Рис. 1. Структура площадей различных типов СК в мире
Рис. 2. Структура гелиоустановок мира с остекленными ВСК* по принципу действия
Рис. 3. Структура гелиоустановок мира с остекленными ВСК* по назначению
Рис. 4. Схема емкостного СК
Емкостной СК фирмы Јtho Daalderop
Табл. 1. Емкостные солнечные коллекторы ведущих мировых производителей
В настоящее время в мире работают тепловые гелиоустановки общей установленной мощностью 268,1 ГВт с площадью коллекторов 383 млн м2. Годовая выработка этих установок 225 ТВт⋅ч [1]. На рис. 1 представлена диаграмма распределения типов солнечных коллекторов (СК) гелиоустановок мира. Преобладают вакуумные трубчатые солнечные коллекторы — 208,76 млн м2 (62,3 %).
В Европе, более менее близкой центральной России по климатическим условиям, в первую очередь по солнечной радиации, наоборот, применяются плоские солнечные коллекторы — 87 %. На рис. 2 и 3 представлены распределения гелиоустановок по принципу действия и по назначению. Преобладают гелиоустановки для горячего водоснабжения (в мире — 95 %, в Европе — 78 %). По способу организации циркуляции теплоносителя в мире большинство составляют термосифонные гелиоустановки, в мире их насчитывается 76 % (рис. 2), в Европе их меньше — 40 %.
Одной из конструкций СК, совмещающей технические решения плоских СК и термосифонных баков-аккумуляторов является емкостный солнечный коллектор. На рис. 4 представлена схема такого коллектора. Абсорберы емкостных СК выполняют как правило из металлов с селективным покрытием. Толщина металла определяется расчетным давлением воды в баке. Максимальная рабочая температура не превышает 100 °C.
В качестве прозрачных покрытий применяются гелиотехническое стекло, поликарбонат, концентраторы солнечного излучения. Вместимость емкостных коллекторов — от 60 до 100 л в расчете на 1 м2 абсорбера. Материалы бака — металлы и пластик. В качестве теплоизоляции применяют обычные материалы. В России емкостные СК в настоящее время не производятся. В СССР они выпускались в городе Торжке.
В табл. 1 по материалам [2] представлены технические характеристики емкостных СК ведущих мировых производителей. Конструктивно некоторые из них выполнены на основе плоских СК с увеличенной вместимостью абсорбера (фирмы Orkli, Испания; Sun Earth, США). Другие имеют корытообразную форму (см. фото) — фирмы Јtho Daalderop, Нидерланды; Premier Solar Technologies, ОАЭ. Экзотическую, сферическую форму имеют емкостные СК итальянской фирмы Sferasol (см. фото) и греческо-германской фирмы Solar Energie Stefanakis.
Площадь абсорберов — от 0,6 до 2,65 м (у Premier Solar Technologies). Вместимость — от 60 (Solar Energie Stefanakis) до 250 л (Premier Solar Technologies). Баки изготовляются из нержавеющей стали, меди и пластика. Все емкостные СК могут соединяться в блоки. Назначение таких коллекторов — горячее водоснабжение и отопление (южные регионы Европы). Место установки — кровли, навесы, на земле, на речных судах и автомобильных прицепах (Solar Energie Stefanakis).
