Collettori piani, sviluppato da Hottel e Whillier nel 1950, sono il tipo più comune. Essi consistono di (1) uno scuro piastra piatta assorbitore di energia solare, (2) un coperchio trasparente che permette l'energia solare di passare attraverso, ma riduce le perdite di calore, (3) a calore-trasporto di fluido (aria, acqua o antigelo) a rimuovere il calore dal assorbitore, e (4) un supporto termoisolante. L'assorbitore è costituito da un foglio sottile assorbitore (di polimeri termicamente stabili, alluminio, acciaio o rame, a cui si applica un rivestimento nero opaco o selettiva) spesso sostenuti da una griglia o bobina di tubo del liquido collocato in un involucro isolato con un bicchiere o copertura in policarbonato. In pannelli di calore acqua, fluido viene solitamente fatto circolare attraverso la tubazione per trasferire calore dal assorbitore ad un serbatoio isolato. Ciò può essere ottenuto direttamente o attraverso uno scambiatore di calore. La maggior parte dei costruttori di calore aria acqua e alcuni produttori di calore hanno un assorbitore completamente allagato costituito da due fogli di metallo che passa tra il fluido. Poiché l'area di scambio di calore è maggiore possono essere leggermente più efficiente assorbitori tradizionali [1].
La luce del sole passa attraverso il vetro e colpisce la piastra assorbente, che si scalda, trasformando l'energia solare in energia termica. Il calore viene trasferito al liquido che passa attraverso tubi attaccati alla piastra assorbitore. Assorbitori vengono comunemente dipinte con rivestimenti "selettivi", che assorbono e trattengono il calore meglio di ordinaria vernice nera. Assorbitori sono solitamente metallico, tipicamente rame o alluminio, perché il metallo è un buon conduttore di calore. Il rame è più costoso, ma è un conduttore migliore e meno soggetto alla corrosione dell'alluminio. In luoghi con una media di energia solare disponibile, collettori piani sono dimensionati in circa la metà, ai piedi di un quadrato per gallone di utilizzo di acqua calda di un giorno.
Ci sono un certo numero di configurazioni di tubature assorbitori:
arpa - design tradizionale con fondo risers tubo e tubo di raccolta superiore, utilizzato nel termosifone bassa pressione e sistemi di pompaggio
serpentino - uno S continua che massimizza la resa energetica totale della temperatura, ma non in sistemi a portata variabile, utilizzato in sistemi solari compatti Solo Acqua Calda Sanitaria (nessun ruolo riscaldamento)
assorbitore completamente sommerso costituito da due fogli di metallo stampato per produrre una zona di circolazione.
lo strato limite collettori assorbitore costituito da più strati di fogli trasparenti e opachi che consentono l'assorbimento in uno strato limite. Poiché l'energia solare viene assorbita nello strato limite, la conversione del calore può essere più efficiente per collettori dove si effettuano il calore assorbito attraverso un materiale prima che il calore viene accumulato in un liquido circolante. [Citazione necessaria]
In alternativa ai collettori metallici, nuovi collettori polimero piani ora vengono prodotti in Europa. Questi possono essere interamente polimero, oppure essi possono includere piastre metalliche di fronte freeze-tolerant canali d'acqua in gomma siliconica. Polymers, essere flessibili e quindi congelare-tollerante, sono in grado di contenere l'acqua di rubinetto al posto di antigelo, in modo che possano essere collegata direttamente nelle vasche d'acqua esistenti, invece di dover utilizzare scambiatori di calore che riducono l'efficienza. Con erogazione con uno scambiatore di calore in questi pannelli a lastra piana, la temperatura non deve essere così elevata per il sistema di circolazione di essere acceso, i pannelli in modo tale circolazione diretta, sia polimero o altrimenti, può essere più efficiente, in particolare a bassi livelli di luce.
Alcuni collettori primi polimero selettivamente rivestite soffriva di surriscaldamento quando isolato, come temperature stagnazione può superare il punto di fusione del polimero. [2] [3] Ad esempio, il punto di fusione del polipropilene è 160 ° C (320 ° F), mentre l' temperatura di ristagno di isolati collettori termici può superare i 180 ° C (356 ° F) strategie di controllo, se non vengono utilizzati. Per questo motivo polipropilene non viene spesso utilizzata in vetro rivestite selettivamente collettori solari. Sempre polimeri quali elevate siliconi temperati (che fondono a oltre 250 ° C (482 ° F)) vengono utilizzati. Alcuni non polimeriche a base di polipropilene collettori solari vetrati sono rivestiti in nero opaco, piuttosto che con rivestimento selettivo per ridurre la temperatura di stagnazione a 150 ° C (302 ° F) o meno.
Nelle zone in cui è una possibilità congelamento, congelamento-tolleranza (la capacità di congelare ripetutamente senza cracking) può essere fornito mediante l'uso di polimeri flessibili. Tubi in gomma silicone sono stati utilizzati per questo scopo nel Regno Unito dal 1999. Collettori metallici convenzionali sono vulnerabili ai danni da congelamento, quindi se sono riempiti d'acqua devono essere attentamente scandagliato in modo da drenare completamente verso il basso con la gravità prima del congelamento è previsto, in modo che non si spaccano. Molti collezionisti di metallo vengono installati come parte di un sistema chiuso scambiatore di calore. Piuttosto che avere il flusso dell'acqua potabile direttamente attraverso i collettori, una miscela di acqua e antigelo come glicole propilenico (che viene usato nell'industria alimentare) viene usato come fluido di scambio termico per la protezione contro i danni congelamento ad una temperatura determinata localmente rischio che dipende dalla percentuale di glicole propilenico nella miscela. L'impiego di glicole riduce il calore dell'acqua portata marginalmente, mentre l'aggiunta di uno scambiatore di calore supplementare può ridurre le prestazioni del sistema a bassi livelli di luce.
Una piscina o collettore non smaltata è una semplice forma di collettore piatto senza una copertura trasparente. Tipicamente polipropilene o EPDM gomma o gomma siliconica viene utilizzato come un assorbitore. Usata per il riscaldamento piscina può funzionare bene quando la temperatura di uscita desiderata è vicino alla temperatura ambiente (cioè, quando è fuori caldo). Come la temperatura ambiente diventa più fredda, questi collezionisti diventano meno efficaci.
Maggior parte dei collettori piani hanno un'aspettativa di vita di oltre 25 anni.
Applicazioni: L'utilizzo principale di questa tecnologia è in edifici residenziali in cui la domanda di acqua calda ha un grande impatto sulle bollette energetiche. Questo significa in genere una situazione con una famiglia numerosa, o una situazione in cui il fabbisogno di acqua calda è eccessivo a causa di bucato frequenti. Le applicazioni commerciali includono lavanderie, autolavaggi, lavanderie militari e stabilimenti alimentari. La tecnologia può essere utilizzata anche per il riscaldamento se l'edificio si trova off-grid, o se l'alimentazione di rete è soggetta a frequenti interruzioni. I sistemi solari di riscaldamento ad acqua sono più probabilità di essere redditizio per gli impianti con sistemi di riscaldamento ad acqua che sono costosi da operare, o con operazioni come lavanderie o cucine che richiedono grandi quantità di acqua calda.
smaltate collettori di liquidi sono comunemente usati per riscaldare l'acqua per piscine. Poiché questi collettori non deve resistere alle alte temperature, possono utilizzare materiali meno costosi come la plastica o gomma. Essi inoltre non hanno bisogno di freeze-proofing, perché le piscine sono generalmente utilizzati solo nella stagione calda o può essere scaricata facilmente durante la stagione fredda.
Mentre collettori solari sono più costo-efficace nel sole, zone temperate, possono essere conveniente praticamente in tutto il paese così dovrebbe essere considerato.
