COLECTOARE SOLAREPrincipalele tipuri de colectoare solare folosite în aplicaţiile obişnuite sunt colectoarele plane si cele cu tuburi vidate. Colectoarele plane s-au folosit pe scară largă datorită preţului mai scăzut. Colectoarele cu tuburi vidate - mai scumpe dar mai performante se utilizează de mai bine de douăzeci de ani.
Colectoarele plane cunoscute sub numele de panouri solare, sunt formate dintr-un registru de tevi fabricate dintr-un metal termoconductor (cupru, în general) cu sau fara aripioare din tablă, tabla tratata special pentru creşterea suprafeţei de captare a energiei termic. Tot acest ansamblu este aşezat într-o cutie plată, bine izolată termic. Această cutie are un perete transparent, fabricat de regula din sticlă cu transparenţă ridicată la radiaţia infraroşie. Suprafaţa de captare este acoperită cu un strat special care facilitează absorbţia radiaţiei solare şi limitează în acelaşi timp reflexia acesteia. Agentul termic, in principal apa, circula prin tevile registrului, este incalzita si trimisa in instalatie pentru consum si /sau stocare. La colectoarele solare cu tuburi vidate acestea reprezinta principalul element component alaturi de condensator (colector). Fiecare tub vidat este format din două tuburi concentrice din sticlă borosilicat (cu rezistenţă mecanică bună şi un grad de transparenţă ridicat), închise la un capăt şi sudate între ele la celălalt. Spaţiul dintre cele două tuburi se videază iar suprafaţa exterioară a tubului interior se acoperă cu un strat special cu excelente proprietăţi de absorbţie a radiaţiei solare (>96%) şi cu o emisivitate foarte redusă (<4%). Căldura este transferată agentului termic sau direct, sau prin intermediul unui tub termic. Vacuum-ul dintre cele două tuburi formează un termos astfel încât exteriorul tubului va fi rece deşi temperatura din interior poate ajunge la peste 160°C. Această proprietate face instalaţia utilizabilă în climate reci şi în condiţii de cer acoperit, colectoarele cu tuburi fiind mai eficiente decât colectoarele solare clasice, plane. Tubul termic este o ţeavă, închisă la ambele capete, care conţine o substanţă non-toxică. Această substanţă, în anumite condiţii de presiune, fierbe la o temperatura joasă (25...30°C), trecând din faza lichidă în fază gazoasă. Pentru a trece în fază gazoasă, fluidul absoarbe o anumită cantitate de căldură numită căldură latentă de vaporizare. Această cantitate de căldură va fi cedată la trecerea inversă din faza gazoasă în faza lichidă. La tubul termic schimbarea inversă de fază are loc la un capăt al său numit condensator. Aici substanţa condensează şi cedează căldura absorbită la evaporare. În timpul funcţionării tubului termic, acest ciclu are loc continuu, căldura fiind transferată de la corpul cald la corpul rece. Există şi alte tipuri de colectoare cu tuburi vidate. Dintre acestea amintim colectoarele cu tuburi vidate simple, cu suprafaţă de absorţie plană. Tuburile de acest tip au în interior o teava din cupru cu aripioare din tablă tratată special, iar teava poate fi un tub termic care transferă căldura absorbită la unul dintre capete, de unde este preluată de agentul termic. Acest tip de tuburi au inerţie termică mai redusă şi randament ceva mai bun. Cu toate acestea, costul lor ridicat a limitat uzul colectoarelor cu astfel de tuburi la scară largă. Testele practice au demonstrat că performanţa colectoarelor solare cu tuburi vidate pe durata unui an este cam de două ori mai ridicată comparativ cu colectoarele plane, la aceeaşi suprafaţă de colectare. Chiar dacă un sistem solar cu colectoare plane de suprafaţă dublă va produce aproximativ aceeaşi cantitate de energie într-un an, cea mai mare parte din aceasta va fi obţinută pe durata verii (în lunile mai - august). Întrucât energia produsă în exces faţă de necesar este irosită, beneficiile instalării unui sistem cu colectoare solare plane sunt limitate. |
