太陽熱温水器、太陽熱エネルギーを使用してお湯を生成するデバイス。典型的な太陽熱温水器は、建物の屋根に取り付けられ、貯水タンクに接続された太陽熱集熱器で構成されています。システムに応じて、非加熱水は、タンクからコレクターを介して直接循環して加熱されるか、コレクターで温められた水の大容量熱交換流体によって加熱され、そのチューブ内の熱を水中に伝達します。タンク。ソーラーコレクターから非加熱水への熱伝達は機械的手段なしで受動的に促進できますが、「アクティブ」ソーラー温水システムは電気を使用して熱交換流体を循環させ、機械式ポンプとコントローラーを操作します。
家庭用の水を加熱するために太陽を使用する習慣は、いくつかの古代の文化にさかのぼることができますが、最初の特許取得済みの太陽熱温水システムが商業的に販売されたのは1891年です。メリーランド州ボルチモアのクラレンスケンプによって発明されたこのシステムは「クライマックス」と呼ばれ、カリフォルニア州やその他の暖かいアメリカの州で人気がありました。従来の燃料を使用して水を加熱することは比較的コストが高く、不便であるため、多くの世帯がこれらの太陽熱温水器に投資することを熱望していました。しかし、Climaxシステムは、加熱要素が貯蔵タンクを兼ねているため、利用可能な温水の量が制限されていました。1909年、William J. Baileyは、貯水タンクを太陽熱発熱体から分離するシステムの特許を取得し、現在使用されている太陽熱温水器の設計の基礎を形成しました。
アクティブおよびパッシブシステム
アクティブな太陽熱温水システムは、機械式ポンプと差動コントローラーを使用して、太陽熱収集器からタンクへの熱伝達流体または水の流れを調整および誘導します。コントローラーは、タンク内の水とソーラーコレクター内の温度の温度差を感知し、タンク内の水がコレクターの温度よりも低くなるとポンプをオンにします。いくつかのポンプは幹線電力（ライン電力）で作動し、他のポンプは太陽光発電パネルによって生成された電力で作動します。一部の太陽光発電システムは、太陽が射しているときにのみ流体を循環させ、温水を断熱されたタンクに蓄えて夜間の暖房を行いますが、夜間や曇りの日のバックアップとして主電源を使用するシステムもあります。アクティブな太陽熱温水システムでは、水の流れは重力のみに依存しないため、貯水タンクは屋根スペース内や冷気への熱損失を最小限に抑える他の場所に配置できます。したがって、これらのタンクは、家庭用暖房システムの給湯シリンダーと組み合わせることができ、太陽熱温水システムを使用して、暖房用に冬にシリンダー内の水を予熱することができます。
電気ではなく重力に依存する受動システムは、夜間または冬季の凍結が存在しない暑い気候で最も効率的です。一部の受動システムは、重力と対流による熱流を使用する熱サイフォン構成を使用しています。高さから冷たい水が重力によってソーラーコレクターに流れ落ち、水がコレクターを通過して加熱されると、対流によって上昇して再び貯蔵タンクに到達します。別のタイプのパッシブシステムは、統合されたコレクターストレージシステムです。このシステムでは、コレクターが貯水タンクの上部を形成し、タンク内の水を直接加熱します。
