Опалення житлового приміщення або офісної будівлі навіть при мінусовій температурі, подача гарячої води для загального користування або підігрів води в басейні без відчутних витрат для сімейного бюджету можливий при установці сонячного колектора. Ключовим елементом такої системи є сонячні панелі або вакуумні трубки, на поверхню яких потрапляють промені Сонця, потім перетворювати в теплову енергію. Від того, яке покриття сонячного колектора використовується, залежить ККД, рівень тепловтрат і загальна ефективність роботи геліоустановки.
Сучасні типи покриття найчастіше є селективними. Принцип їх роботи в тому, щоб поглинати ще більше сонячного випромінювання ззовні, але не пропускати назовні енергію, максимально запобігаючи тепловтрати. Існує до 30 видів селективних матеріалів, які наносяться на установку як в заводських умовах, так і самостійно, в домашніх умовах.
Селективне покриття: що необхідно знати при виборі сонячного колектора
При виборі селективного покриття варто враховувати, що всі матеріали мають різну ефективність, оцінити яку можна за такими показниками, як:
1) коефіцієнт абсорбції (або поглинання; значення в межах 0,8-0,98; α) - дозволяє оцінити співвідношення поглиненої енергії до загального рівня сонячного випромінювання, яке потрапило на поверхню;
2) коефіцієнт емісії (або випромінювання; значення від 0,5 до 2; ε) - показник, зворотний коефіцієнту поглинання; дозволяє оцінити рівень вихідного тепла до загальної кількості сонячної енергії, що потрапила на поверхню панелі або трубки.
Співвідношення вищевказаних коефіцієнтів дозволяє отримати значення селективності. Такий показник зручно використовувати при порівнянні ефективності технологій (чим вище селективність, тим краще).
Крім такого показника, важливо враховувати можливість нанесення на певний матеріал теплоприемника, його безпеку, довговічність і, звичайно, співвідношення ефективності до вартості. Збираючись підвищити ефективність геліосистеми шляхом нанесення покриття, необхідно оцінити доцільність даного методу в порівнянні з іншими (наприклад, з подвійним склінням панелей). При невисокій температурі використання даної технології не так відчутно впливає на робочі характеристики колектора. Найбільш ефективним є використання вдосконаленої сонячної установки, коли температура теплоносія досягає 55-60 ° C.
Вивчаємо типи селективного покриття для сонячних колекторів
Високоселективне покриття, яке завдає виробник, забезпечує максимальну ефективність: трубки або панелі поглинають до 95% випромінювання, яке потрапляє, при цьому в зовнішню середовища виходить до 5% тепла. Менш ефективним є технологія чорного хромування (поглинання до 92%, втрати тепла - близько 15%). У домашніх умовах в якості селективного покриття застосовують спеціальну чорну фарбу (поліуретанову або силіконову; при використанні такого методу ефективність колектора - близько 56%, так як втрачається до 40% тепла). І, нарешті, найменш дієво виявляється нанесення звичайної чорної фарби на поверхню, при цьому та енергія, яка притягається, з такою ж інтенсивністю віддається назад в навколишнє середовище.
Для порівняння ефективності варто вивчити приблизні характеристики деяких технологій (за умови, що всі інші фактори впливу однакові):
- так званий «чорний нікель» - полірований нікель з нанесеними окисями і сульфідами нікелю та цинку - при цьому коефіцієнт абсорбції α = 91-94%, коефіцієнт емісії ε = близько 11%;
- оцинковане залізо з «чорним нікелем» - коефіцієнт α = 89%, ε = 16-18%;
- гальванізація нікелем - α = 94%, ε = 7%;
- нанесення окису міді на нікель - α = 81%, ε = 16-18%;
поєднання оксиду міді, алюмінію за допомогою технології напилення та сушіння - α = 93%, ε = 11%;
- обробка чорнінням міді - α = 90%, ε = 16% і т.д.
Селективне покриття для сонячного колектора має неодмінно бути довговічним, адже воно цілий рік знаходиться під руйнівним впливом опадів, вітрів і, звичайно, високих температур при нагріванні.
Майстер на всі руки: наносимо покриття сонячного колектора самостійно
Збираючись зробити покриття сонячного колектора своїми руками, багато хто вважає, що чорний колір, тобто чорна фарба, як не можна краще абсорбує тепло. У той же час, такий матеріал не перешкоджає виходу енергії назовні установки. Для більш ефективної роботи геліоколектора рекомендується вдатися до одного з покриттів, описаних вище. Найпростіше нанести на установку оксид міді СuO з високим рівнем селективності і низьким показником теплоизлучения (від 10 до 20%). Для отримання оксиду міді використовують воду, каустичну соду (або їдкий натрій NaOH) в поєднанні з персульфат калію (K2S2O8) або амонієм надсірчанокислий ((NH4) 2S2O8), або хлоритом натрію - NaClO2.
Для якісного нанесення і довговічності такого способу поверхня повинна бути знежирена, відполірована, розігріта близько 60-65 ° C. Ефективність даного покриття пов'язана з тим, що така плівка з оксиду міді має високий коефіцієнт поглинання, але малий показник випромінювання створює поверхню, сприйнятливу до поглинання тепла.
При роботі з хімічними речовинами варто, перш за все, отримати консультацію фахівця, щоб напевно знати пропорції складів для кожного конкретного випадку, обов'язково використовувати засоби захисту.
На відполіровану поверхню можна наносити і оксиди інших металів, в залежності від бажаного рівня ефективності. Забезпечити нанесення «чорного хрому» або «чорного нікелю» шляхом гальванізації в домашніх умовах не тільки майже неможливо, але і небезпечно. Для отримання такого покриття використовують спеціальні електроди. Менш поширеним методом підвищення ефективності є багатошарове титанове напилювання, яке, однак, не забезпечує максимальний ККД.
Таким чином, для забезпечення максимальної ефективності геліоколектора важливо враховувати не тільки рівень його абсорбції (кількість сонячного випромінювання), а й показник емісії тепла в навколишнє середовище. Нанесення на установку селективного покриття дозволить мінімізувати відведення теплової енергії та притягнути максимальну кількість сонячних променів до поверхні навіть при похмурій погоді. Якісні колектори мають селективне напилення, нанесене виробником. Саме такі моделі найбільш надійні, довговічні і безпечні у використанні. Втім, підвищити ефективність роботи сонячної установки можна і в домашніх умовах, завдавши селективне покриття колектора своїми руками.
У всякому разі, краще купити солнічний колектор dualex і отримати високу якість за прийнятними цінами!