Плавающий солнечный коллектор позволяет использовать даже естественные водоемы в качестве приемника солнечной энергии.
Конструкция и принцип работы
Конструкция включает в себя плавающую раму, на которой на глубине 5-6 см от зеркала воды имеется непрозрачная лучевоспринимающая поверхность — радиатор. Солнечные лучи, проходя через верхний слой воды над радиатором, попадают на него и, трансформируясь в тепловую энергию, нагревают этот верхний слой.
Схема плавающего коллектора: 1 — вода в водоеме; 2 — плавающий каркас; 3 — труба с щелевым пазом для отсоса нагретой воды; 4 — радиатор; 5 — трубопровод горячей воды
Подогретая вода через щелевой слив отводится в систему теплоиспользования. Поскольку подогревается только верхний слой воды, который становится легче основной массы, не происходит конвективного перемешивания. В данном варианте нижележащие слои воды являются теплоизолятором.
Солнечный коллектор в данном варианте требует тщательный отбор подогретой воды из тонкого её слоя, исключающий смешивание подогретой воды с основной её массой. Но, с другой стороны, на работу такого солнечного коллектора не влияют прозрачность воды, глубина бассейна. Именно поэтому он и предложен в сочетании с естественными водоемами.
Эффективность плавающего солнечного коллектора
Такое устройство может не иметь остекления, как это делается у простейших проточных коллекторов, но при этом повышенное испарение подогретой воды снижает его эффективность.
Данные об эффективности плавающих солнечных коллекторов — 87,9%, восприятии полезной энергии — 721 кВт*ч/м² при среднегодовом потоке 866 кВт*ч/м² — возможно и завышены, тем не менее, простота конструкции и эксплуатации свидетельствуют о перспективности этого устройства.
Выводы
В качестве плавающего каркаса могут применяться достаточно дешевые деревянные конструкции. При сопоставлении с проточными солнечными коллекторами стоимость систем с плавающими коллекторами и солнечных прудов оказывается в 2 раза ниже.