Обновливата енергија се добива од оние извори на енергија кој што континуирано се обновуваат во текот на една година. За разлика од фосилните горива, кој што имаат ограничени залихи, залихите на обновливите извори на енергија не можат да се потрошат. Во обновливите извори на енергија спаѓаат: Сончевата енергија, ветерната енергија, водата (реки, плима и осека, морските бранови), геотермална енергија и биомаса.
Сончева енергија
Сончевата енергија можеме да ја искористиме на два начини – за добивање на топлинска енергија и за добивање на електрична енергија. За добивање на топлинска енергија се користат сончеви колектори кои што како и самото име зборува ја колектира/акумулира сончевата енергија во топлинска енергија за загревање на санитарна вода или за загревање на воздух. Сончевите колектори најчесто се користат за загревање на топла санитарна вода. Од друга страна сончевите панели се користат за добивање на електрична енергија. Овие панели се составени од серија на фотоволтаични ќелии кои сончевата енергија директно ја претвараат во електрична енергија.
Исползување на сончевата енергија преку сончеви колектори
Пренесувањата на топлинската енергија преку течност во сончевиот систем за греење може да се поделат според начинот на циркулација на водата на два начина и тоа: циркулација со пумпа (активен систем) или преку разликата на густината на водата при различна температура (thermosyphon, термосифонски или пасивен систем). Секој метод на циркулација има одредени предности и следствено нивната примена треба да биде соодветна на инсталацијата.
Пумпен систем
Пумпен систем, исто така е познат како активен или Сплит систем, користи пумпа за циркулација на водата помеѓу колекторот и водениот резервоар.Во сплит системите или пумпните системи, протокот на вода е контролиран од страна на автоматски контролер кој ја управува пумпата. Со оглед дека помеѓу колекторот и резервоарот постои активна пумпа, овој системот е многу пофлексибилен.
Контролниот панел и пумпа заедно обезбедуваат подобрен систем кој нуди многу поголема контрола над максималните и минималните температури и вклучува функции како што се заштита од замрзнување и прегрејување. Овој систем е под притисок и покрај пумпата и контролерот бара и дополнителни елементи како што се експанзионен сад, неповратни вентили и др.
Термосифонски систем
Термосифонски систем, исто така познат како пасивен систем, не бара пумпа за циркулација на вода, но наместо тоа се потпира на разликата на густината на водата при различна температура, каде што потопла вода се издига до највисоката точка. За овој систем да функционира, резервоарот мора да биде монтиран над колектор, во однос на хоризонталата.
Системот работи кога водата во колекторот се загрева. Загреаната вода станува помалку густа и се крева во рамките на системот, и се собира на највисоката точка во системот, која е во резервоарот. Ладната вода во резервоарот поради нејзината поголема густина ќе биде принудена да се симне на пониските делови на системот, имено на колекторот.
Бидејќи овој систем се потпира на принципите на физиката, не постои директна контрола врз циркулацијата на водата и оттаму е ограничена контролата над температурата на водата во резервоарот. Во типичен термосифонски систем се препорачува да постои и термостатски вентил за да се избегне многу висока многу висока температура на топлата вода.
Иако врз основа на различни принципи во физиката постојат најразлични модели на сончеви колектори, почнувајќи од интегрирани системи, системи со параболични огледала и многу други, сепак најкористени колектори кај нас и пошироко се рамните колектори и колекторите со вакумски цевки.
Рамни колектори
Колекторот со рамна површина во суштина е спој од спирала (или мрежа) од цевки со мал профил, поставени на бакарни аспорбери, при што четирите ѕида и основата на колекторот се изработени од алуминиум, а горниот дел е покриен со зајакнато нерефлектирачко стакло.
Бакарните цевки се залепуваат на бакарните плочи – апсорбери и се обложени со високо апсорбирачка боја, со што се зголемува ефикасноста на трансформација на сончево зрачење во топлинска енергија. Дијаметарот на бакарни цевки е од клучно значење за пренос на топлината и следствено на тоа, на ефикасноста на системот.
Водата поминува низ серија на бакарни цевки во внатрешноста на колекторот, каде што топлината се пренесува од апсорбирачките плочи на водата. Рамните колектори се користат доста често кај пумпните системи, но има рамни колектори кои се добро прилагодени за термосифонски системи каде протокот на вода е вертикален со што се задоволува принципот на проток на водата со различна густина, од горе, на долу.
Вакумски цевки (вакумски колектори)
Вакумските цевки (Evacuated Vacuum Tubes – EVT) – колекторот е составен од голем број на вакумски стаклени цевки, кои се поврзани во колектор, преку кој водата минува низ секоја цевка и водата се затоплува како што патува преку колекторот.
Бројот на стаклени цевки кои се користат варира во зависност од големината на системот. Општо земено, за домашна примена од една цевка треба да се загрее околу 10 литри капацитет на вода во резервоарот.
Евакуиранате цевка е направена од две концентрични стаклени цевки. Помеѓу цевките постои вакум кој ја изолира внатрешната цевка со што се намалува загубата на топлина.
Внатрешната стаклена цевка е обложена со индустриски апсорбирачка глазура која го претвора УВ зрачењето во топлинска енергија и ја задржува енергијата. Кружните облици на цевките овозможуваат во секој момент на поставеноста на сонцето да апсорбираат максимум сончева енергија, бидејќи сонцето во секој момент ќе биде поставен под 90 степени во однос на цевката.
За колекторите со вакумски цевки, дебелината на надворешната стаклена цевка треба да биде минимално 2,0 мм. Оваа спецификација е да се обезбеди колекторот да не се оштети во екстремни услови на град. Системите со вакумски цевки во Македонија најчесто се дел од термосифонски системи, но можно е да се користат и како дел од пумпни системи.