Солнце относится к альтернативным источникам энергии. В регионах, где солнечные дни преобладают над пасмурными, можно попробовать использовать солнечную энергию в своих целях. Для этого устанавливаются солнечные коллекторы, которые собирают солнечное излучение. Одним из их разновидностей является солнечный водонагреватель.
Солнечные водонагреватели обеспечивают помещение горячей водой, методом поглощения и преобразования солнечной энергии в тепло.
История солнечных водонагревателей начинается еще в другой половине 18 века в Швейцарии. Тогда мощности новшества хватало лишь для приготовления еды. Тот тип солнечного водонагревателя, который используется сегодня, был создан в Израиле в 1953 году.
В наши дни появилось несколько вариантов солнечных коллекторов, способных обеспечивать помещение горячей водой и теплом. Они образовали определенные типы:
• Солнечные поглотители;
• Плоские солнечные коллекторы;
• Вакуумные солнечные коллекторы;
• Солнечный коллектор на основе концентратора с линейным фокусом.
Первый тип состоит из простого поглощающего покрытия, созданного из резины высокого качества. Из этого же материала состоят собирающие и распределяющие трубки. Высококачественная резина способна выдерживать температуру, начиная от -50 до +120оС, она эластична и остается гибкой даже при сильных морозах. Для солнечных поглотителей необходима большая площадь, поэтому часто их устанавливают не только на крыше, а и на земле. Этот тип солнечного водонагревателя способен подогревать воду до 50оС. Солнечные поглотители могут использоваться для обеспечения бассейна теплой водой. В этом случае между поглотителями и непосредственно бассейнов должна устанавливаться циркуляционная система с расходным резервуаром.
Второй тип солнечных водонагревателей – плоские солнечные коллекторы – превращают падающий поток солнечной энергии в тепловую, что приводит к повышению температуры поглотителя солнечных лучей. Чтобы эта часть систем не перегревалась, используют жидкий теплоноситель.
В таких установках происходит потеря солнечной энергии, для минимизации которой коллекторы порывают стеклом с коэффициентом пропускания не меньше 92%. Стекло толщиной приблизительно 4 мм будет предотвращать отражение солнечных лучей от поверхности плоских солнечных коллекторов.
Третий тип составляют вакуумированные трубчатые коллекторы. Подобно второму типу солнечного водонагревателя, они преображают солнечную энергию в тепловую. Вакуумированная стеклянная трубка поглощает излучение и через себя направляет его на поглощающую поверхность, где превращается в тепловую энергию. Благодаря физическим свойствам вакуума в таких устройствах потеря тепла практически не происходит, также этому способствует высококачественное селективное покрытие.
Дальше образуется замкнутый цикл, в котором полученная тепловая энергия нагревает жидкость в теплообменнике и переходит в пар. Дальше в системе находится конденсатор, который превращает пар обратно в воду. Из конденсатора тепло передается потоку воды, а конденсат снова оказывается в теплообменнике.