Kada govorimo o solarnoj energiji, najčešće direktno mislimo na fotonaponske solarne panele koji proizvode električnu energiju. Međutim, postoji još jedna vrsta solarne energije koja je manje poznata, ali jednako važna: Toplinska sunčeva energija, učinkovita i čista opcija koja se uglavnom koristi za zagrijavanje vode i stvaranje topline.
Solarna toplinska energija igra temeljnu ulogu u stambenom i industrijskom sektoru, omogućujući veću energetsku učinkovitost i smanjenje upotrebe fosilnih goriva. U ovom članku objašnjavamo sve o ovoj vrsti energije: njegov rad, karakteristike, komponente i prednosti.
Što je solarna toplinska energija?
Solarna toplinska energija je a obnovljive energije koji koristi sunčevo zračenje za proizvodnju topline. Za razliku od solarne fotonaponske energije, koja sunčevu svjetlost pretvara u električnu energiju, solarna toplinska energija zagrijava tekućinu hvatanjem sunčevog zračenja. Ova tekućina može grijati vodu, stvarati grijanje ili čak hlađenje u određenim sustavima.
Ova vrsta energije posebno je korisna u područjima s visokim sunčevim zračenjem, gdje se može koristiti za kućnu upotrebu iu industriji. Primjerice, procjenjuje se da više od 20% potrošnje energije u hotelima, bolnicama i domovima povezana je s korištenjem tople vode, što pokazuje njezinu važnost.
Sastavni dijelovi toplinske instalacije
Za ispravan rad solarne toplinske energije potrebno je imati instalaciju namijenjenu hvatanju, skladištenju i distribuciji topline. U nastavku ističemo glavne komponente solarne toplinske instalacije.
Hvatač
Za to je odgovoran toplinski solarni kolektor ili panel apsorbirati sunčevo zračenje i prenose toplinu tekućini koja cirkulira unutra. Postoji nekoliko vrsta kolektora ovisno o njihovoj učinkovitosti i tehnologiji:
- Ravni kolektori: Oni su najčešći i koriste se za toplu vodu i grijanje u domovima.
- Vakuumski cijevni kolektori: Učinkovitiji su, posebno u hladnim područjima, zahvaljujući poboljšanoj izolaciji.
Hidraulički krug
Hidraulički krug sastoji se od cijevi koje prenose vruću tekućinu od kolektora do akumulatora i natrag do ploče nakon što se ohladi. Radi kao zatvoreni krug, osiguravajući da nema gubitka topline.
Izmjenjivač topline
Ovaj uređaj omogućuje prijenos topline tekućine za prijenos topline na vodu koja se koristi u kući ili instalacijama. Izmjenjivači mogu biti unutarnji (zavojnice) ili vanjski, poput pločastih izmjenjivača.
Akumulator
Budući da količina sunčeve energije varira tijekom dana, a akumulator za spremanje tople vode dok ne zatreba. Ovaj spremnik je dizajniran da minimizira gubitke topline i održava vodu toplom nekoliko sati.
Cirkulacijske pumpe
Kako biste osigurali pravilnu cirkulaciju tekućine kroz sustav, cirkulacijske pumpe. Oni svladavaju otpore kruga i omogućuju konstantan protok tekućine za prijenos topline.
Pomoćna snaga
U danima s niskim sunčevim zračenjem, solarne toplinske instalacije obično imaju pomoćni energetski sustav, kao što je bojler, koji može generirati toplinu u situacijama kada sunčevo zračenje nije dovoljno.
Predmeti potrebni za sigurnost
Solarne toplinske instalacije moraju imati niz sigurnosnih elemenata kako bi se izbjegli problemi povezani s pregrijavanjem ili pritiskom u sustavu.
Ekspanzijske posude
Zagrijavanjem se povećava volumen tekućine, pa je potrebno imati a ekspanzijska posuda koji apsorbira ovo povećanje i sprječava oštećenje cijevi. Ekspanzijske posude mogu biti otvorene i zatvorene, pri čemu su potonje najčešće u modernim instalacijama.
Sigurnosni ventili
Sigurnosni ventili odgovorni su za kontrolu tlak u sustavu i ispustite tekućinu ako prelazi utvrđene sigurnosne granice.
Glikol
Tekućina koja se koristi u većini solarnih toplinskih instalacija je mješavina vode i glikol. Ovaj aditiv omogućuje tekućini da izdrži temperature ispod ništice bez smrzavanja, što je bitno u hladnim klimatskim uvjetima.
Hladnjaci
Ako se tekućina pretjerano zagrije, hladnjaka Oni su odgovorni za otpuštanje dijela temperature, sprječavajući da instalacija dosegne opasne razine topline.
Zamke
Odvodi dopuštaju ukloniti zrak koji se nakuplja unutar sustava, jamčeći optimalno funkcioniranje hidrauličkog kruga.
Automatsko upravljanje
Najnapredniji sustavi solarne toplinske energije imaju a automatska kontrola koji prati različite elemente sustava, kao što su temperature kolektora, akumulatora ili cirkulacijskih pumpi. Dodatno, po potrebi može aktivirati pomoćne ili disipacijske sustave napajanja.
Zahvaljujući sunčevoj toplinskoj energiji, možemo proizvesti toplu vodu i grijanje na održiviji način. Ova tehnologija nastavlja napredovati, omogućujući nam da sve više smanjimo svoju ovisnost o fosilnim gorivima i minimiziramo utjecaj na okoliš.