Одними з перспективних напрямків використання сонячної енергії є опалення та гаряче водопостачання. У цьому питанні потенціал сонячної енергії досить великий, проте перехід на таку систему опалення пов 'язаний з чималими фінансовими витратами.
У передвісті наближення дефіциту енергоносіїв людство шукає альтернативні шляхи видобутку енергії. Найбільш перспективною на поточний момент є сонячна енергетика, що активно розвивається з початку ХХ століття. Однією з корисних дій сонячного світла є його теплове випромінювання, використовуючи яке, можна переносити тепло в житлове приміщення, уникаючи таким чином застосування традиційних систем опалення.
Як збирають сонячну енергію
Збір і перетворення енергії сонця відбувається за рахунок спеціальних пристроїв - сонячних колекторів. Вони являють собою плоску або вигнуту панель, всередині якої розташовані капілярні канали, що пропускають через себе теплообмінник, в ролі якого зазвичай використовується рідина з дуже низькою температурою замерзання. Нагрітий теплообмінник циркулює за первинним тепловим контуром, віддаючи тепло або за допомогою термодинамічного процесу випаровування та конденсації, або природним шляхом. У першому випадку ефективність установки підвищується в рази, в той час як другий метод передачі тепла не вимагає додатково доданої енергії. Самі сонячні колектори бувають декількох типів.
Види сонячних збірок
За принципом пристрою колектори підрозділюють на вакуумні і плоскі. У вакуумних колекторах роль теплообмінника виконує трубка з подвійними стінками, в проміжку між якими знаходиться вакуум. Внутрішня трубка складається з матеріалу з дуже низькою відбиваючою здатністю. Розгалужена система трубок прихована під кількома шарами броньованого скла, при чому в порожнинах колектора також може відкачане повітря для зниження тепловіддачі. Таким чином, велика частина енергії поглинається трубкою з теплоносієм, при цьому відсутні втрати тепла в навколишнє середовище. Теплообмінники такого типу відрізняються високою ефективністю, але не можуть самостійно очищатися від снігу.
Плоскі колектори мають набагато простішу конструкцію, а тому і вартість їх в рази нижча. На гладку або покриту спеціальним рельєфом пластину з хорошою теплопровідністю нанесено шар світлопоглинаючого матеріалу. Він нагрівається під дією сонячного світла і передає тепло системі мідних або поліетиленових трубок, розташованих на тильній стороні панелі. між трубками і панеллю забезпечений надійний тепловий контакт, також трубки можуть бути профільного типу для більшої площі контакту з панеллю.
Перспектива розвитку галузі
Основна проблема систем сонячного опалення - їх висока вартість. З розвитком виробництва та вдосконаленням полімерних матеріалів такий недолік систем сонячного опалення може бути вирішений, проте їх вдосконалення не вигідне для бізнесу, заснованого на видобутку вуглеводнів та їх продажу населенню планети. На сьогоднішній день дотримується позитивна динаміка розвитку: з початку XXI століття застосування сонячних колекторів зросло від трьох до десяти разів у різних країнах світу.