Όταν μιλάμε για ηλιακή ενέργεια, το πιο συνηθισμένο πράγμα είναι ότι σκεφτόμαστε απευθείας τα φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ, τα οποία παράγουν ηλεκτρική ενέργεια. Ωστόσο, υπάρχει ένας άλλος τύπος ηλιακής ενέργειας που είναι λιγότερο γνωστός αλλά εξίσου σημαντικός: Θερμική ηλιακή ενέργεια, μια αποτελεσματική και καθαρή επιλογή που χρησιμοποιείται κυρίως για τη θέρμανση νερού και την παραγωγή θερμότητας.
Η ηλιακή θερμική ενέργεια διαδραματίζει θεμελιώδη ρόλο τόσο στον οικιακό όσο και στον βιομηχανικό τομέα, επιτρέποντας μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση και μείωση της χρήσης ορυκτών καυσίμων. Σε αυτό το άρθρο, εξηγούμε τα πάντα για αυτό το είδος ενέργειας: λειτουργία, χαρακτηριστικά, εξαρτήματα και πλεονεκτήματα.
Τι είναι η ηλιακή θερμική ενέργεια;
Η ηλιακή θερμική ενέργεια είναι α ανανεώσιμη ενέργεια που χρησιμοποιεί την ηλιακή ακτινοβολία για να παράγει θερμότητα. Σε αντίθεση με την ηλιακή φωτοβολταϊκή ενέργεια, η οποία μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια, η ηλιακή θερμική ενέργεια θερμαίνει ένα υγρό συλλαμβάνοντας την ηλιακή ακτινοβολία. Αυτό το υγρό μπορεί να θερμάνει νερό, να δημιουργήσει θέρμανση ή ακόμα και ψύξη σε ορισμένα συστήματα.
Αυτός ο τύπος ενέργειας είναι ιδιαίτερα χρήσιμος σε περιοχές με υψηλή ηλιακή ακτινοβολία, όπου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οικιακή χρήση και σε βιομηχανικές εφαρμογές. Για παράδειγμα, εκτιμάται ότι πάνω από 20% της κατανάλωσης ενέργειας σε ξενοδοχεία, νοσοκομεία και σπίτια σχετίζεται με τη χρήση ζεστού νερού, γεγονός που καταδεικνύει τη σημασία του.
Εξαρτήματα μιας θερμικής εγκατάστασης
Για να λειτουργεί σωστά η ηλιακή θερμική ενέργεια, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια εγκατάσταση σχεδιασμένη να δεσμεύει, να αποθηκεύει και να διανέμει θερμότητα. Παρακάτω, επισημαίνουμε τα κύρια στοιχεία μιας εγκατάστασης ηλιακής θερμικής ενέργειας.
Συλλέκτης
Υπεύθυνος είναι ο θερμικός ηλιακός συλλέκτης ή πάνελ απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία και μεταφέρουμε θερμότητα στο ρευστό που κυκλοφορεί μέσα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι συλλεκτών ανάλογα με την απόδοση και την τεχνολογία τους:
- Επίπεδοι συλλέκτες: Είναι τα πιο κοινά και χρησιμοποιούνται για εφαρμογές ζεστού νερού και θέρμανσης σε σπίτια.
- Συλλέκτες σωλήνων κενού: Είναι πιο αποτελεσματικά, ειδικά σε ψυχρές περιοχές, χάρη στη βελτιωμένη μόνωση.
Υδραυλικό κύκλωμα
Το υδραυλικό κύκλωμα αποτελείται από σωλήνες που μεταφέρουν το ζεστό υγρό από τον συλλέκτη στον συσσωρευτή και πίσω στον πίνακα μόλις κρυώσει. Λειτουργεί ως κλειστό κύκλωμα, διασφαλίζοντας ότι δεν υπάρχει απώλεια θερμότητας.
Εναλλάκτης θερμότητας
Αυτή η συσκευή επιτρέπει τη μεταφορά της θερμότητας του ρευστού μεταφοράς θερμότητας στο νερό που χρησιμοποιείται στο σπίτι ή στην εγκατάσταση. Οι εναλλάκτες μπορεί να είναι εσωτερικοί (πηνία) ή εξωτερικοί, όπως εναλλάκτες πλακών.
Στηλών
Δεδομένου ότι η ποσότητα της ηλιακής ενέργειας ποικίλλει κατά τη διάρκεια της ημέρας, α συσσωρευτής για αποθήκευση ζεστού νερού μέχρι να χρειαστεί. Αυτή η δεξαμενή έχει σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιεί τις απώλειες θερμότητας και να διατηρεί το νερό ζεστό για αρκετές ώρες.
Αντλίες κυκλοφορίας
Για να διασφαλίσετε ότι το υγρό κυκλοφορεί σωστά μέσω του συστήματος, αντλίες κυκλοφορίας. Αυτά ξεπερνούν τις αντιστάσεις του κυκλώματος και επιτρέπουν τη σταθερή ροή του ρευστού μεταφοράς θερμότητας.
Βοηθητική ισχύς
Τις ημέρες με χαμηλή ηλιακή ακτινοβολία, οι ηλιακές θερμικές εγκαταστάσεις έχουν συνήθως ένα βοηθητικό ενεργειακό σύστημα, όπως ένα λέβητα, το οποίο μπορεί να παράγει θερμότητα σε καταστάσεις όπου η ηλιακή ακτινοβολία δεν είναι αρκετή.
Στοιχεία που απαιτούνται για την ασφάλεια
Οι εγκαταστάσεις ηλιακής θερμικής ενέργειας πρέπει να διαθέτουν μια σειρά στοιχείων ασφαλείας για την αποφυγή προβλημάτων που σχετίζονται με υπερθέρμανση ή πίεση του συστήματος.
Δοχεία επέκτασης
Ο όγκος του υγρού αυξάνεται όταν θερμαίνεται, επομένως είναι απαραίτητο να υπάρχει α δοχείο διαστολής που απορροφά αυτή την αύξηση και αποτρέπει τη ζημιά στους σωλήνες. Τα δοχεία διαστολής μπορεί να είναι ανοιχτά ή κλειστά, με τα τελευταία να είναι τα πιο συνηθισμένα στις σύγχρονες εγκαταστάσεις.
Βαλβίδες ασφαλείας
Οι βαλβίδες ασφαλείας είναι υπεύθυνες για τον έλεγχο του πίεση συστήματος και απελευθερώστε υγρό εάν υπερβαίνει τα καθορισμένα όρια ασφαλείας.
Γλυκόλη
Το ρευστό που χρησιμοποιείται στις περισσότερες εγκαταστάσεις ηλιακής θερμικής ενέργειας είναι ένα μείγμα νερού και γλυκόλη. Αυτό το πρόσθετο επιτρέπει στο υγρό να αντέχει σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν χωρίς να παγώνει, κάτι που είναι απαραίτητο σε ψυχρά κλίματα.
Νεροχύτες
Εάν το υγρό θερμαίνεται υπερβολικά, το ψύκτες θερμότητας Είναι υπεύθυνοι για την απελευθέρωση μέρους της θερμοκρασίας, εμποδίζοντας την εγκατάσταση να φτάσει σε επικίνδυνα επίπεδα θερμότητας.
Παγίδες
Οι αποχετεύσεις επιτρέπουν αφαιρέστε τον αέρα που συσσωρεύεται στο εσωτερικό του συστήματος, εξασφαλίζοντας τη βέλτιστη λειτουργία του υδραυλικού κυκλώματος.
Αυτόματος έλεγχος
Τα πιο προηγμένα συστήματα ηλιακής θερμικής ενέργειας έχουν α αυτόματο έλεγχο που παρακολουθεί τα διάφορα στοιχεία του συστήματος, όπως τις θερμοκρασίες του συλλέκτη, του συσσωρευτή ή των αντλιών κυκλοφορίας. Επιπλέον, μπορεί να ενεργοποιήσει βοηθητικά συστήματα ισχύος ή συστήματα διαρροής όπως απαιτείται.
Χάρη στην ηλιακή θερμική ενέργεια, μπορούμε να παράγουμε ζεστό νερό και θέρμανση με πιο βιώσιμο τρόπο. Αυτή η τεχνολογία συνεχίζει να προοδεύει, επιτρέποντάς μας να μειώνουμε ολοένα και περισσότερο την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα και να ελαχιστοποιούμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.