Vakum tüplü güneş enerjisi kollektörleri, emici (selektif) yüzeylerinden ısı kaybetmedikleri için piyasada yaygın olarak kullanılan plaka tipi düz güneş kollektörlerinden daha iyi bir performans sunar. İçiçe 2 boru arasında oluşturulan vakum ve iç boru yüzeyindeki selektif kaplama özellikleri sayesinde, güneşten gelen enerjinin %93 ünü (bakır alaşımlı 3 katmanlılarda %96) absorbe etme özelliği ile yüksek verimle çalışma yeteneğine sahip olup aynen termos camlarında olduğu gibi aldığı ısıyı uzun süre muhafaza ederek her türlü hava şartlarında, gece bile sıcak su sağlanmasına olanak verir.
Vakum tüplü güneş kollektörlerinde her bir vakum tüpü, iç içe geçirilmiş 2 adet cam borudan oluşmaktadır. İç boru dış yüzeyi, ısı absorplayıcı özel bir selektif malzeme ile kaplandıktan ve 2 boru, yaylı bir mekanizma ile aynı eksende içiçe merkezlendikten sonra bir uçları sıcak kaynak yapılmakta ve yüksek sıcaklık ortamında 2 boru arasındaki tüm hava ve gazlar emilmek suretiyle tam vakum oluşturularak konveksiyon ve kondüksiyon yoluyla içerden dışarı ısı kaybını ihmal edilecek düzeye indiren kuvvetli ısıl izalasyon sağlanmaktadır. Boru, darbeye dayanıklı radyal yapısı ve kimyasal korozyona dayanıklı sert borosilikat camdan yapılmış olması nedeniyle 25 mm çapa kadar dolu tanelerine dayanıklıdır, ayrıca boru aralarındaki açıklığın kar birikimi ve rüzgar etkisini azaltması nedeniyle doğal şartlara dayanımı da yüksektir. 100 km/s hızla esen rüzgara dayanabilmektedir. İç borunun dış yüzeyine kaplanmış olan özel selektif malzeme, silindirik yapı nedeniyle güneş ışınlarını gün boyu dik olarak almakta ve üzerine gelen ısının %93 ünü abrorplayarak 150 °C sıcaklıklara kadar çıkabilmektedir. Bu ısı, vakum izolasyonu nedeniyle hemen tümüyle su ısıtmaya gitmekte, kayıp olmamaktadır.
BARYUM AYNASI: Dış boru alt ucunun iç kısmı özel bir teknikle buharlaştırılan baryum metali ile kaplanarak bir baryum aynası oluşturulur. Baryum metali bir ring şeklinde merkezleme yayının tepesine tutturularak kaplama yapılacak bölgeye yerleştirilir ve özel bir cihaz yardımıyla buharlaştırılarak boru ucunda bir ayna oluşumu sağlanır. Aynanın birinci görevi, başlangıçta 2 boru arasında oluşturulan vakum boşluğuna, zamanla selektif kaplamadan gelebilecek CO, CO2, N2, O2, H2O ve H₂ gibi gazları emerek vakum özelliğinin bozulmasını önlemektir. ikinci görevi de, bir nedenle vakum bozulursa, sütsü beyaz bir renge dönerek durumun açıkça görülmesini sağlamaktır.
Güneş enerjisi selektif yüzey kaplaması tarafından emilerek iç boru içindeki suya aktarılır, ısınan su yukarı doğru sıcak su tankına hareket eder.
Vakum Tüplü Kollektörlerin Avantajları
- Vakum özelliği nedeniyle, absorbe edilmiş olan güneş enerjisinden kayıp ihmal edilecek düzeylerdedir, bu nedenle 24 saat sıcak su kullanma olanağı vardır. Yine aynı nedenle, rüzgar ve kar, iç boru selektif yüzeyince emilen ısıya etki edemediği için her mevsimde verimli olarak kullanılabilir.
- Yağmurlu ve bulutlu havalarda da yüksek oranda enerji toplama yeteneğine sahiptir.Boruların arası açık olduğundan rüzgar etkisi çok daha düşüktür.
- Yine aynı nedenle, yağan kar kümelenmediği için kardan da fazla etkilenmesi sözkonusu değildir.
- Her boru birbirinden bağımsız olup, arızalanan boru, sistemi hiç durdurmadan çok düşük maliyetle değiştirilebilir. Değiştirilmeden de sistem çalışmaya devam edebilir.
- Dış ortamda-30 C'ye kadar düşen sıcaklığa rağmen, vakum nedeniyle iç boru sıcaklığı donma noktasına düşmediğinden antifriz gerektirmez, çatlama/patlama yapmaz.
- Vakum tüplerinin silindirik yapıda olması nedeniyle güneş ışınlarını günün hemen her saatinda dik alma özelliğine sahiptir. Bu şekilde yaz aylarında su sıcaklığı 95 °C' a selektif yüzey sıcaklığı da 150 °C yi aşan değerlere yükselebilmektedir. Düz plaka tiplerde aynı şartlarda su sıcaklığı
- 55 C'a kadar yükselebilmektedir.
- Paslanma, kireçlenme sözkonusu değildir.
Yeni kollektör depolarının özellikleri;
- İç tank %100 sağlığa uygun 304 kalite paslanmaz çelikten imal edilmiş olup dış tank ile aradaki 50 mm boşluk,
- yüksek izalasyon özelliğine sahip poliüretan köpük ile doldurulmuştur. Cam yünlü tanklara göre ısı kaybı çok daha düşüktür.
