Jak działają kolektory słoneczne?

Zasada działania kolektorów słonecznych stosowanych w naszych warunkach klimatycznych nie uległa zmianie od początku lat 70-tych, gdy pojawiły się one powszechnie na rynku. Kolektory słoneczne są stosunkowo prostymi konstrukcyjnie urządzeniami grzewczymi. Zdecydowanie mniej złożona jest ich budowa w porównaniu chociażby do kotła grzewczego zwłaszcza wiszącego. Jednak warunki pracy kolektorów słonecznych są znacznie trudniejsze, narażone są one bowiem na zmienne warunki pogodowe oraz eksploatacyjne, występują w nich znacznie wyższe, a także niższe ujemne temperatury robocze niż w typowych kotłach grzewczych.

Budowa kolektora płaskiego

Kolektory słoneczne możemy podzielić na płaskie i próżniowe. Kolektory słoneczne płaskie zbudowane są z izolowanej cieplnie obudowy, w której umieszczony jest absorber, czyli płyta wykonana najczęściej z miedzi lub aluminium pokryta warstwą pochłaniającą (czyli absorbującą) promieniowanie słoneczne. Do płyty przymocowane są przewody, w których płynnie czynnik grzewczy niezamarzający (glikol), odbierający wytwarzane ciepło.

Rys. Budowa płaskiego kolektora słonecznego

Budowa kolektora próżniowego (rurowego)

Próżniowe kolektory słoneczne pozbawione są materiałów izolacyjnych chłonących wilgoć, gdyż izolacją cieplną jest sama próżnia. Kolektory próżniowe sporadycznie są produkowane jako płaskie, zdecydowanie najczęściej mają one konstrukcję złożoną z kilkunastu rur próżniowych. Każda z nich jest praktycznie oddzielnym kolektorem, zawierając absorber otoczony próżnią. Rozróżnia się kilka typów próżniowych rurowych kolektorów słonecznych. Podstawową różnicą pomiędzy nimi jest budowa rury próżniowej, która może być jednowarstwowa lub podwójnie przeszklona.

Rys. Budowa próżniowego kolektora słonecznego

Zasada działania kolektorów słonecznych

Sercem kolektora jest absorber. Najczęściej wykonany jest z blachy miedzianej pokrytej warstwą pochłaniającą promieniowanie słoneczne (tzw. warstwa absorbcyjna), np. na bazie tlenków tytanu.

Pod blachą absorbera umieszczone są rury miedziane, przez które przepływa trudnozamarzający płyn solarny – na bazie glikolu. Płyn solarny odbiera ciepło z absorbera i transportuje do zbiornika, w którym ciepło ze słońca oddawane jest wodzie użytkowej.
 

SOLARBLOG – Budowa płaskiego kolektora słonecznegoSOLARBLOG – Budowa próżniowego kolektora słonecznegoSOLARBLOG – Jak działa kolektor próżniowy Heat Pipe?