Slnečná energia, ktorá nám dáva svetlo, elektrinu, teplo, sa rýchlo dostáva čoraz viac na hranice. Nikoho neprekvapia rôzne zariadenia a prístroje na solárny pohon, domáce héliové elektrárne, rôzne lampy, pouličné girlandy, semafory napájané slnečným žiarením.
A samozrejme, logickým smerom využitia slnečnej energie bolo jej využitie na vykurovanie, ohrev vody nielen v jedinom súkromnom dome, ale aj vo veľkých domoch, vo verejných budovách.
Samozrejme, solárne systémy nie sú schopné zabezpečiť nepretržitú prevádzku na ohrev vody. Sú však schopné nahradiť tradičné fosílne zdroje energie – ropu, plyn, uhlie – počas denného svetla. Keďže solárne vykurovanie nevyžaduje spotrebu surovín, nevznikajú žiadne škodlivé emisie do atmosféry, nedochádza k znečisťovaniu životného prostredia.
Preto bude využívanie slnečnej energie na vykurovanie obytných budov, zásobovanie teplou vodou každým rokom čoraz dôležitejšie na pozadí očakávaného rastu cien ropy, plynu, uhlia.
Solárny vykurovací systém
V najjednoduchšom prípade sa solárny vykurovací systém skladá z jedného alebo viacerých solárnych kolektorov spojených v uzavretom okruhu s vykurovacími armatúrami - batériami alebo potrubím uloženým v podlahe. V tomto prípade musia byť batérie alebo podlahové potrubia nad kolektormi.
Potom voda ohriata v kolektoroch podľa zákonov konvekcie stúpa do vykurovacích sekcií a studená voda klesá do kolektorov. Batérie alebo potrubia ukryté v podlahe sa zahrievajú a tým sa bez akýchkoľvek prídavných zariadení vykuruje miestnosť.
Najjednoduchšia schéma solárneho vykurovania
Ale toto je práve najjednoduchšia schéma, ktorá vysvetľuje princíp budovania systému. V skutočnosti solárne vykurovanie doma zahŕňa inštaláciu oveľa zložitejšieho systému. Pred nákupom solárnych ohrievačov vody alebo ich vlastnou výrobou si musíte určiť, akú oblasť potrebujete vykurovať, ktorý domáci vykurovací systém je na tieto účely najvhodnejší.
Zároveň je potrebné vziať do úvahy, že žiadny z héliových systémov nebude schopný zabezpečiť nepretržitú prevádzku. Na vykurovanie priestorov v noci bude potrebné použiť tradičné prostriedky vykurovania pracujúce na jednom z fosílnych nosičov energie.
Typická schéma solárneho vykurovania a dodávky teplej vody
Pre malý dom s jednou alebo dvoma miestnosťami je možné použiť systém ohrevu vzduchu zo solárnych kolektorov. V takýchto inštaláciách sa ako nosič tepla používa vzduch, ktorý ohriaty v kolektorovom systéme vstupuje do vykurovanej miestnosti vzduchovými kanálmi. Ochladený vzduch z tejto miestnosti vstupuje do kolektora.
Schéma solárneho ohrevu vzduchu
Pokiaľ ide o solárne vykurovacie systémy s kvapalným nosičom tepla, v zásade sú všetky postavené rovnakým spôsobom. Rozdiel spočíva v type kolektorov používaných na ohrev chladiacej kvapaliny.
Štandardná súprava pozostáva z rozdeľovačov, akumulačnej nádrže s dvoma výmenníkmi tepla (jeden je pripojený k rozdeľovačom, druhý k prídavnému ohrievaču). Zásobník musí mať dobrú tepelnú izoláciu. Cirkulácia chladiacej kvapaliny a vody vo vykurovacom systéme je udržiavaná čerpacou skupinou.
vykurovací systém s plochým kolektorom
Dizajn plochého kolektora je taký jednoduchý, že ho možno ľubovoľne vyrobiť ručne. Toto zariadenie je krabica, vo vnútri ktorej je umiestnený adsorbér, rúrky s nosičom tepla a tepelná izolácia. Na jeho výrobu nie sú potrebné žiadne špeciálne materiály. Všetky komponenty sú pomerne cenovo dostupné. Sú to dosky, drevovláknitá doska, drevené tyče, strešná krytina, penový plast, medené rúry, tvrdené sklo, tesniace materiály, žiaruvzdorná čierna farba.
Takéto dobre zostavené domáce zariadenie je schopné zohriať chladiacu kvapalinu v režime stagnácie až na 150 ° C. Spravidla sa do systému nalieva voda s prídavkom nemrznúcej zmesi v takom pomere, aby tento roztok v zime v noci pri nefunkčnom solárnom kolektore nezamŕzal.
Priemyselný plochý kolektor
Kolektor alebo kolektorové batérie sú inštalované tak, aby poskytovali ich maximálne osvetlenie slnkom. Spravidla ide o južnú stranu strechy domu. Nosič tepla cirkulujúci v okruhu zariadenia je dodávaný čerpadlom do výmenníka tepla umiestneného na dne zásobníka. Chladivo, ktoré neustále cirkuluje v tomto systéme, ohrieva vodu v bojleri až na 50°C - 60°C, čo je celkom dosť na vykurovanie obytných priestorov.
Ploché slnečné kolektory na streche hotela a súkromného domu
Pre zabezpečenie nepretržitej dodávky tepla do obytných priestorov v noci je inštalovaný záložný systém ohrevu vody na tradičné zdroje energie - plyn, elektrina, uhlie, drevo. Chladivo cirkulujúce v záložnom systéme vstupuje do výmenníka tepla umiestneného nad hlavným.
Tým je zabezpečený ohrev vody v bojleri a nepretržitý vykurovací cyklus. Ak je možné záložný vykurovací systém, pracujúci na uhlí a dreve, spustiť iba manuálne, potom sa plynové a elektrické systémy môžu zapnúť automaticky, pod kontrolou špeciálnej riadiacej jednotky.
Vykurovací systém s vákuovým rozdeľovačom
Tento systém sa líši od predchádzajúceho iba dizajnom kolektora. V tomto zariadení sa na ohrev chladiacej kvapaliny používajú vákuové trubice. V podstate sú tieto vákuové trubice modifikovaným Dewarom.
Dvojitá sklenená trubica, v ktorej sa evakuuje vzduch z intersticiálneho priestoru. To zaisťuje spoľahlivú tepelnú izoláciu vnútornej rúry. Vnútorná rúrka obsahuje adsorbér a medenú rúrku, ktorej horný koniec má o niečo väčší priemer ako samotná rúrka, a je utesnená. Potrubie sa najskôr naplní kvapalinou s nízkou teplotou varu.
Vplyvom slnečného žiarenia sa trubica zahreje, kvapalina v nej začne vrieť, para stúpa do špičky. Tam odovzdá svoje teplo, vráti sa do kvapalného stavu a podľa zákonov konvekcie steká dole. Tento proces pokračuje nepretržite, pričom sa hrot zahrieva na 250°C -280°C. Pätnásť až dvadsať takýchto rúrok je namontovaných v jedinej konštrukcii - kolektore. Hroty sú vložené do potrubia, cez ktoré cirkuluje chladiaca kvapalina. Nosič tepla sa zahreje na 60 ° С - 80 ° С a privádza sa do výmenníka tepla kotla.
Schéma vákuovej trubice
Samotný vákuový rozdeľovač je inštalovaný šikmo, aby sa zabezpečila voľná cirkulácia kvapaliny v medených rúrach. S výnimkou kolektora sa tento vykurovací systém nelíši od systému plochých kolektorov.
Vákuové kolektory na streche domu
Vykurovací systém s parabolickým žľabovým zrkadlom
Takéto zariadenie je najobjemnejší a ťažko ovládateľný dizajn. Toto je dlhé (niekoľko metrov) zrkadlo, zakrivené do paraboly. Takéto zrkadlo si môžete vyrobiť aj sami tak, že ohnete napríklad plát preglejky a zvnútra polepíte hliníkovou fóliou.
Takéto parabolicko-cylindrické zrkadlo je namontované na stabilnom ráme. V ohnisku zrkadla je inštalované dlhé potrubie, cez ktoré cirkuluje chladiaca kvapalina. Ak je ohnisko zrkadla správne určené a rúra je inštalovaná v tomto ohnisku, teplota pozdĺž vykurovacej línie rúry môže dosiahnuť 250°C - 300°C. Ale to je podmienené správnou montážou a orientáciou zrkadla na slnko.
Parabolický cylindrický zrkadlový kolektor
Posledná podmienka je veľmi dôležitá, pretože ak zrkadlo nie je správne orientované, stráca sa vykurovací výkon a teplota na potrubí výrazne klesá. Aby sa tomu zabránilo, inštalácia s parabolickým žľabovým zrkadlom musí byť vybavená sledovacím zariadením s pohonom.
Sledovacie zariadenie bude sledovať polohu slnka a podľa toho orientovať zrkadlo vo vertikálnej a horizontálnej rovine. To značne komplikuje a následne zvyšuje náklady na dizajn.
Ak je okrem solárnych kolektorov nainštalovaná aj sada solárnych panelov na zásobovanie domu elektrickou energiou, potom môžete získať absolútne autonómne zásobovanie domom energie, ktoré nezávisí od všeobecných napájacích sietí. .
Vákuové kolektory a héliové fotovoltaické články
Slnko bude zásobovať dom elektrinou a teplom a v noci bude elektrina naakumulovaná počas denných hodín ohrievať vodu v záložnom vykurovacom systéme. Riadiaca jednotka bude monitorovať včasné zapnutie a vypnutie potrebných zariadení, regulovať teplotu v priestoroch. A nie je to vzdialená budúcnosť. Toto už funguje.
Neustále zvyšovanie taríf a chátrajúci stav komunikácií nútia majiteľov súkromných domov aktívne hľadať alternatívne spôsoby vykurovania. Jedným z mocných a nevyčerpateľných zdrojov je Slnko, ktoré denne dodáva obrovské množstvo kilowattov voľnej energie. Nevyhnutné nainštalujte vhodné vybavenie a závislosť od poskytovateľov sieťových prostriedkov bude minulosťou.
Vždy existuje, aj keď to závisí od poveternostných podmienok alebo dennej doby. Pre regióny, kde to klimatické a poveternostné podmienky dovoľujú získať dostatok kilowattov na vykurovanie, táto možnosť sa stáva optimálnou. solárne vykurovanie poskytuje množstvo príležitostí a výhod, ktoré by sa mali podrobnejšie rozobrať.
Zariadenie a princíp činnosti
Inovatívna technológia, o ktorej ešte nemá každý jasnú predstavu. Medzitým má takmer každý majiteľ domu všetky možnosti na inštaláciu a používanie zodpovedajúcich komplexov. Potreba finančné investície existujú len na nákup prístroja alebo vybavenia, všetko ostatné dostane zadarmo.
Existujú dve možnosti organizácie solárneho vykurovania:
- Slnečné kolektory.
Viac nákladová metóda vyžadujúci prítomnosť veľa vybavenia. Používajú sa fotovoltické články umiestnené na otvorenom priestranstve v správnom uhle pre čo najkolmejší dopad slnečného žiarenia. Vychádzajú elektriny, ktorý hromadí v batériách, sa premieňa na striedavý prúd so štandardnými parametrami, po ktorom sa posiela do vykurovacích zariadení.
Vykurovanie zo solárnych panelov v súkromnom dome dáva veľa ďalších príležitostí. Táto metóda má významnú výhodu - elektrický prúd generovaný solárnymi panelmi, možno použiť nielen na vykurovanie domu, ale aj na napájanie akýchkoľvek spotrebičov na osvetlenie alebo iné potreby.
Solárne panely na vykurovanie domácností, ktorých náklady sú pomerne vysoké, nemusia byť z finančného hľadiska rentabilné.
Fungujú na inom princípe. Nevyrábajú, ale prijímať tepelnú energiu zo slnka, ktorý ohrieva chladiacu kvapalinu v nádobách alebo rúrach. V zásade možno za kolektor považovať akúkoľvek nádobu s vodou vystavenou slnku, existujú však špeciálne konštrukcie, ktoré môžu preukázať najväčšiu účinnosť. Táto verzia systému je oveľa jednoduchšia, lacnejšia a k dispozícii pre domácich majstrov.
Vzniknuté teplo sa okamžite realizuje zvýšením teploty chladiacej kvapaliny, ktorá sa akumuluje v akumulačnej nádrži, odkiaľ je distribuovaná do vykurovacích okruhov domu. Najlepší spôsob ohrevu je použitie nízkoteplotných systémov, ako je podlahové kúrenie. Nepotrebujú silný ohrev, čo zodpovedá schopnostiam slnečných kolektorov. V noci sa spotrebuje chladiaca kvapalina ohriata počas dňa.
Pre maximálnu účinnosť solárnych kolektorov je potrebné kvalitne zaizolovať zásobník.
Výhody
Hlavnou výhodou je, že Slnko je stály a nevyčerpateľný zdroj stabilné a úplne predvídateľné. Na rozdiel od veterných turbín, ktoré môžu byť celé týždne nečinné, sa solárna energia dodáva vo vopred stanovených časových intervaloch. jediný nevýhodou je možnosť zamračeného alebo chladného počasia, pri poklese účinnosti batérií a kolektorov. Moderné návrhy však umožňujú získať minimálne množstvo aj v tých najťažších podmienkach, takže vykurovaciemu systému nehrozia žiadne prekvapenia.
Navyše na to netreba zabúdať slnečná energia je k dispozícii zadarmo. Ak je pri vykurovaní domu plynovými alebo elektrickými kotlami potrebné zakúpiť samotné zariadenie a potom neustále platiť za energiu alebo palivo, solárna energia sa neplatí, čo výrazne mení úroveň ziskovosti zariadenia a celého systému. ako celok.
Nemali by sme však zabúdať, že solárne vykurovanie súkromného domu, ktorého cena a mzdové náklady na inštaláciu sa často stávajú hlavným problémom, prospešné len v regiónoch s vhodnými klimatickými a poveternostnými podmienkami.
Ďalšou výhodou je vysoká udržiavateľnosť systému a možnosť zvýšenia jeho výkonu. V tejto veci neexistujú žiadne obmedzenia - koľko panelov alebo kolektorov je nainštalovaných, toľko energie sa dostane. Ak nainštalovaná súprava nedokázala efektívne vykurovať dom, tak možno vždy vylepšiť pridaním správneho množstva vybavenia. To je výhodné, ak potrebujete prestavať alebo rozšíriť dom, urobiť prístavbu atď. Nie je potrebné kupovať úplne nový systém.
Druhy vykurovania
Fotovoltické články neslúžia výlučne na vykurovanie, čo je špecifický prípad ich využitia, zatiaľ čo solárne kolektory slúžia len ako zdroje energie pre vykurovacie okruhy. Preto uvažujme zberatelia, zabezpečenie vykurovania solárnymi panelmi, ktorých cena je oveľa nižšia ako cena fotovoltaických článkov.
Existuje niekoľko prevedení solárnych kolektorov:
- OTVORENÉ;
- rúrkové;
- ploché kolektory.
Tieto návrhy majú rôzne možnosti a používajú sa na riešenie problémov zodpovedajúcich ich účinnosti. Poďme sa na ne pozrieť bližšie:
Otvorte slnečné kolektory
Otvorené štruktúry sú najjednoduchšie a dokonca primitívne. Sú to nádoby, zvyčajne čierne úzke podlhovasté plastové tácky naplnené vodou. Nie sú ničím kryté. voda je vonku(odtiaľ názov).
Takéto návrhy majú veľa nevýhod:
- schopnosť poskytnúť pozitívny účinok iba pri pozitívnych teplotách;
- je potrebný relatívne malý teplotný rozdiel v kolektore a vonkajšom prostredí;
- trvanlivosť takýchto inštalácií je nízka - spravidla jednu sezónu;
- v dôsledku vyššie uvedeného - extrémne nízka.
Na vyriešenie vážnych problémov sa takéto inštalácie nedajú použiť, preto sa používajú na ohrev vody vo vonkajších alebo mobilných bazénoch, letných sprchách a pod. existujú však výhody - takéto zariadenia sú veľmi jednoduché. Ohrievač na solárny pohon sa dá jednoducho vyrobiť samostatne a v regiónoch s vhodnými klimatickými podmienkami sa jeho možnosti citeľne rozširujú.
Odrody rúrkových kolektorov
Rúrkové vákuové kolektory sú vážnejšie zariadenia, ktoré dokážu vykurovať dom alebo iné priestory. Pozostávajú z nasledujúcich prvkov:
- puzdro pokryté čiernou farbou a tvarované ako plochá krabica;
- rozdeľovač (alebo, ako sa niekedy nazýva, rozdeľovač, rozdeľovač) - rúrka s niekoľkými spojovacími rúrkami po stranách;
- vákuové trubice vyrobené zo skla.
Účinnosť zariadenia zabezpečuje prítomnosť vákua, ktorého tepelná vodivosť prakticky chýba a eliminuje straty.
Existuje niekoľko typov trubicových kolektorov, ktoré sa líšia konštrukciou rozdeľovača a trubíc:
- Priamo vyhrievané koaxiálne trubice. K príprave chladiacej kvapaliny dochádza v priamom kontakte s absorbujúcim povrchom
- heat-pipe systém. Rúry sú pripojené k rozvádzaču cez špeciálne zásuvky a cez ne vypúšťajú ohriatu chladiacu kvapalinu. Dizajn je pohodlný vďaka vysokej udržiavateľnosti.
- systém typu U. Rúry majú dvojitú dĺžku a sú ohnuté na polovicu. Začiatok je pripojený k jednému distribútorovi a koniec je pripojený k druhému. Táto schéma vám umožňuje predĺžiť dobu kontaktu so solárnym teplom, čím sa zvyšuje účinnosť vykurovania.
- Perové systémy. Sú modifikáciou heat-pipe systému, pokrytého priehľadnou doskou s podtlakom na spodnej strane. Poskytujú zvýšenú účinnosť, ale majú vysokú cenu a nízku udržiavateľnosť.
Inštalácia rúrkových kolektorov sa spravidla vykonáva na streche domu.
Ploché uzavreté systémy
Solárne vykurovanie doma pomocou plochých systémov vám umožňuje získať vysoká účinnosť pri relatívne nízkych nákladoch. Konštrukcia je založená na špeciálnej izolovanej kovovej doske s absorpčným povlakom, ktorá sa nazýva adsorbér. Rúrka s chladiacou kvapalinou je na dosku prispájkovaná cik-cak. Predná strana je zakrytá priehľadným vekom, spod ktorého sa odčerpáva vzduch. Solárny ohrievač tohto typu schopný pracovať aj pri nízkych teplotách. To vám umožňuje zabezpečiť vykurovanie domu solárnymi panelmi v zime, recenzie používateľov vám umožňujú robiť celkom optimistické predpovede o budúcnosti tohto spôsobu vykurovania.
Existujú jednoduchšie typy plochých kolektorov, kde nie je vákuum. Sú menej efektívne, ale náklady a údržba sú oveľa vyššie. Solárne vykurovanie plochého typu s bezvákuovým dizajnom bude oveľa lacnejšie a možnosť obnovy panelov zvyšuje ich životnosť.
Výber a montáž solárnych kolektorov
Majiteľ domu, ktorý sa rozhodne vytvoriť solárne vykurovanie pre súkromný dom s vlastnými rukami tváre úlohou je vybrať najvhodnejší typ kolektora. Táto otázka je dosť komplikovaná, ale je potrebné jej porozumieť.
Otvorené kolektory nie sú vhodné kvôli nízkym schopnostiam, preto nemá zmysel o nich hovoriť. Zvyčajne sa výber uskutoční medzi rúrkovým a plochým typom. Prvým a najvýznamnejším výberovým kritériom býva pomer ceny a kvality produktov.
Tento prístup je opodstatnený, nemožno však ignorovať udržiavateľnosť. takze vákuové trubice je možné meniť nie vo všetkých typoch kolektorovčo robí výber riskantným. Ak jeden z nich zlyhá, niektoré typy kolektorov budú musieť zmeniť celý panel, čo si vyžiada výdavky. Vo všeobecnosti sú všetky vákuové zariadenia dosť riskantnou akvizíciou, pretože pri akomkoľvek mechanickom náraze hrozí strata zdroja tepelnej energie.
Výber najlepšej možnosti, Pre neho si musíte vybrať vhodné miesto, ktoré sa nachádza v blízkosti domu. To je dôležité, pretože preprava chladiacej kvapaliny na veľké vzdialenosti si vyžaduje kvalitnú izoláciu a inštaláciu obehového čerpadla. Zvyčajne sú kolektory inštalované na streche, aby sa umožnila cirkulácia gravitáciou. Jediným problémom je umiestnenie lúčov vzhľadom na polohu slnka na oblohe - niekedy musíte nainštalujte sledovací systém na otáčanie panelov. To je drahé a vyžaduje použitie flexibilných rúr, ale účinok je oveľa vyšší.
Schémy zapojenia vykurovacieho systému
Svojpomocné solárne vykurovanie je potrebné nakoniec realizovať pripojením k vykurovaciemu systému. Najlepší spôsob by bol použitie podlahového kúrenia, teplota chladiacej kvapaliny nepresahuje 55 stupňov. Zvážte schémy pripojenia, ktoré zabezpečujú vykurovanie domu solárnou energiou:
S vodovodným potrubím
Zberače vody priamo pripojený k vykurovaciemu okruhu domu. Existujú dve možnosti pripojenia: letné a zimné.
letná verzia, spravidla sa používa na dodávku ohriatej vody do sprchy alebo na iné potreby, pretože v lete nie je potrebné vykurovanie domu. najjednoduchšie - kolektor je inštalovaný na otvorenom priestranstve, ohrievajúca sa voda stúpa do akumulačnej nádrže, nastavenej na vyššiu úroveň. Ako sa rozoberá, nádoba sa vyprázdňuje, takže je neustále kŕmená vstupuje do kolektora a prijíma v ňom tepelnú energiu. Táto metóda je jednoduchá a dá sa ľahko implementovať ručne.
Zimná verzia je náročnejšia. Kolektor inštalovaný na otvorenom priestranstve, dodáva horúcu vodu(odporúča sa použiť nemrznúcu zmes) do cievky výmenníka tepla. Ide o vertikálne namontovaný kontajner s cievkou vo vnútri. Existujú dve slučky - v jednej cirkuluje nemrznúca zmes (v okruhu kolektor-výmenník tepla), v druhej cirkuluje chladivo (z výmenníka tepla do vykurovacieho okruhu a späť). Nemrznúca zmes musí cirkulovať pomocou obehového čerpadla. inak systém nebude fungovať. Cirkuláciu chladiacej kvapaliny je možné organizovať prirodzene aj násilne pomocou čerpadla. Najlepšou možnosťou pre vykurovací okruh je systém podlahového vykurovania, ktorý vám umožní dosiahnuť maximálny účinok počas dňa aj v noci.
So solárnou batériou
Vyhrievanie od slnka Do-it-yourself, vytvorený na základe solárnych panelov, sa vykonáva inštaláciou elektrického ohrievača. V tomto prípade fotovoltaické články napájajú iba vykurovacie telesá inštalované v elektrickom kotle, bez priameho súvisu s vykurovacím okruhom.
Samostatne sa montuje vykurovací systém a solárne panely s celou súpravou zariadení. Spôsob pripojenia sa volí ľubovoľne, na základe charakteristík oboch systémov. Pripojenie kotla, čerpadla a iných zariadení sa vykonáva obvyklým spôsobom, neexistujú žiadne špecifické požiadavky.
- Prevádzka solárneho vykurovacieho systému sa vykonáva v súlade s dizajnom kolektorov, ich počtom a ďalšími vlastnosťami.
- Hlavná úloha pre vlastníka sa stáva udržiavanie čistoty, včasné odstraňovanie prachu a iných nečistôt. To vám umožní zabezpečiť maximálny príjem tepelnej energie, zvýšiť účinnosť celého systému ako celku.
- Nevyhnutné kvalitatívne izolujte všetky spojovacie potrubia a zásobník s výnimkou tepelných strát.
- Odporúča sa mať vždy jeden alebo dva panely na sklade, aby ste ich v prípade mechanického zlyhania mohli rýchlo vymeniť. Dodržiavanie týchto jednoduchých odporúčaní zlepší účinnosť systému a zabezpečí pohodlie a pohodu v dome.
Vybudovanie solárneho vykurovania pre súkromný dom vlastnými rukami nie je taká náročná úloha, ako sa zdá neinformovanému laikovi. To si bude vyžadovať zručnosti zvárača a materiály dostupné v akomkoľvek železiarstve.
Význam vytvorenia solárneho vykurovania pre súkromný dom vlastnými rukami
Získať plnú autonómiu je snom každého vlastníka, ktorý začína so súkromnou výstavbou. Je však solárna energia skutočne schopná vykurovať obytný dom, najmä ak je zariadenie na jej akumuláciu zmontované v garáži?
V závislosti od regiónu môže solárny tok poskytnúť od 50 W/m2 pri zamračenom dni až po 1400 W/m2 pri jasnej letnej oblohe. S takýmito indikátormi môže dokonca aj primitívny kolektor s nízkou účinnosťou (45-50%) a rozlohou 15 m2. dokáže vyprodukovať približne 7000-10000 kWh ročne. A tým sa ušetrili 3 tony palivového dreva na kotol na tuhé palivo!
- v priemere 900 wattov na meter štvorcový zariadenia;
- na zvýšenie teploty vody je potrebné minúť 1,16 W;
- berúc do úvahy aj tepelné straty kolektora, 1 m2 bude schopný ohriať asi 10 litrov vody za hodinu na teplotu 70 stupňov;
- na zabezpečenie 50 litrov teplej vody potrebnej pre jednu osobu budete musieť minúť 3,48 kW;
- po skontrolovaní údajov hydrometeorologického centra o sile slnečného žiarenia (W / m2) v regióne je potrebné vydeliť 3480 W výsledným výkonom slnečného žiarenia - to bude požadovaná plocha \u200b solárny kolektor na ohrev 50 litrov vody.
Ako je zrejmé, je pomerne problematické realizovať efektívne autonómne vykurovanie výlučne pomocou solárnej energie. Koniec koncov, v ponurej zimnej sezóne je veľmi málo slnečného žiarenia a umiestniť kolektor s plochou 120 m2. nie vždy to vyjde.
Sú teda slnečné kolektory nefunkčné? Nezľavujte ich vopred. Takže s pomocou takéhoto pohonu sa v lete zaobídete bez kotla - bude dostatok energie na zásobovanie rodiny teplou vodou. V zime bude možné znížiť náklady na energie dodávkou už ohriatej vody zo slnečného kolektora do elektrokotla.
Slnečný kolektor bude navyše výborným pomocníkom tepelného čerpadla v dome s nízkoteplotným vykurovaním (teplé podlahy).
Takže v zime sa ohriata chladiaca kvapalina použije v podlahovom kúrení a v lete môže byť prebytočné teplo odoslané do geotermálneho okruhu. Tým sa zníži výkon tepelného čerpadla.
Geotermálne teplo sa totiž neobnovuje, a tak sa časom v hrúbke pôdy vytvára stále väčší „studený vak“. Napríklad v bežnom geotermálnom okruhu je na začiatku vykurovacej sezóny teplota +5 stupňov a na konci -2 ° C. Pri zahrievaní sa počiatočná teplota zvýši na +15 ° C a do konca vykurovacieho obdobia neklesne pod +2 ° C.
Domáce solárne kolektorové zariadenie
Pre sebavedomého majstra nie je ťažké zostaviť tepelný kolektor. Môžete začať s malým zariadením na poskytovanie teplej vody v krajine a v prípade úspešného experimentu prejsť na vytvorenie plnohodnotnej solárnej stanice.
Plochý solárny kolektor vyrobený z kovových rúrok
Najjednoduchší kolektor na vykonanie je plochý. Pre jeho zariadenie budete potrebovať:
- zváračka;
- rúry vyrobené z nehrdzavejúcej ocele alebo medi;
- oceľový plech;
- tvrdené sklo alebo polykarbonát;
- drevené dosky na rám;
- nehorľavá izolácia, ktorá vydrží kov zahriaty na 200 stupňov;
- matná čierna farba odolná voči vysokým teplotám.
Montáž solárneho kolektora je pomerne jednoduchá:
- Rúry sú privarené k oceľovému plechu – ten pôsobí ako absorbér slnečnej energie, preto by mali rúrky čo najtesnejšie priliehať. Všetko je lakované matnou čiernou farbou.
- Na plech s rúrkami je umiestnený rám tak, aby rúry boli zvnútra. Pre vstup a výstup potrubia sú vyvŕtané otvory. Ohrievač je nainštalovaný. Ak sa použije hygroskopický materiál, musíte sa postarať o hydroizoláciu - koniec koncov, mokrá izolácia už nebude chrániť potrubia pred ochladením.
- Izolácia je upevnená OSB doskou, všetky škáry sú vyplnené tmelom.
- Na strane adsorbéra je umiestnené priehľadné sklo alebo polykarbonát s malou vzduchovou medzerou. Slúži na zabránenie ochladzovania oceľového plechu.
- Sklo môžete po položení tmelu upevniť pomocou drevených okenných zasklievacích líšt. Zabráni vstupu studeného vzduchu a ochráni sklo pred stláčaním rámu pri zahrievaní a ochladzovaní.
Pre plnú funkčnosť kolektora budete potrebovať akumulačnú nádrž. Môže byť vyrobený z plastového suda, zvonku izolovaného, v ktorom je špirálovito uložený výmenník tepla napojený na solárny kolektor. Prívod teplej vody by mal byť hore a výstup studenej dole.
Je dôležité správne umiestniť nádrž a rozdeľovač. Aby sa zabezpečila prirodzená cirkulácia vody, nádrž musí byť nad kolektorom a potrubia musia mať konštantný sklon.
Solárny ohrievač z improvizovaných materiálov
Ak nebolo možné nadviazať priateľstvo so zváracím strojom, môžete si vyrobiť jednoduchý solárny ohrievač z toho, čo je po ruke. Napríklad z plechoviek. Za týmto účelom sú na dne vytvorené otvory, samotné banky sú navzájom pripevnené tmelom a sedia na ňom na križovatkách s PVC rúrkami. Sú natreté čiernou farbou a zapadajú do rámu pod sklo rovnako ako bežné fajky.
Fasáda solárneho domu
Prečo si namiesto obyčajnej vlečky nevyzdobiť dom niečím užitočným? Napríklad tak, že solárny ohrievač urobíme na južnej strane celej steny.
Takéto riešenie umožní optimalizovať náklady na vykurovanie v dvoch smeroch naraz – znížiť náklady na energie a výrazne znížiť tepelné straty v dôsledku dodatočného zateplenia fasády.
Zariadenie sa dá ľahko znehodnotiť a nevyžaduje špeciálne nástroje:
- na izoláciu sa položí lakovaný pozinkovaný plech;
- na vrchu je položená nehrdzavejúca vlnitá rúrka, tiež natretá čiernou farbou;
- všetko je pokryté polykarbonátovými doskami a upevnené hliníkovými rohmi.
Ak sa táto metóda zdá komplikovaná, video zobrazuje variant cínu, polypropylénových rúr a filmu. O čo jednoduchšie!
Majitelia vidieckych chát často inštalujú solárne panely na vykurovanie domácností. Obľúbenosť tohto dizajnu sa dá ľahko vysvetliť: úspora paliva a ekologický systém podpory života. So zručným využitím energie slnka, vetra alebo vody je celkom možné premeniť malý vidiecky dom na moderné ekologické bývanie. Najprv však stojí za to zistiť, ako to urobiť a aké prospešné sú takéto batérie pre obyvateľov.
Spôsoby použitia
Energia slnečného žiarenia sa využíva už dlho a úspešne, takže technológia nie je inováciou. Túto službu však najčastejšie využívajú obyvatelia horúcich krajín a južných zemepisných šírok, pretože v teplých klimatických podmienkach takýto alternatívny zdroj je možné ťažiť po celý rok. Ale severné regióny, kde je nedostatok prirodzeného žiarenia, využívajú solárne vykurovanie len ako doplnkovú možnosť.
Akýmisi prostredníkmi medzi slnkom a mechanizmom, ktorý generuje energiu, sú solárne panely a špeciálne kolektory. Okrem toho sa tieto prvky môžu líšiť účelom aj dizajnom. Ale podstatou ich práce je akumulovať slnečnú energiu na neskoršie využitie.
Batérie sú prezentované vo forme panelov, na jednej strane ktorých sú fotobunky a na druhej strane uzamykací mechanizmus. Je celkom možné namontovať takýto dizajn sami, ale môžete si kúpiť hotové výrobky, ktoré sa predávajú v širokom sortimente.
Solárne panely pre domácnosť.
Solárny systém – zariadenie, ktoré je súčasťou vykurovacieho systému. Ide o veľký tepelne izolovaný box, v ktorom je zabudovaná chladiaca kvapalina. Takéto zariadenie je spolu s batériami upevnené na vyvýšenom štíte smerom k svietidlu. Vykurovacie telesá je tiež možné jednoducho položiť na sklon strechy.
Umiestnením batérií na špeciálne dynamické mechanizmy je možné výrazne zvýšiť účinnosť vykurovacieho systému. Tieto zariadenia fungujú na princípe sledovacieho systému, to znamená, že sa otáčajú v smere, kam smerujú slnečné lúče.
Samotná transformácia sa vykonáva v potrubiach, ktoré sú umiestnené vo vnútri krabice. Využitie solárnych panelov na vykurovanie domu v zime je celkom reálne, ale za podmienky, že v roku bude aspoň dvesto slnečných dní.
Výhody a nevýhody
Systém, ktorý vám umožňuje vykurovať váš dom solárnou energiou, má veľké množstvo pozitívnych vlastností. Každá z nich je dosť vážna, čo umožňuje obyvateľom experimentovať. Hlavné výhody batérií sú nasledovné:
Vykurovanie zo solárnej elektrárne
Okrem pozitívnych stránok existujú aj negatívne stránky. Napríklad trvá dlho (od 3 do 5 rokov), kým sa zistí, ako dobre a efektívne systém funguje. V tomto období by malo byť dostatok energie a treba ju využívať v aktívnom režime. . Nevýhody solárnych panelov môžu zahŕňať aj nasledujúce faktory:
- vysoké náklady na komponenty potrebné na pripojenie a spustenie konštrukcie;
- množstvo vyrobeného tepla závisí výlučne od geografickej polohy a poveternostných podmienok;
- bývanie potrebuje záložný zdroj (plynový kotol alebo kotol na tuhé palivo).
Malo by sa vziať do úvahy, že pre efektívnu prevádzku je potrebné neustále monitorovať čistotu inštalácie, odstraňovať námrazu z jej povrchu a opravovať poruchy. Ak teplotný režim v regióne často klesne pod 0 ° C, budete musieť dodatočne izolovať samotný kolektor aj dom ako celok.
Treba mať tiež na pamäti, že takéto systémy nie sú vhodné pre každého. Napríklad v regiónoch, kde sú slnečné dni zriedkavo pozorované, je nepravdepodobné, že by sa dizajn ospravedlnil. Ale napriek vysokým nákladom sú taniere veľmi obľúbené, takže ich čoraz častejšie možno vidieť na letných chatách a strechách.
Hlavné typy
Existujú dva typy batérií: malé a veľké fotovoltaické systémy. Prvý typ zahŕňa batériové panely, ktoré fungujú na napätí 12-24 V. S ich pomocou môžete sledovať televíziu a zapnúť niekoľko osvetľovacích zariadení.
Veľké inštalácie sú schopné zabezpečiť elektrinu celému domu a v prípade potreby ho kompletne vykúriť. Ale to platí len pre malé súkromné chaty, nebudú môcť vykurovať viacpodlažné budovy.
Čo sa týka výbavy, tá sa môže líšiť v závislosti od modelu. Základná sada spravidla obsahuje:
- vákuový solárny kolektor;
- špeciálny ovládač, ktorý monitoruje efektivitu práce;
- čerpadlo, ktorým sa dodáva chladiaca kvapalina;
- nádrž s objemom 500-1000 litrov na teplú vodu;
- elektrický ohrievač alebo tepelné čerpadlo.
Koľko slnečných kolektorov 100% vykúri dom (typ 12 100% solárny ohrev)
Všetky tieto detaily sú potrebné pre normálne fungovanie systému. Ako presne ich namontovať a používať je predpísané v návode, ktorý je tiež súčasťou súpravy.
Pri vybavovaní výkonného domáceho vykurovacieho systému pomocou solárnych panelov môžete dodatočne zabezpečiť dom s teplou vodou, ako aj nainštalovať teplú podlahu. Veľká fotovoltická inštalácia si s týmito funkciami celkom dobre poradí.
Pred inštaláciou kolektorov je potrebné vypočítať, koľko energie potrebujú, aby plne uspokojili všetky potreby. Pri výpočte je potrebné zvážiť plochu súkromného domu, počet ľudí, ktorí žijú, ako aj spotrebu energie. Napríklad pre malú trojčlennú rodinu sa bude mesačne vyžadovať v priemere 200 až 500 W / m².
Ak plánujete zabezpečiť domov teplú vodu, náklady na energie sa zvýšia. Pre efektívnosť môžete vytvoriť kombinovanú verziu vykurovacieho systému. V tomto prípade budú domácnosti poistené a v núdzových a nepredvídaných situáciách nezostanú bez vykurovania.
