Гелио коллекторные устройства и группировка

На сегодняшний день потребность в росте населения и количество энергии, необходимой для удовлетворения его потребностей, резко увеличились. Однако в результате резкого сокращения этих источников энергии на всей планете возникает энергетический кризис. Это связано с резким сокращением использования невозобновляемых источников энергии -источников сухого и жидкого топлива. В результате на Земле происходит резкое изменение температуры, учащение различных стихийных бедствий. Кроме того, экологическая проблема, возникающая в результате использования этих источников энергии, - загрязнение воздуха острыми токсичными веществами.

Человечество нуждается в возобновляемых источниках энергии для предотвращения глобальных энергетических и экологических проблем, упомянутых выше. Это водопроводная, ветровая, ядерная, солнечная и биогазовая энергия. Сегодня гелиофизики всего мира проводят исследования в области практического использования солнечной энергии, которую можно использовать в любой точке планеты.

Первая модель солнечного коллектора была создана в конце 18 века швейцарским ученым Горацио Соссюром - устройство, состоящее из стеклянного и деревянного ящика со слоем внутри, обладающим свойством нагрева. В этот момент ученый понял, что это «маленький, дешевый и простой». Такие устройства начали использовать на практике в конце 19 века для нагрева горячей воды в Южной Калифорнии. Началось производство простого солнечного коллектора в виде резервуара для воды, покрытого черной краской, установленного на деревянном ящике, накрытом закрытым стеклом, обращенным к солнцу. В таких коллекторах вода вечером не была горячей, приходилось ждать следующего дня, пока она нагреется. В 1909 году в Калифорнии Уильям Бейли создал современный коллектор квартир. В этом случае бак, наполненный водой, отделен от устройства. К концу 1940-х годов промышленность по производству солнечных коллекторов достигла своего пика в южных штатах Калифорния и Флорида. Вскоре после этого потребление электроэнергии и газа, стоимость производства горячей воды упали, а производство солнечных коллекторов прекратилось.

(а) (б)

Рисунок 1. (а) и (б) Схематическое изображение обычного солнечного коллектора.

Второй этап производства солнечных коллекторов относится к 1970-м годам. Когда разразился мировой нефтяной кризис и цены на энергоносители взлетели, многие страны мира, включая США, Японию, Австралию и Средиземноморье, начали использовать солнечные батареи. Налажено производство в количестве 'p.

В 1950-х годах острая нехватка энергии в Израиле достигла такого уровня, что вечером правительство приняло закон о прекращении подачи горячей воды. С тех пор в стране развивается производство солнечного оборудования для производства горячей воды. К 1967 году 20% населения страны использовали солнечные коллекторы. Во время энергетического кризиса 1970-х годов парламент принял закон, требующий, чтобы в каждом новом доме была солнечная система отопления. Сегодня 85% энергии, потребляемой домашними хозяйствами в этой стране, обеспечивается солнечными коллекторами. Количество вырабатываемой в них энергии составляет 3% от энергоснабжения страны. Это означает, что в стране проживает 2 миллиона человек в год. баррелей нефти были сохранены.

К 2000 году рост цен на энергоносители открыл новую фазу эксплуатации и производства солнечных коллекторов. К началу 2010 г. по всей планете было установлено 150 ГВт солнечных коллекторов, за исключением солнечных бассейнов (рис. 1.2) и воздушных коллекторов. Солнечные коллекторы мощностью более 30 ГВт устанавливаются каждый год, и сегодня общая мощность солнечных коллекторов в мире вырабатывает более 250 ГВт тепловой энергии, и эта цифра продолжает расти. В частности, в Китае в 2012 году общая площадь солнечных коллекторов составила 145 млн м², а общий объем вырабатываемой ими тепловой энергии превысил 100 ГВт. Если мы сравним это, Его мощность в четыре раза превышает мощность всех атомных электростанций в России вместе взятых. Интересно, что 15 лет назад в Китае почти не было солнечных коллекторов.

Рисунок 2. Схема обогрева бассейна с помощью солнечного коллектора.

Поскольку использование солнечного коллектора очень рентабельно, солнечный коллектор вырабатывает столько энергии в течение своего срока службы, что окупается в несколько раз больше, чем стоимость сборки устройства. На сегодняшний день правительство дало возможность расширить создание коллекторов, приносящих пользу населению. Поскольку использование солнечного коллектора очень рентабельно, солнечный коллектор вырабатывает столько энергии в течение своего срока службы, что окупается в несколько раз больше, чем стоимость сборки устройства.

На сегодняшний день солнечные коллекторы стали самым эффективным устройством в использовании солнечной энергии. Если фотоэлектрические панели используют 14-18% получаемой солнечной энергии, то эффективность солнечного коллектора достигает 70-80%.

В зависимости от температуры  мы рассматриваем  солнечные коллекторы следующих типов: