Saulės kolektorius – tai įrenginys, kuris surenka ir koncentruoja Saulės spinduliuotę. Šie įrenginiai dažniausiai naudojami aktyviam saulės šildymui, leidžiant efektyviai pašildyti vandenį buitiniam naudojimui.
Saulės kolektoriai dažniausiai montuojami ant pastatų stogų, kad galėtų sugerti kuo daugiau saulės energijos. Kadangi jie yra nuolat veikiami įvairių oro sąlygų, kolektoriai turi būti itin tvirti ir atsparūs aplinkos poveikiui.
Saulės kolektorių naudojimas gali būti puiki alternatyva tradiciniams vandens šildytuvams, leidžianti sumažinti energijos sąnaudas. Be to, didelės saulės kolektorių sistemos gali būti sujungtos į vieną grandinę ir naudojamos saulės termofikacinėse jėgainėse elektros energijai gaminti.
Saulės kolektorių tipai
Yra įvairių saulės kolektorių rūšių, tačiau jų veikimo principas iš esmės yra vienodas – jie naudoja tam tikrą medžiagą Saulės energijai sugerti ir perduoti šilumai vandeniui.
Paprasčiausias kolektorius sudarytas iš juodos medžiagos, kuri sugeria saulės spindulius, aplink vamzdelius, per kuriuos teka vanduo. Saulės spinduliuotė įšildo šią medžiagą, kuri perduoda šilumą tekančiam vandeniui. Tačiau yra ir sudėtingesnių konstrukcijų, kurios leidžia pasiekti aukštesnes temperatūras.
Plokštieji kolektoriai
Plokštieji kolektoriai yra metalinės dėžės su skaidriu stiklo ar plastiko dangčiu ir tamsia sugeriančia plokštele viduje. Kolektoriaus šonai ir dugnas dažniausiai būna izoliuoti, kad sumažintų šilumos nuostolius.
Saulės spinduliai praeina pro skaidrų dangtį ir pasiekia absorberinę plokštę, kuri įkaista ir perduoda šilumą orui arba vandeniui, cirkuliuojančiam tarp dangos ir plokštės.
Kad būtų padidintas efektyvumas, absorberinės plokštės dažnai padengiamos specialiomis dangomis, kurios geriau sugeria šilumą nei įprasti juodi dažai. Šios plokštės dažniausiai gaminamos iš gerai šilumą praleidžiančių metalų, tokių kaip varis arba aliuminis.
Vakuuminiai vamzdiniai kolektoriai
Šis kolektorių tipas susideda iš vakuuminių vamzdžių, kuriuose vyksta vandens šildymo procesas.
Kolektoriuje yra vidinis metalinis vamzdis, kuris veikia kaip absorberinė plokštė ir yra sujungtas su šiluminiais vamzdžiais, pernešančiais Saulės energiją į vandenį.
Šiluminis vamzdis – tai specialiai sureguliuoto slėgio vamzdelis, kuriame karštoje dalyje esantis skystis verda, o vėsesnėje dalyje jis kondensuojasi. Tai leidžia efektyviai perduoti šiluminę energiją ir sumažinti šilumos nuostolius į aplinką.
Linijiniai fokusiniai kolektoriai
Šie kolektoriai, dar vadinami paraboliniais loviais, yra pagaminti iš labai atspindinčių medžiagų, kurios surenka ir koncentruoja Saulės šiluminę energiją.
Tokie kolektoriai sudaryti iš parabolinės formos atspindinčių sekcijų, kurios suformuoja ilgą lovį. Jo centre yra vamzdis, kuriuo teka vanduo. Saulės šviesa, atsispindėjusi nuo lovio paviršiaus, fokusuojama į šį vamzdį, kuris įkaista ir šildo vandenį.
Dėl savo didelio efektyvumo šie kolektoriai dažniausiai naudojami saulės termofikacinėse jėgainėse, nes jie gali generuoti pakankamai šilumos garui gaminti. Kai kurie modeliai turi sukamąją sistemą, leidžiančią sekti Saulės judėjimą danguje, taip maksimaliai padidinant energijos surinkimą.
Taškiniai fokusiniai kolektoriai
Tai dideli paraboliniai indai, pagaminti iš atspindinčios medžiagos, kurie nukreipia Saulės energiją į vieną tašką.
Surinkta šiluma dažniausiai naudojama Stirlingo variklių veikimui palaikyti. Nors šie kolektoriai yra labai veiksmingi, jiems būtina aktyvi sekimo sistema, kad jie galėtų judėti ir sekti Saulės poziciją danguje.
Tokie kolektoriai gali būti naudojami tiek atskirai, tiek sujungti į didesnes sistemas, kad būtų surenkama dar daugiau Saulės energijos.
Be to, taškiniai fokusiniai kolektoriai gali būti pritaikomi ir koncentriniams fotovoltiniams įrenginiams. Tokiu atveju Saulės šviesa naudojama ne šilumai gaminti, o tiesiogiai paverčiama elektros energija naudojant specialias didelio efektyvumo fotovoltines baterijas.
