Investire in collettori solari non significa solo prendersi cura dell'ambiente, ma anche un progetto redditizio. Sebbene la Polonia non si trovi nella soleggiata regione del Mar Mediterraneo, puoi contare su una buona porzione di energia pulita anche sul Mar Baltico. La maggior parte di noi ha giornate di sole in primavera e in estate, ma non sono rare anche in inverno e in autunno. I moderni sistemi solari catturano anche la radiazione solare diffusa nelle giornate nuvolose.
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Collettori solari - funzionamento e campi di applicazione
Calore da radiazione solare, ovvero l'uso di energia rinnovabile
I collettori solari (o collettori di calore, pannelli solari) sono dispositivi per convertire l'energia solare in energia termica. Usando un nome popolare, anche se dal suono straniero - come un collettore solare - non riflettiamo spesso sulla sua etimologia, che può portare a malintesi ed errori clamorosi. Ebbene, la parola latina sale = sole, a colligere = raccogliere. La frase non così rara "solari solari" non è quindi altro che un pleonasmo, altrettanto illogico quanto "uno specchio d'acqua" o "spostamento all'indietro".
Il collettore solare è l'elemento principale dei dispositivi termici che traggono energia dalla radiazione solare. Si compone essenzialmente delle seguenti parti:
- assorbitore - assorbe la luce solare e la converte in calore. L'assorbitore più semplice era una piastra metallica verniciata nera. Attualmente i collettori di calore sono dotati di assorbitori con rivestimento galvanico di nichel nero, cromo o rame, oppure con rivestimento in ossido di titanio verniciato a polverizzazione catodica.
- scambiatore di calore - il calore assorbito viene ceduto alla soluzione di glicole che più spesso si trova nei tubi di rame. Il fluido a circuito chiuso preleva il calore dall'assorbitore e lo trasporta all'accumulatore di acqua calda.
- isolamento - dal basso, protegge il collettore dalle dispersioni termiche. Il lato superiore del collettore deve rimanere trasparente ed è coperto con vetro temperato o plastica trasparente. Il vetro che ricopre gli schermi solari crea anche un effetto serra, aumentando la temperatura del fluido.
- pompa di circolazione - conferisce una circolazione forzata del fluido, migliorando l'efficienza dell'impianto.
- automatismi di controllo - in base ai segnali dei sensori di temperatura, comanda la pompa di circolazione.
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Vari usi del calore da impianti solari termici
I collettori solari possono essere utili non solo per la preparazione dell'acqua calda sanitaria. Ecco alcuni esempi:
- produzione di acqua calda solare (ACS) - una soluzione per il riscaldamento dell'acqua sanitaria di vecchia data. In estate può essere completamente soddisfatto anche di uno o più collettori solari.
- riscaldamento solare - i solari ad acqua, cioè schermi solari che riscaldano l'acqua, possono essere utilizzati anche per riscaldare la casa, o comunque per supportare l'impianto di riscaldamento (per il riscaldamento centralizzato). Il profitto annuale per l'anno è più alto, soprattutto quando si utilizza il riscaldamento a bassa temperatura, ad esempio il riscaldamento a pavimento, in edifici ben isolati.
- calore nei processi industriali - i sistemi solari possono essere utilizzati in impianti industriali che hanno un'elevata richiesta di calore durante tutto l'anno. I costi del calore così generato sono inferiori a quelli dell'energia fossile.
- apparecchiature per il condizionamento dell'aria - l'uso di collettori solari per pilotare i dispositivi di condizionamento dell'aria sembra molto interessante, perché questi sono più necessari nei soleggiati mesi estivi. Il calore del sole, di norma ad alte temperature, almeno 70°C, viene utilizzato nei refrigeratori ad assorbimento.
- centrali solari - per la produzione di energia elettrica vengono utilizzati speciali collettori solari, principalmente collettori parabolici. L'energia solare viene prima convertita in calore, quindi le turbine a vapore convertono l'energia meccanica in elettricità nei generatori.
Scelta del tipo e delle dimensioni del collettore solare
Condizioni che influenzano l'efficienza dei collettori di calore durante l'anno
Generazione di energia termica nella quantità da 400 a 600 kWh / m2 durante l'anno è abbastanza possibile utilizzare i collettori solari, ma dipende da molti fattori. Gli scaldacqua, ovvero i solari ad acqua, funzionano in condizioni molto diverse e l'efficienza del loro lavoro dipende da molti fattori. I più importanti dell'anno sono:
- Differenze tra i singoli tipi di collettori.
- Condizioni climatiche.
- Targeting e allineamento; l'orientamento ottimale degli schermi a sud è di 45°. Utilizzo dei collettori come ausiliario per il riscaldamento centrale è più preferibile utilizzare un angolo maggiore.
- Ombra da altri edifici o alberi e forte inquinamento atmosferico. È stato riscontrato che la riduzione dell'efficienza può essere chiaramente maggiore della riduzione dell'insolazione.
- Maggiore è la temperatura del fluido inviato dai riscaldatori, maggiori sono le dispersioni termiche. Per questo motivo il supporto solare all'impianto di riscaldamento è molto più efficiente del riscaldamento dell'acqua sanitaria, soprattutto se si utilizza il riscaldamento centralizzato a bassa temperatura.
Anche i costi di installazione dei collettori solari sono diversi. I prezzi dei più economici partono da circa 1.000 PLN e i prezzi dei collezionisti di alta qualità raggiungono almeno 6.000 PLN per pezzo. A sua volta, il prezzo di un set solare varia da 6.000 PLN a 20.000 PLN e oltre.
Prezzi promozionali per pannelli solari e pompe di calore
Il sole non deve sempre splendere sui solari
La massima radiazione solare raggiunge i collettori di calore sotto un cielo senza nuvole, il che non significa che scompaia senza lasciare traccia nei giorni nuvolosi. A seconda del tempo, puoi contare sui seguenti valori energetici:
- tempo soleggiato - 100%;
- coperto - 60%;
- coperto - 30%;
- completamente nuvoloso, scarsa trasparenza dell'aria - 10%.
L'installazione di collettori solari sul tetto dell'edificio è la più popolare. Possono anche essere posizionati sulla parete sud o in una forma indipendente. Se la pendenza del tetto è troppo piccola, i pannelli solari devono essere installati sui supporti. I costi dei collettori solari non sono i più bassi, ma il prezzo di un set anche di diverse migliaia di zloty può ripagare in pochi anni - per non parlare dei benefici per l'ambiente.
Tipi di collettori solari a seconda del design
Collettori piani
Forma particolarmente utilizzata del collettore con un assorbitore piatto in metallo annerito (piastre di alluminio o rame). I tubi con il mezzo di riscaldamento sono allegati di seguito. Il vetro solare che copre la piastra assorbente è solitamente in vetro temperato di 4 mm di spessore. La plastica viene utilizzata meno frequentemente in quanto è meno resistente e ha una durata più breve. Il vetro non solo impedisce all'aria calda di fuoriuscire da sopra l'assorbitore, ma impedisce anche il passaggio delle radiazioni termiche verso l'esterno.
Il vantaggio dei collettori piani è l'elevata efficienza ottica, mentre lo svantaggio: significative perdite di calore a bassa temperatura dell'aria.
Collettori a tubi sottovuoto
Sono costituiti da un gran numero di tubi a vuoto circondati da riflettori metallici. Riflettono la luce solare sui tubi contenenti assorbenti scuri. Questo tipo mostra una minore efficienza di riscaldamento in inverno quando i tubi di vetro si ricoprono di ghiaccio. Tuttavia, la loro resistenza alle condizioni atmosferiche non è inferiore ai collettori piani.
Collettori sottovuoto piani
Sono meno popolari dei due tipi precedenti. L'assorbitore è qui come in un comune collettore piano, ma l'isolamento termico viene effettuato dal vuoto. Il rinnovo periodico del vuoto con l'ausilio di una pompa per vuoto è possibile e necessario.
Collettori d'aria
L'aria è il mezzo di trasferimento del calore invece dell'acqua. L'aria calda risultante può essere immessa direttamente nell'edificio e allo stesso tempo essere utilizzata per la ventilazione quando proviene dall'esterno. Un'altra applicazione è per ventilare e asciugare edifici o prodotti agricoli.
Vantaggi dell'installazione di un impianto solare
Per evitare confusione, va sottolineato che i collettori solari ei pannelli fotovoltaici hanno scopi completamente diversi. Sebbene possano sembrare simili da lontano, i primi utilizzano l'energia solare per riscaldare direttamente l'acqua, mentre i secondi convertono la radiazione solare in elettricità.
I collettori solari riscaldano l'acqua utilizzabile e l'acqua nel sistema di riscaldamento centralizzato o in piscina. Una volta che investi in un sistema solare, puoi beneficiare di energia solare pulita per molti anni.
