Colectoarele solare folosite pentru încălzirea apei calde

INTRODUCERE

Enegia exprima capacitatea unui sistem fizic de a efectua lucru mecanic atunci cand sufera o transformare dintr-o stare in alta stare.

Termenul energie, de origine greaca, a fost folosit prima data de Kepler in sensul de "putere emanata de corpuri". In sensul actual energia este o marime care depinde de starea fizica instantanee a sistemului si care, daca sistemul nu interactioneaza cu mediul exterior, ramane constanta. O definitie mai putin stiintifica energiei, dar pe intelesul tuturor, ar fi: ceea ce trebuie furnizat sau luat unui sistem material pentru a-l transforma.

Sursele de energie solara au fost considerate, chiar de ceva timp ca fiind cele mai bune, imediat profitabile optiuni pentru majoritatea oamenilor de pe Pamant, prin asigurarea energiei pentru diferite instalatii.

Sursele de energie cele mai primitive sunt cele obtinute din carbune si petrol. Insa acestea sunt epuizabile si arderea acestora produce mari cantitati de CO2. De aceea sunt cautate noi surse de energie. Se incearca folosirea energiei solare captata cu ajutorul panourilor solare. Insa conversia energiei razelor solare în caldura sau electricitate se face cu o pierdere de 80-90% şi acestea nu pot fi captate decat in timpul zilei si astfel energia trebuie sa fie stocata pentru a putea fi furnizata si pe timpul noptii.

O alta sursa este forta apelor. Prin construirea hidrocentralelor se obtin mari cantitati de energie. Se poate folosi apa termala pentru incalzire sau a aburilor de apa pentru a produce electricitate. Astfel de centrale se gasesc în Italia, Japonia şi California. La forajele de mare adancime se poate injecta apa rece care este incalzita si apoi extrasa pentru a produce energie electrica.

Înca din 1966 la Rance, în Franta functioneaza o centrala mareo-motrica care foloseste energia mareelor. Japonia incearca folosirea valurilor cu ajutorul unor dispozitive plutitoare.

O alta sursa de energie este cea furnizata de curentii de aer de suprafata. Teoretic s-a stabilit ca acesti curenti raspandesc anual o energie de 200 de ori mai mare decat necesarul mondial. Insa pentru captarea acestei energii este nevoie de eoliene foarte mari.

Energia nucleara este una dintre cele mai folosite noi surse de energie la acest final de secol. Energia nucleara poate fi produsa in doua moduri: prin fisiune si prin fuziune.

Se încearca folosirea energiei termice a oceanelor. Astfel este captata apa calda dintr-o zona superioara si cu ajutorul amoniacului se antreneaza o turbina in deplasarea sa spre o zona cu apa rece.

Energia solara este energia radianta produsa in Soare ca rezultat al reactiilor de fuziune nucleara. Ea este transmisa pe Pamant prin spatiu in cuante de energie numite fotoni, care interactioneaza cu atmosfera si suprafata Pamantului.

Energia solara se refera la transferul energiei luminoase a radiatiei de Soare. Aceasta poate fi folosita pentru a genera energie electrica (panouri fotovoltaice) sau pentru incalzirea interiorului unei cladiri (panouri solare).

Totodata, incalzind in mod diferit straturile atmosferice, energia solara determina indirect deplasarea acestora, deci, implicit, formarea curentilor de aer si a vantului. Fenomenele de evaporare a apelor de la suprafata, formarea norilor si a precipitatiilor au la baza, de asemenea energia solara. Si tot ei ii este datorat procesul de fotosinteza la plante si eliminarea in mediu a oxigenului, atat de necesar vietii pe Pamant.

Soarele este o stea de marime si luminozitate medie ca si majoritatea celorlalte stele. Uriasa energie furnizata de Soare este datorata reactiilor de fuziune nucleara care au loc in interiorul sau.

Energia solare poate fi utilizata intens in Dobrogea, Campia Romana, Campia de Vest, Banat, unde durata de stralucire a Soarelui este mare (2.400 de ore anual). Zone cu flux energetic similar important sunt si podisurile Transilvaniei si Moldovei. Sursele geotermale din vestul tarii au fost valorificate pe aliniamentul statiunilor Baile Felix , Tinca, Buzias.

O instalatie solara este alcatuita din unul sau mai multe panouri solare (denumite si colectoare solare), carora li se adauga componente de racord la instalatia sanitara, de prindere in acoperis, unul sau doua boilere, pompa de recirculare, elemente electronice (controller).

Cele mai importante colectoare solare pentru incalzirea apei calde sunt : colectoarele plane , colectoarele cu tuburi vidate si colectoarele de tip jgheab.

CAP. I : Panourile solare

La panourile solare se face diferenta intre cele fotovoltaice folosite pentru producerea de energie electrica si cele termice folosite pentru incalzire.

Panourile solare termice sunt colectoare plate , colectoare cu tuburi vidate sau de tip jgheab.

Colectoarele plane s-au folosit pe scara larga datorita pretului mai scazut. Colectoarele cu tuburi vidate - mai scumpe dar mai performante se utilizeaza de mai bine de douazeci de ani. În ultima vreme preturile au devenit accesibile datorita seriilor mari de fabricaţie şi a avansului tehnologic. Acestea din urma se utilizeaza in special la aplicatiile unde este necesara o temperatura mai ridicata sau la instalatiile complexe, care genereaza atat apa calda menajera cat si caldura pentru incalzirea locuintelor. La aceasta ora, recomandarea tehnicienilor se indreapta tot mai mult inspre colectoarele cu tuburi vidate datorita gradului ridicat de izolare termica, a eficientei lor mult crescute si a scaderii continue a pretului.

I . 1. Colectoare solare plane-plate

Colectoarele solare plane se clasifica dupa urmatoarele criterii: natura agentului termic, modul de asigurare a absorbtiei energiei solare , forma constructiva a ansamblului absorbant , forma constructiva a canalului prin care circula agentul termic.

Sunt cele mai utilizate colectoare din lume pentru incalzirea apei, folosita la uzul intern, dar si la diverse aplicatii ce necesita apa calda (piscine, sisteme de incalzire etc.). Aceste colectoroare au o gama de utilizare de la sub -20 ºC la aproximativ 85ºC, ce este exact in gama de operare necesare pentru aceste aplicatii. Ele sunt durabile si eficiente. Colectoarele plate au un avantaj major fata de alte tipuri ce nu sunt la fel de rezistente in zonele in care se ninge destul de mult. Acestea sunt un standard la care toate celelalte tipuri de colectoare sunt raportate.

Componentele colectoarelor solare plane – solutii constructive

Colectoarele solare plane reprezinta partea cea mai importanta a sistemelor proiectate sa

opereze in intervale joase de temperatura (de la temperatura ambientala pana la 600) sau in intervale medii de temperatura (de la temperatura ambientala pana la 1000).