Keď hovoríme o solárnej energii, najčastejšie máme na mysli fotovoltické solárne panely, ktoré vyrábajú elektrinu. Existuje však ďalší druh slnečnej energie, ktorý je menej známy, ale rovnako dôležitý: Tepelná solárna energia, efektívna a čistá možnosť, ktorá sa používa hlavne na ohrev vody a výrobu tepla.
Solárna tepelná energia zohráva zásadnú úlohu v rezidenčnom aj priemyselnom sektore, čo umožňuje vyššiu energetickú účinnosť a zníženie využívania fosílnych palív. V tomto článku vysvetľujeme všetko o tomto type energie: jeho činnosť, vlastnosti, komponenty a výhody.
Čo je to solárna tepelná energia?
Solárna tepelná energia je a energie z obnoviteľných zdrojov ktorý využíva slnečné žiarenie na výrobu tepla. Na rozdiel od solárnej fotovoltaickej energie, ktorá premieňa slnečné svetlo na elektrinu, solárnu tepelnú energiu ohrieva tekutinu zachytávaním slnečného žiarenia. Táto kvapalina môže ohrievať vodu, vytvárať vykurovanie alebo dokonca chladiť v určitých systémoch.
Tento typ energie je užitočný najmä v oblastiach s vysokým slnečným žiarením, kde sa dá využiť na domáce použitie a v priemyselných aplikáciách. Odhaduje sa napríklad, že viac ako 20 % spotreby energie v hoteloch, nemocniciach a domácnostiach súvisí s používaním teplej vody, čo dokazuje jej dôležitosť.
Súčasti tepelnej inštalácie
Pre správne fungovanie solárnej tepelnej energie je potrebné mať zariadenie navrhnuté na zachytávanie, skladovanie a distribúciu tepla. Nižšie uvádzame hlavné komponenty inštalácie solárnej tepelnej energie.
Chytač
Zodpovedný je termálny solárny kolektor alebo panel absorbovať slnečné žiarenie a odovzdávať teplo tekutine, ktorá cirkuluje vo vnútri. Existuje niekoľko typov kolektorov v závislosti od ich účinnosti a technológie:
- Ploché kolektory: Sú najbežnejšie a používajú sa na ohrev vody a vykurovanie v domácnostiach.
- Vákuové trubicové kolektory: Vďaka zlepšenej izolácii sú efektívnejšie najmä v chladných oblastiach.
Hydraulický okruh
Hydraulický okruh je tvorený potrubím, ktoré prepravuje horúcu kvapalinu z kolektora do akumulátora a po vychladnutí späť do panelu. Funguje ako uzavretý okruh, ktorý zabezpečuje, že nedochádza k tepelným stratám.
Výmenník tepla
Toto zariadenie umožňuje prenos tepla teplonosnej kvapaliny do vody používanej v domácnosti alebo inštalácii. Výmenníky môžu byť vnútorné (špirály) alebo externé, napríklad doskové výmenníky.
Akumulátor
Keďže množstvo slnečnej energie sa počas dňa mení, a akumulátor na uskladnenie horúcej vody, kým nebude potrebná. Táto nádrž je navrhnutá tak, aby minimalizovala tepelné straty a udržala vodu teplú niekoľko hodín.
Obehové čerpadlá
Aby ste zabezpečili správnu cirkuláciu kvapaliny v systéme, obehové čerpadlá. Tie prekonávajú odpory okruhu a umožňujú konštantný prietok teplonosnej kvapaliny.
Pomocný výkon
V dňoch s nízkym slnečným žiarením majú solárne tepelné zariadenia zvyčajne pomocný energetický systém, ako je kotol, ktorý môže vytvárať teplo v situáciách, keď slnečné žiarenie nestačí.
Položky potrebné pre bezpečnosť
Zariadenia na solárnu tepelnú energiu musia mať sériu bezpečnostných prvkov, aby sa predišlo problémom súvisiacim s prehriatím alebo tlakom v systéme.
Expanzné nádoby
Objem tekutiny sa pri zahrievaní zväčšuje, preto je potrebné mať a expanznej nádobe ktorý absorbuje tento nárast a zabraňuje poškodeniu potrubia. Expanzné nádoby môžu byť otvorené alebo zatvorené, pričom posledné uvedené sú najbežnejšie v moderných inštaláciách.
Poistné ventily
Za ovládanie sú zodpovedné poistné ventily systémový tlak a uvoľnite kvapalinu, ak prekročí stanovené bezpečnostné limity.
Glykol
Kvapalina používaná vo väčšine inštalácií solárnej tepelnej energie je zmes vody a glykol. Táto prísada umožňuje kvapaline odolávať mínusovým teplotám bez zamrznutia, čo je nevyhnutné v chladnom podnebí.
Chladiče
Ak sa kvapalina nadmerne zahreje, chladiče Sú zodpovedné za uvoľnenie časti teploty, čím bránia inštalácii dosiahnuť nebezpečné úrovne tepla.
Pasce
Odtoky umožňujú odstrániť vzduch ktorý sa hromadí vo vnútri systému a zaručuje optimálne fungovanie hydraulického okruhu.
Automatické riadenie
Najvyspelejšie systémy solárnej tepelnej energie majú a automatické ovládanie ktorý monitoruje rôzne prvky systému, ako sú teploty kolektora, akumulátora alebo obehových čerpadiel. Okrem toho môže podľa potreby aktivovať pomocné alebo disipačné energetické systémy.
Vďaka solárnej tepelnej energii môžeme vyrábať teplú vodu a vykurovanie udržateľnejším spôsobom. Táto technológia neustále napreduje, čo nám umožňuje čoraz viac znižovať našu závislosť od fosílnych palív a minimalizovať vplyv na životné prostredie.