Опыт ЦЭФТ по использованию солнечного теплоснабжения в Бурятии

Основные направления деятельности Центра энергоэффективных технологий (ЦЭФТ)

– разработка технологий производства и монтажа оборудования, использующего возобновляемые источники энергии (ВИЭ).

ЦЭФТ изготовил оборудование и смонтировал его более чем на 90 солнечных водонагревательных установках (СВНУ) для приготовления горячей воды и отопления зданий общей площадью солнечных коллекторов свыше 4400 м2.Цены на возобновляемую энергию снижаются, на традиционную – постоянно растут. ВИЭ технологии на сегодняшний день уже включают в себя полную стоимость производства энергии. Она может снижаться, но не повышается никогда.

Наиболее привлекательным и экономически выгодным сегодня является использование солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения зданий с применением солнечных коллекторов, производством которых и занимается ЦЭФТ. Современный уровень технологий позволяет преобразовывать солнечную энергию в тепловую, обеспечивая до 80% энергии, необходимой для горячего водоснабжения, и 40% энергии – на отопление зданий.

Один квадратный метр солнечного коллектора вырабатывает в среднем в год от 500 до 700 кВт тепловой энергии. СВНУ являются совершенными установками, затраты на техническое обслуживание которых гораздо меньше, чем на традиционные установки, срок их эксплуатации 20 – 25 лет. СВНУ могут с успехом использоваться не только в частных домах, но и в образовательных учреждениях, домах отдыха, гостиницах и на других объектах. Кроме того, СВНУ могут найти применение и в промышленных предприятиях, для производства горячей воды при технологических процессах.

Потребители СВНУ несут затраты только на приобретение и монтаж установки, выработанная же ей энергия – бесплатна. СВНУ не требуют постоянного обслуживания и работают автономно, при правильной эксплуатации практически не выходят из строя, позволяя потребителям экономить на обслуживающем персонале, ремонте и модернизации.

 ЦЭФТ был создан в 1999 году. Начало своей деятельности в области возобновляемых источников энергии ЦЭФТ начал с производства солнечных коллекторов со стальным абсорбером, была разработана технология сварки двух стальных листов для изготовления такого абсорбера. Первоначально в качестве рамы для солнечных коллекторов использовались деревянные бруски и остекление выполнялось обыкновенным оконным стеклом. Что бы уменьшить вес коллектора и облегчить монтажные работы для остекления стал использоваться сотовый поликарбонат  который вставлялся в алюминиевую раму. По сравнению с абсорбером из меди стальной абсорбер имеет значительно меньшую стоимость и не уступает в  теплопроизводительности, за счет того что каналы по которым циркулирует теплоноситель занимают практически всю плоскость абсорбера и значительно увеличивается поверхность контакта между теплоносителем и плоскостью абсорбера

Но имеет несколько ограничений в использовании. Максимальное давление которое выдерживает такой коллектор 2,5 бар. При использовании солнечного коллектора со стальным абсорбером необходимо рассчитать и смонтировать систему так что бы максимальное возможное давление в поле солнечных коллекторов не превышало 2 бар. Стальной абсорбер в большей степени подвержен коррозии, для того что бы он проработал расчетный срок службы  необходимо использовать теплоноситель с качественными антикоррозионными присадками, вовремя согласно рекомендациям производителя заменять теплоноситель, не использовать в качестве теплоносителя воду.

В 2002 году ЦЭФТ был разработан и выпущен солнечный коллектор с полипропиленовым абсорбером корпусом для него используется так же алюминиевый профиль и для остекленения используется сотовый поликарбонат. Для производства полипропиленового абсорбера ЦЭФТ была разработана технология сварки листа сотового полипропилена и полипропиленовой трубы. В теплопроизодительности он несколько уступает солнечным коллекторам с медным и стальным абсорбером, но имеет меньшую стоимость и не подвержен коррозии. Эксплуатация таких коллекторов показала что они имеют наибольшую эффективность в период с положительными температурами наружного воздуха, но так же могут использоваться в зимней период но производительность их в это время ниже чем у солнечных коллекторов с медным и стальным абсорбером.

При проектировании и монтаже солнечных водонагревательных установок с полипропиленовым абсорбером необходимо учитывать значительные линейные расширения которые возникают в нем при нагреве и охлаждении в процессе работы и при изменении температуры наружного воздуха. Так же такой тип абсорбера имеет ограничения по максимальному давлению которое он может выдержать. Для полипропиленового абсорбера это 3 бар.

В 2005 году ЦЭФТ был разработал технологию и преступил  к выпуску коллектора с медным абсорбером листотрубной конструкции. Для этого типа абсорбера используются  медные листы с нанесенным высокоселективным покрытием.  Селективное покрытие представляет собой оксид титана нанесенный  PVD технологией с антиотражающим слоем, это покрытие имеет следующие энергетические характеристики: коэффициент поглощения солнечной энергии α=95% и  коэффициент излучения тепловой энергии ε=5%. Крепление осуществляется обжимом медной пластины на трубе для передачи тепловой энергии с поверхности пластин теплоносителю в трубе. Обжим производится на собственном оборудовании ООО «ЦЭФТ».

Солнечные коллекторы с медным абсорбером имеют высокую производительность, отличаются надежностью, стойкостью к коррозии и длительным сроком службы. Максимальное рабочее давление для того типа коллекторов – 6 бар. Солнечный коллектор с медным абсорбером является лучшим решением для интеграции в здание. Такой тип коллектора проще использовать для изготовления солнечных коллекторов по размерам заказчика отличных от стандартных и помещать всю конструкцию солнечного коллектора по сути в один корпус без разъемных соединений внутри.