Skirtingai nuo fotovoltinių sistemų, kurios saulės energiją paverčia elektra, aktyvios saulės šilumos sistemos saulės kaitinamą skystį paverčia kosmoso šiluma ir karštu vandeniu. Sistemas sudaro elektriniai siurbliai, ventiliatoriai, kompleksiniai valdikliai, talpyklos ir kolektoriai.
Saulės spindulius kaupia dviejų tipų kolektoriai: plokščiasis ir evakuotas vamzdelis. Plokščios plokštės yra labiau paplitęs tipas ir egzistuoja ilgiau. Evakuuotas vamzdis yra naujesnis dizainas.
Plokščių kolektorių sudaro izoliuota, vandeniui nelaidi metalinė dėžutė. Viršutinė pusė yra nukreipta į saulę ir turi stiklinį arba plastikinį dangtelį, kuris veikia kaip šiltnamis, praleidžiantis spindulius ir laikantis šilumos. Dėžutės viduje yra specialiai padengta tamsios spalvos absorberio plokštė ir vamzdžiai, kuriuose yra cirkuliuojančio skysčio. Ištuštintų vamzdžių kolektoriuose yra tamsios spalvos sugėriklio plokštė ir lygiagrečios vakuuminių vamzdžių eilės, visos sujungtos su vienu antraštiniu vamzdžiu. Vamzdžių dizainas apima stiklą, stiklą-metalą ir stiklą su skysčio tekėjimo takais.
Absorbuojančiose plokštėse paprastai yra ilgos metalo juostos, padengtos specialia danga. Naujos technologijos dabar gamina labai efektyvias dangas. Sugertoji spinduliuotė šildo cirkuliuojantį skystį.
Saulės sistemos rūpesčiai
Plokščių plokščių kolektoriai yra paprasto, tvirto dizaino. Tačiau šis dizainas leidžia jiems prarasti šilumą dėl konvekcijos ir radiacijos. Reikia apskaičiuoti vėjo apkrovas, galinčias pernešti šilumą.
Ištuštinti vamzdeliai gali veikti net debesuotomis dienomis. Jie naudoja šiek tiek trapų stiklą - pagalvokite apie izoliuotą vakuume uždarytą butelį. Tačiau jie gali turėti tam tikrų problemų, kai gali kauptis sniegas ar ledas ir juos reikia pašalinti. Taip pat gali kilti problemų, jei lūžus ar sugadinus sunaikinamas labai svarbus vakuumas, arba dėl šilumos susikaupimo, jei sistema nėra tinkamai ištraukta.
Kolekcionieriai gali būti atvirojo arba uždarojo tipo. Atvirojo ciklo sistemose buitinis geriamasis vanduo pumpuojamas per kolektorių. Kolektorius turi būti nusausintas ilgą šalčio orą arba naudoti nuotekų šalinimo sistemą. Nors kietas vanduo yra efektyvus, atviros sistemos gali sukelti korozijos problemų, jei sugadina komponentus.
Uždarojo ciklo sistemose į antifrizą panašus tirpalas praeina per šilumokaitį, sumontuotą šalia namo saulės vandens šildytuvo. Uždaroji kilpa šilumos mainų proceso metu gali šiek tiek prarasti efektyvumą, todėl reikia atlikti tam tikrą skysčio priežiūrą.
Saulės sistemos reikalavimai
Rinkdamiesi saulės sistemą, namų savininkai turi sužinoti, kiek saulės energijos yra jų namuose, šis terminas vadinamas „saulės konstanta“. Kiti aspektai yra namų platuma; turimas kolektoriaus, medžių ar pastatų paviršius, kuris šešėliai kolekcionierius; kolekcininko vieta ir kiek ji nukrypsta nuo magnetinio pietų; ir atstumas nuo kolektoriaus iki saulės saugojimo rezervuaro.
Tam tikrose platumose radiacija žiemą ir vasarą yra gana skirtinga dėl saulės kampo Žemės atžvilgiu. Netgi paviršių, į kuriuos bus dedamos saulės baterijos, aukštis turi būti patikrintas pasvirimo kampais ir orientacijomis, kurios labai skiriasi. Dauguma saulės kolektorių montuojami ant stogų, o kampą nustato stogo kampas. Didesni nei optimalūs kampai sumažins efektyvumą.
Namo stogo erdvė gali net nebūti nukreipta į pietus arba būti nepakankama, kad palaikytų sistemą. Jei stogo zonos neveiks, namų savininkai taip pat gali atsižvelgti į išorines sienas, laisvai stovinčias ar grunto sistemas.
Kitas veiksnys yra namų šildymo sistema. Saulės šilumos sistemos gerai tinka spinduliuojančioms grindų šildymo sistemoms ir katilams su karšto vandens radiatoriais. Priverstinio oro sistemos, naudojančios šilumokaitį, veikia, tačiau praranda tam tikrą efektyvumą. Tačiau saulės kolektoriai aprūpina namų ūkį karšto vandens poreikiais arba padeda jiems patenkinti.
Šiauriniame klimate, esant labai šaltai temperatūrai ar ilgam debesuotam laikotarpiui, reikės atsarginės sistemos. Namai, kurie yra neryškūs ir kuriems trūksta energijos vartojimo efektyvumo, turės būti atsarginiai. Reikia nepamiršti net namų ūkio narių, ypač pagyvenusių žmonių, kurie nori aukštesnio termostato, komforto lygio. Skolintojams ir statybos kodeksams taip pat gali prireikti atsarginės sistemos.
Galimi apribojimai
Patikrinkite vietinius kodeksus ar sandorius, kurie gali apriboti galimybes. Kai kurios savivaldybės prieštaravo sistemoms, trukdančioms šoniniams kiemams, neteisėto aukščio padidinimo ant stogų, istorinių rajono taisyklių pažeidimų ir per didelių stogo apkrovų.
Kaina gali būti veiksnys. Kad Saulės sistema būtų ekonomiška, ji turėtų būti naudojama didžiąją metų dalį, o vasarą nesėdėti be darbo. Visus metus veikiantis karštas vanduo pagerina sistemos ekonomiškumą.
Sistema geriausiai tinka biudžetui, jei ji gali patenkinti 40–80 procentų namų šildymo poreikių. Aktyvi sistema, tiekianti mažiau nei 40 procentų namų šildymo poreikių, turi daug ekonominės prasmės.
Pirkdami sistemą, palyginkite sertifikuotą saulės kolektorių įrangą, patikrindami „Solar Rating and Certification Corporation“ įvertinimų lipdukus.
Aktyvios saulės šildymo sistemos išlaidos labai skiriasi ir iš dalies priklauso nuo konkurencijos rinkoje. Pavyzdžiui, Viskonsine, kur yra mažai konkurencijos, evakuoto vamzdžio sistema, skirta tiekti karštą vandenį tik vienos šeimos gyvenamojoje vietoje, kainuoja nuo 9 000 iki 12 000 USD.