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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Möglichkeiten zur Nutzung von Solarenergie. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Alternative Energiequellen Die Sonne ist eine kostenlose, unerschöpfliche und umweltfreundliche Energiequelle, die weder Gewinnung noch Transport erfordert. Das Thema Energiekostensenkung wird von Jahr zu Jahr dringlicher. Notwendig für Heizung und Warmwasserversorgung. Industrieländer verfolgen seit langem den Weg, traditionelle Energieressourcen durch Solarenergie zu ersetzen. Die Prinzipien der Solarheizung und Warmwasserbereitung werden seit der Antike genutzt. Jeder weiß, dass sich eine schwarze Oberfläche in der Sonne schneller und stärker erwärmt als eine weiße. Diese Eigenschaft wird bei Solarkollektoren genutzt; sie sammeln diese Wärme, um Wasser zu erhitzen. Je nach Bedarf an Wärme und Warmwasser werden auf dem Dach des Gebäudes und (oder) an der Südwand Kollektoren installiert, die aus dünnen Rohren bestehen, durch die das Wasser dem Speichertank zugeführt wird. Die Sonne erwärmt die Rohre, sie erhitzen das Wasser, das Wasser sammelt sich im Tank und wird dann zum Heizen oder zur Warmwasserbereitung genutzt. Alles Geniale ist einfach! Sonnenkollektoren Anlagen, die Sonnenwärme sammeln, speichern und übertragen, werden Solarkollektoren genannt. Sonnenkollektoren ermöglichen die Gewinnung von Warmwasser und in Gebieten mit hoher Sonnenaktivität kann beim Bau von Kombikesselhäusern die Wärme der Sonnenkollektoren in Heizsystemen genutzt werden. Dadurch können Sie die Kosten für Heizung und Warmwasserversorgung Ihres Hauses senken. Es gibt zwei Haupttypen von Solarkollektoren: Flachkollektor und Vakuumsolarkollektor. Flacher Sonnenkollektor ist ein wärmegedämmtes Glaspaneel, das eine Absorberplatte mit einer hochselektiven Beschichtung enthält. Es ist diese Platte, die Sonnenenergie sammelt und Wärme an mit Flüssigkeit gefüllte Zirkulationsrohre überträgt. Trotz der Wärmedämmung des Bodens und der Seitenwände des Flachkollektors kommt es im Winter zu Leistungseinbußen aufgrund von Wärmeverlusten auf der Solarseite. Ganzjährige solare Warmwasserbereitungssysteme nutzen typischerweise Vakuum-Solarkollektoren, obwohl auch gut isolierte Flachkollektoren möglich sind. Aufgrund ihrer geringen Kosten sind Flachkollektoren weit verbreitet. Vakuum-Sonnenkollektor ist eine Reihe von Vakuumröhren, in denen Sonnenstrahlung in Wärmeenergie umgewandelt wird. Das Design jeder einzelnen Röhre eines Vakuum-Solarkollektors ähnelt einer bekannten Thermoskanne – eine Glasröhre wird in eine andere eingesetzt. Nur der äußere Teil der Röhre ist transparent und die innere Röhre verfügt über eine Beschichtung, die Sonnenenergie einfängt. Einzelne parallel zueinander angeordnete Rohre bilden zusammen einen Vakuumverteiler. Wir haben verstanden, wie sich in den Vakuumverteilerrohren Wärme sammelt. Als nächstes müssen Sie ihn nur noch zu dem Objekt bewegen, das erhitzt werden soll. Dabei kann es sich entweder um eine Warmwasserversorgungsanlage (Warmwasserbereitung) oder eine Heizungsanlage oder beispielsweise um die Wassererwärmung in einem Schwimmbad handeln. Je nach Bedarf an Wärmeenergie wird die eine oder andere Anzahl von Kollektoren ausgewählt, die auf dem Dach und (oder) den Wänden des Gebäudes platziert werden. Eine gute Wärmeisolierung von Vakuum-Solarkollektoren und ein hoher Absorptionskoeffizient (mehr als 95%) ermöglichen es ihnen, bei niedrigen Umgebungstemperaturen zu arbeiten. Solare Warmwasserbereiter Ein Solarwarmwasserbereiter besteht aus einem Solarkollektor und einer Batterie. Die Sonne erwärmt das Zwischenkühlmittel (spezielles Frostschutzmittel oder Wasser) im Kollektor, das die Wärme über einen Wärmetauscher an einen Warmwasserspeicher – einen Tank – überträgt. in dem erwärmtes Wasser gespeichert wird. Dieser Behälter muss gut isoliert sein, um unnötigen Wärmeverlust zu vermeiden. Diese. Es sollte die Wärme fast wie eine Thermoskanne speichern. Als solcher Behälter wird häufig ein elektrischer Warmwasserspeicher verwendet. Die Verwendung von elektrischen Warmwasserbereiter als Kapazität ermöglicht es, heißes Wasser in Abwesenheit der Sonne zu haben. In diesem Fall schaltet sich die Heizung des Boilers automatisch ein, wodurch die eingestellte Wassertemperatur beibehalten wird. Das Kühlmittel zwischen Kollektor und Warmwasserbereiter kann sich auf zwei Arten bewegen. Die erste und einfachste Methode ist die natürliche Zirkulation. Die zweite Möglichkeit ist die Zirkulation mit einer speziellen Pumpe. Durch den Einsatz einer Pumpe können Sie das System effizienter gestalten, denn Durch die Zwangsumwälzung wird es möglich, mehr Wärme zu übertragen. Systeme mit Naturumlauf werden üblicherweise als passiv bezeichnet, Systeme mit Zwangsumlauf als aktiv. So wählen Sie das Volumen des Kessels Natürlich hängt das Volumen des Kessels von der Anzahl der im Haus lebenden Menschen und ihrem individuellen Bedarf an heißem Wasser ab. Bei der Wahl des Volumens müssen Sie berücksichtigen, ob das Haus über eine Badewanne, einen Whirlpool oder nur eine Dusche verfügt. Es ist sehr wichtig, die Zeit zu berücksichtigen, die die Eigentümer für „Wasserbehandlungen“ aufwenden. Bei manchen dauert das Duschen beispielsweise fünf Minuten, bei anderen eine ganze halbe Stunde. Natürlich wird der Wasserverbrauch in diesen Fällen völlig anders sein. Wie man zählt Unter Berücksichtigung Ihrer individuellen Bedürfnisse können Sie eine genauere Berechnung durchführen. Hier ist ein Beispiel für eine solche Berechnung für eine 3-köpfige Familie. Nehmen wir an, Sie duschen 8 Minuten lang mit einem Durchfluss von 10 Litern pro Minute. Sie verbrauchen also 80 Liter warmes Wasser. Die anderen beiden Familienmitglieder verbrauchen die gleiche Menge Wasser. Wir addieren 80 + 80 + 80 und erhalten 240 Liter heißes Wasser. Auch zum Geschirrspülen benötigen Sie Wasser, zum Beispiel 4 l/min für 15 Minuten. Insgesamt 240 + 60 = 300 Liter. Wenn man davon ausgeht, dass Sie warmes Wasser verwenden und nicht das im Warmwasserbereiter angesammelte Wasser mit einer Temperatur von 60–70 Grad, reicht ein Boiler mit einem Fassungsvermögen von etwa 200 Litern aus. Wenn der nächste große Warmwasserverbrauch erst am Abend geplant ist, hat das Wasser im Warmwasserbereiter in dieser Zeit Zeit, sich wieder aufzuheizen, und Sie können am Ende des Tages auch bequem duschen Wenn die Sonnenenergie nicht ausreicht, um das Wasser zu erhitzen, schaltet sich das im Warmwasserbereiter eingebaute Heizelement automatisch ein und mit seiner Hilfe wird geheizt. Komplexe Systeme Neben den oben besprochenen Solarwarmwasserbereitern gibt es ganze komplexe Systeme zur Beheizung und Stromversorgung von Gebäuden mit Solarenergie. Ihre Bestandteile sind Solarkollektoren und Solarbatterien. Mit solchen Systemen können Sie Ihr Zuhause nicht nur mit Warmwasser, sondern auch mit Heizung und Strom versorgen. Um den Prozess zu automatisieren und die effizienteste Arbeitsweise des komplexen Systems zu gewährleisten, wird eine Steuerzentrale auf der Basis eines Mikroprozessor-Controllers verwendet.
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