Οι ηλιακοί συλλέκτες

Οι ηλιακοί συλλέκτες αντλούν ενέργεια από τον ήλιο για να την χρησιμοποιούν οι άνθρωποι. Υπάρχουν δύο τύποι ηλιακών συλλεκτών, εκείνοι που συλλέγουν θερμότητα (θερμικοί) και εκείνοι που παράγουν ηλεκτρική ενέργεια (φωτοβολταϊκοί). Η θερμότητα από τους ηλιακούς συλλέκτες χρησιμοποιείται συχνά για τη θέρμανση χώρων και για ζεστό νερό χρήσης.

Οι ηλιακοί συλλέκτες συλλέγουν ανανεώσιμη ενέργεια. Τον 20ό αιώνα κάποιοι χρησιμοποιούσαν τη θερμότητα του ήλιου για να παράγουν ατμό για μια ατμομηχανή που γύριζε μια γεννήτρια. Σήμερα η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το φως του ήλιου είναι φθηνότερη. Πρόκειται για έναν στερεάς κατάστασης τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, που σημαίνει ότι δεν έχει κινούμενα μέρη.

Οι οικιακοί ηλιακοί συλλέκτες τοποθετούνται συχνά σε στέγες. Οι εμπορικές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις είναι συχνά τοποθετημένες στο έδαφος. Οι ιχνηλάτες στρέφουν το πάνελ προς τον ήλιο καθώς ο ήλιος κινείται στον ουρανό. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ χρησιμοποιούνται επίσης συχνά στο διάστημα, όπου αποτελούν μία από τις λίγες διαθέσιμες πηγές ενέργειας.

Σχηματικό σύμβολο για ηλιακό πάνελ

Θερμότητα

Οι ηλιακοί συλλέκτες θερμότητας αποτελούνται συνήθως από ένα κουτί με ένα διαφανές παράθυρο στην κορυφή. Σωλήνες διέρχονται μέσα από το κουτί. Οι σωλήνες και το κουτί είναι συνήθως βαμμένα μαύρα επειδή το μαύρο χρώμα απορροφά περισσότερη θερμότητα από άλλα χρώματα. Οι σωλήνες είναι γεμάτοι με ένα ρευστό μεταφοράς θερμότητας, όπως νερό ή λάδι. Μια αντλία κυκλοφορεί το υγρό, το οποίο θερμαίνεται καθώς εκτίθεται στον ήλιο. Όταν το θερμό ρευστό φεύγει από τον πίνακα, πηγαίνει σε έναν εναλλάκτη θερμότητας, ο οποίος μεταφέρει τη θερμότητα σε νερό ή αέρα. Αφού το ψυχρό πλέον ρευστό εγκαταλείψει τον εναλλάκτη θερμότητας, αντλείται ξανά μέσα στον πίνακα για να συλλέξει ξανά θερμότητα.

Ανακύκλωση

Τα φωτοβολταϊκά ηλιακά πάνελ κατασκευάζονται για να διαρκέσουν περίπου τριάντα χρόνια. Μέχρι στιγμής, τα περισσότερα από τα ηλιακά πάνελ, που δημιουργήθηκαν αρχικά τη δεκαετία του 1980, δεν έχουν φτάσει ακόμη στο τέλος της εκτιμώμενης διάρκειας ζωής τους. Πολλοί από τους ηλιακούς συλλέκτες που έχουν λήξει, ωστόσο, έχουν χαρακτηριστεί ως επικίνδυνα απόβλητα. Οι χρησιμοποιημένοι ηλιακοί συλλέκτες που δεν έχουν θεωρηθεί επικίνδυνοι μπορούν να ανακυκλωθούν για τη δημιουργία νέων ηλιακών συλλεκτών. Πάνω από το 90% των ηλιακών συλλεκτών είναι ανακυκλώσιμο για τη δημιουργία είτε νέων ηλιακών συλλεκτών είτε απορριμμάτων. Αρχικά, τα πάνελ διασπώνται με την αφαίρεση των μεταλλικών πλαισίων και της γυάλινης πλάκας, αφήνοντας την ομάδα των ηλιακών κυττάρων που βρίσκονται ανάμεσα σε μια ρητίνη οξικού αιθυλενίου-βινυλίου (EVA) και μια πίσω μεμβράνη. Για να φτάσουμε στα ίδια τα ηλιακά κύτταρα, πρέπει να αφαιρεθεί η ρητίνη και η οπίσθια μεμβράνη.

Χρήση

Οι δέκα κυριότερες χρήσεις των ηλιακών συλλεκτών περιλαμβάνουν,

θέρμανση για το σπίτι σας
αντλίες ισχύος
εσωτερική και εξωτερική φόρτιση της μπαταρίας της πόρτας κατά τη διάρκεια της ηλιόλουστης ημέρας για χρήση κατά τις νυχτερινές ώρες.
την τροφοδοσία του σπιτιού, του τροχόσπιτου, της καμπίνας, της αποθήκης εργαλείων ή οποιουδήποτε άλλου κτιρίου.
όταν θερμαίνονται πισίνες, ένα ηλιακό σύστημα θέρμανσης ζεστού νερού χρησιμοποιεί τους ηλιακούς συλλέκτες θέρμανσης ζεστού νερού. Αυτά μπορούν να τοποθετηθούν στην οροφή σας για να συλλέγουν τη θερμότητα του ήλιου και στη συνέχεια να μεταφέρονται στην πισίνα.
Οι ηλιακοί συλλέκτες χρησιμοποιούνται επίσης στην εξερεύνηση του διαστήματος και σε άλλες μορφές μεταφορών.

STS-97 ISS

Καινοτομίες

Οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν γίνει πολύ φθηνότεροι στη χρήση, σε σύγκριση με το πετρέλαιο, το ντίζελ και το υγροποιημένο φυσικό αέριο σε μέρη της Ασίας. Η ηλιακή ενέργεια θα γίνει σύντομα η κύρια πηγή ενέργειας. Με την πάροδο των ετών έχουν γίνει πολλές καινοτομίες για τη βελτίωση των ηλιακών συλλεκτών. Οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν χρησιμοποιηθεί για την εξερεύνηση του διαστήματος και αναπτύσσονται για να μπορούν να τροφοδοτούν αυτοκίνητα. Παράλληλα, οι επιστήμονες αναπτύσσουν ηλιακές κυψέλες σε σιλικόνη για να αυξήσουν την ευκολία της.

Ηλιακά βότσαλα

Τα ηλιακά βότσαλα είναι ένας νέος τύπος ηλιακών συλλεκτών που μοιάζουν με τα συνηθισμένα βότσαλα ασφάλτου. Χρησιμοποιούνται εκεί όπου η εμφάνιση των παραδοσιακών ηλιακών συλλεκτών μπορεί να είναι ανεπιθύμητη, όπως σε οικιστικές στέγες. Τα ηλιακά βότσαλα είναι πιο ακριβά και λιγότερο ανθεκτικά από τους κανονικούς ηλιακούς συλλέκτες.

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Q: Για ποιο λόγο χρησιμοποιούνται οι ηλιακοί συλλέκτες;

A: Οι ηλιακοί συλλέκτες χρησιμοποιούνται για τη συλλογή ανανεώσιμης ενέργειας από τον ήλιο για να την χρησιμοποιούν οι άνθρωποι.

Ε: Πόσα είδη ηλιακών συλλεκτών υπάρχουν;

Α: Υπάρχουν δύο τύποι ηλιακών συλλεκτών: οι θερμικοί και οι φωτοβολταϊκοί.

Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των θερμικών και των φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών;

Α: Οι θερμικοί ηλιακοί συλλέγουν θερμότητα από τον ήλιο για θέρμανση χώρων και ζεστό νερό χρήσης, ενώ οι φωτοβολταϊκοί ηλιακοί συλλέκτες παράγουν ηλεκτρική ενέργεια από το φως του ήλιου.

Ερ: Πώς χρησιμοποιούσαν οι άνθρωποι τη θερμότητα του ήλιου τον 20ό αιώνα;

Α: Τον 20ό αιώνα, οι άνθρωποι χρησιμοποιούσαν τη θερμότητα του ήλιου για να παράγουν ατμό για μια ατμομηχανή που γύριζε μια γεννήτρια.

Ερ: Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το φως του ήλιου είναι φθηνότερη ή ακριβότερη από τη χρήση ατμού από τη θερμότητα του ήλιου;

Α: Σήμερα, η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από το φως του ήλιου είναι φθηνότερη από τη χρήση ατμού από τη θερμότητα του ήλιου.

Ερ: Πού τοποθετούνται συχνά οι οικιακοί ηλιακοί συλλέκτες;

Α: Οι οικιακοί ηλιακοί συλλέκτες τοποθετούνται συχνά σε στέγες.

Ερ: Πού τοποθετούνται συχνά οι εμπορικές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις ηλιακών συλλεκτών;

Α: Οι εμπορικές ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις ηλιακών συλλεκτών βρίσκονται συχνά σε τροχούς που είναι τοποθετημένοι στο έδαφος, οι οποίοι στρέφουν τον πίνακα προς τον ήλιο καθώς αυτός κινείται στον ουρανό.