Наиболее освоенным в мире является использование солнечной энергии для солнечного теплоснабжения. Основу тепловой гелиоэнергетики составляет использование устройств и оборудования, которое превращает солнечную инсоляцию в тепловую энергию.
Тепловую энергию Солнца можно использовать для горячего водоснабжения, подогрева бассейнов, отопления, в жилых, общественных и промышленных зданиях, сушки разнообразных продуктов и материалов, а также поддержания температурных режимов технологических процессов в промышленности и в сельском хозяйстве. Применение оборудования солнечной тепловой энергетики в системах теплоснабжения является привлекательным и с точки зрения экологии – количество вредных выбросов в атмосферу уменьшается за счет, сэкономленного традиционного органического топлива, которое бы расходовалось для получения этой энергии.

Системы солнечного теплоснабжения разделяют на:

1. Системы активного солнечного теплоснабжения, в которых используются так называемые активные установки на основе солнечных коллекторов с циркуляцией теплоносителя;
2. Системы пассивного солнечного теплоснабжения,  в которых различные конструкционные элементы и материалы используются как теплоприемники;
3. Комбинированные системы солнечного теплоснабжения.

Опыт эксплуатации систем солнечного теплоснабжения показывает:

• системы солнечного горячего водоснабжения могут удовлетворять 60 …80 % годовой потребности в органическом топливе в зависимости от района расположения установок;
• системы солнечного отопления могут удовлетворять 20 … 50 % потребности в органическом топливе;
• пассивные систем отопления зданий понижают затраты традиционных энергоресурсов на отопление зданий до 40 %, а в отдельных случаях – до 70 %.

1. Системы активного солнечного теплоснабжения. Ос­новным элементом систем активного теплоснабжения явля­ется солнечный коллектор.

Практически солнечные коллектора являются теплообменниками, имеющими каналы для теплоносителя, поверхность которых облучается Солнцем и за счет теплопередачи через стенки или тепловые стрежни происходит нагрев жидкости или воздуха в каналах.

Солнечный коллектор только преобразует солнечную энергию, поступившую на занимаемую им поверхность, поэтому производительность  солнечного коллектора прямо зависит от полезной площади, с которой он собирает энергию.

Существуют множество вариантов конструкций солнечных коллекторов, основной целью создания которых является обеспечение максимальной эффективности, снижение тепловых потерь из коллектора в окружающую среду (повышение КПД), снижение стоимости вырабатываемой энергии и долговечность работы. Современные технологии и материалы позволяют достаточно успешно решать все эти задачи.

В системах высокотемпературного теплоснабжения (выше 100 °С) применяют высокотемпературные солнечные коллекторы например, вакуумные солнечные коллектора с тепловым стержнем  типа Heat Pipe, температура теплоносителя вакуумного коллектора может достигать 160 °С, в южных широтах  для этих целей широко распространены концентрирующие солнечные коллектора Луза. Солнечны коллектор Луза представляет собой параболический желоб с черной трубкой в центре, на которую концентрируется солнечное излучение.

2. Системы пассивного солнечного теплоснабжения. Перспективным является применение пассивных систем солнечного отопления, т. е. систем, в которых не используется специальное оборудование, а сами конструкционные элементы зданий и сооружений являются приемниками и аккумуляторами солнечной энергии. Такие системы позволяют в различных климатических зонах экономить от 20 до 60 % топлива, необходимого для отопления.

Как правило, в зданиях с пассивным солнечным отоплением для повышения эффективности используется несколько типов систем например: оранжерея, гелиотеплица или зимний сад, пристроенные к южному фасаду здания, южные застекленные теплоаккумулирующие стены, окна, террасы, балконы.

Пассивные солнечные отопительные системы наиболее распространены в Австралии и Иордании. Самая простая форма пассивного отопления - это ориентация окон таким образом, чтобы все большие окна выходили на юг. В доме с южной ориентацией на отопление расходуется на 15...25 % меньше топлива, чем в подобном здании с восточной или западной ориентацией. Наибольшей экономии можно достичь при выполнении внутреннего оформления зданий из тештопоглощающих материалов и при покрытии окон изнутри теплоотражающими прозрачными пленками.

Конструкции, использующие пассивное солнечное тепло, популярны в некоторых районах США, например, в штате Нью-Мексико, где при строительстве почти в каждом доме вводится пассивное солнечное отопление. Все больше евро­пейских архитекторов проектируют дома с пассивным солнечным отоплением.

Неотапливаемая стеклянная пристройка к дому с южной стороны (например, теплица, балкон, терраса или дворик) способствует сохранению тепла. Такой конструкцион­ный элемент обеспечивает дополнительно жилое пространство в солнечные дни.

Солнечные стены (стены Тромба) — это стеклянные плиты или прозрачная изоляция на внешней стороне стены; если пространство между стеной и стеклом вентилируется, то такая конструкция называется вентилированной солнечной стеной. Они получили некоторое распространение в США; в Дании и Швеции имеется ряд демонстрационных установок с солнечными стенами; годовая энергетическая производитель­ность солнечных стен в Дании достигает 50...200 кВт • ч/м².

При разработке пассивной гелиосистемы необходимо учитывать общие ограничения, от которых зависит эффек­тивность системы — географическое положение объекта, его размеры, назначение, верхний предел стоимости, доступ­ность и стоимость дополнительных материалов и работ; обязательным является проведение технико-экономических расчетов.

Теплоаккумулирующие конструкции должны быть ориен­тированы в пространстве так, чтобы можно было макси­мально использовать прямое или отраженное от других кон­струкций или элементов интерьера солнечное излучение. Самым лучшим твердым теплоаккумулирующим материа­лом является бетон, затем кирпич, дуб, сосна, гипс (сухая штукатурка).

По мере усовершенствования технологических решений, улучшения качества оборудования и повышения его эконо­мичности масштабы использования пассивного солнечного теплоснабжения будут расширяться.

Применение тепловых аккумуляторов для отопления зда­ний также является одним из примеров пассивного солнеч­ного теплоснабжения. Исследования, проведенные на науч­но-исследовательском полигоне «Десна» Института электро­динамики НАН Украины, показали, что при использовании двойного покрытия теплиц пленкой и применения тепловых аккумуляторов в условиях Черниговской и Киевской облас­тей энергозатраты в теплицах можно снизить на 20...30 %.

3. Системы комбинированного солнечного теплоснабжения. На практике наиболее распространенными являются систе­мы комбинированного солнечного теплоснабжения, причем существует великое множество различных вариаций, из ко­торых можно выделить такие основные группы:

Применение таких комбинированных солнечных энергосис­тем позволяет более эффективно использовать энергию сол­нечного излучения.

При внедрении солнечного теплоснабжения нецелесооб­разно ориентироваться на наиболее неблагоприятные усло­вия поступления солнечной энергии (зимний период). В таких случаях эф­фективным является комплексное использование различных источников энергии — как традиционных, так и нетради­ционных. В большинстве случаев гелиоэнергетическое обо­рудование объединяют с так называемым топливным дубле­ром на основе традиционного органического топлива (тепловой насос, котел газовый, электрический, твердотопливный, жидко-топливный, и т.п.). При учете всех технико-экономических аспектов можно достичь заметного уменьшения капиталовложений и сбережения ор­ганического топлива.

Одной из наиболее мощных солнечных установок в мире является построенная в Дании солнечно-тепловая котельная для теплоснабжения поселка из 150 индивидуальных коттед­жей, имеющая общую площадь гелиоприемников 8040 м². При отсутствии солнечной энергии теплоснабжение осуще­ствляет «топливный дублер», который работает на отходах леса и деревообрабатывающей промышленности (листья, иголки, кора, опилки, пеллеты). В Европе и в Украине количество созданных подобных объек­тов с каждым годом растет.

Специалисты нашей компании "Андэй Энерджи" имеют опыт создания и внедрения всех типов систем и готовы предложить Вам свои услуги в области проектирования, выполнения монтажных работ, пусконаладке и сервисному обслуживанию систем. За детальной информацией обращайтесь по контактам.