По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.316

Актуальность использования солнечной энергии с помощью солнечных коллекторов

А. Апасеев ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева»

В статье рассмотрена проблема использования солнечной энергии в XXI веке. Для решения указанной проблемы предлагается использование солнечных коллекторов.

Литература:

1. Алексеенко А. Солнечный коллектор — плоский или вакуумный // Зеленая планета. — 2015.

2. Аль-Анио А. Солнечная энергия и ее использование // Молодой ученый. — 2015. — № 7. — С. 80–82.

3. Старухин А. Солнечный коллектор // Энергия будущего. — 2011.

4. Тимошкин С. Е. Солнечная энергетика и солнечные батареи. — М., 2009. — 208 с.

Актуальность использования солнечной энергии растет с каждым днем. Основной причиной использования энергии Солнца является его энергоемкость, а также то, что рассматриваемый источник энергии не влечет за собой возникновения вреда окружающей среде. Расходы, затрачиваемые на эксплуатацию солнечных систем, гораздо ниже по сравнению с сопоставимыми системами без использования солнечной энергии. Солнечную энергию с уверенностью можно считать альтернативой традиционным системам, которые используют электричество и газ.

Солнечное излучение может быть преобразовано в полезную энергию, используя так называемые активные солнечные системы. Активное использование солнечной энергии осуществляется с помощью солнечных коллекторов [4].

Солнечный коллектор представляет устройство, предназначенное для сбора солнечной энергии. Основной функцией коллекторов является преобразование солнечной энергии в тепло, которое впоследствии может быть использовано для отопления помещений, нагрева воды, а также может быть задействовано в сельскохозяйственной промышленности.

Солнечный коллектор представляет миниатюрную теплицу, которая накапливает солнечную энергию под стеклянной панелью, окрашенной в черный цвет для максимального поглощения солнечного излучения. Для наибольшей эффективности коллектор должен иметь большую площадь, поскольку солнечное излучение распределяется по всей площади рассматриваемого устройства. Солнечный коллектор функционирует в любую погоду, независимо от внешней температуры. Коэффициент поглощения данного устройства составляет около 96 %. Коллектор, накапливающий энергию солнечного излучения, абсолютно безопасен для окружающей среды. Солнечные коллекторы могут быть представлены в различном конструктивном исполнении в зависимости от их применения [2].

Одним из видов солнечных коллекторов является термосифонный коллектор. Свое применение он нашел в загородных домах. Здесь с помощью данных коллекторов происходит нагрев воды, которая в дальнейшем нагревается в традиционных системах. Благодаря этому на нагрев с помощью традиционных систем (электричество, газ) происходит меньшая затрата ресурсов. Термосифонный коллектор — это относительно недорогой вариант, однако в холодное время года необходимо следить за тем, чтобы вода в нем не остывала [3].

Более распространенным типом коллекторов являются плоские модели. Они нашли свое применение в бытовых условиях. Такой коллектор представляет теплоизолированную металлическую емкость с прозрачной стеклянной крышкой. Внутри данной емкости располагается пластина адсорбера черного цвета. Солнечное излучение, распространяющееся на пластину, передается теплоносителю (воздух, жидкость), который циркулирует по прикрепленным к пластине трубкам.

Все плоские коллекторы, генерирующие солнечную энергию, нашли свое применение в районах, где температура окружающего воздуха достаточно высока. В районах, где средняя температура низкая, используются вакуумные коллекторы. Они представляют собой модульные конструкции из стеклянных трубок, расположенных параллельно в несколько рядов. К каждой из трубок прикреплен трубчатый поглотитель с селективным покрытием. Через теплообменник циркулирует нагретая жидкость, тем самым отдавая тепло воде бака-накопителя. Благодаря тому что в пространстве между трубками высасывается весь воздух (образуется вакуум), максимально устраняются потери тепла. Вакуумные коллекторы, установленные под углом от 55° и выше, имеют значимое преимущество — они обладают повышенной устойчивостью к обильным снегопадам [1].

В настоящее время солнечная энергия используется в ничтожно малом количестве. Это объясняется дороговизной производства солнечных коллекторов и систем. Следует отметить то, что использование солнечной энергии для получения электричества имеет большую перспективу в будущем, когда внедрение новых технологий приведет к удешевлению компонентов, из которых состоят рассматриваемые установки.

Язык статьи:
Действия с выбранными: