Солнечные коллекторы – это своего рода теплообменники, преобразующие энергию солнечного излучения во внутреннюю энергию теплоносителя. Солнечный коллектор является основным компонентом любой гелиосистемы, а в некоторых случаях вся система состоит, по сути, только из него. Существует подход, в котором коллекторы разделяют на два типа – с концентратором и без концентратора (стационарные).
Первый тип требует наличия в системе исполнительного механизма, который позволяет системе следовать за солнцем с определенной точностью. В данной статье мы рассмотрим некоторые патенты на изобретения, сделанные в данной области.
1. Стационарные коллекторы
Коллекторы данного типа зафиксированы в определенном положении к солнцу.
Три типа коллекторов попадают в эту группу:
- Плоские коллекторы
- Стационарные параболические коллекторы
- Коллекторы на вакуумных трубках
1.1. Плоские коллекторы
Типичный плоский коллектор изображен на рисунке 1.

Плоский солнечный коллектор
Когда солнечное излучение проходит сквозь защитное стекло и попадает на черную поверхность абсорбера, часть энергии идет на нагрев платы абсорбера, которая в свою очередь нагревает теплоноситель, а он переносит энергию от коллектора потребителю. Нижняя часть абсорбера имеет слой теплоизоляции от задней стенки. Трубы абсорбера могут быть приварены к плате или интегрированы в нее.
Прозрачное защитное стекло служит для снижения тепловых потерь и создания парникового эффекта, что повышает эффективность устройства.
Плоские солнечные коллекторы в настоящее время наиболее широко используемый тип коллекторов. Обычно они работают при низких температурах до 80 и стационарно установлены по направлению к солнцу. Коллекторы должны быть направлены лицевой частью к экватору (на юг в северном полушарии). Плоские коллекторы могут быть изготовлены в огромном количестве вариантов конструкций, с использованием самых разнообразных материалов. В качестве теплоносителя может быть использована вода или различные виды антифриза.
Конструкция коллектора должна обеспечивать длительный эффективный срок службы, несмотря на неблагоприятное воздействие ультрафиолетового излучения солнца, коррозии и засорения из-за кислотности, щелочности или жесткости теплоносителя, замерзания воды или осаждения пыли, или влаги на остекление.
1.2. Коллекторы с параболоцилиндрическим концентратором

Коллекторы данного типа имеют способность отражать на абсорбер падающую на их поверхность энергию.
Необходимость перемещения концентратора с целью оптимального расположения относительно солнца можно снизить использованием зеркала, состоящего из двух усеченных парабол, как показано на рисунке 2.
Продолжение следует.