Panouri solare cu tuburi vidate

TIPURI DE PANOURI SOLARE; DESCRIERE; COMPARAȚIE; RANDAMENT.

Odată cu dezvoltarea economiei la nivel global, în egală măsură a crescut și consumul de energie, nevoia de diversificare a soluțiilor de obținere a acesteia fiind la momentul de față o prioritate majoră în perspectiva faptului că parte din sursele folosite atât în trecut cât și în prezent sunt – cel puțin teoretic – epuizabile. Consecința directă a folosirii surselor menționate, în special a combustibililor fosili, a fost creșterea accelerată a gradului de poluare, fapt ce a pus în discuție o implicare din ce în ce mai mare din partea statelor industrializate (și implicit a statelor care ratifică hotărârile acestora) în căutarea de alternative de obținere a energiei cu impact cât mai scăzut asupra mediului.

Una din aceste alternative privind utilizarea energiilor regenerabile o constituie sistemele de captare a energiei solare cu panouri, fie pentru generarea energiei electrice (cu celule fotovoltaice), fie pentru captarea energiei termice - cu variantele cu panouri solare plane sau cu panouri solare cu tuburi vidate.

Panouri solare plane

Panourile solare plane s-au folosit pe scară largă, în ciuda unui randament mai mic, datorită prețului mai scăzut. Panourile solare cu tuburi vidate au fost la început mai scumpe, dar datorită performanțelor, seriilor mari de fabricație și a avansului tehnologic au devenit accesibile. Ele se utilizează în special la aplicațiile unde este necesară o temperatură mai ridicată sau la instalațiile complexe, care generează atât apa caldă menajeră, cât și aport la căldura pentru încălzirea locuințelor. Atuul folosirii lor este acela că eficiența lor este mult crescută datorită gradului ridicat de izolare termică, precum și a scăderii continue a prețului.

În general panourile solare plane colectoare solare sunt formate dintr-o rețea de țevi din material termoconductor - cel mai folosit fiind cuprul – care, pentru creșterea suprafeței de captare, prezintă aripioare din tablă. Ansamblul este așezat într-o cutie izolata termic având peretele dinspre soare transparent (din sticlă cu transparență ridicată) iar suprafața țevii și a aripioarelor metalice este acoperită cu un strat selectiv care facilitează absorbția radiațiilor solare și limitează în același timp reflexia acestora.

Cu un randament mult mai bun decât al panourilor solare plane, panourile solare cu tuburi vidate au fost la origine un proiect dezvoltat de Universitatea din Sydney, Australia, fiind în prezent utilizate pe scară largă în Germania, Canada, Marea Britanie și China.

Panouri solare cu tuburi vidate

Constructiv, fiecare tub este format din două tuburi concentrice din sticlă borosilicat, foarte rezistentă și cu un grad ridicat de transparență, sudate între ele. Spațiul dintre cele două tuburi se videază iar suprafața interioară a tubului interior se acoperă cu un strat cu proprietăți ridicate de absorbție a radiației solare (>92%) și cu o reflexivitate foarte redusă (<8%). Căldura este transferată agentului termic ori în mod direct, ori cu ajutorul unui tub termic. Vacuum-ul dintre cele două tuburi formează un fel de termos astfel încât, deși temperatura în interior ajunge la 150°C – la exterior tubul este rece. Această proprietate face instalația utilizabilă și în condiții de climă foarte rece, în aceasta constând de fapt eficiența ridicată a colectoarelor cu tuburi în comparație cu panourile solare clasice, plane.

Există și panouri solare - colectoare solare cu tuburi vidate simple, cu plăcuțe de absorție. Tuburile acestui model de panou au în interior o țeavă din cupru cu aripioare, care măresc suprafața de absorbție a ansamblului. Elementul de absorbție este acoperit cu un strat selectiv, iar țeava din cupru este de fapt un tub termic care transferă căldura absorbită la capătul superior, unde este preluată de agentul termic sau de apa de încălzit. Acest tip de tuburi au inerție termică mai redusă și randament mai bun. Cu toate acestea, costul ridicat a limitat uzul lor pe scară largă.

Prin comparație, între randamentele colectoarele cu tuburi vidate şi cele plane există o diferenţă foarte mică. Mai mult decât atât, în cazul pierderilor minime de căldură, colectoarele plane se dovedesc mai eficiente decât cele cu tuburi vidate. Cu toate acestea avantajele colectoarelor solare cu tuburi vidate sunt mult mai semnificative.

Unul din avantaje se datorează formei cilindrice şi a amplasării tuburilor vidate, acestea putând colecta razele solare în mod optim pe tot parcursul zilei. Prin comparație, colectoarele plane funcţionează cu randament maxim doar în perioada amiezii, când razele solare sunt perpendiculare pe stratul absorbant.