Saules kolektorus plaši izmanto Eiropā, tostarp valstīs, kurās ir līdzīgs klimats kā mums. Ar katru gadu tie kļūst arvien tehnoloģiski modernāki un efektīvāki.
Dizains un veidi
Kas tas ir? Krievijā ir vispārpieņemts, ka saules kolektori – kā sauc kolektorus ir ierīces, kas starojuma enerģiju pārvērš siltumā. Saule sasilda siltumnesēju ( ūdeni vai ūdeni ar antifrīzu ) caurulēs, kas pēc tam tiek izmantots mājas apsildīšanai. Mēs nepieskarsimies tā sauktajiem fotoelementu kolektoriem – būtībā ir akumulators, kas pārvērš saules enerģiju elektroenerģijā. Aplūkosim klasiskās konstrukcijas: plakano plākšņu un cauruļveida.
Termosifonu sistēma
Tiešā aktīvā sistēma
Plakanie kolektori. Kaste ar stikla difuzoru ( siltummainis ) – stikla difuzora iekšpusē Vara caurules ar tām piemetinātām plāksnēm. Plāksnes silda saule, un tās nodod siltumu caurulēs cirkulējošajam šķidrumam. Konvekcijas kaste ir hermētiski noslēgta ( dažkārt tās iekšpusē tiek ievadīts argons, lai samazinātu enerģijas zudumus un pasargātu to no putekļiem, mitruma un kondensāta. Plāksnes ir pārklātas ar īpašu pārklājumu, kas ļauj infrasarkanajam starojumam pārvietoties tikai vienā virzienā iekšpusē. Kastes pārklājumam izmantots rūdīts optiskais stikls ar minimālu metāla saturu un gaismas caurlaidības koeficientu virs 90 %. Tomēr šāda konstrukcija nav visefektīvākā: gaisa temperatūrai pazeminoties, rodas kondensāts un palielinās konvekcijas zudumi.
Netiešā aktīvā sistēma
Siltummainis uz uzglabāšanas tvertnes augšas apvieno saules kolektoru sistēmu ar apkures katlu.
Cauruļveida kolektori. Modulis no divām vai vairākām stikla caurulēm, kas iebūvētas viena otrā. Ārējā caurule ir caurspīdīga, iekšējo cauruli sedz absorbcijas slānis, un starp caurulēm tiek radīts vakuums. Tiešie un izkliedētie saules stari tiek savākti ar spoguļiem un novirzīti uz caurulēm. Šī konstrukcija savāc 1,2 līdz 1,4 reizes vairāk siltuma nekā plakanais kolektors un var darboties arī apmācies. Saules kolektori var būt tiešās plūsmas vai “siltuma caurules” tipa (”” ). Šajos modeļos siltuma pārnese notiek, izmantojot šķidrumu, kas saules siltuma ietekmē viegli iztvaiko un pēc tam kondensējas caurules augšdaļā, izdalot siltumu apkures sistēmā. Šī konstrukcija ir efektīvāka un darbojas pat sala apstākļos, kā siltumnesēju izmantojot antifrīzu. Pietiek tos mainīt ik pēc 5-7 gadiem.
Ūdeni no saules kolektoru sistēmas akumulācijas tvertnes var piegādāt uz saliekamajiem punktiem, izmantojot esošo netieši apsildāmo ūdens sildītāju, kas savienots ar apkures katlu.
Ūdeni no saules termiskās sistēmas akumulācijas tvertnes var ievadīt divu apkures katlu karstā ūdens sistēmā, lai nodrošinātu papildu apkuri.
Atrašanās vieta. Vislabāk – mājas dienvidu pusē vai uz jumta. Saules kolektori, kas darbojas tikai karstā ūdens apgādei, aizņem 4-6 kvadrātmetru platību.metri ( aptuveni 1,5 kvm. metru uz vienu personu ) apkurei – 10-14 kvadrātmetru. metri. Svarīga ir arī orientācija pareizā leņķī pret horizontu ( 30° vasarā un ° ziemā ). Tiek izgatavotas īpašas izsekošanas ierīces, kas izvieto saules instalācijas, mainot pakāpi atkarībā no saules augstuma.
Kā sasniegt maksimālu efektivitāti
Savienojums. Saules kolektori joprojām nevar būt vienīgais siltumenerģijas avots mūsu klimatiskajos apstākļos. Tāpēc uzglabāšanas tvertne ir savienota ar parasto apkures sistēmu. Lai uzturētu pareizo spiediena līmeni sistēmā un tās ilgu kalpošanas laiku, jāievēro vairākas prasības.
- Uzsildītā ūdens ieplūdei kolektorā jāatrodas pie uzglabāšanas tvertnes augšējās malas. Ja tvertnē ir sildelements, sprausla ir novietota zem tā.
- Karstā ūdens ieplūdes caurule no uzglabāšanas tvertnes augstāka par karstā ūdens ieplūdes cauruli no kolektora.
- Ūdens ieplūdes caurulei no krātuves uz kolektoru un aukstā ūdens ieplūdes caurulei jābūt pēc iespējas zemākai.
- Vairāk vienību. Kvalitatīvai saules siltuma krātuvei jābūt termiski izolētai un aprīkotai ar automātisko vadības sistēmu. Dažkārt tie ir aprīkoti ar papildu apkures avotiem – ar sildelementu vai vairākiem kontūriem, ko darbina katls vai sūknis, pie jebkuras apkārtējās vides temperatūras.
Ar saules enerģiju uzsildītais ūdens tiek ievadīts esošajā gāzes caurplūdes ūdens sildītāja sistēmā.
Saules kolektorā uzsildīto ūdeni var papildus sildīt ar elektrību ( ar sildelementu akumulācijas tvertnē vai ar elektrisko plūsmas sildītāju ārpusē )
Vai saules kolektori ir efektīvs veids, kā samazināt enerģijas patēriņu un ietaupīt naudu? Vai tie darbojas arī Latvijas klimatā? Kādas ir priekšrocības un trūkumi, ja izvēles saules enerģijas sistēmu? Vai ir viegli uzstādīt un uzturēt saules kolektorus?