Принцип работы солнечного коллектора: Принцип работы солнечных коллекторов и батарей

Принцип работы солнечных коллекторов и батарей

Солнечные коллекторы – это инновационная технология, которая превращают солнечную энергию в тепло. Но как именно работает солнечная батарея?

Принцип работы солнечной батареи достаточно не простой. Ведь для работы солнечного коллектора необходима не только сама панель, но и ряд вспомогательных устройств, которые берут участие в работе коллектора.

Принцип работы солнечного коллектора зависит от его составляющих. Система состоит из непосредственно солнечного коллектора, теплообменного контура и аккумулятора тепла (бака с водой). За что отвечает каждый элемент системы?

Принцип работы коллектора прост. По нему происходит циркуляция теплоносителя (жидкости). В нем теплоноситель нагревается от солнечной энергии.

В аккумуляторе тепла (баке) нагретая вода до того, как ее используют, например на отопление дома солнечными коллекторами.

Теплообменник контура необходим для передачи тепла от коллектора в бак.

Принцип солнечной батареирассмотрим более подробно. Через плоский солнечный коллектор постоянно проходит теплоноситель (жидкость – чаще всего применяется раствор пропилен гликоля с водой). Теплоноситель нагревается в солнечной батареи благодаря энергии солнца и далее отдает тепловую энергию воде через теплообменник, который находится в баке-аккумуляторе.

Далее в баке-аккумуляторе горячая вода находится до момента, когда она понадобится. Из-за этого принципа работы, бак должен иметь хорошие изоляционные качества. В первом контуре, где находится солнечная батарея, применяется принудительная циркуляция теплоносителя, поэтому еще одной составляющей такого цикла является насос, или насосная станция.

Иногда, в баке-аккумуляторе может быть установлен электрический нагреватель-дублер. Он обеспечивает принцип предостережения от возможного понижения температуры воды в баке-аккумуляторе. Такое может произойти из-за затяжной пасмурной погоды или например по причине нехватки солнечной энергии в зимний период.

В таком случае, нагреватель-дублер автоматически включается и догревает воду солнечной батареи до заданной температуры. Более часто применяются баки0аккумуляторы бивалентного типа(бак с двумя теплообменниками). В таких случаях в нижний змеевик подключаются солнечные коллектора, а в верхний дополнительный источник тепла, например газовый или твердотопливный котел.

Принцип солнечного коллектора достаточно прост, но в тоже время требует высокой степени внимания к деталям. Ведь если что-то не учесть, то возможно значительное снижение эффективности работы.

Принцип действия солнечного коллектора немного отличается от типа коллектора. Например, у вакуумного солнечного коллектора и плоского солнечного коллектора есть небольшое отличие в принципе действия. Вакуумный солнечный коллектор имеет преимущества в эффективности работы по сравнению с плоским солнечным коллектором в межсезонье и зимой:

• дело в том, что медная трубка в вакуумном коллекторе изолирована вакуумом со всех сторон, что обеспечивает минимальныетеплопотери. Это особенно чувствуетсяв зимний период;
• принцип солнечной батареи вакуумного типа позволяет менять трубки по отдельности, при этом на работу остальных трубок поломка одной не влияет. В плоском солнечном коллекторе поломка одной трубки приведет к неисправности всего коллектора;
• за счет круглой формы абсорбера, вакуумный солнечный коллектор, впитывает на много больше солнечного света, не отражая его. Плоские солнечные коллектора отражают большую часть света ранним утром и поздним вечером.

Таким образом, мы можем сказать, что принцип действия солнечных батарей немного отличается в зависимости от типа и вида коллектора. Поэтому, внимательно подбирайте себе коллектор и лучше перед покупкой обратитесь к нашим специалистам по тел. 050 414-37-72, которые более детально смогут Вам подсказать и помочь в выборе.

Принцип работы солнечного коллектора • Идея в доме

Задача солнечного коллектора — собирать энергию от прямого, рассеянного и отраженного излучения, а затем передавать ее в отопительную установку.

Принцип работы солнечного коллектора прост, он служит для подогрева бытовой горячей воды и в некоторой степени дома с помощью солнечной энергией они также известны как солнечные батареи. Как работает солнечный коллектор?

Коллекторы извлекают энергию из прямого, отраженного и рассеянного излучения.

1. Солнце нагревается поглотителем в коллекторе, который поглощает солнечное излучение и преобразует его в тепло. Эффективность поглощения зависит от типа поглотителя. Обычный черный поглотитель собирает большую часть излучения. Так называемое селективный поглотитель — он поглощает 95% падающего на него излучения.
2. Теплоноситель (это может быть вода или антифриз) нагревается от абсорбера и протекает через коллектор.
3. Нагретая жидкость поступает в резервуар.
4. Там он отдает тепло нагретой технической воде, находящейся в баке, а при охлаждении течет обратно в коллектор.

Принцип работы солнечного коллектора — что влияет на КПД коллектора?

Энергоэффективность коллекторов также связана с достижением максимально возможной эффективности их работы.  В первую очередь, это зависит от ориентации на стороны света. Устройства, ориентированные на юг, имеют лучшую производительность.

Плоский коллектор можно наклонить максимум на 15 ° к востоку или западу. Но тогда его эффективность немного снизится. Если отклонение больше, площадь коллектора должна быть больше, чем для ориентации на юг.

Если дом имеет неблагоприятное расположение по отношению к направлениям света. Стоит использовать трубные коллекторы, в которых направление поглотителя можно регулировать индивидуально. Трубчатые коллекторы могут иметь большее допустимое отклонение от юга, чем плоские. Так как угол наклона поглотителя в каждой трубе регулируется индивидуально.

Угол наклона коллектора также очень важен для эффективности коллектора . Наилучший результат мы получим, когда лучи падают перпендикулярно его поверхности. Поскольку положение Солнца меняется в течение года, оптимальный угол коллектора также непостоянен: летом он составляет 30 °, а зимой — 60 °. Коллекторы, которые будут эксплуатироваться только летом, можно установить под углом 30 °, круглогодично под углом 45 °.  Невозможно изменить наклон коллектора, установленного на скате крыши. Но между 35 ° и 50 ° эффективность коллектора снижается незначительно.

Установив коллектор на плоскую крышу или на землю, мы можем оптимально отрегулировать угол его наклона к поверхности земли.

Количество энергии, получаемой коллектором, также зависит от места установки устройства. Если трубчатые или плоские пластинчатые коллекторы расположены на земле или у стен зданий, и чем больше они наклонены, тем больше энергии отражается от окружающих поверхностей. Это означает, что коллектор поглотит больше тепла.

КПД солнечного коллектора

Общая интенсивность излучения зависит, в том числе, от 
от погодных условий.

К сожалению, есть фактор, снижающий КПД коллекторов. Это … обычная пыль. Вреден в первую очередь для плоских невакуумных коллекторов, так как оседает не только на поверхности, но и на поглотителе (корпуса этих коллекторов обычно негерметичны). Солнечное излучение не достигает поглотителя, а отражается и рассеивается на частицах пыли.  После нескольких лет эксплуатации КПД коллектора может упасть даже на 30%. Поэтому поверхность коллектора следует очищать один раз в год.

Монтаж солнечного коллектора

Прежде всего, место установки не должно быть затенено деревьями или зданием. Расположение по отношению к дому может быть разным: на крыше или отдельно стоящее. Его также можно закрепить на стене здания, но это относится только к некоторым типам коллекторов.

Самым распространенным является установка коллекторов на крышу. Таким образом, можно установить любой тип коллектора не только во время, но и после постройки дома. Достаточно во время покрытия кровли установить кронштейны и вывести трубы, к которым будут подключаться коллекторы.

Коллекторы стоит установить под таким углом, чтобы они получали как можно больше тепла.

Преимущество такого способа установки — более низкая цена, более короткие сроки сборки и отсутствие необходимости тратить участок земли на коллекторы. Недостаток в том, что тепловые потери несколько выше, чем у коллекторов, установленных в кровле.  Поэтому с точки зрения энергоэффективности лучшим решением будет встраивание коллекторов в скат крыши.

В крышу могут быть встроены только плоские коллекторы при условии, что уклон крыши составляет мин. 25 °. Таким образом мы экономим на количестве плиток, но за установку приходится платить больше, потому что коллекторы со всех сторон должны быть защищены от проникновения воды.

Где установить коллектор?

Коллекторы, установленные на земле или на плоской крыше, можно оптимально расположить по отношению к солнцу. Таким образом, повысить эффективность устройства. Кроме того, эффективность коллекторов увеличивается за счет отраженного от земли излучения. Недостатком этого решения в случае отдельно стоящих коллекторов являются тепловые потери, возникающие при перетекании теплоносителя от коллектора к установке в здании.

Отдельно 
 стоящий коллектор может быть расположен оптимально по отношению к направлениям света, что увеличивает его максимальную эффективность.

Преимущество этого метода установки заключается в более низких затратах на монтаж, но при этом необходимо обеспечить достаточную устойчивость резервуара и защитить конструкцию от ураганов.

Когда коллекторы установлены на земле, их намного легче очистить от пыли и снег. А это повысит их эффективность, то есть энергоэффективность системы горячего водоснабжения, а в случае выхода из строя их дешевле отремонтировать. Коллекторы также могут быть установлены на стене здания на южной стороне. 

Стена прочнее крыши, поэтому ее не нужно укреплять. Коллектор также меньше подвержен охлаждающему воздействию ветра. Кроме того, он использует дополнительное излучение, которое отражается от земли и предметов возле коллектора. Однако не каждый коллектор можно установить таким образом, из-за более высокого гидравлического сопротивления. Таким образом его необходимо адаптировать для вертикальной установки.

Коллекторы с прямоточным и концентрическим потоком рабочего тела могут устанавливаться на скатных крышах, плоских крышах или балконах вдоль или поперек без потери излучения. Коллекторы с тепловыми трубками следует устанавливать с минимальным наклоном 20 °.

Принцип работы солнечного коллектора — для чего нужен солнечный контур?

Цель солнечного контура — передать тепло от коллекторов в накопительный бак, где оно будет храниться.
Солнечный контур состоит из коллекторов, труб, солнечного блока, устройств для безопасной эксплуатации блока и накопительного теплообменника.

Солнечный коллектор схема.

Трубки для солнечного коллектора

Трубопроводы и накопительный теплообменник оказывают наибольшее влияние на эффективность установки.

• Трубопроводы. Длина труб между резервуаром и коллектором должна быть как можно короче — тогда потери тепла из-за потока нагретой среды от коллектора к баку будут как можно меньше. Все трубы должны быть надлежащим образом изолированы (это источник больших потерь тепла!). А резиновые элементы, например, прокладки, мембраны, которые вступают в контакт с рабочей средой, протекающей в системе, должны быть изготовлены из материалов, не вступающих в химическую реакцию с этой средой.
• Резервуарный теплообменник . Коллектор дает тепло чаще всего тогда, когда оно нам нужно, то есть днем. И мы обычно пользуемся горячей водой днем ​​и вечером. Таким образом, для того чтобы энергия, выработанная днем, могла быть использована вечером, она должна быть запасена в накопителе солнечной энергии.

Наиболее распространены бивалентные водонагреватели. В них два теплообменника. В нижнем протекает рабочая среда из солнечного контура, а в верхний — вода, нагретая в котле.

Обычно имеются накопительные баки, которые могут покрыть потребность в горячей воде на один-три дня, в течение которых солнечные панели не нагреваются. Помните, что чем больше емкость бака, тем дольше мы будем использовать ранее накопленную солнечную энергию в пасмурные дни.

На семью из четырех человек стоит купить бак на 600 л. Можно, конечно, купить и поменьше. Но в случае непогоды горячая вода закончится быстрее и придется подогревать воду обычном способ.

Не стоит экономить на емкости контейнера. Когда он больше, запас воды, нагретой солнцем, сохраняется дольше.

Вместо бака с двойным змеевиком можно использовать более простое решение, т.е. бак с одним змеевиком и электронагревателем. Жидкость из солнечного контура циркулирует в змеевике, а дополнительный нагрев воды обеспечивает нагреватель. Это более дорогое решение, чем теплообменник с двойным змеевиком, но оно удобно, особенно когда дом отапливается твердотопливным котлом.

Принцип работы солнечного коллектора — расчет солнечного коллектора

Его размер должен быть таким, чтобы в среднем за летнюю половину года он получал 85-95% горячего водоснабжения. Можно предположить, что семья из четырех человек нуждается в коллекторе:

квартира площадью 1-1,

• квартира площадью 1-1,5 м² на человека, то есть 4-6 м²
• труба площадью 0,6–0,8 м² на человека, то есть 2,4–3,2 м².

Если солнечная установка будет использоваться вместе с установкой центрального отопления, предполагается, что от 0,3 до 0,5 м² плоского трубчатого коллектора приходится на 1 м² здания.  Вот поверхность коллекторов, которые должны нагревать воду в бассейне:

• закрытый — около 40% его водной поверхности,
• открытые — около 70% этой площади.

Если, например, бассейн имеет размеры 5 на 10 м, то коллекторы должны иметь следующую площадь поверхности:

• 20 м² для крытого бассейна,
• 35 м² на открытом воздухе.

 Покрытие потребности в горячей воде в разные месяцы года, в зависимости от площади коллекторов, на семью из четырех человек.

Как залить солнечную установку?

Мы можем выбирать между простой водой или антифризом. Воду можно использовать только в установках, работающих с поздней весны до осени. В зимний период из установки необходимо слить воду, иначе можно повредить трубы. На всесезонных установках или установках, работающих с ранней весны до поздней осени, установка должна быть заполнена антифризом, что встречается чаще. Однако нам необходимо купить высококачественный бак. Это сведёт к минимуму риск вскрытия системы и попадания вредной жидкости в систему горячего водоснабжения.

Будет ли коллектор обогревать дом?

Компании, продающие и устанавливающие солнечные коллекторы, предлагают использовать их не только для нагрева ГВС, но и воды по назначению, что возможно только в низкотемпературных установках (особенно теплых полов), где теплоноситель может иметь температуру около 40 ° С. ° С. Однако тогда нужны коллекторы с гораздо большей поверхностью и более сложной установкой, чем в случае приготовления горячей воды. Это решение стоит порекомендовать, но только для людей, которые могут позволить себе такие расходы. С точки зрения экономики инвестиций, затраты слишком высоки по сравнению с прибылью, даже с точки зрения энергоэффективности.

Принцип работы плоского коллектора

. Как это работает?

Плоский солнечный коллектор представляет собой разновидность солнечной тепловой панели, задачей которой является преобразование солнечной энергии в тепловую.

Видео об энергии ветра (возобновляемая энергия …

Включите JavaScript)

Видео об энергии ветра (технология возобновляемой энергии) большое количество тепловых приложений, таких как:

• Отопление помещений.

• Может использоваться для нагрева воды в бассейне.

• Поддержка систем солнечного водонагрева — ГВС.

• Подогрев промышленных жидкостей.

Как работает плоский коллектор?

Работа плоского коллектора основана на передаче тепла.

Солнечное излучение попадает на теплопоглощающую пластину коллектора. Когда падающее солнечное излучение попадает на поглощающую поверхность пластины, часть его энергии превращается в тепло. Следовательно, температура солнечного коллектора увеличивается.

Если мы пропускаем жидкость внутрь коллектора, температура жидкости повышается, потому что часть тепла поглощающей пластины передается жидкости в соответствии с первым и вторым законами термодинамики. Однако остальная часть энергии все равно теряется при излучении во внешнюю среду.

Жидкость переносит тепло от коллектора к теплообменникам для снабжения энергосистемы.

Чтобы получить хорошие характеристики этого типа солнечного теплового коллектора и снизить потребление энергии, мы должны работать с коллекторами при минимально возможной температуре.

 

Какие преимущества имеют плоские коллекторы с глазурью?

Этот тип коллектора имеет прозрачную крышку, которая улавливает излучение, отражающееся от поглощающей пластины, и повышает общую эффективность. Для этого прозрачная крышка коллектора создает парниковый эффект.

Парниковый эффект возникает в некоторых прозрачных телах, через которые обычно проходит только излучение с длиной волны от 0,3 до 3 микрон. Поскольку большая часть солнечного излучения составляет от 0,3 до 2,4 микрона, солнечный свет может проходить через стекло.

После прохождения излучение находит поглощающую пластину, нагретую солнечным излучением, и испускает излучение размером от 4,5 до 7,2 микрона, которое не может снова пройти через стекло.

Это солнечное излучение, которое не может выйти наружу, отражается внутрь. Так что часть этой энергии нагревает стекло, и стекло посылает ее внутрь и наружу.

Типы плоских солнечных коллекторов

Мы можем выделить два основных типа плоских солнечных коллекторов, в зависимости от конфигурации поглощающей пластины и того, застеклена она или нет:

• Конфигурация с параллельными поглощающими пластинами; Этот тип коллектора можно использовать горизонтально и вертикально. Параллельная конструкция способствует тому, что температура коллектора может быть стратифицирована при большем объеме циркуляции воды через патрубки внутри коллектора.

• Конфигурация поглощающей пластины серии: состоит из одного непрерывного контура с малым объемом циркулирующей воды и более высоким тепловым скачком, с хорошей производительностью.

• Остекление. Обычно используется в системах или установках водяного отопления для бытовых нужд. Рабочая температура обычно составляет от 30 ° C до 60 ° C. Он состоит из изолированной коробки, покрытой остеклением. Внутри находится абсорбент, в котором циркулирует теплоноситель. Остекление блокирует инфракрасное излучение и изолирует воздушный зазор над поглощающей пластиной, сохраняя тепло.

• Неглазурованный: этот тип плоского коллектора намного дешевле, но менее распространен. В зависимости от температуры наружного воздуха он обычно используется в системах обогрева бассейнов, но иногда может использоваться в качестве системы нагрева горячей воды в странах с жарким климатом. В регионах с умеренным климатом рабочая температура обычно ниже 30 градусов по Цельсию.

Компоненты плоского коллектора

Для плоских коллекторов необходимы оптически эффективные, недорогие селективные покрытия. Типичный плоский коллектор состоит из следующих элементов:

1. Поглощающая пластина

Поглощающая пластина — это элемент, который улавливает солнечное излучение внутри коллектора и отвечает за преобразование солнечной энергии в тепловую.

Поглощающая пластина обычно состоит из металлической фольги, обычно из меди (отличный теплопроводник), которая темнеет. Темные матовые тела улавливают солнечное излучение лучше, чем любой другой цвет.

Есть два способа затемнить поглощающую пластину:

1. Во-первых, тонкий слой термочерной краски устойчив к высоким температурам.

2. Селективная обработка основана на электрохимических покрытиях или красках с оксидами металлов с высоким поглощением солнечного излучения и низкой теплоотдачей.

Поглощающая пластина включает в себя сетку каналов, по которым будет циркулировать теплоноситель.

2. Крышка остекления

Остекление имеет функцию изоляции солнечного коллектора от внешних условий окружающей среды и пропуска солнечного излучения. Именно это покрытие вызывает парниковый эффект.

Обычно состоит из цельного листа твердого стекла толщиной примерно 4 мм.

Эта деталь присутствует только в плоских солнечных коллекторах с остеклением, предназначенных для минимизации потерь тепла.

3. Изоляция

Изоляция уменьшает тепловые потери изнутри коллектора, особенно от поглощающей пластины, наружу. Обычно он состоит из листов синтетической пены (полиуретан, цианиды, стекловолокно и т. д.), расположенных по бокам и сзади солнечной панели.

4. Корпус

Корпус служит для размещения остальных компонентов солнечного коллектора.

Эта крышка обычно состоит из алюминиевого профиля, что гарантирует прочность сборки даже в экстремальных условиях работы. Кроме того, кожух имеет перфорацию для слива конденсата в нижней части.

Плоские коллекторы без крышки

Плоские коллекторы без крышки состоят из абсорбирующего элемента, обычно состоящего из трубок из пластика, EPDM, резины или полипропилена.

Этот тип солнечных коллекторов очень экономичен и прост в установке, так как они обычно имеют гибкие конфигурации, которые позволяют размещать их на любой поверхности. Они также устойчивы к коррозии и допускают конфигурации с прямым нагревом, например, подогрев бассейна.

Напротив, коллекторы без крышки с синтетическими поглотителями, как правило, имеют очень крутые кривые производительности. Не имея стекла с выдающимися оптическими характеристиками, они быстро теряют свои характеристики, когда температура окружающей среды ниже рабочей температуры или высокая скорость ветра.

По этой причине плоские безкрышные коллекторы рекомендуются только для низкотемпературных применений, где рабочая температура близка к температуре окружающей среды, например, для продления купального сезона в открытых бассейнах.

Как они работают? — Принципы работы и типы

Большинство солнечных систем горячего водоснабжения используют солнечные коллекторы или панели для поглощения энергии солнца. Вода нагревается солнцем, проходя через коллекторы. Затем он поступает в изолированный резервуар для хранения для последующего использования. В пассивных системах вода течет за счет термосифонного эффекта между коллекторами и баком. Неактивные системы, вода перекачивается между коллекторами и баком.

Резервуар для хранения обычно оснащен электрическим, газовым или твердотопливным усилителем, который нагревает воду, когда солнечного света недостаточно. Некоторые солнечные водонагреватели также имеют защиту от замерзания, чтобы предотвратить повреждение в районах, подверженных морозам.

Солнечные коллекторы
Солнечные коллекторы улавливают и используют солнечное тепло для повышения температуры воды. Существует два основных типа солнечных коллекторов: плоские и вакуумные трубчатые коллекторы.

Плоские солнечные коллекторы – наиболее распространенный тип. В их состав входят:
– Герметичный ящик с прозрачной крышкой.
– Металлическая поглощающая пластина темного цвета с водопроводными трубами. Изоляция для уменьшения потерь тепла с задней и боковых сторон поглощающей пластины. Один небольшой недостаток плоских коллекторов заключается в том, что они работают с максимальной эффективностью только тогда, когда солнечные лучи падают перпендикулярно плоской пластине. Они также страдают от потери тепла в холодную погоду.

Солнечная система горячего водоснабжения с вакуумными трубками.

Солнечные коллекторы с вакуумными трубками – Этот тип коллектора состоит из:
Серия прозрачных наружных стеклянных трубок, пропускающих лучи света с минимальным отражением.
Каждая трубка содержит внутреннюю водопроводную трубу, покрытую слоем, который поглощает солнечные лучи, выделяя тепло.
Вода проходит через эту внутреннюю трубку и нагревается.
Вакуум (отсюда «вакуум») существует между наружной трубой и водопроводной трубой, которая действует как изоляция, уменьшая потери тепла.

Системы с вакуумными трубками более эффективны, чем системы с плоскими пластинами, особенно в холодные месяцы и в пасмурные дни. Это частично связано с вакуумной изоляцией (которая минимизирует потери тепла), а частично с тем, что изогнутая поверхность труб позволяет солнечным лучам падать перпендикулярно воде большую часть дня. Системы с вакуумными трубками весят намного меньше, чем системы с плоскими пластинами, но стоят значительно дороже. Отдельные трубки могут быть заменены в случае повреждения, что делает долгосрочное обслуживание потенциально менее дорогостоящим. В более теплом климате, таком как Дарвин, дополнительные затраты на вакуумные трубы обычно не оправданы, поскольку плоский солнечный коллектор будет обеспечивать большую часть энергии, необходимой для нагрева воды. Правильно обслуживаемые солнечные тепловые коллекторы должны пережить срок службы резервуара для хранения.

Когда танку нужно
, существующие коллекторы можно подключить к новому баку.

Защита от замерзания
Защита от замерзания солнечных коллекторов необходима в районах, подверженных заморозкам. Во время мороза вода может замерзнуть в солнечном коллекторе
и повредить его, если не принять профилактических мер. Общие типы защиты от замерзания включают:
Запорные клапаны (механические дренажные клапаны). Эти клапаны могут быть проблематичными, поскольку они часто заедают в открытом положении и опорожняют бак или не работают, вызывая серьезные повреждения.

Электрические нагревательные элементы, уязвимые в случае отключения электроэнергии.
Замкнутые системы, в которых теплоноситель отделяется от воды (см. рисунок ниже). Системы с замкнутым контуром обычно являются лучшим вариантом в районах, подверженных заморозкам, поскольку они гарантируют, что вода не будет течь через солнечные коллекторы и, следовательно, не сможет замерзнуть в коллекторах.

Открытый контур против закрытого контура
– В системе открытого цикла вода течет непосредственно через солнечные коллекторы в накопительный бак, а затем по трубам в ваш дом.
– В системе с замкнутым контуром жидкость, отличная от воды, протекает через коллекторы, забирает тепло от солнца и передает это тепло воде в накопительном баке через теплообменник. Замкнутые системы чаще всего используются для защиты от замерзания (см. иллюстрацию ниже). Жидкость с более низкой температурой замерзания, чем у воды, используется для предотвращения образования льда в солнечных коллекторах. Важно тщательно выбирать жидкость, так как некоторые из них становятся «булькающими» и снижают эффективность.

Некоторые системы замкнутого цикла прокачивают горячую воду через коллекторы, когда температура приближается к нулю. Это значительно снижает эффективность. Избегайте систем с этой функцией.

Пассивные и активные системы
Пассивные (или термосифонные) системы
В пассивных системах (или термосифонных системах) резервуар размещается над солнечными коллекторами, так что холодная вода
опускается в коллекторы, где она нагревается солнцем, и поднимается в бак.

Непрерывный поток воды
через коллекторы создается без использования насосов.

Пассивные системы бывают двух типов:

– с закрытой муфтой или самотечной подачей.
В моноблочной системе горизонтальный накопительный бак монтируется непосредственно над коллектором на крыше. Нагретая вода подается под давлением в сети. Такое расположение является наиболее экономичным для установки, но эффективность снижается в прохладном и холодном климате из-за потерь тепла из резервуара.

В этих климатических условиях желательна дополнительная изоляция резервуаров. В качестве альтернативы резервуары можно отсоединять и перемещать внутрь пространства крыши, хотя это увеличивает стоимость. В самотечной системе накопительный бак устанавливается в полости крыши. Эти системы являются самыми дешевыми в покупке, но домашняя сантехника должна быть приспособлена для самотечной подачи, включая трубы большего диаметра между водонагревателем и кранами. Распространенной альтернативой является использование самотечной системы с замкнутым контуром для нагрева воды под давлением в сети с использованием теплообменника.

Активные (или насосные) системы
Неактивные системы (также известные как насосные системы или сплит-системы), солнечные панели устанавливаются на крыше, а накопительный бак находится на земле или в другом удобном месте, которое не обязательно находиться над солнечными коллекторами. Вода (или другая жидкость) прокачивается через солнечные коллекторы с помощью небольшого электрического насоса. Поскольку активным системам не требуется установленный на крыше резервуар, они меньше влияют на внешний вид, особенно когда солнечные коллекторы установлены заподлицо с крышей. Однако активные системы обычно дороже в покупке и требуют большего обслуживания, чем пассивные системы.

Активные системы потребляют больше энергии, чем пассивные, поскольку требуется дополнительная энергия для прокачки жидкости по системе. Также возникают дополнительные потери тепла в трубах между баком и солнечными коллекторами. Однако, если для питания насоса используется возобновляемая энергия, а для труб и резервуара используется высокий уровень изоляции, активные системы могут снизить выбросы парниковых газов так же, как и пассивные системы. Активные системы часто используются для преобразования солнечной энергии, когда солнечные коллекторы добавляются к существующей системе горячего водоснабжения. Их также можно использовать, когда крыша не может поддерживать пассивную систему.

Резервуары для хранения
Резервуары изготавливаются из нержавеющей стали, меди или мягкой стали, покрытых стекловидной эмалью.
Резервуары с медным покрытием подходят только для систем низкого давления. Остальные баки подходят для сетевого давления.
Баки из стеклоэмали оснащены «жертвенным анодом», который необходимо заменять каждые несколько лет для защиты от коррозии (чаще при низком качестве воды). Другие танки не требуют этой защиты. Резервуары для хранения на открытом воздухе могут пострадать от замерзания и значительных потерь тепла в прохладном климате. В таких климатических условиях их следует по возможности размещать в помещении, как часть сушильного шкафа.

Бустерные системы
Солнечные водонагреватели могут быть газовыми, электрическими или твердотопливными.
Электрические бустеры используют электрический элемент внутри накопительного бака для нагрева воды. В газовых бустерах используется горелка на природном газе для нагрева воды либо в резервуаре для хранения, либо, чаще, в виде отдельного блока
после резервуара для хранения. Встроенные газовые бустеры становятся все более распространенными, поскольку они гарантируют подачу горячей воды желаемой температуры при максимальном вкладе солнечной энергии. Твердотопливные ускорители нагревают воду через теплообменник, широко известный как система с «мокрой спиной».

Газовые и твердотопливные системы производят меньше парниковых газов. Бустеры могут управляться вручную или автоматически с помощью термостата, который включается, когда температура резервуара
падает ниже желаемого уровня. Если ускорители не спроектированы и не эксплуатируются должным образом, они могут свести на нет цель использования солнечного водонагревателя за счет уменьшения вклада солнечной энергии.

Например, управляемые термостатом бустеры, расположенные внутри резервуара, часто включаются ночью, а это означает, что, когда восходит солнце, полезного нагрева мало.