Энергия солнца является одним из наиболее доступных и перспективных возобновляемых источников энергии. Рост интереса к использованию именно этого вида энергии обусловлен

Принцип работы

Использование тепловой энергии для получения полезной теплоты обеспечивается установками, которые называются солнечными коллекторами. Принцип их действия достаточно прост: энергия солнца используется для нагрева некоего теплоносителя, энергия которого затем полезно используется. Можно выделить следующие основные направления использования этой теплоты:

· горячее водоснабжение (ГВС),

· теплоснабжение,

· промышленное использование.

Горячее водоснабжение

По материалам Ассоциации Теплотехнических компаний Украины, наиболее развитым и востребованным способом использования солнечной энергии является горячее водоснабжение. В настоящий момент используется для горячего водоснабжения в основном частных жилых домов. Общепринятый в развитых странах потенциал использования солнечных коллекторов составляет 1 кв.м на человека. Солнечное горячее водоснабжение в мире развивается очень интенсивными тепами. Такие страны как Греция и Израиль давно достигли данного уровня. Это неудивительно, т.к. в условиях жаркого солнечного климата энергия солнца может покрывать до 100 % затрат на приготовления горячей воды. Что же касается объемов внедрения, тут безусловным лидером является Китай. В 2007 г. в Китае солнечными водонагревателями пользовались около 40 млн. семей общей численностью в 150 млн человек. К 2020 году 300 млн кв.м помещений в Китае будет оборудовано солнечными водонагревателями. В Европе лидерами по внедрению солнечных коллекторов являются Германия, Швеция, Австрия, Швейцария.

По своим климатическим условиям, Украина относится к территориям со средней интенсивностью солнечной радиации. По уровню интенсивности солнечного излучения можно выделить четыре региона – Центральный, Западный, Юго-Восточный и Южный. В зависимости от региона, уровень солнечной радиации, приходящийся на 1 кв.м составляет до 1000-1350 кВт*год/кв.м. Проведя параллели со странами, имеющим тот же уровень величин солнечной радиации, можно заключить, что в межсезонье солнечные коллекторы могут обеспечивать до 50 %, а в летние месяцы – до 90 % горячего водоснабжения частного дома (см. рис. 1). Даже в зимний период такие установки способны покрывать до 15 – 20 % потребности в тепле системы ГВС.

Для стран, в которых нагрев горячей воды производится в основном при помощи электрической энергии, солнечные коллекторы позволяют существенно снизить пиковые нагрузки в энергосистемах. В то же время, высокая эффективность солнечных коллекторов ГВС позволяет их эффективно использовать в комбинированных системах, в которых для догрева воды используется электроэнергия или оборудование на газовом топливе, поскольку в этом случае затраты на электроэнергию и топливо резко снижаются.

Отопление

Не менее перспективным способом использования солнечной энергии считается отопление. Системы солнечного отопления делятся на две большие группы: без аккумуляции энергии и с сезонной аккумуляцией энергии. В  первом типе систем, солнечное отопление комбинируется с горячим водоснабжением, что позволяет существенно снизить общие капитальные затраты, повысить уровень предоставления услуг и добиться лучших показателей по окупаемости затрат. Такие системы в климатических условиях Украины способны покрывать до 20 – 25 % затрат на отопление, преимущественно в межсезонье.

Второй тип систем используется гораздо реже, здесь много выше уровень капитальных затрат и уровень сложности технических решений. Пока такие системы массово не используются. Системы с сезонной аккумуляцией тепла способны покрывать до 85 % затрат на нужды отопления.

Промышленное использование

Касательно данного аспекта необходимо отметить, что энергия Солнца может эффективно использоваться (и используется!) в деревообрабатывающей промышленности для сушки древесины, в сельском хозяйстве, для сушки урожая сельскохозяйственных культур и т.п. Что касается использования горячей воды, то вода с температурой 30 – 60С, характерная для солнечных коллекторов, широко используется в пищевой и текстильной промышленности.