Kolektory słoneczne to urządzenia, które przekształcają promieniowanie słoneczne ze Słońca w ciepło, które następnie zostaje przeniesione do odpowiedniego układu. Urządzenia te są głównie wykorzystywane do podgrzewania wody do użytku osobistego.
Zastosowanie kolektorów słonecznych stanowi alternatywę dla tradycyjnego domowego ogrzewania wody za pomocą podgrzewacza wody, potencjalnie zmniejszając koszty energii. Podobnie jak w warunkach domowych, duża liczba tych paneli słonecznych może być łączona w macierz i wykorzystywana do generowania energii elektrycznej w elektrowniach słonecznych.
Rodzaje kolektorów słonecznych
Istnieje wiele różnych typów kolektorów słonecznych, ale wszystkie są zbudowane z myślą o tym samym podstawowym założeniu. Ogólnie rzecz biorąc, istnieje pewna ilość materiału, który jest używany do zbierania i skupiania energii słonecznej i jej wykorzystywania.
Ważne jest, aby pamiętać, że kolektory słoneczne nie zmieniają ilości światła słonecznego padającego na powierzchnię Ziemi. Bez względu na to, czy kolektor słoneczny jest umieszczony na danym obszarze, czy nie, energia słoneczna na Ziemię wynosi co najwyżej 1376 W na metr kwadratowy. Jedyną różnicą jest to, że jeśli istnieje płaski kolektor słoneczny obejmujący licznik, ta energia może zostać zebrana do wykorzystania przez ludzi zamiast po prostu „odejść”. Sposób, w jaki niektóre kolektory słoneczne „pochłaniają więcej energii” jest wynikiem zwiększonej powierzchni, w którą uderza Słońce.
Płaskie kolektory słoneczne
Panele słoneczne te są po prostu metalowymi skrzynkami, które posiadają przezroczyste przeszklenia stanowiące pokrywę dla absorbera. Absorber najczęściej wykonany jest z blachy miedzianej pokrytej warstwą pochłaniającą promienie słoneczne (warstwa absorpcyjna) z czarnego chromu lub na bazie tlenków tytanu. Boki i spód kolektora są zwykle pokryte izolacją, aby zminimalizować straty ciepła do innych części kolektora. Promieniowanie słoneczne przechodzi przez przezroczysty materiał oszkleniowy i uderza w płytę absorbera. Ta płyta nagrzewa się, przenosząc ciepło do wody lub powietrza, które jest utrzymywane pomiędzy szybą a płytą absorbera. Czasami te płyty absorbera są malowane specjalnymi powłokami zaprojektowanymi do absorbowania i zatrzymywania ciepła lepiej niż tradycyjna czarna farba. Płyty te są zwykle wykonane z metalu, który jest dobrym przewodnikiem – zazwyczaj z miedzi lub aluminium.
Próżniowe kolektory słoneczne
Ten typ kolektora słonecznego wykorzystuje serię rur podobnych do lamp fluorescencyjnych. Rury posiadają metalową taśmę, która działa jak płyta absorbera w środku każdej rury. Rura wykorzystywana jest do odprowadzania ciepła zebranego ze Słońca do wody. Ta rura cieplna jest zasadniczo rurą, w której zawartość płynu znajduje się pod bardzo szczególnym ciśnieniem. Przy tym ciśnieniu „gorący” koniec rury ma wrzącą ciecz, podczas gdy „zimny” koniec ma skraplającą się parę. Pozwala to na efektywniejsze poruszanie się energii cieplnej z jednego końca rury na drugi. Gdy ciepło ze Słońca przesunie się z gorącego końca rury cieplnej do końca kondensującego, energia cieplna jest transportowana, np. do podgrzewanej wody do użytku.
