4.2 Технические и стоимостные показатели солнечных коллекторов и солнечных водонагревательных установок зарубежных производителей

Площадь большинства выпускаемых солнечных коллекторов составляет 2-3 м². Их удельная стоимость варьируется в зависимости от конструкции: для плоских СК – от 6000 до 13000 руб/м2 (250…550 $/м²), для вакуумированных – от 10000 до 26000 руб/м² (400…1000 $/м²). ⁴⁰

В Европейском сертификационном центре – Институте солнечных технологий (Institut fur Solartechnik, SPF), Швейцария – имеется обширная база данных результатов теплотехнических испытаний солнечных коллекторов различных зарубежных производителей.

По данным на начало 2006 г. в SPF было испытано 203 солнечных коллектора, из них плоских СК с остеклением (а именно они обычно используются в солнечных водонагревательных установках) – 174. Вместе с тем, за прошедшее десятилетие наметилась тенденция освоения производства солнечных коллекторов большей единичной площади: абсолютное большинство СК сегодня имеют габаритную площадь 2 и более квадратных метра.

Начато производство СК с единичной площадью 6 и даже 8 ^м2. Такие крупногабаритные СК предназначены для монтажа на кровле и могут также применяться как строительные элементы, интегрируемые в конструкции зданий (крыш истен). Максимум гистограммы удельной массы коллекторов за последние годы сдвинулся влево, что соответствует снижению удельной массы примерно на 5 кг/м². Сегодня лучшие СК с металлическими тепловоспринмающими панелями и стеклянным прозрачным ограждением имеют удельную массу 15…20 кг/м². Снижение удельной массы очевидно и способствовало увеличению единичной площади СК. Так, солнечный коллектор площадью 6 м2 весит, как правило, 100…150 кг, что не создает серьезных трудностей при выполнении монтажных работ с помощью несложных вспомогательных средств.⁴¹

Сравнение с результатами 10-летней давности показывает, что как оптические свойства, так и типичные теплопотери солнечных коллекторов за последние годы практически не изменились. Этот факт говорит о выходе на предельные показатели и достаточной отработанности конструкций и технологий производства СК с металлическими тепловоспринимающими панелями и стеклянным прозрачным ограждением с точки зрения оптического и теплотехнического совершенства.

Оптические кпд солнечных коллекторов КМЗ и «Сокол» в целом соответствуют большинству лучших зарубежных СК. Несколько завышенный приведенный коэффициент потерь солнечного коллектора КМЗ объясняется, по-видимому, неселективностью его поглощающей панели, поскольку практически все выпускаемые в настоящее время солнечные коллекторы за рубежом имеют поглощающую панель с селективным оптическим покрытием.

Коллектор «Альтен-1» имеет низкий коэффициент тепловых потерь, но одновременно и довольно низкий оптический кпд, что объясняется применением толстого (8 мм) сотового поликарбоната в качестве прозрачного ограждения вместо стекла. Этим же объясняется и относительно низкое значение удельной массы коллектора.

Удельная масса СК КМЗ и «Сокол» заметно больше массы большинства зарубежных солнечных коллекторов, что свидетельствует о потенциальных возможностях совершенствования конструкции. Солнечные коллекторы с единичной площадью около 1 м² за рубежом сегодня уже практически не выпускаются. При минимальной суточной потребности в нагретой воде 100 л в климатических условиях России необходимо использовать СК с площадью около 2 м². Таким образом, серьезных причин для выпуска солнечных коллекторов с меньшей единичной площадью авторы не находят (уменьшение единичной площади СК приводит лишь к дополнительным затратам материалов и средств на корпусные изделия, на гидравлические соединения и т.п.).

На основе изложенного выше можно сделать следующие выводы:

– Технологии изготовления солнечных коллекторов с использованием металлических теплоприемных панелей и стекла в качестве прозрачного ограждения как за рубежом, так и в России являются достаточно отработанными и вышли на параметры, близкие к предельным.

– Вряд ли можно ожидать существенного снижения стоимости солнечных установок, освоенных в производстве по традиционным технологиям. Резервы снижения стоимости СК, изготавливаемых по традиционным технологиям, практически исчерпаны, и в будущем стоимость солнечных коллекторов, по-видимому, будет только возрастать с учетом инфляционных процессов, ростом стоимости рабочей силы и исходных материалов.

– Актуальным является поиск новых технических решений и технологий изготовления солнечных установок, позволяющих кардинально снизить их стоимость при сохранении высоких эксплуатационных показателей.