Комбіновані сонячно-електричні системи теплозабезпечення

Abstract

У статті досліджуються комбіновані сонячно-електричні системи теплопостачання, які інтегрують відновлювані та традиційні джерела енергії для забезпечення опалення і гарячого водопостачання. Запропоновано альтернативу існуючим світлопоглинальним покриттям у сонячних колекторах на основі низьковакуумних конденсатів алюмінію. Рекомендується покриття, що виготовляються з використанням вакуумних технологій, коли за рахунок примусового підвищення тиску на підкладку осаджується комбінований кластерний та молекулярний потоки речовини. Розглянуто конструкції сонячних колекторів, їх принцип роботи та переваги використання селективних світлопоглинальних покриттів, які здатні підвищити ККД колекторів на 18–22 %. Запропоновано інноваційну систему інфрачервоного нагріву, що забезпечує підвищення ефективності теплопередачі, зниження енергоспоживання та стабільність роботи навіть при низькому рівні інсоляції. Задачею запропонованої установки, є більш ефективно використовувати енергоносії. Проаналізовано застосування теплових акумуляторів та багатошарових систем, які дозволяють збільшити тривалість відбору гарячої води. Розглянуто можливості комбінованих схем з додатковими джерелами енергії, таки-ми як електрокотли або котли на біопаливі, що знижує залежність від викопних енергоресурсів. Ці рішення сприяють підвищенню енергоефективності та сталого розвитку енергетики.

The article examines combined solar-electric heating systems that integrate renewable and traditional energy sources to provide heating and hot water. An alternative to existing light-absorbing coatings in solar collectors based on low-vacuum aluminum condensates is proposed. Coatings manufactured using vacuum technologies are recommended, when a combined cluster and molecular flow of matter is deposited on the substrate due to a forced increase in pressure. Choosing aluminum as a material for low-vacuum coating adds advantages to this technology, because aluminum has a fairly low melting point, and the controlled formation of oxide phases on the surface of the deposited film significantly increases the corrosion resistance of the coating. The designs of solar collectors, their principle of operation and the advantages of using selective light-absorbing coatings, which can increase the efficiency of collectors by 18–22 %. An innovative infrared heating system is proposed, which ensures increased heat transfer efficiency, reduced energy consumption, and stable operation even at a low level of insolation. the task of the proposed installation is to use energy carriers more efficiently. The use of heat accumulators and multilayer systems, which allow to increase the duration of hot water selection, have been analyzed. The possibilities of combined schemes with additional energy sources, such as electric boilers or biofuel boilers, which reduce dependence on fossil energy resources, are considered. These solutions contribute to increasing energy efficiency and sustainable development of the energy industry.