их КПД влияет только количество солнечных дней и температура окружающей среды. В целом такая система будет выполнять нагрев воды солнцем, но ее эффективность в зимнее время падает в 3-4 раза.

Если для горячего водоснабжения можно рассчитать необходимый запас мощности и установить дополнительные модели, то применение солнечных нагревателей в отопительных системах возможно только в качестве дополнительного источника подогрева воды. 

Отопление солнечными коллекторами: зарубежный опыт

В странах Западной Европы, в частности Швейцарии и Германии (в регионах, расположенных примерно в той же широте, что и Украина) научились минимизировать падение КПД на отопительную систему дома за счет предварительного накапливания энергии. 

Эта технология используется в хорошо утепленных домах с предварительным инженерным планированием и предусматривает:

• Монтаж в стенах и под полом системы отопительных труб;
• Установку сети солнечных коллекторов и солнечных батарей;
• Установку резервуара с большим водоизмещением (42 тонны или больше) на чердаке.

Дальше в межсезонный период, когда температура только начинает падать, а отопление еще не работает (август-сентябрь) система направляет всю энергию на подогрев воды в резервуаре до максимально возможной температуры. В дальнейшем эта вода будет использоваться для поддержания стабильной работы отопительной сети в пасмурные и холодные дни, когда эффективность коллекторов падает. 

Такая технология не является панацеей от падения КПД, но существенно продлевает срок автономной работы отопления и снижает расходы владельца. Правда, обходится такое оборудование недешево и в Украине подобные проекты пока не реализовывались. 

Как работает отопление дома солнцем в зимний период 

Солнечный водонагреватель зимой тоже используется для отопления дома (для этого даже разработаны специальные модели с незамерзающим теплоагентом). Это обусловлено процессом преобразования солнечной энергии в тепловую, включающим несколько этапов:

1. Солнечные лучи проходят через внешнюю прозрачную панель/трубку и попадают на покрытие-абсорбатор;
2. Абсорбатор активно вбирает прямые и рассеянные солнечные лучи даже в облачную погоду и передает преобразованное тепло на трубку с теплоагентом;
3. Теплоагент (во всесезонных моделях — незамерзающий) закипает и проходит по змеевику в расширительный бак системы;
4. В баке он передает полученное от абсорбера тепло воде и конденсируется, возвращаясь по змеевику в трубку под абсорбером.
5. Цикл повторяется. 

Как можно видеть, этот механизм не зависит от температуры окружающей среды, поэтому может использоваться даже в холодное время года. На эффективность системы влияет количество и продолжительность солнечных дней, а в нашем климатическом поясе эти показатели хоть и сокращаются, но не падают до нуля, поэтому даже самой холодной зимой коллекторы будут работать (пусть и с пониженным КПД).

Насколько эффективен подогрев воды солнечной энергией зимой

Мощность работы солнечного коллектора рассчитывается в Вт на м² и напрямую зависит от солнечной активности в регионе и КПД самого устройства. Соответственно мощность вычисляется по формуле: м = а*к/100.

Где:

• м — мощность;
• а — солнечная активность;
• к — коэффициент полезного действия. 

Количество солнечной энергии в широтах Украины составляет 1000-1200 Вт на м². Узнать КПД коллектора можно из его технического паспорта (хотя нужно учитывать, что фактический может отличаться от номинального).  

Если у нас есть плоский коллектор с КПД в 80%, то его мощность = 1200*80/100, то есть 960 Вт на м² площади. 

Так вот в зимний период (в зависимости от региона и погодных условий) из-за облачности и осадков солнечная активность над территорией Украины падает от 3 до 5 раз, то есть до 400-250 Вт. При таких условиях мощность того же коллектора будет составлять 360-200 Вт на м². И это при отсутствии длительного снежного покрова на поверхности коллектора. 

Фактически для бесперебойной работы системы зимой владельцу нужно обеспечить пятикратный запас мощности, что затруднительно, учитывая общую площадь и стоимость такого гелиоколлектора. 

Так есть ли смысл покупать солнечный коллектор на зиму?

Учитывая вышеизложенное, можем сделать вывод, что гелиоколлекторы хоть технически и способны работать в условиях зимы в нашем регионе, без существенных проблем для владельца, но не выдают достаточный КПД для полноценного отопления или обеспечения дома горячей водой. 

Это не значит, что солнечный водонагреватель бесполезен — летом такая установка может полностью нагреть воду солнцем, покрыть теплопотребности дома, а в зимнее время стать дополнительным источником энергии, снижая общую нагрузку на основную теплосеть. Эффективно обеспечить домохозяйство горячей водой для потребления и отопления в зимний период могут другие источники альтернативной энергии:

• Тепловой насос;
• Твердотопливный котел.

Подключение любого из них к сети, совместно с солнечным коллектором позволит существенно сэкономить на твердом топливе или электричестве, а в летний период установки можно полностью отключить, перейдя на полностью бесплатную энергию солнца.

 

 

 

Хотите узнать все тонкости выбора твердотопливного котла?

Подробности здесь

 

 

 

Эти солнечные вакуумные трубки на крыше, которые производят как электричество, так и тепло, ориентированы на США.

Солнечные вакуумные трубки на крышах британского разработчика Naked Energy, которые производят как электричество, так и тепло, скоро будут продаваться в Соединенных Штатах.

Пеория, штат Иллинойс, ELM Companies, американский специалист по хранению энергии и микросетям, финансирует Naked Energy вместе с банковским гигантом Barclays и американской венчурной фирмой Big Sky Partners.

ELM Solar, новое подразделение ELM Companies, будет распространять солнечные тепловые и фотоэлектрические продукты Naked Energy, которые называются Virtu (произносится как «добродетель»). ELM Solar также будет распространять продукты Virtu через крупную дилерскую сеть и партнерские отношения компаний ELM в Соединенных Штатах.

ELM также объявила после того, как пару недель назад Сенат США принял законопроект администрации Байдена о климате, Закон о снижении инфляции, что он построит завод в Техасе для сборки линейки продуктов Naked Energy Virtu внутри страны. Закон о снижении инфляции подстегнул гонку в Соединенных Штатах по производству возобновляемых источников энергии внутри страны.

Солнечные вакуумные трубки Naked Energy на крыше

Солнечные вакуумные трубки состоят из двух слоев стекла с вакуумом между ними, что-то вроде термоса. Naked Energy утверждает, что ее продукты Virtu в три-четыре раза эффективнее традиционных фотоэлектрических панелей, а ELM в своем новостном сообщении называет Naked Energy разработчиком «солнечной технологии с самой высокой в ​​мире плотностью энергии».

Naked Energy заявляет, что вакуумная трубка ее продуктов Virtu сводит к минимуму тепловые потери в атмосферу, что обеспечивает высокую эффективность даже в холодную погоду. Поглотительные пластины в трубах наклонены под оптимальным углом, что позволяет использовать их на плоских или скатных крышах, а также на вертикальных фасадах.

Продукты Virtu являются полностью модульными, поэтому их установка не требует больших затрат. Они также имеют низкопрофильную конструкцию, уменьшающую сдвиг ветра. Naked Energy заявляет, что ее продукты Virtu лучше всего подходят для зданий с высокой потребностью в тепле, таких как многоквартирные жилые дома, производственные предприятия и гостиницы.

Продукт VirtuHOT нагревает только воду до 90°C (194F) за счет солнечной энергии. Но продукт VirtuPVT сочетает в себе солнечные фотоэлектрические и солнечные тепловые технологии для выработки электроэнергии и тепла из одного солнечного коллектора. Конечно, трубы VirtuPVT требуют меньше места, чем если бы использовались отдельные тепловые и фотоэлектрические системы.

Это видео демонстрирует, как работает VirtuPVT:

Ли С. Грейвс, председатель и основатель ELM, сказал:

Мы наблюдаем значительный рост интереса к решениям в области возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах. Перед лицом роста цен на энергию мы рады работать с Naked Energy, чтобы предоставить стране возобновляемые альтернативы.

Когда мы познакомились с Naked Energy и ассортиментом продукции Virtu, нам не составило труда работать с ними.

Взгляд Electrek

Продукция Naked Energy Virtu универсальна и эффективна, а VirtuPVT привлекает особое внимание. Что вам не нравится в том, что тепло и электричество идут из одной трубы?

Солнечные вакуумные лампы всегда были более эффективными, чем солнечные батареи, но они были и более дорогими. Но затраты на производство солнечной энергии и новые производственные инновации снизили стоимость солнечных вакуумных трубок. В спецификациях Naked Energy не указана их стоимость, и я подозреваю, что они все еще слишком дороги для отдельных домохозяйств. Но они могут изменить правила игры для более крупных объектов, таких как отели и больницы, и, возможно, в будущем, с дальнейшими инновациями и снижением цен, они станут выбором по умолчанию для домашних солнечных батарей.

Подробнее: Вот как закон США о климате снизит счета за электроэнергию домохозяйствам

---

UnderstandSolar — это бесплатная служба, которая связывает вас с лучшими установщиками солнечных батарей в вашем регионе для получения персонализированных оценок солнечной энергии. Tesla теперь предлагает сопоставление цен, поэтому важно делать покупки по лучшим ценам. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и получить цитаты. — *объявление .

FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки, приносящие доход. Еще.

Будьте в курсе последних новостей, подписавшись на Electrek в Google Новостях. Вы читаете Electrek — экспертов, которые день за днем ​​сообщают новости о Tesla, электромобилях и экологически чистой энергии. Обязательно заходите на нашу домашнюю страницу, чтобы быть в курсе всех последних новостей, и подписывайтесь на Electrek в Twitter, Facebook и LinkedIn, чтобы оставаться в курсе событий. Не знаете, с чего начать? Посетите наш канал YouTube, чтобы быть в курсе последних обзоров.

Почему солнечные коллекторы с вакуумными трубками являются самыми эффективными в Канаде? — Hydro Solar Innovative Energy

Отопление помещений и нагрев горячей воды для бытовых нужд составляют от 66 до 75% счетов за коммунальные услуги для типичного канадского дома. За исключением района Ванкувера, большинство канадских домов и предприятий непригодны для жизни без надлежащего отопления помещений. Поиск надежного, эффективного (почему бы и не бесплатного) и доступного способа обогрева зданий становится необходимостью в связи с изменением климата, ростом цен на традиционную энергию и ужесточением строительных норм и правил.

Пандемия Covid-19 выявила риски, связанные с глобализацией и глобальной связью. Скорость, с которой вирус распространился по Канаде и США, нарушила поток товаров и услуг между странами. Этот сбой в глобальной цепочке поставок повлиял на жизнь каждого человека в Северной Америке и создал движение за самодостаточность и независимость от любых будущих сбоев в глобальной цепочке поставок. Канадский строительный кодекс потребует, чтобы после 2025 года каждый новый дом в Канаде был готов к использованию Net Zero. К 2030 году каждый новый дом в Канаде должен быть нулевым.

Это означает, что в ближайшем будущем каждое домохозяйство должно быть готово производить (частично или полностью) собственную энергию (солнечную, ветровую, геотермальную и т. д.) и продукты питания (овощи, фрукты и т. д.). …) локально, чтобы выжить в эпоху до Covid-19.

Фотогальванические (PV) солнечные панели Технология отлично подходит для обеспечения бесплатного электричества для штепсельных нагрузок, освещения, а также электричества для холодильников и других приборов. Однако использование фотоэлектрических панелей в Канаде имеет более низкую годовую энергоэффективность по сравнению с другими солнечными технологиями (такими как солнечные коллекторы с вакуумными трубками). В большинстве канадских установок фотоэлектрические панели устанавливаются под углом наклона 30 градусов от горизонтали. Это оставляет их покрытыми снегом почти 4 месяца в году, что ограничивает их годовую энергоэффективность примерно на уровне 15-17%.

По сравнению с фотоэлектрическими панелями, солнечные коллекторы с вакуумными трубками имеют годовую эффективность в 2-3 раза выше, чем фотоэлектрические панели, и требуют в 2-3 раза меньше места на крыше. Также вакуумные коллекторы имеют пустое пространство между трубками и устанавливаются под более крутым углом наклона (от 45 до 70 градусов). Это снижает вероятность скопления на них снега, что увеличивает их теплоотдачу зимой (когда больше всего требуется тепло).

Солнечное воздушное отопление также является многообещающей технологией. В жилых и легких коммерческих помещениях, где отопление помещений является принудительным воздухом, горячий воздух требуется только зимой, что делает панели солнечного нагрева воздуха бесполезными в летнее время. По сравнению с солнечным водяным отоплением потребность в горячей воде составляет 12 месяцев в году и 24 часа в сутки. Зимой горячая вода требуется для нагрева горячей воды для бытовых нужд и / или отопления помещений, а летом для нагрева бассейна / спа, а также для нагрева горячей воды для бытовых нужд (есть и другие преимущества использования водяного отопления по сравнению с принудительным воздушным отоплением, в этом блоге они подробно описаны) все)

Благодаря исключению неиспользованного тепла, вырабатываемого солнечными панелями для нагрева воздуха, солнечные коллекторы с вакуумными трубками станут наиболее многообещающим способом получения водяного тепла для нашего канадского климата.

Загрузить еще

Измерение тепловой эффективности солнечного коллектора — сложная и дорогостоящая задача. Вот почему корпорация Solar Rating and Certification Corporation (SRCC) и Канадская ассоциация стандартов (CSA-F378) аккредитовали различные лаборатории в США и Канаде для предоставления более точных, последовательных и стандартизированных значений эффективности.

Термическую эффективность коллектора и выход тепловой энергии определяют следующие факторы:

Ti : Температура жидкости на входе в коллектор в ⁰F или ⁰C.
Ta : Температура окружающего воздуха по сухому термометру в ⁰F или ⁰C.
I или G: Уровень инсоляции, выраженный в Вт/м² или БТЕ/ч·фут².
Тип коллектора: плоская пластина (глазурованная и неглазурованная), вакуумные трубки и т. д.
Тепловой КПД коллекторов (который представляет собой не более чем отношение выработки тепловой энергии к солнечной инсоляции) затем вычерчивается как функция (Ti — Ta)/I (или G)

Тепловые характеристики солнечного коллектора снижаются, когда Ti (температура жидкости на входе) выше и/или Ta ​​(температура окружающей среды) ниже. Тепловые характеристики солнечного коллектора
увеличиваются, когда Ti (температура жидкости на входе) ниже и/или Ta ​​(температура окружающей среды) выше.
Таким образом, в более жарком климате, где (Ti-Ta) низкое значение, лучше всего работают коллекторы с более крутыми кривыми производительности, а в более холодном климате (например, в Канаде и на севере США) лучше всего работают коллекторы. один с более плоской кривой производительности.

Синяя линия указывает на характеристики неглазурованной солнечной панели. Они имеют самую крутую кривую (наивысшее значение точки пересечения Y), что означает, что они очень хорошо работают при низкой температуре поступающей жидкости и высокой температуре окружающего воздуха (теплый воздух). Крутой наклон показывает, что снижение температуры воздуха (или повышение температуры поступающей жидкости) сильно сказывается на производительности. Этот тип солнечного коллектора отлично подходит для обогрева бассейнов летом, потому что температура в бассейне обычно довольно близка к дневной температуре воздуха летом, когда происходит использование бассейна (Ti-Ta минимальная, а эффективность максимальная).

Красная линия отражает характеристики плоской стеклянной панели солнечных батарей. Они предлагают несколько более низкие значения пересечения Y, потому что стеклянное покрытие отражает некоторое количество света, но кривая эффективности более пологая, чем у неглазурованных панелей, потому что стеклянные панели имеют изоляцию внутри и улавливают тепло поглотителя внутри коробки коллектора. в результате панель теряет меньше тепла, когда наружный воздух холоднее.

Зеленые линии представляют характеристики вакуумной трубки. Эти коллекторы имеют более низкие значения пересечения Y, а их наклон даже более пологий, чем у остекленных панелей. В солнечные жаркие дни они не работают так же хорошо, как плоские панели, но отличная вакуумная изоляция делает их более эффективными, чем плоские панели, когда на улице очень холодно или солнце слабое (низкие значения инсоляции). Этот более пологий наклон также означает, что вакуумные трубы больше подходят для проектов, требующих высоких температур жидкости в более холодном климате, таких как нагрев помещений и технологической воды.

Получать бесплатную горячую воду от солнечных панелей — это весело, но чтобы окупить вложения (стоимость панелей, накопительного бака, трубопроводов, управления и т. д.), вам необходимо использовать вырабатываемое тепло. Жить в Канаде или северной части США и иметь много горячей воды в июле и августе, превышающее потребность в горячей воде для бытовых нужд, — это просто растрата. Годовая эффективность вашей установки и экономия, потому что потерянное тепло не компенсирует ни одного киловатт-часа из вашего счета за коммунальные услуги.

Пересечение зеленой и красной линий производительности на рис. 2 находится в точке (Ti-Ta)/G=0,4. Предположим, что мы находимся в Монреале (Квебек), где:

Температура наружного воздуха составляет -30⁰ C, и наши солнечные панели используются для обогрева помещений, где нагревательный контур нагревается от 104 ⁰F (Ti=104 ⁰F=40⁰C) до 120 ⁰F. В полусолнечный полупасмурный день с G=500 Вт/м². = 158 Btu/hr.ft² (Ti-Ta)/G= (104+20)/158=0,78 пути справа от точки пересечения. Это дает нам тепловой КПД 0,35 или 35% для вакуумных трубчатых коллекторов по сравнению с КПД 0,1 или 10% для плоских застекленных коллекторов.

Температура наружного воздуха составляет 0⁰C, а наши солнечные панели используются для обогрева помещений, где нагревательный контур нагревается от 104 ⁰F (Ti=104 ⁰F=40⁰C) до 120 ⁰F. В полусолнечный полупасмурный день с G=500 Вт/м². = 158 Btu/hr.ft² (Ti-Ta)/G= (104-32)/158=0,45 пути справа от точки пересечения. Это дает нам тепловой КПД 0,4 или 40% для обоих типов коллекторов.

При температуре наружного воздуха выше 0⁰ C плоские солнечные коллекторы более эффективны, но потребность в отоплении намного ниже, чем в экстремальных зимних условиях. Более высокая тепловая эффективность в середине зимнего сезона вырабатывает больше энергии, чем необходимо, что увеличивает объем потерянной энергии.
В городе Монреаль у нас есть 121 110 часов отопления при температуре наружного воздуха ниже 0⁰ C (когда потребность в отоплении от высокой до средней) и 54 385 часов отопления при температуре наружного воздуха выше 0 ⁰ C (при потребности в отоплении от умеренной до низкой).