Tận dụng nguồn năng lượng mặt trời

Bồn nước nóng sử dụng năng lượng mặt trời đến nay đã trải qua ba thế hệ được thương mại hóa, đầu tiên là: loại tập trung dùng chảo pa-ra-bôn, sau đó là loại tấm phẳng và loại ống chân không. Loại tấm phẳng và ống chân không hiện nay đang phát triển thành hai dạng: dạng thụ động và dạng chủ động. Dạng thụ động có bồn cách nhiệt dính liền với hệ thống thu nhiệt, dạng chủ động thì không cần bồn cách nhiệt gắn dính liền với hệ thống thu nhiệt, vì vậy nó đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ cao hơn, dễ lắp đặt. Tuy nhiên, dạng thụ động lại có ưu điểm là rẻ hơn và hoạt động hoàn toàn theo nguyên lý tự nhiên nên rất phổ biến cho khu vực có nắng nhiều. 

Bình cách nhiệt thường có cấu tạo: lõi bình, lớp cách nhiệt và vỏ. Hiện nay ở Việt Nam, phần lớn các lõi bình được chế tạo từ i-nốc SU 304 (sử dụng trong công nghệ thực phẩm) được hàn theo công nghệ cung lửa điện argon tự động và hàn đai cao tần nên chất lượng khá tốt, tuổi thọ cao. Lớp cách nhiệt được chế tạo đồng nhất bằng CFC tự do, được phun dưới áp lực cao và trong điều kiện nhiệt độ ổn định, cho phép cách nhiệt tốt hơn trước đây.

Bình cách nhiệt phải được đặt cao hơn dàn hấp thu năng lượng. Khi bức xạ mặt trời chiếu vào các ống hấp thu, nhiệt độ nước bên trong sẽ tăng lên làm cho tỷ trọng nước giảm xuống. Nước nóng nhẹ hơn tự chuyển động lên phía đầu trên của ống và đi sang bình chứa, phần nước lạnh hơn và nặng hơn sẽ chuyển động về phía đáy của ống. Sự lưu chuyển nước diễn ra tự nhiên, liên tục. Các loại ống hấp thu năng lượng mặt trời thường được làm bằng loại "ống thủy tinh đôi", mỗi ống bao gồm hai lớp ống làm từ thủy tinh borosilicat chịu lực và đã được hút chân không. Ống bên ngoài trong suốt, ống bên trong được sơn phủ chất hấp thụ bằng công nghệ phun mạ điều khiển từ trường, có đặc tính hấp thụ bức xạ mặt trời cao và phản xạ nhiệt tối thiểu, loại tốt có thể có hiệu suất hấp thu lên đến 94%.

Ống dẫn nước hiện nay thường sử dụng hai loại phổ biến: ống nhôm nhựa phức hợp và ống PPR. Ống PPR có độ bền cao hơn, chịu được các hóa chất ăn mòn, lại chịu nhiệt tốt, điểm tiếp nối được hàn nhiệt nên tạo một hệ thống dẫn nước thống nhất, khó rò rỉ. Tuy PPR là vật liệu dẫn nước nóng có nhiều ưu điểm nhất hiện nay nhưng nhiều người vẫn chưa quen dùng nên chưa phổ biến lắm, đó là chưa kể phải có thợ thi công với các thiết bị chuyên nghiệp mới có thể làm được. Ống nhôm nhựa phức hợp thì dễ thi công hơn, vì vậy được sử dụng rất phổ biến, nhưng cũng phải cân nhắc vì vật liệu này mau lão hóa và dễ bị rò rỉ tại các điểm nối.

Tuy nhiên, với hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời này, khi lắp đặt người sử dụng phải chú ý áp lực nước phụ thuộc chủ yếu vào độ cao của cột nước. Áp lực nước sẽ mạnh hơn khi đường ống ít gấp khúc, độ ma sát nhỏ, tiết diện ống phù hợp... Trong một tòa nhà, các tầng cách bồn nước dưới 5 m thì áp lực trên vòi sen không đủ mạnh, có thể tách riêng đường ống chính của các tầng này để có thể sử dụng bơm áp lực độc lập, không phụ thuộc vào hệ thống. 

Ngoài ra, áp lực giữa hai hệ thống nước nóng - lạnh không nên quá chênh lệch, sẽ gây ra hiện tượng khó pha. Van, vòi và các điểm tiếp nối bằng ren thường dễ rò rỉ nước, chỉ sử dụng các phụ kiện này khi thật sự cần thiết và không nên lắp đặt ở vị trí quá chật hẹp. Khi đóng hoặc mở nước sẽ gây nên hiện tượng áp lực nước tăng đột ngột (theo tính toán của các nhà sản xuất thì từ 14 đến 17 lần bình thường), tác động không tốt lên ống và các phụ kiện. Ðể tăng tuổi thọ của hệ thống, người ta thường gắn thêm thiết bị gọi là "cút" giảm chấn.

Trên thị trường hiện nay đã có bán các loại thiết bị hỗ trợ điện cho hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời. Khi thời tiết quá xấu, thiết bị sẽ kích hoạt thiết bị điện để cung cấp nước nóng. Thiết bị này cho phép cài đặt tự động: mực nước, nhiệt độ và thời gian cần đun nóng, giữ ấm, nhờ đó tiết kiệm được năng lượng khi phải dùng điện.

(Nguồn: ND)