colectoare solare Senzorii termici, cunoscuți și sub denumirea de colectoare solare, sunt dispozitive care captează radiația solară și o transformă în energie termică. Aceasta energie este folosita in principal pentru incalzirea apei, generarea de energie electrica sau climatizarea spatiilor. Sunt una dintre cele mai importante tehnologii din domeniul energiilor regenerabile deoarece permit utilizarea unei resurse inepuizabile: radiatia solara.
În acest articol, vom explica în detaliu ce sunt colectoarele solare, cum funcționează aceștia, care sunt principalele lor tipuri și cele mai utilizate aplicații ale acestora atât în domeniul casnic, cât și în cel industrial. Vom aborda, de asemenea, componentele care fac parte din aceste sisteme și implicațiile lor pentru economisirea energiei.
Ce sunt colectoarele solare
Colectoarele solare sunt dispozitive care captează radiația solară pentru a o transforma în energie termică. Spre deosebire de panouri fotovoltaic, care transformă radiațiile în energie electrică, colectoarele solare transformă lumina solară în căldură, care are aplicații atât la nivel casnic, cât și la nivel industrial.
Una dintre principalele aplicații ale acestei călduri este atât pentru încălzirea spațiilor, cât și pentru producerea de apă caldă menajeră. În unele cazuri, energia termică generată de colectoarele solare este folosită pentru a produce abur, iar cu acest abur se poate genera electricitate prin turbine termoelectrice. Cu toate acestea, aceasta nu este funcția principală a majorității colectoarelor solare de acasă.
Din punct de vedere fizic, colectoarele solare se bazează pe legile lui termodinamica. Radiația solară este absorbită de o suprafață absorbantă care transferă căldură fluidului care circulă în interiorul colectorului.
Tipuri de colectoare solare
Există diferite tipuri de colectoare solare, care sunt utilizate în funcție de tipul de aplicație și cantitatea de energie necesară. Pe piata actuala putem gasi:
- Captatoare solare plate: Acestea sunt cele mai utilizate atât acasă, cât și în unele industrii. Ele constau dintr-o suprafață plană care captează radiația solară și o folosește pentru a încălzi fluidul care circulă în interior. Sunt eficiente la temperaturi scăzute și medii.
- Colectori solari cu colectare directa: Acest tip de colector folosește un sistem de oglinzi pentru a concentra radiația solară într-o zonă mică. Este folosit de obicei în instalațiile industriale care necesită cantități mari de energie.
- Colectori solari cu tub vid: Sunt alcătuite din mai multe tuburi care au o cameră internă de vid pentru a reduce pierderile de căldură prin convecție. Sunt extrem de eficiente, chiar și în climatele reci.
Componentele colectoarelor solare
Un colector solar este alcătuit din mai multe elemente care optimizează colectarea și transferul căldurii. Acestea sunt cele mai importante componente:
- capac: Este transparent pentru a permite razelor solare să ajungă în placa absorbantă. Funcția sa este de a preveni scăparea căldurii generate.
- placă absorbantă: Suprafața însărcinată cu captarea radiației solare. Este realizat din materiale cu capacitate mare de absorbtie.
- Conducte: Fluidul care este încălzit în interiorul colectorului circulă prin acestea.
- strat izolator: Reduce pierderile de căldură către exterior.
- Acumulator: Un rezervor în care este stocată căldura.
Utilizări ale colectoarelor solare
Colectoarele solare au multiple aplicații, de la sectorul casnic la cel industrial. Printre utilizările sale principale se numără:
- Încălzirea apei menajere: Aceasta este una dintre cele mai comune utilizări la nivel rezidențial. Sistemul încălzește apa folosită în casă pentru dușuri, spălătorie și alte utilizări.
- Încălzirea spațiului: Căldura generată de colectoarele solare poate fi folosită și pentru a încălzi aerul sau apa care circulă prin caloriferele unei locuințe.
- Incalzire piscina: În zonele în care temperatura exterioară nu este suficientă pentru a încălzi apa din piscină, se poate folosi un sistem de colectare solară pentru a-i crește eficient temperatura.
- Generarea de electricitate: După cum am menționat anterior, în aplicații mai mari și în general industriale, căldura generată este folosită pentru a produce abur și, printr-o turbină, pentru a genera energie electrică.
Instalarea colectoarelor solare oferă mai multe beneficii, printre care se numără reducerea costurilor cu energia, utilizarea unei surse regenerabile și un impact redus asupra mediului.
Instalare și considerații
La instalarea unui colector solar, există o serie de factori și recomandări care trebuie luate în considerare:
- Orientare și înclinare: Orientarea tipică pentru colectoarele solare din emisfera nordică este spre sud, cu un unghi de înclinare care variază în funcție de latitudine.
- Spațiu disponibil: Este necesar un spațiu sau o structură adecvată pe acoperiș acolo unde panourile pot fi fixate. În general, suprafața disponibilă limitează numărul de colectoare care pot fi instalate.
- Clima și radiația solară: Este recomandabil să analizați condițiile climatice ale zonei pentru a determina alegerea potrivită a tipului de colector. În zonele cu radiații scăzute, colectoarele cu tub vid sunt mai eficiente.
Dacă instalația este dimensionată corect, colectoarele solare pot genera mari economii de energie și pot reduce considerabil dependența de combustibilii fosili.
Utilizarea energiei solare termice prin colectoare solare continuă să câștige teren atât în domeniul rezidențial, cât și în cel industrial, deoarece reprezintă o soluție eficientă și ecologică pentru generarea de căldură.