Na rozdíl od fotovoltaických systémů, které přeměňují sluneční energii na elektřinu, aktivní solární termické systémy přeměňují sluneční energii na teplo a horkou vodu. Systémy se skládají z elektrických čerpadel, ventilátorů, komplexních ovládacích prvků, skladovacích nádrží a sběračů.
Dva typy kolektorů shromažďují sluneční paprsky: plochý a evakuovaný. Plochá deska je běžnější typ a je tu už déle. Evakuovaná trubice je novější konstrukce.
Plochý kolektor se skládá z izolované vodotěsné kovové krabice. Horní strana směřuje ke slunci a má skleněný nebo plastový kryt, který působí jako skleník, propouští paprsky a udržuje teplo. Uvnitř krabice je speciálně potažená tmavě zbarvená absorpční deska a potrubí obsahující cirkulující kapalinu. Kolektory s vakuovými trubicemi zahrnují tmavě zbarvenou absorpční desku a paralelní řady vakuových trubic, všechny připojené k jedné sběrné trubce. Trubkové vzory zahrnují sklo, sklo-kov a sklo s cestami proudění tekutiny.
Absorpční desky obvykle zahrnují dlouhé kovové pásy pokryté speciální vrstvou. Nové technologie nyní vytvářejí vysoce účinné povlaky. Absorbované záření ohřívá cirkulující tekutinu.
Obavy sluneční soustavy
Ploché kolektory mají jednoduchý a robustní design. Tato konstrukce jim však umožňuje ztrácet teplo konvekcí a zářením. Musí se vypočítat zatížení větrem, které může odnést teplo.
Evakuované trubice mohou fungovat i v oblačných dnech. Používají poněkud křehké sklo - myslete na izolovanou vakuově uzavřenou láhev. Mohou však mít určité problémy, kde se může hromadit sníh nebo led a je třeba je odstranit. Mohou také nastat problémy, pokud poškození nebo poškození zničí důležité vakuum nebo nahromadění tepla, pokud nedojde k dostatečnému odběru systému.
Sběratelé mohou být typu otevřené nebo uzavřené smyčky. V systémech s otevřenou smyčkou je pitná voda pro domácnost čerpána kolektorem. Kolektor musí být vypuštěn během dlouhých období mrazu nebo musí být použit systém zpětného odtoku. I když jsou otevřené systémy účinné, mohou mít problémy s korozí, pokud tvrdá voda poškodí součásti.
V systémech uzavřené smyčky protimrazové řešení prochází výměníkem tepla namontovaným poblíž solárního ohřívače vody v domácnosti. Uzavřená smyčka může během procesu výměny tepla trochu ztratit účinnost a je zapotřebí určité údržby kapaliny.
Požadavky na sluneční soustavu
Při výběru solárního systému se majitelé domů musí naučit, kolik solární energie má jejich dům k dispozici, což je termín známý jako „solární konstanta“. Další úvahy jsou zeměpisná šířka domu; dostupný povrch pro kolektory, stromy nebo budovy, který by stínil kolektory; umístění sběratele a kolik se odchyluje od magnetického jihu; a vzdálenost od kolektoru po solární zásobník.
V určitých zeměpisných šířkách se záření v zimě a v létě zcela liší kvůli úhlu slunce ve vztahu k Zemi. Dokonce i sklon povrchů, kde budou umístěny solární panely, musí být zkontrolován s úhly náklonu a orientacemi, které se mezi jednotlivými místy značně liší. Většina solárních panelů je namontována na střechách a úhel je přednastaven podle úhlu střechy. Úhly větší než optimální sníží účinnost.
Střešní prostor domu nemusí směřovat ani na jih nebo nemusí být dostatečně silný, aby podporoval systém. Pokud střešní plochy nebudou fungovat, mohou majitelé domů zvážit také vnější stěny, volně stojící nebo pozemní systémy.
Dalším faktorem je systém domácího vytápění. Solární systémy jsou velmi vhodné pro systémy sálavého podlahového vytápění a kotle s teplovodními radiátory. Systémy nuceného vzduchu využívající tepelný výměník fungují, ale ztrácejí určitou účinnost. Solární kolektory však zajišťují nebo pomáhají s potřebami teplé vody pro domácnost.
V severním podnebí s velmi nízkými teplotami nebo dlouhými obdobími zatažené oblohy bude zapotřebí záložní systém. Dům, který je průvanový a nemá energetickou účinnost, bude potřebovat zálohu. Je třeba mít na paměti i úroveň pohodlí členů domácnosti - zejména starších členů, kteří dávají přednost vyššímu nastavení termostatu. Věřitelé a stavební předpisy mohou také vyžadovat záložní systém.
Možná omezení
Podívejte se na místní kódy nebo smlouvy, které mohou omezovat možnosti. Některé obce vznesly námitky proti systémům, které brání bočním výběhům, protiprávnímu přidávání výšek na střechách, porušování předpisů historických okresů a nadměrnému zatížení střechy.
Náklady mohou být faktorem. Aby byla solární soustava nákladově efektivní, měla by být používána po většinu roku a ne sedět v létě nečinně. Celoroční provoz s teplou vodou zvyšuje nákladovou efektivitu systému.
Systém funguje nejlépe s rozpočtem, pokud dokáže zajistit 40 až 80 procent potřeb domácnosti na vytápění. Aktivní systém, který dodává méně než 40 procent potřeb domácnosti na vytápění, má velký ekonomický smysl.
Při nákupu systému porovnejte certifikované solární kolektorové zařízení kontrolou hodnotících štítků od společnosti Solar Rating and Certification Corporation.
Náklady na aktivní solární systém se značně liší a zčásti v závislosti na konkurenci na trhu. Například ve Wisconsinu, kde je malá konkurence, stojí systém evakuovaných trubek pro dodávku horké vody pouze v rodinném domově mezi 9 000 a 12 000 USD.