Solární kolektory

Zahřívání sluncem
Lidé využívají solární energii k mnoha účelům, včetně ohřevu vody, vzduchu a interiérů budov, stejně jako k výrobě elektřiny. Existují dva obecné typy solárních systémů vytápění: pasivní a aktivní.

K pasivnímu solárnímu vytápění dochází, když sluneční světlo prosvítá okny budovy a ohřívá interiér. Návrhy budov optimalizované pro pasivní solární vytápění (na severní polokouli) mají obvykle okna orientovaná na jih, která umožňují slunečnímu záření dopadat na stěny nebo podlahy uvnitř budovy, kde absorbuje sluneční energii. Sluneční energie je absorbována stavebními materiály a ohřívá interiér budovy přirozeným zářením a konvekcí. V létě okenní okapy nebo rolety brání pronikání slunečního světla do oken a udržují budovu chladnější.

Aktivní solární topné systémy přenášejí ohřátou tekutinu (vzduch nebo kapalinu) do budovy nebo do systému akumulace tepla a v případě potřeby uvolňují teplo. Ventilátory nebo čerpadla pohybují kapalinou přes kolektory, aby ji ohřívaly, pak do budovy nebo systému akumulace tepla a pak zpět do kolektorů, kde se znovu ohřejí. Aktivní solární systémy pro ohřev vody mají obvykle nádrž, která uchovává solárně ohřátou vodu.
Nekoncentrační a koncentrační solární kolektory
Nekoncentrační solární kolektory
Solární systémy, které ohřívají vodu nebo vzduch v budovách, mají obvykle nekoncentrační kolektory, což znamená, že oblast, která zachycuje sluneční záření, je stejná oblast, která absorbuje sluneční energii. Ploché kolektory jsou nejběžnějším typem nekoncentračních kolektorů používaných pro ohřev vody a vytápění v budovách a používají se, když jsou dostatečné teploty pod 200 stupňů F.

Ploché solární kolektory mají obvykle tři hlavní součásti:

Ploché kovové desky, které zachycují a absorbují sluneční energii
Průhledný kryt umožňuje průchod sluneční energie krytem a snižuje tepelné ztráty do absorbéru
Vrstva izolace na zadní straně absorbéru pro snížení tepelných ztrát
Solární teplovodní kolektory spojují kovové trubky s absorbérem. Teplonosná kapalina je čerpána trubkami absorbéru, aby odváděla teplo z absorbéru a předávala teplo vodě v akumulační nádrži. Solární systémy používané k ohřevu bazénové vody mají obvykle ploché kolektory, které nemají žádný kryt nebo izolaci na absorbéru, přičemž bazénová voda cirkuluje z bazénu přes kolektor a zpět do bazénu.

Solární systémy ohřevu vzduchu využívají ventilátory k pohybu vzduchu přes ploché kolektory do interiéru budovy.

Koncentrační solární kolektory
Koncentrační kolektory zachycují sluneční záření na ploše, která je větší než plocha absorbéru, někdy i stokrát větší. Vysoce reflexní kolektory zaměřují nebo koncentrují sluneční energii na absorbér. Kolektory se často přesouvají během dne, aby se udržela vysoká koncentrace na absorbéru. Solární tepelné elektrárny využívají koncentrační solární kolektorové systémy, protože dokážou produkovat vysokoteplotní teplo potřebné k výrobě elektřiny.