Солнечные станции Buderus
Преобразовывать солнечную радиацию в тепловую энергию и использовать ее для отопления и горячего водоснабжения позволяют гелиоустановки из солнечных батарей. Их ключевым элементом является абсорбер из теплопроводного металла. Именно в этой части конструкции коллектора осуществляется процесс трансформирования солнечной энергии и ее передача на теплоноситель.
Технологии производства солнечных панелей развиваются стремительными темпами. Если первая солнечная батарея имела КПД всего 1%, то современные плоские коллекторы позволяют получать КПД до 80%. Это значит, что 80% от количества энергии, поступающей на солнечный элемент, будет преобразовано в тепло.
Преимущества использования солнечных коллекторов
По земному шару количество солнечной энергии распределяется неравномерно и зависит от времени года. Поэтому солнечные батареи обычно не используют в качестве единственного источника выработки тепла и встраивают в комбинированную отопительную систему с газовым или твердотопливным котлом.
Использование систем отопления с солнечными панелями наиболее актуально в регионах с наибольшим годовым поступлением солнечного излучения. Хорошим потенциалом для применения солнечных технологий обладают юг европейской части России, Приморский край, южная Сибирь, Забайкалье, где достигается максимальная интенсивность солнечного излучения — 5 кВт.час на 1 кв. метр в день.
Например, станция «Солнечный город» в Нариманове (Астраханская область) уже 5 лет обеспечивает население теплом и горячей водой. Она собрана из 2,2 тысяч солнечных коллекторов Buderus Logasol CKN 1.0-s общей мощностью 2,5 МВт. Станция работает в комплексе с газовой котельной, которая нагревает воду в холодный сезон. В период наибольшей солнечной активности (с марта по ноябрь) потребление газа в городе с 12-тысячным населением снижается на 6,4 млн м3.
В условиях постоянно растущих тарифов ЖКХ генерирование тепла при помощи солнечных источников энергии экономически целесообразнее, поскольку снижает зависимость от ископаемого топлива. За год системы солярных коллекторов могут экономить до 60% энергии, расходуемой на подогрев воды для бытовых целей, и до 30% энергии, затрачиваемой на отопление. Благодаря этому системы на возобновляемых источниках энергии окупаются в течение нескольких лет.
Гелиосистемы абсолютно безвредны и экологичны. Во время работы солнечных установок в окружающую среду не поступают загрязняющие вещества, которые образуются во время сжигания органического топлива в котельных. Эксперты подсчитали, что в «Солнечном городе» с мая по сентябрь не происходит выбросов в атмосферу оксидов углерода, серы и азота, а в наиболее холодный период с декабря по январь, когда работает газовая котельная, уровень выбросов ниже на 18–20%.
Отопительная система на базе плоских солнечных коллекторов
До недавнего времени считалось, что вакуумные солнечные панели энергоэффективнее, чем плоские, поскольку вакуум является хорошим теплоизолятором. Но на данный момент, к примеру, плоские коллекторы немецкого бренда Buderus показывают наибольшую производительность, нежели вакуумный аналог. В этих моделях между стеклом и абсорбером находится инертный газ, который предотвращает теплопотерю, за счет чего также происходит быстрый прогрев коллектора, а выпадение конденсата утром полностью исключается. Вместо металлического корпуса использована рама из стекловолокна, что значительно сократило вес коллектора.
Как работает отопительная гелиосистема Buderus
Плоские солнечные коллекторы для систем отопления и ГВС, включают:
- верхнее оптическое стекло для защиты элементов коллектора;
- теплоизоляционный слой;
- абсорбер (поглощает солнечное излучение и преобразовывает его);
- медные трубки с теплоносителем.
Через ударопрочное антибликовое стекло с высокой светопрозрачностью солнечное излучение поступает на алюминиевый абсорбер с высокоселективным покрытием, через который преобразованная тепловая энергия передается плотно припаянным к нему медным трубкам с жидкостью. Чем больше энергии получает теплоноситель, тем выше эффективность солнечной установки. Для ее повышения в коллекторах Buderus на абсорбер нанесено высокоселективное покрытие PDV. Оптическое покрытие не излучает тепло в инфракрасном спектре и передается теплоносителю практически без потерь. Высокая производительность гелиоустановок достигается также благодаря применению инновационной технологии герметизации конструкции.
Системы теплоснабжения Buderus, использующие солнечную энергию, включают в себя четыре основные составляющие:
- Cолнечные панели Buderus
- солнечные панели;
- контроллер заряда;
- накопительный бак;
- конденсационный котел
Когда температура в коллекторе превышает температуру воды в накопительном баке, жидкость транспортируется к солнечной станции с помощью циркуляционного насоса и возвращается обратно по теплопроводной системе. Обычно коллекторы нагреваются только до определенной температуры. Поэтому в системе предусмотрен водонагревательный накопительный бак (в нем горячая вода поднимается вверх, а остывшая опускается вниз) и конденсационный котел, извлекающий тепло из водяного пара. Оно подается через теплоноситель в отопительный контур или обратно в бак в облачные дни, когда полученной солнечной энергии недостаточно для обеспечения потребности в горячей воде.
Монтаж системы
Солнечные коллекторы Buderus довольно просты в установке благодаря системам быстрого крепления и соединения, состоящим из стропил, поперечных реек и шпренгельных балок.
Солнечные панели могут быть встроены в крышу, установлены на скатной или плоской крыше, на фасаде дома. Система будет сохранять одинаковую производительность на поверхностях с углом наклона от 25 до 60 градусов.
Обязательные требования:
- монтаж панели необходимо выполнять так, чтобы справа и слева от коллекторов оставалось по 50 см. Сверху необходимо также оставить место для 2-х рядов стропил;
- крыша должна быть без затенений, оптимальная ориентация — южная.
После установки конструкции не нуждаются в постоянном контроле, но требуют периодической очистки после выпадения снежных осадков.
