Ko govorimo o sončni energiji, najpogosteje pomislimo neposredno na fotovoltaične sončne kolektorje, ki proizvajajo električno energijo. Vendar pa obstaja še ena vrsta sončne energije, ki je manj znana, a enako pomembna: Toplotna sončna energija, učinkovita in čista možnost, ki se uporablja predvsem za ogrevanje vode in ustvarjanje toplote.
Sončna toplotna energija igra temeljno vlogo v stanovanjskem in industrijskem sektorju, saj omogoča večjo energetsko učinkovitost in zmanjšanje uporabe fosilnih goriv. V tem članku razlagamo vse o tej vrsti energije: njegovo delovanje, značilnosti, komponente in prednosti.
Kaj je sončna toplotna energija?
Sončna toplotna energija je a obnovljive energije ki uporablja sončno sevanje za proizvodnjo toplote. Za razliko od sončne fotonapetostne energije, ki pretvarja sončno svetlobo v električno energijo, sončna toplotna energija segreje tekočino z zajemanjem sončnega sevanja. Ta tekočina lahko ogreva vodo, ustvarja ogrevanje ali celo hlajenje v določenih sistemih.
Ta vrsta energije je še posebej uporabna na območjih z visokim sončnim obsevanjem, kjer se lahko uporablja za domačo rabo in v industriji. Primeru ocenjujejo, da več kot 20 % porabe energije v hotelih, bolnišnicah in domovih je povezana z uporabo tople vode, kar dokazuje njen pomen.
Sestavni deli toplotne instalacije
Za pravilno delovanje sončne toplotne energije je potrebna naprava za zajemanje, shranjevanje in distribucijo toplote. V nadaljevanju izpostavljamo glavne sestavne dele sončne toplotne naprave.
Lovilec
Za to je odgovoren toplotni sončni kolektor ali panel absorbirajo sončno sevanje in prenaša toploto na tekočino, ki kroži v njej. Glede na učinkovitost in tehnologijo ločimo več vrst kolektorjev:
- Ploščati kolektorji: So najpogostejši in se uporabljajo za toplo vodo in ogrevanje v domovih.
- Vakuumski cevni kolektorji: Zahvaljujoč izboljšani izolaciji so učinkovitejši, zlasti v hladnih območjih.
Hidravlični krog
Hidravlični krog je sestavljen iz cevi, ki prenašajo vročo tekočino iz zbiralnika v akumulator in nazaj v ploščo, ko se ta ohladi. Deluje kot zaprt krog, kar zagotavlja, da ni toplotnih izgub.
Toplotni izmenjevalnik
Ta naprava omogoča, da se toplota tekočine za prenos toplote prenese na vodo, ki se uporablja v domu ali namestitvi. Izmenjevalniki so lahko notranji (tuljave) ali zunanji, kot so ploščni izmenjevalniki.
Akumulator
Ker se količina sončne energije čez dan spreminja, a akumulator za shranjevanje tople vode, dokler je ne potrebujete. Ta rezervoar je zasnovan tako, da zmanjša toplotne izgube in ohranja vodo vročo več ur.
Obtočne črpalke
Da zagotovite pravilno kroženje tekočine skozi sistem, obtočne črpalke. Ti premagajo upore tokokroga in omogočajo stalen pretok tekočine za prenos toplote.
Pomožno napajanje
Ob dnevih z nizkim sončnim obsevanjem imajo sončne termalne naprave običajno pomožni energetski sistem, kot je kotel, ki lahko proizvaja toploto v situacijah, ko sončnega obsevanja ni dovolj.
Predmeti, potrebni za varnost
Naprave za sončno toplotno energijo morajo imeti vrsto varnostnih elementov, da se izognejo težavam, povezanim s pregrevanjem ali pritiskom v sistemu.
Ekspanzijske posode
Prostornina tekočine se pri segrevanju poveča, zato je potrebno imeti a ekspanzijska posoda ki absorbira to povečanje in preprečuje poškodbe cevi. Ekspanzijske posode so lahko odprte ali zaprte, slednje so v sodobnih inštalacijah najpogostejše.
Varnostni ventili
Varnostni ventili so odgovorni za nadzor sistemski tlak in izpustite tekočino, če presega določene varnostne meje.
Glikol
Tekočina, ki se uporablja v večini naprav za sončno toploto, je mešanica vode in glikol. Ta dodatek omogoča, da tekočina prenese temperature pod ničlo, ne da bi zmrznila, kar je nujno v hladnih podnebjih.
Hladilniki
Če se tekočina čezmerno segreje, se toplotni odvodi Odgovorni so za sprostitev dela temperature in preprečujejo, da bi instalacija dosegla nevarne ravni toplote.
Pasti
Odtoki omogočajo odstranite zrak ki se nabira v sistemu in zagotavlja optimalno delovanje hidravličnega kroga.
Samodejni nadzor
Najnaprednejši sistemi sončne toplote imajo a avtomatsko krmiljenje ki spremlja različne elemente sistema, kot so temperature kolektorja, akumulatorja ali obtočnih črpalk. Poleg tega lahko po potrebi aktivira pomožne ali disipacijske sisteme napajanja.
Zahvaljujoč sončni toplotni energiji lahko pridobivamo toplo vodo in ogrevanje na bolj trajnosten način. Ta tehnologija še naprej napreduje, kar nam omogoča vse večje zmanjšanje odvisnosti od fosilnih goriv in čim manjši vpliv na okolje.