태양열 수집기 : 다양한 유형 및 적용 분야
Sep 01, 2015

태양열 집열기   태양열 복사열을 열로 변환하고 그 열을 매체 (물, 태양열 유체 또는 공기)로 전달합니다. 그러면 태양열을 가열하여 물을 가열하거나 난방 시스템을 백업하거나 수영장을 가열 할 수 있습니다.

태양 열 사용

태양열 집열기의 핵심은 일반적으로 여러 개의 좁은 금속 스트립으로 구성된 흡수 장치입니다. 열 전달을위한 캐리어 유체는 흡수 장치 스트립에 연결된 열 전달 파이프를 통해 흐릅니다. 평판 형 흡수체에서, 2 개의 시트가 함께 샌드위치되어 매체가 2 개의 시트 사이에서 흐를 수있게한다. 흡착제는 일반적으로 구리 또는 알루미늄으로 만들어집니다.

반면에 수영장 흡수체 는 일반적으로 플라스틱 (주로 EPDM이나 폴리 프로필렌과 폴리에틸렌)로 만들어 지는데, 낮은 온도는 더 큰 열용량을 필요로하지 않기 때문입니다.

난방 및 보관은   저장소 수집기.   저장 용기의 배열은 순환 펌프 또는 조절 메커니즘을 필요로하지 않습니다. 음용수는 가온되어 수집기에 바로 저장됩니다.

고효율 흡수체 표면

어두운 표면이 특히 높은 수준의 흡광도를 나타 내기 때문에 흡수제는 일반적으로 검은 색입니다. 흡수 수준은 반영되지 않는 것을 의미하는 흡수되는 단파 태양 복사의 양을 나타냅니다. 흡수체가 주변 온도보다 높은 온도로 데워지면 장파 열선의 형태로 축적 된 태양 에너지의 상당 부분을 방출합니다. 방출 된 열에 대한 흡수 된 에너지의 비율은 배출 정도에 의해 표시됩니다.

열 방출을 통한 에너지 손실을 줄이기 위해 가장 효율적인 흡수 장치는   선택적 표면 코팅 . 이 코팅은 높은 비율의 태양 복사열을 열로 전환 할 수 있으며, 동시에 열 방출을 감소시킵니다.

일반적인 코팅은 90 % 이상의 흡수 정도를 제공합니다. 흡수제에 기계적으로 적용 할 수있는 솔라 페인 트 (브러시 또는 스프레이가 있음)는 높은 수준의 배출 물질이므로 선택성이 적거나 전혀 없습니다. 갈바니 식으로 적용된 선택적 코팅에는 흑색 크롬, 흑색 니켈 및 산화 니켈에 니켈이 포함됩니다. 상대적으로 새로운 것은 진공 공정에서 증기를 통해 적용되는 티타늄 - 질화물 - 산화물 층이다. 이러한 유형의 코팅은 방출 비율이 매우 낮기 때문에뿐만 아니라 배출 가스가없고 에너지 효율적이기 때문에 두드러집니다.

플랫 플레이트 컬렉터

  • 평판 수집가의 스케치

평판 수집기는 흡수 장치, 투명 덮개, 프레임 및 절연으로 구성됩니다. 일반적으로 철분이 부족한 태양 광 안전 유리는 짧은 양의 광 스펙트럼을 상당량 투과하므로 투명한 덮개로 사용됩니다.

동시에, 흡수 장치에서 방출되는 열만이 덮개를 벗어납니다 (온실 효과).

또한 투명한 덮개는 바람과 바람이 수집 된 열을 멀리 운반하는 것을 방지합니다 (대류). 프레임과 함께 커버는 악천후로부터 흡수 장치를 보호합니다. 일반적인 프레임 재질에는 알루미늄 및 아연 도금 강판이 포함됩니다. 때로는 유리 섬유 강화 플라스틱이 사용됩니다.

흡수 장치의 후면과 측벽의 절연은 전도를 통한 열 손실을 줄입니다. 단열재는 일반적으로 폴리 우레탄 폼 또는 미네랄 울입니다. 그러나 유리솜, 암면, 유리 섬유 또는 유리 섬유와 같은 미네랄 섬유 절연재가 사용되기도합니다.

플랫 콜렉터는 가격 대비 성능이 뛰어날뿐 아니라 지붕, 지붕 자체 또는 부착되지 않은 다양한 장착 가능성을 보여줍니다.

대류에 의한 프레임 내의 열 손실을 줄이기 위해, 공기는 컬렉터 튜브 밖으로 펌핑 될 수 있습니다. 그런 컬렉터는 진공관 콜렉터라고 부를 수 있습니다. 1 년에서 3 년에 한 번씩 다시 대피해야합니다.

진공관 수집기

  • 열 파이프 수집가의 스케치

이 유형의 진공 수집기에서 흡수 스트립은 진공 및 압력 방지 유리 튜브에 있습니다. 열 전달 유체는 U- 튜브에서 직접 또는 튜브 - 인 - 튜브 (tube-in-tube) 시스템에서 역류로 흡수기를 통해 흐릅니다. 연속적으로 상호 연결된 여러 개의 단일 튜브 또는 매니 폴드를 통해 서로 연결된 튜브가 태양열 집열기를 구성합니다. 열 파이프 수집기는 저온에서도 증발하기 시작하는 특수 유체를 통합합니다. 증기는 개별 열 파이프에서 올라가고 열교환기를 통해 주 파이프에서 캐리어 유체를 데우십시오. 응축 된 액체는 히트 파이프의 바닥으로 다시 흐릅니다.

파이프는 수평 이상의 특정 각도로 기울여야 만 기화 및 응축 과정이 수행됩니다. 태양 순환 시스템에는 두 가지 유형의 컬렉터 연결이 있습니다. 열교환 기가 매니 폴드로 직접 연장되거나 ( "습식 연결") 또는 열전 도성 물질 ( "건식 연결부")에 의해 매니 폴드에 연결됩니다. "건조 연결"은 유체의 전체 시스템을 비우지 않고 개별 튜브를 교환 할 수있게합니다. 진공관은 높은 흡수 온도와 낮은 방사능으로 효율적으로 작업 할 수있는 이점을 제공합니다. 온수 가열, 스팀 생산 및 공기 조절과 같은 응용 분야에서 더 높은 온도를 얻을 수도 있습니다.

태양열 집열기는 어느 정도의 에너지를 제공합니까?

  • 다양한 종류의 콜렉터 효율 및 온도 범위 그래프 (방사선량 : 1000W / ㎡)

태양열 집열기의 효율은 사용 가능한 열에너지 대 수신 된 태양 에너지의 비율로 정의됩니다. 열 손실 외에도 광 손실이 있습니다. 변환 계수 또는 광학 효율 h0는 수집기의 투명 커버 (투과율)를 투과하는 태양 광선의 비율과 흡수되는 비율을 나타냅니다. 기본적으로 그것은 커버의 투과율과 흡수체의 흡수율의 곱입니다.

수집가의 특정 비용 또한 중요합니다. 진공관 수집기는 평판 수집기 (153,34 ~ 613,55 Euro / m²) 또는 플라스틱 흡수기 (25,60 ~ 102)보다 훨씬 더 비쌉니다 (511,29 ~ 1278,23 유로 / m² 수집기 표면에서). , 26 Euro / m²). 그러나, 좋은 수집가 좋은 태양계를 보장하지 않습니다. 오히려 모든 구성 요소는 높은 품질과 비슷한 용량과 강도를 가져야합니다.

텍스트 및 그래픽 :  
독일 태양 광 에너지 협회 (German Society for Solar Energy).

태양열 및 태양 광 발전의 기본 개념에 대한 간결하고 이해하기 쉬운 설명은 Solar-Lexicon에서 찾아 볼 수 있습니다.

혁신적인 시스템 및 제품에 대한 프레젠테이션뿐만 아니라 기술, 비즈니스 및 정치에 대한 보고서는 Solar Magazine에서 찾을 수 있습니다.

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