Солнечный коллектор — это устройство, которое используется для собирания и преобразования солнечной энергии в тепловую. Эта энергия переносится ближним инфракрасным излучением и видимым светом. Сбор энергии осуществляется посредством нагрева специального материала, являющегося теплоносителем. Есть два основных вида солнечных коллекторов: плоские и вакуумные. Именно о них и пойдет речь в этой статье.

Коллекторы первого типа (Плоский солнечный коллектор) состоят из элемента, который поглощает солнечное излучение, термоизолирующего слоя и прозрачного покрытия. Стоит сказать, что поглощающий элемент чаще всего называется абсорбером. Прозрачный элемент в большинстве случаев изготовляется из закалённого стекла с низким содержанием металлов.

В случае отсутствии разбора тепла данные коллекторы могут успешно нагреть воду до температуры, равной 190–200 °C. Следует отметить, что чем больше падающей солнечной энергии будет передано теплоносителю, который протекает в коллекторе, тем более высокой является его эффективность. Увеличить её можно, используя специальные покрытия, которые не излучают тепло даже в инфракрасном спектре. Наиболее распространенным решением увеличения эффективности коллектора стало использование абсорбера, который изготовляется из листовой меди, обладающей очень высокой теплопроводностью.

Коллекторы второго типа (Вакуумный солнечный коллектор) могут поднять температуру теплоносителя до весьма внушительного показателя в 250–300 °C. Достичь столь впечатляющего результата можно благодаря снижению тепловых потерь в результате применения многослойного стеклянного покрытия, а также создания в коллекторах вакуума и полной герметизации.

По сути, устройство солнечной тепловой трубы похоже на конструкцию обычных бытовых термосов. Основное отличие состоит в том, что внешняя часть трубы такого коллектора прозрачна, а на внутренней части нанесено специальное высокоселективное покрытие, которое улавливает солнечную энергию. Кроме этого между внутренней и внешней частью трубы находится вакуум, который позволяет сохранить примерно 95% улавливаемой энергии.

Также хотелось бы отметить, что в вакуумных солнечных коллекторах применяются тепловые трубки, которые играют роль проводника тепла. В процессе облучения установки солнцем, жидкость, которая находится в трубке, постепенно нагреваясь, со временем превращается в пар. Пары в свою очередь поднимаются к конденсатору, где конденсируются и тем самым передают тепло коллектору. Применение такой схемы даёт возможность достичь большего КПД (если сравнивать с плоскими аналогами) при работе в условиях слабой освещенности и низких температур.

Благодаря многослойным высокоселективным покрытиям высокого качества и вакуумированию, современный коллектор может улавливать энергию солнца в максимально широком спектре излучения.