Дешёвые высокоэффективные и надёжные плоские солнечные коллекторы могут быть изготовлены с широким использованием полимерных плёнок и пенопластов.
Масса такого коллектора может быть доведена до 2,5 кг/м² лучепоглощающей поверхности.
Содержание
Конструкция полимерного солнечного коллектора
Конструкция солнечного коллектора содержит всего 4 элемента:
- абсорбер с селективным покрытием;
- алюминиевую штампованную раму;
- пенопластовую теплоизоляцию;
- внешнюю оболочку из полимерной плёнки, приклеенную к раме.
Функции элементов
Один и тот же элемент выполняет несколько функций. Плёнка, служащая прозрачной теплоизоляцией, одновременно обеспечивает подавление конвекции воздуха. Нижняя плёнка защищает солнечный коллектор от воздействия внешний среды. Обе эти плёнки работают на растяжение. В то же время пенопласт, служащий тепловой изоляцией, работает на сжатие.
Эффективность
При рациональном выборе полимерных материалов обеспечивается такая конструкция солнечного коллектора, которая отличается высокой эффективностью и хорошими прочностными характеристиками при малой массе.
Солнечный коллектор способен выдерживать значительную силу ветра. Полимерная плёнка предварительно термически деформируется, благодаря чему она образует элементы, работающие на растяжение. В сочетании с жёсткой пенопластовой теплоизоляцией образуется конструкция солнечного коллектора, подобная конструкции предварительно напряжённого крыла самолёта.
Селективная поглощающая способность абсорбера зависит от толщины плёнки. По сравнению со стеклом полимерная плёнка лучше пропускает солнечное излучение.
Совершенствование конструкции солнечного коллектора позволит повысить его КПД при сравнительно невысокой равновесной температуре, благодаря чему тепловое напряжение материалов абсорбера уменьшится и значительно снизится стоимость при широком выборе полимеров.
Заключение
Дешёвые солнечные коллекторы могут быть изготовлены на месте. В частности, часть крыши здания или его стены может быть использована в качестве абсорбера (металлический лист), защищённого сверху листом из прозрачного пластика, а снизу омываемого потоком воздуха.