В предвестии приближающегося дефицита энергоносителей человечество ищет альтернативные пути добычи энергии. Наиболее перспективной на текущий момент является солнечная энергетика, активно развивающаяся с начала ХХ века. Одним из полезных действий солнечного света является его тепловое излучение, используя которое, можно переносить тепло в жилое помещение, избегая таким образом применения традиционных систем отопления.

Как собирают солнечную энергию


Сбор и преобразование энергии солнца происходит за счет специальных устройств - солнечных коллекторов. Они представляют собой плоскую или изогнутую панель, внутри которой расположены капиллярные каналы, пропускающие через себя теплообменник, в роли которого обычно используется жидкость с очень низкой температурой замерзания. Нагретый теплообменник циркулирует по первичному тепловому контуру, отдавая тепло либо посредством термодинамического процесса испарения и конденсации, либо естественным путем. В первом случае эффективность установки повышается в разы, в то время как второй метод передачи тепла не требует дополнительно приложенной энергии. Сами солнечные коллекторы бывают нескольких типов.

Виды солнечных коллекторов


По принципу устройства коллекторы подразделяют на вакуумные и плоские. В вакуумных коллекторах роль теплообменника выполняет трубка с двойными стенками, в промежутке между которыми находится вакуум. Внутренняя трубка состоит из материала с очень низкой отражающей способностью. Разветвленная система трубок скрыта под несколькими слоями бронированного стекла, при чем в полостях коллектора также может откачан воздух для снижения теплоотдачи. Таким образом, большая часть энергии поглощается трубкой с теплоносителем, при этом отсутствуют потери тепла в окружающую среду. Теплообменники такого типа отличаются высокой эффективностью, но не могут самостоятельно очищаться от снега.

Плоские коллекторы имеют гораздо более простую конструкцию, а потому и стоимость их в разы ниже. На гладкую или покрытую специальным рельефом пластину с хорошей теплопроводностью нанесен слой светопоглощающего материала. Он нагревается под действием солнечного света и передает тепло системе медных или полиэтиленовых трубок, расположенных на тыльной стороне панели. между трубками и панелью обеспечен надежный тепловой контакт, также трубки могут быть профильного типа для большей площади контакта с панелью.

Перспектива развития отрасли


Основная проблема систем солнечного отопления - их высокая стоимость. С развитием производства и совершенствованием полимерных материалов такой недостаток систем солнечного отопления может быть решен, однако их совершенствование не выгодно для бизнеса, основанного на добыче углеводородов и их продаже населению планеты. На сегодняшний день соблюдается положительная динамика развития: с начала XXI века применение солнечных коллекторов возросло от трех до десяти раз в разных странах мира.