Hjem > Viden > Indhold

Solfangere: Forskellige typer og anvendelsesområder

Sep 01, 2015

solfangere   omdanne solstråling til varme og overføre denne varme til et medium (vand, solarvæske eller luft). Så solvarme kan bruges til opvarmning af vand, til at bakke op varmesystemer eller til opvarmning svømmebassiner.

Anvendelsen af solvarme

Hjertet i en solfanger er absorberen, som sædvanligvis sammensat af flere smalle metalstrimler. Bærevæsken til varmeoverførsel strømmer gennem en varmebærende rør, som er forbundet til absorberen strimmel. I plade-type-absorbere, er to ark klemt sammen, så mediet at strømme mellem de to ark. Absorbere er typisk fremstillet af kobber eller aluminium.

Swimmingpool absorbere, på den anden side, er som regel lavet af plast (hovedsagelig EPDM, men også af polypropylen og polyethylen), som de lavere temperaturer er involveret ikke kræver større varmekapacitet.

Opvarmning og opbevaring er forenet i en   reservoir samler.   Arrays af reservoir samlere behøver ikke cirkulationspumper eller reguleringsmekanismer, som drikkevandet opvarmes og lagres ret i opsamleren.

Højeffektive absorber overflader

Absorbere er normalt sort, som mørke overflader udviser en særlig høj grad af lysabsorption. Absorptionsniveauet angiver mængden af kortbølget solstråling absorberes det betyder ikke reflekteres. Som absorberen varmes op til en temperatur højere end omgivelsestemperaturen, den afgiver en stor del af det overførte solenergi i form af langbølget varmestråler. Forholdet mellem absorberede energi til udsendt varme indikeres ved graden af emissionen.

For at reducere energitabet gennem varmeafgivelse, de mest effektive absorbenter har en   selektiv overfladebelægning. Denne belægning muliggør omdannelse af en høj andel af den solstråling til varme, samtidig reducere emissionen af varme.

De sædvanlige overtræk giver en grad af absorption på over 90%. Solar malinger, som kan være mekanisk anvendes på absorbenter (med enten børster eller spray), er mindre eller slet ikke selektiv, da de har et højt niveau af emission. Galvanisk anvendte selektive coatinger indbefatter sort krom, sort nikkel, og aluminiumoxid med nikkel. Relativt nye er en titanium-nitrid-oxidlag, som tilføres via damp i et vakuum proces. Denne type belægning skiller sig ud, ikke blot på grund af dens ganske lav emission satser, men også fordi produktionen er emissionsfri og energibesparende.

Plan solfanger

  • Skitse af en fladekollektor

En fladekollektor består af en absorber, en transparent låg, en ramme, og isolering. Sædvanligvis et jern-fattige sol sikkerhedsglas anvendes som gennemsigtigt låg, som sender den en stor mængde af den kortbølgede lysspektrum.

Samtidigt, kun meget lidt af den varme, der udsendes af absorberen undslipper dækslet (drivhuseffekt).

Desuden det transparente dæksel forhindrer vind og briser fra transporterer den opsamlede varme væk (konvektion). Sammen med rammen, den beskytter absorberen fra ugunstige vejrforhold. Typiske frame materialer indbefatter aluminium og galvaniseret stål; undertiden glasfiber-armeret plast bruges.

Isoleringen på bagsiden af absorberen og på sidevæggene mindsker varmetab gennem ledning. Isolering er sædvanligvis af polyurethanskum eller mineraluld, men nogle gange mineralfiberplader isolerende materialer som glas, stenuld, glasfiber eller glasfiber anvendes.

Flade samlere demonstrere en god pris-ydelses-forhold, samt en bred vifte af montage muligheder (på taget, i taget sig selv, eller løstliggende).

For at reducere varmetabet i rammen ved konvektion, kan luften pumpes ud af samlerørene. Sådanne samlere derefter kan kaldes evakueres-rørkollektorer. De skal re-evakueres gang hver et til tre år.

Evakueret-rørkollektorer

  • Skitse af et varmerør solfanger

I denne type vakuum kollektor er absorberen strimmel placeret i en evakueret og tryksikre glasrør. Jordslangevæsken strømmer gennem absorberen direkte i et U-rør eller i modstrøm i et rør-i-rør-systemet. Adskillige enkelt rør, serielt indbyrdes forbundet, eller rør forbundet med hinanden via manifolden, udgør solfangeren. Et varmerør solfanger omfatter en særlig væske, som begynder at fordampe selv ved lave temperaturer. Dampen stiger i de enkelte varmerør og varmer op bærevæsken i hovedrøret ved hjælp af en varmeveksler. Den kondenserede væske strømmer så tilbage ind i bunden af varmerøret.

Rørene skal vinkles ved en bestemt grad over vandret, således at processen med fordampning og kondensering funktioner. Der er to typer af solfangertilslutningen til solar cirkulationssystem. Enten varmeveksleren strækker direkte ind i manifolden ( "våd forbindelse") eller den er forbundet til manifolden ved et varmeledende materiale ( "tør forbindelse"). En "tør forbindelse" gør det muligt at udveksle enkelte rør uden at tømme hele systemet for medie. Evacuted rør har den fordel, at de arbejder effektivt med høje absorber temperaturer og med lav stråling. Højere temperaturer kan også opnås til applikationer såsom varmt brugsvand, dampproduktion og aircondition.

Hvor meget strøm bruger en solfanger give?

  • Graf af effektivitet og temperaturområder for forskellige typer af solfangere (stråling: 1000 W / m)

Effektiviteten af en solfanger defineres som kvotienten af brugbar termisk energi kontra modtaget solenergi. Udover varmetab der alwas er optisk tab samt. Omregningsfaktoren eller optisk effektivitet h0 angiver den procentdel af de solstråler trænger det gennemsigtige dæksel af solfangeren (transmission) og procentdelen er absorberet. Dybest set er det produktet af hastigheden for transmission af dækslet og absorptionshastigheden af absorberen.

De specifikke omkostninger til samlere er også vigtige. Evakueret-rørkollektorer er væsentligt dyrere (ved 511,29 - 1278,23 Euro / m opsamlingsflade) end plan solfanger (153,34 til 613,55 Euro / m) eller endog plastiske absorbenter (25,60 til 102 , 26 Euro / m²). Men en god opkøber ikke garantere en god solsystem. I stedet bør alle komponenter være af høj kvalitet og lignende kapacitet og styrke.

Tekst og grafik med tilladelse af:  
Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie eV - Tysk Selskab for Solar Energy.

Concise og forståelige forklaringer af de grundlæggende begreber i solvarme og solceller kan findes i vores Solar-Lexicon.

Rapporter om teknologi, forretning og politik, samt oplæg om innovative systemer og produkter kan findes i Solar Magazine