Förstå allt om hur solvärme fungerar, variationer och egenskaper hos systemtyper

Brasilien är ett privilegierat land när det gäller värmeslag eftersom det ligger i den tropiska och ekvatoriella zonen med cirka åtta timmars direkt solljus per dag (baserat på ett årligt genomsnitt). Av denna anledning är det en utmärkt marknad för solcellssystemet och för solvattenuppvärmning med solstrålning (solvärme).

Till skillnad från solceller, vars arbetsprincip är omvandling av solenergi till elektrisk energi, är solvärme en teknik som möjliggör omvandling av solenergi till termisk energi, och från det ger uppvärmning av vatten i system bostäder, byggnader och kommersiella.

Omvandlingen av elektromagnetisk strålning från solen till termisk energi utförs av solfångare (eller paneler).

Det finns flera typer av samlare, med olika energiomvandlingseffektivitet. För varje ändamål finns det en mer lämplig typ av samlare, vilket framgår av följande bild:

Bild: aquakent

Således, som du kan se på bilden, är solvärmesystem mångsidiga och kan användas för att tillhandahålla varmvatten för olika funktioner, till exempel pooluppvärmning, stöd för centralvärme, badvatten och industrisektorer. På detta sätt bidrar det till maximala energibesparingar vid vattenuppvärmning.

Hur det fungerar?

Panelens yta har fenor gjorda av koppar eller aluminium, vanligtvis målade i en mörk färg för större absorption av solstrålning. Således fångar dessa fenor upp denna strålning och förvandlar den sedan till värme. Värmen absorberas sedan av vätskan som finns i panelerna, som sedan transporteras genom pumpning genom isolerade rör tills den når varmvattentanken (värmebehållare eller panna).

Varmvattentanken består av isoleringsmaterial som förhindrar att vattnet kyls ned, vilket gör att varmt vatten kan tillföras även i perioder utan sol, som på natten.

Bild: Soletrol (anpassad)

Det finns också ett extra värmesystem (som kan vara el eller gas), vilket säkerställer att det finns varmt vatten även när solstrålningen inte räcker för att värma upp den helt.

Komponenter

I allmänhet består solvärmesystemet av följande saker:

Solpanel

De kan vara en eller flera paneler som har till uppgift att omvandla den infallande solstrålningen till termisk energi.

Solackumulator (termisk behållare)

Behållare som reserverar varmvatten tills den behövs för användning. Tankens storlek måste vara kompatibel med bostadens behov.

Hydraulkrets

Rörledningar, cirkulationspumpar och ventiler.

Cirkulationsgrupp

Det är en del av den hydrauliska kretsen, och dess funktion är att cirkulera den termiska vätskan genom rören som ansluter solpanelen till ackumulatortanken.

Kontrollcenter

Kontroll- och regleringselement som säkerställer att systemet fungerar korrekt.

Energistöd

Kompletterande värmesystem som endast aktiveras vid tider då strålningen på panelerna inte var tillräcklig för att helt värma upp vattnet.

Samlare

Eftersom det var möjligt att se på bilden om samlarnas tillämplighet finns det mer än en typ av samlare, och dessa variationer har olika effektivitet beroende på syftet med deras användning. Låt oss då se de viktigaste skillnaderna mellan öppna platta samlare, slutna platta samlare och vakuumrörssamlare:

Stängda och öppna platta samlare

Huvudkomponenterna i en sluten platt kollektor är:

Externt hus: vanligtvis tillverkat av aluminium. Den har funktionen att stödja de andra komponenterna.
Värmeisolering: dess funktion är att minimera värmeförluster till miljön, vanligtvis gjord av glasull eller sten eller polyuretanskum.
Flöjt: rör kopplade till varandra som låter vatten flöda in i kollektorn, vanligtvis gjord av koppar.
Fenor: ansvarar för absorption och överföring av solenergi till vatten. De är gjorda av aluminium eller koppar och målas matt svart för att öka absorptionen av strålning.
Täckning: vanligtvis glas, polykarbonat eller akryl som möjliggör passage av solstrålning, vilket minimerar värmeförlusten.

Huvudskillnaden mellan den slutna och den öppna platta kollektorn är att den öppna kollektorn inte har en extern låda, lock och värmeisolering, vilket är mindre effektivt vid uppvärmning av vatten till högre temperaturer.

Bild: Solenergisfär / Dasol

Rörformiga vakuumuppsamlare

Rörformiga vakuumuppsamlare har följande huvudkomponenter:

Rör: dessa är vanligtvis två koncentriska glasrör, med vatten som rinner genom dem. Mellan det inre och det yttre finns ett vakuumskikt som ansvarar för att minimera termiska förluster.
Huvud: rören sätts in i huvudet, där vattnet passerar. Den kan vara gjord av stål, aluminium eller koppar och belagd med något värmeisolerande material.
Struktur: det är det som håller rören i rätt läge för att fånga solenergi och fäst vid huvudet.

Bild: Solenergisfär

Omlopp

Det finns också två variationer av solvärmesystem, som skiljer sig från det sätt som vattnet cirkulerar i systemet: systemet med termosyfoncirkulation och systemet med tvångscirkulation.

Termosifoncirkulation

Denna typ av system använder fysik för att främja cirkulationen av vatten gratis, det vill säga det använder termodynamik och tyngdkraften, vilket får varmt vatten att stiga naturligt till behållaren och kallt vatten sjunker ner till solpanelen.

Således kräver system med termosifoncirkulation inte användning av elektriska pumpar och är därför billigare och enklare att installera. I vissa fall kan det vara mindre effektivt än tvångscirkulation, förutom att det kräver att behållaren nödvändigtvis är placerad ovanför panelerna.

Tvingad cirkulation

Tvångscirkulationssystem har vanligtvis vattentanken separat från panelerna, vilket gör att tanken kan placeras på golvnivå och kan installeras i vilket rum som helst i huset, medan panelerna vanligtvis installeras på taket. Till skillnad från termosyfoncirkulationssystem behöver system med tvångscirkulation vattenpumpar som styrs elektroniskt.

Installation

För installation av termiska solenergisystem måste vissa punkter beaktas:

Installationsplatsen måste vara säker, det vill säga komponenterna måste installeras på en plats som människor och djur inte har enkel åtkomst, eftersom de vanligtvis installeras på taket (taket);
Det är tillrådligt att undvika att installera panelerna på platser med hel eller delvis skuggning.
Panelerna måste installeras så nära konsumtionsstället som möjligt.

bildkälla: Soletrol

Återbetalningstiden för investeringar i solvärme tenderar att variera, vanligtvis i ett intervall som går från 18 till 36 månader. Användningstiden för en solvärmare beräknas till cirka 240 månader, vilket gör systemet mycket fördelaktigt och ekonomiskt.

Eftersom det använder lite eller ofta inte kräver användning av elektrisk energi för att värma vatten är systemet ekonomiskt, förutom att det är miljövänligt eftersom det inte genererar avfall bortom plattorna och inte orsakar miljöskador. Det är också lovande i Brasilien och i världen, eftersom det orsakar minimala miljöeffekter och minskar koldioxidavtrycket hos konsumenterna, som kommer att minimera sina utsläpp genom att välja ett sätt att få varmvatten genom att minska elförbrukningen.

Videon som utarbetats av Soletrol visar arbetsprincipen för solvärme och solfångare.

För att ta reda på hur du installerar solcellssystemet, gå till vår installationsguide - men den guidar dig bara om hur du installerar solenergisystemet och inte det termiska, förklaras i den här artikeln.