Współczynniki przepuszczalności (transmisji) promieniowania słonecznego materiałów stosowanych na pokrycia kolektorów zebrano w tablicy 2.2. Najtrwalszym materiałem pokryciowym jest szkło hartowane i budowlane (do 50 lat) oraz teflon (20 lat). Inne materiały pokryciowe z tworzyw sztucznych wymagają wymiany po okresie zazwyczaj krótszym niż 5 lat. Jednakże, stosowanie w tych materiałach stabilizatorów ultrafioletowych (tj. małych ilości pigmentów absorbujących promieniowanie ultrafioletowe) pozwala na wydłużenie czasu pracy pokrycia. Na przykład okres trwałości pleksi w tych przypadkach wydłuża się do 5 - 10 lat.
Tablica 2.2 Współczynnik przepuszczalności (transmisji) t promieniowania słonecznego materiałów stosowanych na pokrycie kolektorów słonecznych
Rodzaj materiału |
Grubość mm |
Przepuszczalność % |
Poliwęglan |
3,2 |
82 — 89 |
Poliester zbrojony włóknem szklanym |
1,0 |
77 — 90 |
Szkło budowlane (hartowane) |
3,0 |
86 — 93 |
Polietylen |
0,1 |
91,0 |
PCW |
0,25 |
88,0 |
Polimetakrylan metylu (pleksi) |
3,2 |
84 — 92 |
Poliamid |
0,1 |
91,0 |
Teflon poliwęglowy |
2,5 |
96,0 |
Inne wymagania w stosunku do pokryć przezroczystych kolektorów słonecznych to także odpowiednia wytrzymałość zapewniająca przejecie obciążeń od wiatru, deszczu, gradu i obciążeń wywołanych parciem śniegu. Dlatego wytrzymałość pokrycia powinna wynosić 750 N/m2. Ponadto materiały pokryciowe powinny być twarde, łatwe w obróbce, o małej nasiąkliwości, dobrej zmywalności. Ich zamocowanie w obudowie musi umożliwić kompensację wydłużeń spowodowanych zmianami temperatury w przedziale od -25 do +150°C. Jednocześnie pokrycie to powinno być na tyle hermetyczne, aby skutecznie ograniczało straty ciepła i przeciwdziałało osiadaniu kurzu na powierzchni absorbera.
Izolacja cieplna
Materiał izolacyjny powinien mieć możliwie mały współczynnik przewodzenia ciepła i małą gęstość (patrz: tabl. 2.3). Ponadto materiał ten powinien charakteryzować się odpornością na temperaturę, niezmiennością objętości, odpornością na działanie czynników atmosferycznych oraz dużą wytrzymałością mechaniczną, która przy małej nasiąkliwości pozwala na wyeliminowanie dodatkowej osłony tylnej kolektora.
Często postuluje się, aby grubość izolacji tylnej i bocznych ścian kolektora była taka sama jak grubość izolacji stropów lub poddaszy w budynkach mieszkalnych dla danej strefy klimatycznej. Dotyczy to zwłaszcza kolektorów słonecznych pozwalających na wyższe przyrosty temperatur czynnika w okresie całego roku. W praktyce przyjmuje się taką grubość izolacji s, aby strumień ciepła, przenikający przez tylną ściankę kolektorów obliczany z zależności
Tablica Z3 Termofizyczne właściwości materiałów stosowanych w kolektorach słonecznych
Materiał |
Gęstość p kg/m3 |
Współczynnik przewodzenia ciepła k W/m-K |
Miedź Sta] Aluminium Szkło budowlane Beton Tynk Dąb (14% wilg.) Sosna (15% wilg.) Azbest luźny Płyta pilśniowa Płyty azbestowo-cementowe Płyta korkowa Ebonit (guma porowata) Płyty z wełny mineralnej Poliuretan (płyty piankowe) Polistyren porowaty |
8795 7850 2675 2515 2400 881 770 570 500 256 150 144 64 32 24 16 |
385 46,6 211,0 1,005 1,73 0,170 0,160 0,138 0,154 0,051 0,319 0,041 0,030 0,035 0,024 0,034 |
30
31