Trong nhịp sống nhanh hiện đại ngày nay, nước nóng trở thành một nhu cầu lớn và liên tục cho các hoạt động sinh hoạt và kinh doanh, do đó chi phí cho nước nóng cũng chiếm một phần lớn trong chi phí sử dụng năng lượng hàng tháng.
Có nhiều lựa chọn giúp bạn giảm chi phí, nhưng nước nóng từ năng lượng mặt trời ở một cấp độ khác. Máy nước nóng năng lượng mặt trời thường được sử dụng cùng với máy đun nước nóng sử dụng điện hoặc khí gas tự nhiên truyền thống, vì thời tiết ảnh hưởng đến hiệu suất làm nóng nước của máy năng lượng mặt trời, hoặc là máy đun nước nóng năng lượng mặt trời được bổ sung thêm bộ phận tăng cường nhiệt. Bộ phận tăng cường nhiệt này được sử dụng cho các mục đích: gia nhiệt thêm cho nước nóng vào ngày có ít ánh nắng, hoặc sử dụng để tăng cường nhiệt đến nhiệt độ lớn hơn, hoặc đun nước nóng vào ngày không có nắng như một máy đun nước nóng truyền thống sử dụng năng lượng điện hoặc gas.
Thêm một máy nước nóng năng lượng mặt trời vào hệ thống cung cấp nước nóng có thể giảm 50% hóa đơn năng lượng (tiền điện, tiền gas hàng tháng) và lượng khí thải CO2 tương ứng – đôi khi còn nhiều hơn, tùy thuộc vào nơi bạn sống.
> Máy nước nóng năng lượng mặt trời – Lợi ích và cách dùng
Năng lượng mặt trời là một nguồn năng lượng sạch tuyệt vời: Ánh sáng mặt trời là vô hạn, tự do và không sinh ra tác nhân gây hại khi chuyển thành năng lượng. Vấn đề với năng lượng mặt trời, như hầu hết chúng ta đều biết, là hiệu quả của nó. Công nghệ quang điện mặt trời kém hiệu quả hơn một tuabin năng lượng gió trong việc chuyển đổi các năng lượng tự nhiên vô hạn thành điện năng, nhưng khi về nước nóng, ánh sáng mặt trời không cần phải trở thành điện mà cần phải trở thành nhiệt. Và biến ánh sáng mặt trời thành nhiệt là không có vấn đề.
Điều đó không có nghĩa là máy nước nóng năng lượng mặt trời không có nhược điểm. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu làm thế nào một hệ thống đun nóng nước bằng năng lượng mặt trời hoạt động, yếu tố nào quyết định đến hiệu quả, cách bạn có thể ứng dụng và tại sao bạn có thể muốn hoặc không muốn.
Máy nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để làm ấm nước. Điều tương tự cũng xảy ra khi bạn để một ly trà đá dưới ánh mặt trời: Sau một thời gian, các viên đá tan chảy hết và nước trà ấm nóng lên. Tất nhiên, một máy nước nóng phải hoạt động nhanh hơn và mạnh hơn thế, vì vậy cần phải có một hệ thống phức tạp hơn.
Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời
Cốt lõi của máy nước nóng năng lượng mặt trời là bộ thu năng lượng mặt trời và bể chứa. Một bộ thu năng lượng mặt trời về cơ bản là một hộp có bề mặt trên được tráng men kính để thu nhận bức xạ mặt trời và tạo hiệu ứng lồng kính gia nhiệt lên các dòng nước chảy qua bộ thu năng lượng này. Bộ thu được cách nhiệt với bên ngoài và có phần bên trong tối màu, thông thường, có một loạt các ống hoặc lối đi cho dòng nước chảy qua để thu nhiệt (Kính là một loại vật liệu, điển hình là thủy tinh, giúp giữ nhiệt.) Bộ thu năng lượng mặt trời biến bức xạ của mặt trời thành nhiệt và truyền lên dòng nước chảy quả nó rồi đến bể chứa nước nóng cũng được cách nhiệt tốt.
Hiệu ứng lồng kính là hiện tượng tích luỹ năng lượng bức xạ của mặt trời phía dưới một tấm kính hoặc một lớp khí nào đó như CO2 hoặc NOx. Bức xạ mặt trời, phát ra từ nhiệt độ cao có năng lượng lớn sẽ xuyên qua kính hoàn toàn, bức xạ thứ cấp phát từ vật thu có có năng lượng thấp hơn hầu như không xuyên qua kính và bị phản xạ lại mặt thu. Hiệu số năng lượng (vào – ra)>0 được tích luỹ phía dưới tấm kính làm nhiệt độ tại đó tăng lên.
Đó là thiết lập cơ bản và một số hệ thống không phức tạp hơn thế. Sự khác biệt đầu tiên giữa các máy nước nóng năng lượng mặt trời là hệ thống thụ động hay chủ động? Máy nước nóng năng lượng mặt trời chủ động sử dụng bơm điện và điều khiển để di chuyển nước xung quanh hệ thống. Máy thụ động không sử dụng gì ngoài các tác động tự nhiên. Thụ động là hệ thống đơn giản.
Còn tiếp …
