Солнечные водонагреватели

У большинства людей использование солнечных энергоустановок ассоциируется, прежде всего, с солнечными фотоэлектрическими батареями. Однако уже много лет используются теплообменные элементы с селективным светопоглощающим покрытием. Образующие его вещества обладают свойством поглощать практически всю падающую на них солнечную энергию (до 97%) при крайне незначительном собственном тепловом излучении (3-4%). Если изолировать такой элемент от охлаждения наружным воздухом, то за счет обычного солнечного освещения поверхность элемента способна нагреться до 200^оС и более.

Возможность получения столь высоких температур открывает широкие возможности для создания солнечных паровых «котлов» и на их основе - паротурбинных энергетических установок. Иначе говоря, подобные преобразователи солнечного излучения можно использовать для получения водяного пара с параметрами, позволяющими организовать эффективный термодинамический цикл в обычной паровой турбине. Коэффициент полезного действия такой солнечной паротурбинной установки составляет 15-20%, то есть, сопоставим с КПД фотоэлектрических батарей.

Сегодня в мире установлено более 30 млн. м2 солнечных коллекторов для горячего водоснабжения. Популярность этой технологии постоянно растет и по мере усовершенствования технологических решений и повышения экономичности солнечных энергоустановок масштабы использования солнечной энергии будут увеличиваться.

Для использования тепла солнца, на основе современных технологий созданы автономные солнечные коллекторы (водонагреватели) и солнечные батареи, превращающие солнечную энергию в электрическую. В ряде стран солнечные водонагревательные установки стали обычным атрибутом жизни. Так, например, в Израиле горячее водоснабжение 80 % всех жилых домов обеспечивается солнечными водонагревателями, что дает экономию 5 % производимой в стране электроэнергии. В Европе, США, Австралии, солнечные коллекторы входят в инженерные системы множества зданий. Для типичного жилого дома или квартиры в Европе и Северной Америке нагрев воды - это второй по энергоемкости домашний процесс. Для ряда домов он даже является самым энергоемким. Использование энергии Солнца способно снизить стоимость бытового нагрева воды на 70%.

В Украине также начались движения в сторону использования нетрадиционных источников энергии. Наглядным примером может служить успешное использование солнечных водонагревательных систем горячего водоснабжения (гелиосистем) большой производительности, введенных в эксплуатацию в морских торговых портах "Южный", Керчинском и Феодосийском. Эти системы позволяют в летний период отключать котельные установки.

В наши дни можно увидеть водонагревательные коллекторы на крышах частных домов, коттеджей, автомоек, кафе, ресторанов и т. д. Многие уже смогли убедиться, что солнечные системы для нагрева воды экономически и экологически выгодны, особенно в тех районах, где есть проблемы с газификацией.