Solarno grijanje

mini|Solarni kolektor
Solarno grijanje je proces zagrijavanja vode ili prostora uz pomoć konvertovane solarne energije.http://www.energie-lexikon.info/sonnenkollektor.html

Proces konvertovana sunčeve u toplotnu energiju vrši se uz pomoć kolektora. Postoji više vrsta toplotnih solarnih kolektora:

Vrste solarnih kolektora

Ravni solarni kolektori

Ravnim TSK mogu se dobiti temperature fluida do 100 °C, jednostavne su konstrukcije i veoma su često u upotrebi. Između kolektorske ploče i krova se nalazi izolacija.

Topla voda koja se dobija pomoću ovakvog sistema (ravni solarni kolektor) se skladišti u rezervoaru  (ujedno i razmjenjivač toplote) (temperature oko 60 °C)  i kapaciteta od 150 - 300 l , što zavisi od broja članova domaćinstva. Površina kolektora je od 4–6 m2. Elementi sistema su:
 OV – odzračni ventil, 
 TV – izlaz tople vode, 
 HV – ulaz hladne vode
 I/R – izmjenjivač i rezervoar, 
 EP – ekspanziona posuda, 
 TSK – solarni kolektor.Datoteka:sydotov.png

Cijevni kolektori sa vakuumskom izolacijom
Ova vrsta kolektora se sastoji iz debljih cijevi u kojima je vakuum. Unutar ovih cijevi se nalazi sam kolektor kroz koji cirkuliše fluid. S donje strane se nalazi ogledalo koje usmjerava sunčeve zrake na vakuumske cijevi. Ova vrsta kolektora ne gubi mnogo energije zbog toga što praktično ne postoji konvekcija.

Ravni kolektori sa vakuumskom izolacijom
Ove se sastoje od  jednostavnih ploče u kojim je vakuum. Cijevi s fluidom se nalaze u tim pločama. Ovakva izvedba je manje zastupljena u praksi s tim što je, zbog ravne površine, zaptivanje teže za razliku od cijevnih kolektora potrebna je i vakuumska pumpa koja održava vakuum.

Vazdušni kolektori
Kod ove vrste se kao fluid upotrebljava vazduh. Vazduh koj cirkulira kroz kolektor može se istovremeno koristiti i za prozračavanje prostorija koje se griju. Isto tako je moguće  ovu vrstu kolektora upotrijebiti  u poljoprivredi ili industriji za sušenje voća.http://www.buch-der-synergie.de/c_neu_html/c_04_20_sonne_niedertemp_koll_bis_1995.htm Prednost ovih kolektora je što za razliku od onih sa vodom ne postoji problem zamrzavanja. Gubitak vazduha, ukoliko zaptivanje nije idealno, ne predstavlja veliki problem.

Selektivni solarni kolektori su posebno konstruisani kolektori koji se rade od hroma ili nikla sa specijalnim crnim premazima koji primaju samo svjetlosne zrake određene talasne dužine.

Problemi u praksi

Postojo niz problema s kojim se susreću solarni kolektori odnosno isti umanjuju stepen iskorištenja:

 prljavština koja se nanosi vjetrom, kišom. Ovaj problem se može se izbjeći ako su kolektori ugrađeni s nagibom od najmanje 15°. Ukoliko je nagib dovoljno visok posredstvom kiše je moguće da kolektori i čiste.
 sjenke koje nastaju zbog okoline: drveće, zgrade koje umanjuju takodjer stepen iskorištenja.
 snijeg može, ako potpuno pokrije kolektor, time i obustavi snabdijevanje toplotom.

Toplotni solarni kolektori (TSK) su uređaji koji sakupljaju sunčevu energiju i pretvaraju je u toplotnu. Postoje tri vrste TSK:

Ravni solarni kolektori
mini|desno|150px|Ravni toplotni solarni kolektor
Ravnim TSK mogu se dobiti temperature fluida do 100 °C, jednostavne su konstrukcije i veoma su često u upotrebi. Elementi ovog kolektora su:

 Cijev obično bakarna kroz koji struji fluid (HF = ulaz hladnog fluida, TF = izlaz zagrijanog fluida)
 Kućište (Drvo, metal, plastična masa)
 Termoizolacija (najčešće mineralna vuna ili PU pjena )
 Apsorber - bakarna crno obojena ploča čvrsto vezana sa cijevi (1)
 Staklena ploča (često sa antireflektujućim slojem)

Selektivni solarni kolektori
Oni su posebno konstruisani kolektori koji se rade od hroma ili nikla sa specijalnim crnim premazima koji primaju samo svjetlosne zrake određene talasne dužine a faktor refleksija mu je približno = 0. Ovi kolektori mogu postići temperature fluida i do 500 °C.
Najčešće se koriste kod Solarnih elektrana za dobijanje suhe vodene pare.

Koncentrirajući solarni kolektori
mini|desno|150px|Koncentrirajući solarni kolektor sa paraboličnim ogledalom
mini|desno|150px|Koncentrirajući solarni kolektor sa ravnim ogledalom
Prave se u dvije varijante. Princip je da se veća površina sunčevih zraka prihvati i usmjeri na male površine prijemnika sa fluidom.

Prva varijanta ima parabolična ogledala  u čijoj se žiži nalazi staklena cijev (prijemnik-apsorber) sa fluidom.

Druga varijanta ima centralni prijemnik (toranj) oko kojeg se nalazi polje pokretnih, automatski upravljanih, ravnih ogledala (heliostata) koji usmjeravaju sunčeve zrake na prijemnik.

Prijemnik kod obje varijante je selektivni TSK.

Također pogledajte
Sunčeva energija

Reference

Literatura
 Klaus Oberzig: Solarwärme. Heizen mit der Sonne. Stiftung Warentest, Berlin 2012 (vidi: Homepage Stiftung Warentest)
 Norbert Schreier et al.: Solarwärme optimal nutzen, Wagner & Co Verlag, 1980–2005, .
 Matthias Futterlieb: Solarthermische Wärmeerzeugung – Rahmenbedingungen und Förderstrategien im regenerativen Wärmesektor in Deutschland und Spanien. Universitätsverlag der TU Berlin, Berlin 2011,  (Volltext).
 Bernd-Rainer Kasper, Bernhard Weyres-Borchert: Leitfaden Solarthermische Anlagen, Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. , 8. Auflage 2008, .
 Volker Quaschning: Erneuerbare Energien und Klimaschutz. Hanser Verlag, München, 3. Auflage 2013, .
 Volker Quaschning: Regenerative Energiesysteme. Hanser Verlag, München, 8. Auflage 2013, .
 Thomas Delzer et al.: Sonnenwärme für den Hausgebrauch, Ein Ratgeber für Auswahl und Kauf der eigenen Solaranlage, Solarpraxis Engineering Team, Hrsg. Solarpraxis AG, 2. Auflage 2009, .
 Anselm Wagner und Ingrid Böck (Hg.): "Konrad Frey: Haus Zankel – Experiment Solararchitektur", JOVIS Verlag Berlin 2013, 

Vanjski linkovi
Buch der Synergie 
Energie-Lexikon 
It's solar power's time to shine MSN Money
World's Largest Solar Thermal in Saudi Arabia
Onsite Renewable Technologies at United States Environmental Protection Agency website

Assessment of the World Bank/GEF Strategy for the Market Development of Concentrating Solar Thermal Power
Solar thermal energy calculator
Concentrating Solar Power An overview of the technology by Gerry Wolff, coordinator of TREC-UK
NREL Concentrating Solar Power Program Site
Comprehensive review of parabolic trough technology and markets
Nevada Gets First U.S. Solar Thermal Plant
Solar thermal and concentrated solar power barometer - 2013 Pdf

Kategorija:Energija