Asud siin: Päikeseküte

Päikeseküte

greenlust

SOOJUSPUMBAD - KLIIMASEADMED

Ostukorv

Näita

Sinu ostukorv on tühi.

Skip to content

Päikeseküte

Ligikaudu kolmandik Maale langevast päikesekiirgusest peegeldub ilmaruumi, ligi pool kulub atmosfääri ja merede soojendamiseks, ligi veerand haihtub ilmaruumi Maalt tagasi peegelduva infrapunase kiirguse näol ja taimestik kasutab fotosünteesiks ära vaid 0,02% Maale langevast kiirgusest. Selle arvel on tekkinud miljonite aastate kestel fossiilsete kütuse varud, mida saab võtta kui keemiliselt muundatud päikeseenergiat. Maa globaalse energiabilansi mõttes on taevast tulevat puhast energiat rohkem kui küllaga.

Eesti asub sellisel laiuskraadil, kus nii valgus kui soojus on suuresti varieeruvad - suve ja talve näol. Suvel on neist küllus - talvel puudus. Igatähes kulub meie aastase normaalse elutegevuse käigus arvestatav kogus energiat. Seoses globaalse energia nõudluse suurenemisega ja piiratud ressurssidega on energia hind aasta aastalt kasvanud ja teeb seda ka edaspidi kasvavas tempos, kui just midagi revulutsioonilist selles vallas ei avastata.

Märgatava osa meie kulutustest moodustab soojusenergia tarbimine ja nutikad - nagu me oleme - üritame leida soodsamaid mooduseid selle saamiseks. Siin tulebki juttu vahenditest ja moodustest kuidas päikeseenergiat kasutada soojusenergia tootmiseks - päikeseküttest. Päikesekütte all mõtleme nii sooja tarbevee tootmist kui lisaküttevõimalust olemasolevale põhiküttele. Põhiküttest meie kliimas siiski loobuda ei saa, samas näitavad kohalikud tulemused päikesekütte võimalusest märtsikuust oktoobrikuuni.

Päikeseküte on puhas roheline energia, päikeseküte on tasuta ning ei sõltu energiahinnast börsil. Päikeseküte on tulevik. Päikeseküte salvestub meid ümbritsevas maapinnas, vees, õhus, looduses - Päike salvestub ka meis - rõõmuna.

Koha valik ja ilmakaared

Päikesekütte eelduseks on piisav päikesepaiste olemasolu objektil - võimalus paigaldada seadmed päikesepoolsele küljele viisil, et neile ei lange puude ja teiste hoonete varjud. Parima tulemuse saavutamiseks paigaldatakse päikesekollektor suunaga lõunasse, kaldega ~50 kraadi maapinna suhtes. Kaldenurka võib ka muuta kuid tulemuseks on väiksema nurga juures suurem suvine soojatoodang ja suurema kalde puhul pikem reaalne kasutusaeg kevad-sügisesel prioodil. Samuti ei erine paljustki soojatoodang sellest, kui kollektor on nihkes +/- 15 kraadi ida-lõuna suunas. Päikesekollektoreid on võimalik paigaldada ka nii, et üks neist tarbib hommikupäikest ja teine õhtupoolset päikest. Samas, kui ei ole võimalust paigaldada seadmeid katusele, on võimalik ka paigaldus seinale või hoopis iseseiva üksusena.

Tööpõhimõte

Päikesekollektor püüab kinni päikesekiirguse ja muudab selle soojusenergiaks. Olles otseses ühenduses soojavee boileriga soojeneb vesi ilma lisaseadmeteta. Sellist lahendust võime nimetada nimega päikeseboiler.

Kui panna päikesekollektor välja ja salvestav boiler sisse, ühendades seadmed soojaksndjaga ja vajaminevate seadmetega moodustub päikeseküttesüsteem. Sellisel viisil saab toota samuti sooja tarbevett aga suurema süsteemi puhul on võimalik saada ka küttelisa.

Survestatud kinnine päikeseküttesüsteem

Enimlevinud päikeseküttesüsteem meie laiuskraadil on survestatud kinnise tsirkulatsiooniga süsteem, seda nii sooja tarbevee tootmiseks kui küttelisaks. Päikesekollektorid on paigaldatud üldjuhul katusele ja akumulatsiooniboiler siseruumidesse või tehnilisse ruumi. Kogu süsteemi juhib kontroller ja isoleeritud vasktorudega on seadmed omavahel ühendatud. Soojakandjaks süsteemis on glükooli lahus mis on rõhu all ja mida liigutab jahedamal poolel tsirkulatsioonipump.

1.- Päikesekollektor

2.- Boiler

3.- Pumbasüsteem

4.- Paisupaak

5.- Õhutusklapp

6.- Külm tarbevesi

7.- Soe tarbevesi - tarbija.

Kui päikesekollektoris asuv temperatuuriandur on suurema temperatuuriga kui boileri temperatuuriandur lülitub tööle tsirkulatsioonipump ja soojus kandub päikesekollektorist boilerisse. Niiviisi protsessi jätkudes ongi päeva lõpuks vajaminev soe olemas.

Üheseinaliste vaakumtorudega kollektor

Super Heat Conduction Metal Vacuum (SHCMV) tube – ehk -üheseinaliste klaasist vaakumtorudega päikesekollektor on uusim ja effektiivseim päikesekollektor tänapäeval. Sellel on ka suurema diameetriga klaastoru mille sees asub metallist absorber koos soojust edasi kandva metallist soojus-toruga. Soojustoru töötab samal põhimõttel kui kaheseinalise vaakumtoru vastav osa. Ülevalt on kaetud klaastoru metallist kattega millest omakorda ulatud läbi eelpool mainitud soojustkandev metalltoru. Klaastoru ja metallkaas on omavahel hermeetiliselt liidetud ja toru vaakumis rohkem kui 5 x10-3Pa.

Klaastorud liidetakse mitmekaupa ritta soojusvahetiga üheks päikesekollektoriks, neid on võimalik parema tulemuse saavutamiseks päikese asukoha järgi kõige optimaalsemasse asendisse keerata. Tänu väiksele soojustoru massile ja alumiiniumist absorberplaadile on SHCMV valmis sooja tootma juba pärast paariminutilist päikesepaistes olemist. Parema effektiivsusega absorberpind, üheseinaline klaastoru ja seega ka väiksem klaaspinna takistus/peegeldus ning parem soojusisolatsioon tagavad kõrgema soojatoodangu. See kehtib ka pilvise ja külmema ilma puhul kus kiirgus sisse pääseb kuid soojus välja ei pääse. Seadmed on väga pikaealised ja üldjuhul annab tootja vaakumtorudele 6 aastase tehasegarantii.

Kaheseinaliste vaakumtorudega kollektor

Suur edusamm saavutati kui kollektor termosega sarnasesse läbipaistvasse klaastorusse paigaldati.

Neid torusid ritta seades moodustub kollektor, kus ülemises otsas on soojusvaheti. Iga vaakumtoru koosneb kahest õksteise siise paigaldatud kaastorust. Välimine klaastoru on valmistatud väga tugevast klaasist, mis on võimeline taluma ka 25mm rahetera. Sisemine klaastoru on kaetud spetsiaalse selektiivse kattega, millel on väga head päikesekiirgust neelavad omadused ja väihene tagasipeegeldus. Klaasist vaakumtorudesse paigaldatult on hulga väiksemad soojuskaod - ehk teisisõnu läbib päikesekiirgus kaks klaasikihti, mille vahel on vaakum, soojendades selektiivset sisemist pinda. Teatavasti on vaakum halb soojusjuht ja enam nii kergelt sealt soojus välja ei pääse.

Klaastoru sees on omakorda kinnine soojuskandjaga vasktoru ulatudes otsaga ülevalt välja. Alumises otsas klaastoru sees olev soojuskandja on vedelas olekus - soojenedes see aurustub ja tõuseb ülemisse ossa, klaasist välja, loovutades seal kondenseerudes jällegi soojuse ülemisele soojusvahetile. Sellise süsteemi puhul on peatatud ka öine soojuse kandumine vastupidiselt soojusvahetist tagasi valiskeskkonda.

Seda tüüpi kollektorile on antud mitmeid nimetusi: vaakumkollektor, torukollektor, klaaskollektor, heat-pipe kollektor. Vaakumkollektorid on võimelised töötama ka pilvisema ilmaga -see on tingitud sellest, et torud neelavad ka infrapunaseid lainepikkusi, mis pääsevad pilvedest läbi. Samuti ei jahuta tuul ja külm vaakumtorusid maha ja on ka talvisema ilmaga töövõimelised. Kuna tegemist on ümara pinnaga langevad päikesekiired alati õige nurga all ja on ainult väike tagasipeegeldus. Temperatuur vaakumkollektori ülemises otsas võib tõusta pilvitul suvepäeval kuni 250 kraadini.

Plaatkollektor

Esimene levinud päikesekollektori tüüp on plaatkollektor e. lamekollektor. Need jagunevad omakorda veel avatud ja suletud plaatkollektoriteks. Avatud plaatkollektori puhul on tegu lihtsalt tumedat värvi soojusvahetiga, mis asetatud päikeselisse kohta. Suletud plaatkollektor on juba eelmise edasiarendus, kus tume päikest neelav soojusvaheti paigaldatud pealt klaasiga, külgedelt ja põhjast soojustatud kasti. Selle tulemusena ei jahuta enam jahe tuul kiiresti kollektoreid maha ja soojtoodang on parem kui avatud süsteemis. Põhimõtteliselt on see võrreldav aknale klaasi paigaldamisega või kasvuhoonega. Plaatkollektorid on päikeseküttekollektoritest tagasihoidlikuma soojatoodanguga aga samas ka odavaimad. Palju antud kollektorite teemal on kirja pandus Teolan Tomsoni raamatus "Helioenergeetika". Samuti on plaatkollektoreid võimalik ka koduste vahenditega ise valmistada (soomekeelset infot siit ).

Päikeseboiler

Lihtsaimaks viisiks päikese abil sooja tarbevett soojendada on boiler katusele panna. Kes meist ei mäletaks kui ajad tagasi soojendati aiamaal sooja vett tumedaks võõbatud tünnis. Tänapäevased "boiler katusel" sooja tarbevee süsteemid on edasi arenenud ja kasutatavad ka külmemates tingimustes. "Lihtsuses peitub võlu" õigustab siinkohal end täielikult - nimelt mida vähem on soojusvaheteid, pumpasid, trasse ja muid lisaseadmeid seda väiksemad on kaod ja efektiivsem seade. Tänapäevasele päikeseboilerile on paigaldatud ka automaatika temperatuuride jälgimiseks ja külmumiskaitseks, samuti ka elektritenn lisakütteks. Samas peab arvestama ka trasside külmumiskaitsega ja väga hea soojustusega.

Meie kliimas õigustab päikeseboiler ennast paremini, kui seda kasutada tarbevee eelsoojendina. Nimelt talvised soojuskaod on niimoodi kokkuvõttes väiksemad, kuna sojendatava vee temperatuur ei tõuse külmal ajal kõrgele ja mida väiksem on temperatuuride vahe seda väiksemad on ka soojuskaod. Suvisel ajal toodab päikeseboiler küllalt sooja vett ilma põhiboilerit sisse lülitamata. Peab mainima ka seda, et oluline on niisiis päikeseboileri suuruse ja võimsuse valik. Rusikareegli järgi 50l sooja vett inimese kohta. Liiga väike boiler ei suuda katta vajadust ja liiga suur jällegi kipub südasuvel keema minema. Keemisest tingitud kahjude vältimiseks on boileril niinimetatud ülemine keemisklapp kuskohast liigne soojus välja lastakse - samaaegselt alt külma vett boilerisse lastes.