Collettori solari: come funzionano, tipologie, struttura e molto più.

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Fondamentalmente, ci sono due tipi di collettori (in termini di struttura): collettori piatti e collettori a tubo. Ci sono alcune differenze tra questi, a seconda delle loro dimensioni, efficienza, installazione e la loro già menzionata struttura. Di seguito presentiamo una scorciatoia per comprendere meglio le specifiche.

 

1. Collettore piatto convenzionale

Questo tipo di collettore consiste di un assorbitore, isolante termico, lastra di vetro, tubi con fluido di lavoro e copertura. L'energia delle radiazioni solari penetra il vetro e cade sul piatto assorbitore. Il calore assorbito è trasportato dai fili con un fluido termovettore verso il cassetto solare attraverso lo scambiatore di calore. Tutti questi elementi sono collocati in una scatola stagna, coperta di isolante termico.

Possiamo inoltre distinguere collettori piatti vuoti. La differenza è che l'interno dei collettori è vuoto. Ha inoltre un vetro di sicurezza fissato con staffe, che impedisce la flessione. Il vuoto trasferisce molto bene le radiazioni, limitando la perdita di calore ed eliminando quasi completamente la perdita di convezione.

Il collettore piatto vuoto ha anche una completa protezione per l'aerazione.

 

2. Collettore a tubo

L'assorbitore del colletore a tubo contiene un tubo di vetro vuoto, chiuso ambo i lati, con un diametro di 65-100 mm. Il vuoto gioca il ruolo di isolante. Il collettore è composto da 6-30 tubi in fila. Possiamo distibugerne due tipo: collettori a trasferimento diretto di calore tramite fluido, e collettori con tubi per il calore.

Nel primo tipo il fluido caldo attraversa direttamente i tubi vuoti. Al centro del collettore è posto il tubo scambiatore coassiale di calore. Dentro di questo scorre il fluido, traportando calore da assorbire, che trasmette attraverso il condotto termico dello scambiatore; questo poi torna indietro tramite un tubo esterno.

Nel secondo tipo l'assorbitore è posto all'interno del condotto termico. È riempito con un liquido, che evapora a basse temperature. Quando le radiazioni solari incide su un collettore, l'assorbitore porta il calore nel condotto termico facendo evaporare il liquido. Il fluido condensato scorre tramite il condotto termico e il processo ricomincia.

 

Quale collettore è il migliore?

Non c'è una risposta facile a questa domanda. Dipende tutto dagli standard di valutazione e dal marchio di produzione del collettore. Di seguito hai la giustapposizione di alcune caratteristiche di questi due tipo di collettori (il primo numero in ordine indica la posizione più alta):

Legenda: 1 – collettore piatto, 2 – collettore a tubi

 

Prezzo  EfficienzaAffidabilità

Resistenza al calore

Superficie richiesta

Riepilogo dei benefici

121122
212211

 

Per concludere il riepilogo, vorremo aggiungere alcuni importanti punti:

1. I collettori piatti vuoti hanno il più basso rapporto di perdita di calore; hanno efficienza costante, in termini di calore; è possibile cambiare il gas residuo (aria) in krypton, per aumentare l'efficienza; la polvere non entra nel collettore e non ci sono problemi di corrosione dovuti alla condensazione dell'umidità; un isolamento non corretto potrebbe causare l'ingresso dell'aria nel vuoto e a quel punto si renderebbe necessario ricreare il vuoto

2. Nei collettori a tubo anche piccoli difetti di produzione possono causare malfunzionamenti e perdita di efficienza; è necessario dire che la maggior parte di questi collettori sono prodotti in Cina

3. Collettori con condotti termici necessitano di avere almeno 20 gradi di pendenza, per permettere il corretto funzionamento del liquido

4. Collettori piatti convenzionali sono la miglior scelta per condizioni climatiche con frequenti tempeste, grandini, ecc.

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