Memahami segala sesuatu tentang cara kerja pemanas panas matahari, variasi dan fitur tipe sistem

Brasil adalah negara yang memiliki hak istimewa dalam hal serangan panas karena terletak di zona tropis dan ekuator, memiliki sekitar delapan jam sinar matahari langsung per hari (berdasarkan rata-rata tahunan). Untuk alasan ini, ini adalah pasar yang sangat baik untuk sistem fotovoltaik surya dan untuk pemanas air tenaga surya menggunakan radiasi matahari (energi panas matahari).

Berbeda dengan energi surya fotovoltaik, yang prinsip kerjanya adalah pengubahan energi matahari menjadi energi listrik, energi panas matahari merupakan teknologi yang memungkinkan pengubahan energi matahari menjadi energi panas, dan dari situ memberikan pemanas air dalam sistem. perumahan, gedung dan komersial.

Konversi radiasi elektromagnetik dari matahari menjadi energi panas dilakukan oleh kolektor surya (atau panel).

Ada beberapa jenis kolektor, dengan efisiensi yang berbeda dalam konversi energi. Untuk setiap keperluan, ada jenis kolektor yang lebih sesuai, seperti terlihat pada gambar berikut:

Gambar: aquakent

Jadi, seperti yang bisa Anda lihat dari gambar, sistem panas matahari bersifat serbaguna dan dapat digunakan untuk memasok air panas untuk berbagai fungsi, seperti pemanas kolam, penyangga pemanas sentral, air mandi, dan sektor industri. Dengan cara ini, ini berkontribusi pada penghematan energi maksimum dalam pemanas air.

Bagaimana itu bekerja?

Permukaan panel memiliki sirip yang terbuat dari tembaga atau aluminium, biasanya dicat dengan warna gelap untuk penyerapan radiasi matahari yang lebih besar. Jadi, sirip ini menangkap radiasi ini dan kemudian mengubahnya menjadi panas. Panas kemudian diserap oleh cairan yang ada di dalam panel, yang kemudian diangkut dengan memompa melalui tabung berinsulasi, hingga mencapai tangki air panas (reservoir termal atau boiler).

Tangki air panas terdiri dari bahan isolasi, yang mencegah air mendingin, sehingga air panas dapat disuplai bahkan dalam periode tanpa sinar matahari, seperti pada malam hari.

Gambar: Soletrol (diadaptasi)

Ada juga sistem pemanas tambahan (yang dapat berupa listrik atau gas), yang memastikan adanya air panas bahkan ketika radiasi matahari tidak cukup untuk memanaskannya sepenuhnya.

Komponen

Secara umum, sistem energi panas matahari terdiri dari hal-hal berikut:

Panel surya

Mereka bisa menjadi satu atau lebih panel, yang memiliki fungsi mengubah insiden radiasi matahari menjadi energi panas.

Akumulator surya (reservoir termal)

Tangki yang menyimpan air panas sampai dibutuhkan untuk digunakan. Ukuran tangki harus sesuai dengan kebutuhan hunian.

Sirkuit hidrolik

Perpipaan, pompa dan katup sirkulasi.

Kelompok sirkulasi

Ini adalah bagian dari sirkuit hidrolik, dan memiliki fungsi mengedarkan cairan termal melalui tabung yang menghubungkan panel surya ke tangki akumulator.

Pusat kendali

Elemen kontrol dan regulasi yang memastikan berfungsinya sistem dengan benar.

Dukungan energi

Sistem pemanas komplementer yang diaktifkan hanya pada saat radiasi pada panel tidak cukup untuk memanaskan air sepenuhnya.

Kolektor

Seperti yang dapat dilihat pada gambar tentang penerapan kolektor, ada lebih dari satu jenis kolektor, dan variasi ini memiliki efisiensi yang berbeda, tergantung tujuan penggunaannya. Mari kita lihat perbedaan utama antara kolektor datar terbuka, kolektor datar tertutup dan kolektor tabung vakum:

Kolektor datar tertutup dan terbuka

Komponen utama kolektor datar tertutup adalah:

• Housing luar: biasanya terbuat dari aluminium. Ini berfungsi sebagai penunjang komponen lainnya.
• Isolasi termal: fungsinya untuk meminimalkan kehilangan panas ke lingkungan, biasanya terbuat dari wol kaca atau batu, atau busa poliuretan.
• Suling: tabung yang dihubungkan satu sama lain yang memungkinkan air mengalir ke kolektor, biasanya terbuat dari tembaga.
• Sirip: bertanggung jawab atas penyerapan dan transfer energi matahari ke air. Mereka terbuat dari aluminium atau tembaga dan dicat hitam pekat untuk meningkatkan penyerapan radiasi.
• Cakupan: biasanya kaca, polikarbonat atau akrilik yang memungkinkan lewatnya radiasi matahari, meminimalkan kehilangan panas.

Perbedaan utama antara kolektor datar tertutup dan terbuka adalah bahwa kolektor terbuka tidak memiliki kotak eksternal, penutup, dan isolasi termal, sehingga kurang efisien dalam memanaskan air ke suhu yang lebih tinggi.

Gambar: Bola Energi Matahari / Dasol

Kolektor vakum tubular

Kolektor vakum tubular memiliki komponen utama berikut:

• Pipa: ini biasanya dua tabung kaca konsentris, dengan air mengalir melaluinya. Antara internal dan eksternal ada lapisan vakum, yang bertanggung jawab untuk meminimalkan kehilangan panas.
• Kepala: tabung dimasukkan ke dalam kepala, tempat air mengalir. Itu bisa terbuat dari baja, aluminium atau tembaga, dan dilapisi dengan beberapa bahan isolasi termal.
• Struktur: itulah yang menjaga tabung dalam posisi yang tepat untuk menangkap energi matahari, dan menempel di kepala.

Gambar: Bola Energi Matahari

Sirkulasi

Ada juga dua variasi sistem panas matahari, yang berbeda karena cara air bersirkulasi di dalam sistem: sistem dengan sirkulasi termosifon dan sistem dengan sirkulasi paksa.

Sirkulasi termosifon

Jenis sistem ini menggunakan fisika untuk meningkatkan sirkulasi air secara gratis, yaitu menggunakan termodinamika dan gaya gravitasi, yang menyebabkan air panas naik secara alami ke waduk dan air dingin turun ke panel surya.

Dengan demikian, sistem dengan sirkulasi termosifon tidak memerlukan penggunaan pompa listrik, dan oleh karena itu lebih ekonomis dan lebih sederhana untuk dipasang. Untuk beberapa kasus, ini mungkin kurang efisien daripada sirkulasi paksa, selain itu reservoir harus ditempatkan di atas panel.

Sirkulasi paksa

Sistem sirkulasi paksa umumnya menampilkan tangki air yang terpisah dari panel, sehingga memungkinkan tangki ditempatkan di lantai, dan dapat dipasang di ruangan mana pun di rumah, sedangkan panel biasanya dipasang di atap. Tidak seperti sistem sirkulasi termosifon, sistem sirkulasi paksa memerlukan pompa air yang dikontrol secara elektronik.

Instalasi

Untuk pemasangan sistem energi panas matahari, beberapa poin harus diperhatikan:

• Lokasi pemasangan harus aman yaitu komponen harus dipasang pada tempat yang tidak mudah dijangkau manusia dan hewan, umumnya dipasang pada atap (rooftop);
• Dianjurkan untuk menghindari pemasangan panel di tempat-tempat dengan naungan total dan / atau parsial;
• Panel harus dipasang sedekat mungkin dengan tempat konsumsi.

sumber gambar: Soletrol

Waktu pengembalian modal untuk investasi energi panas matahari cenderung bervariasi, biasanya terjadi dalam selang waktu antara 18 hingga 36 bulan. Umur kegunaan pemanas surya diperkirakan sekitar 240 bulan, membuat sistem ini sangat menguntungkan dan ekonomis.

Karena penggunaan yang sedikit atau sering tidak memerlukan penggunaan listrik untuk memanaskan air, sistem ini ekonomis, selain ramah lingkungan karena tidak menghasilkan limbah di luar piring dan tidak menimbulkan kerusakan lingkungan. Ini juga menjanjikan di Brasil dan di dunia, karena menyebabkan dampak lingkungan yang minimal dan mengurangi jejak karbon konsumen, yang akan meminimalkan emisi mereka dengan memilih cara untuk mendapatkan air panas dengan mengurangi konsumsi listrik.

Video yang disiapkan oleh Soletrol , mendemonstrasikan prinsip kerja energi panas matahari dan kolektor surya.

Untuk mengetahui cara memasang sistem fotovoltaik surya, akses panduan pemasangan kami - tetapi panduan ini hanya memandu Anda tentang cara memasang sistem fotovoltaik energi dan bukan yang termal, yang dijelaskan dalam artikel ini.

---