Till skillnad från solcellssystem, som omvandlar solens energi till el, förvandlar aktiva solvärmesystem soluppvärmd vätska till rymdvärme och varmvatten. Systemen består av elektriska pumpar, fläktar, komplexa kontroller, lagringstankar och samlare.
Två typer av samlare samlar solstrålar: platt och evakuerad tub. Platt platta är den vanligaste typen och har funnits längre. Evakuerat rör är en nyare design.
En plåtsamlare består av en isolerad, vattentät metallbox. Den övre sidan vetter mot solen och har ett glas- eller plastskydd som fungerar som ett växthus, släpper in strålarna och håller i värmen. Inuti lådan finns en specialbelagd mörkfärgad absorberplatta och rör som innehåller cirkulerande vätska. Evakuerade rörsamlare inkluderar en mörkfärgad absorberplatta och parallella rader med vakuumrör, alla anslutna till ett huvudrör. Rördesigner inkluderar glas, glasmetall och glas med vätskeflödesvägar.
Absorberplattor inkluderar vanligtvis långa remsor av metall täckta av en speciell beläggning. Ny teknik ger nu beläggningar som är mycket effektiva. Den absorberade strålningen värmer cirkulationsvätskan.
Bekymmer för solsystemet
Plåtuppsamlare har en enkel, robust design. Men den designen tillåter dem att förlora värme genom konvektion och strålning. Vindbelastningar som kan ta bort värmen måste beräknas.
Evakuerade rör kan fungera även på molnigare dagar. De använder något ömtåligt glas - tänk på en isolerad vakuumförseglad flaska. De kan dock ha vissa problem där snö eller is kan ackumuleras och måste tas bort. Det kan också finnas problem om brott eller skador förstör det viktigaste vakuumet eller från värmeavbildning om det inte finns tillräcklig dragning på systemet.
Samlare kan vara öppna eller slutna slingor. I system med öppen slinga pumpas dricksvatten från hushållet genom uppsamlaren. Uppsamlaren måste tömmas under långa perioder av isande väder eller använda ett avloppssystem. Även om det är effektivt kan öppna system ha korrosionsproblem om hårt vatten skadar komponenter.
I system med slutna slingor passerar en frostskyddsliknande lösning genom en värmeväxlare monterad nära hemmets solvärmare. Stängd slinga kan förlora lite effektivitet under värmeväxlingsprocessen och det krävs viss underhåll av vätskan.
Krav på solsystemet
När man väljer ett solsystem måste husägare lära sig hur mycket solenergi som finns tillgängligt för sitt hem, en term som kallas "solkonstant". Andra överväganden är ett hems latitud; tillgänglig yta för samlare, träd eller byggnader som skulle skugga samlare; samlarens plats och hur mycket den avviker från magnetiska söder; och avståndet från kollektorn till sollagertanken.
På vissa breddgrader är strålning på vintern och sommaren helt annorlunda på grund av solens vinkel i förhållande till jorden. Till och med stigningen på ytorna där solpanelerna ska placeras måste kontrolleras med lutningsvinklar och orienteringar som varierar avsevärt mellan platser. De flesta solpaneler är monterade på tak och vinkeln är förinställd av takvinkeln. Vinklar som är större än det optimala minskar effektiviteten.
Ett hems takutrymme kanske inte ens vetter mot söder eller kanske inte är tillräckligt starkt för att stödja systemet. Om takytor inte fungerar kan husägare också överväga ytterväggar, fristående eller marksystem.
En annan faktor är hemvärmesystemet. Solvärmesystem är väl lämpade för strålningsgolvvärmesystem och pannor med varmvattenradiatorer. Tvingade luftanläggningar som använder en värmeväxlare fungerar men tappar viss effektivitet. Solfångare tillhandahåller eller hjälper dock till varmvattenbehov för ett hushåll.
I norra klimat med mycket kalla temperaturer eller långa perioder med molnig himmel behövs ett reservsystem. Ett hus som är slitstarkt och saknar energieffektivitet behöver säkerhetskopieras. Även komfortnivåerna hos hushållsmedlemmar - särskilt äldre medlemmar som föredrar en högre termostatinställning - måste komma ihåg. Långivare och byggkoder kan också kräva ett reservsystem.
Möjliga begränsningar
Kolla in lokala koder eller förbund som kan begränsa alternativ. Vissa kommuner har invänt mot system som hindrar sidogården, olagliga höjdtillägg på tak, brott mot historiska distriktsregler och överdrivna takbelastningar.
Kostnad kan vara en faktor. För att göra ett solsystem kostnadseffektivt bör det användas större delen av året och inte sitta tomt på sommaren. Helvattensdrift året runt förbättrar systemets kostnadseffektivitet.
Ett system fungerar bäst för en budget om det kan tillgodose 40 till 80 procent av hushållets uppvärmningsbehov. Ett aktivt system som levererar mindre än 40 procent av ett hushålls uppvärmningsbehov ger mycket ekonomisk mening.
När du handlar efter ett system kan du jämföra certifierad solfångarutrustning genom att kontrollera klassificeringsdekaler från Solar Rating and Certification Corporation.
Kostnaderna för ett aktivt solvärmesystem varierar kraftigt och delvis med konkurrensen på marknaden. I Wisconsin, till exempel, där det finns liten konkurrens, kostar ett evakuerat rörsystem för leverans av varmvatten endast i en enfamiljshus mellan 9 000 och 12 000 dollar.