Заключение 5

Как уже упоминалось ранее, наиболее простую из таких конструкций представляет собой обычный плоский солнечный коллектор с каналами для прохождения теплоносителя - воздуха или воды, на световоспринимающей поверхности которого укреплена плоская полупроводниковая солнечная батарея. Именно такой конструктивный принцип лежал в основе создания солнечного дома в университете штата Делавэр (США). Комбинированные фототермические коллекторы этого дома были выполнены из плоских тонкопленочных солнечных элементов на основе слоев сульфида кадмия, помещенных между двумя слоями стекла. За солнечными элементами располагались профили треугольного сечения, по которым продувался воздух. Отопление здания осуществлялось с помощью воздуха, нагретого за счет теплосъема с тыльной поверхности солнечных элементов. У этого фототермического коллектора был слишком велик уровень тепловых потерь (ведь защитное стекло на обеих поверхностях солнечных элементов обладает слишком большим коэффициентом излучения) и низкий КПД использованных солнечных элементов. Коэффициент усвоения солнечного излучения в описанном случае не превышал 50%: 3% падающего на поверхность коллектора излучения Солнца превращалось в электроэнергию, 47% - в тепло.

В научных публикациях советских специалистов описаны различные варианты фототермических коллекторов, объединяющих в единой конструкции солнечные батареи и тепловые коллекторы. Среди разработанных и успешно испытанных в СССР фототермических коллекторов могут быть выделены три конструкции, наиболее удачные с точки зрения снижения оптических и тепловых потерь и в то же время достаточно надежные и долговечные при длительной эксплуатации.

Первая из конструкций представляет собой плоский тепловой коллектор с каналами для прохода теплоносителя (вода, антифриз или воздух), выполненный из любых достаточно теплопроводных металлов (например, сплавов алюминия, стали, меди, латуни), на внешнюю поверхность которого вместо селективного покрытия наклеены солнечные элементы из монокристаллического, поликристаллического или аморфного полупроводникового материала. Коллектор снабжен, как обычно, внешним слоем из стекла, снижающим в основном конвективные потери. Между поверхностью солнечных элементов и внешним стеклом имеется воздушный зазор в несколько сантиметров, с тыльной стороны коллектора расположен слой теплоизоляции (минеральная вата, пенополиуретан).