Солнечное отопление дома


Экология потребления.Усадьба:Большую часть года мы вынуждены тратить деньги на отопление своих домов. В такой ситуации любая помощь будет не лишней. Энергия солнца подходит для этих целей как нельзя лучше: абсолютно экологически чистая и бесплатная.

Большую часть года мы вынуждены тратить деньги на отопление своих домов. В такой ситуации любая помощь будет не лишней. Энергия солнца подходит для этих целей как нельзя лучше: абсолютно экологически чистая и бесплатная. Современные технологии позволяют осуществлять солнечное отопление частного дома не только в южных районах, но и в условиях средней полосы.

Что могут предложить современные технологии

В среднем 1 м2 поверхности земли получает 161 Вт солнечной энергии в час. Разумеется, на экваторе этот показатель будет во много раз выше чем в Заполярье. Кроме того, плотность солнечного излучения зависит от времени года. В Московской области интенсивность солнечного излучения в декабре-январе отличается от мая-июля более чем в пять раз. Однако современные системы настолько эффективны, что способны работать практически всюду на земле.


Задача использования энергии солнечной радиации с максимальным КПД решается двумя путями: прямой нагрев в тепловых коллекторах и солнечные фотоэлектрические батареи.

Солнечные батареи вначале преобразуют энергию солнечных лучей в электричество, затем передают через специальную систему потребителям, например электрокотлу.

Тепловые коллекторы нагреваясь под действием солнечных лучей нагревают теплоноситель систем отопления и горячего водоснабжения.

Тепловые коллекторы бывают нескольких видов, в числе которых открытые и закрытые системы, плоские и сферические конструкции, полусферические коллекторы концентраторы и многие другие варианты.

Тепловая энергия, полученная с солнечных коллекторов используется для нагревания горячей воды или теплоносителя системы отопления.

Несмотря на явный прогресс в разработке решений по собиранию, аккумулированию и использованию солнечной энергии, существуют достоинства и недостатки.

Плюсы и минусы от использования энергии солнца

Самым очевидным плюсом использования энергии солнца является ее общедоступность. На самом деле даже в самую хмурую и облачную погоду солнечная энергия может быть собрана и использована.

Второй плюс — это нулевые выбросы. По сути, это самый экологически чистый и естественный вид энергии. Солнечные батареи и коллекторы не производят шума. В большинстве случаев устанавливаются на крышах зданий, не занимая полезную площадь загородного участка.


Недостатки, связанные с использованием энергии солнца, заключаются в непостоянстве освещенности. В темное время суток становится нечего собирать, ситуация усугубляется тем, что пик отопительного сезона приходится на самые короткие световые дни в году.

Необходимо следить за оптической чистотой панелей, незначительное загрязнение резко снижает КПД.

Кроме того, нельзя сказать, что эксплуатация системы на солнечной энергии обходится полностью бесплатно, существуют постоянные затраты на амортизацию оборудования, работу циркуляционного насоса и управляющей электроники.

Открытые солнечные коллекторы

Открытый солнечный коллектор представляет собой незащищенную от внешних воздействий систему трубок, по которым циркулирует нагреваемый непосредственно солнцем теплоноситель. В качестве теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз. Трубки либо закрепляются на несущей панели в виде змеевика, либо присоединяются параллельными рядами к выходному патрубку.

У открытых коллекторов нет обычно никакой изоляции. Конструкция очень простая, поэтому имеет невысокую стоимость и часто изготавливается самостоятельно.

Ввиду отсутствия изоляции практически не сохраняют полученную от солнца энергию, отличаются низким КПД.  Применяются их преимущественно в летний период для подогрева воды в бассейнах или летних душевых. Устанавливаются в солнечных и теплых регионах, при небольших перепадах температуры окружающего воздуха и подогреваемой воды. Хорошо работают только в солнечную, безветренную погоду.

Трубчатые солнечные коллекторы


Трубчатые солнечные коллекторы собираются из отдельных трубок, по которым курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Однако теплоноситель уже намного лучше защищен от внешнего негатива. Особенно в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.

Каждая трубка подключается к системе отдельно, параллельно друг другу. При выходе из строя одной трубки ее легко поменять на новую. Вся конструкция может собираться непосредственно на кровле здания, что значительно облегчает монтаж.

Веский плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в цилиндрической форме основных элементов, благодаря которым солнечное излучение улавливается круглый световой день без применения дорогостоящих систем слежения за передвижением светила.

По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

Коаксиальная трубка представляет собой сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Изготовлены из двух колб между которыми откачан воздух. На внутреннюю поверхность внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие эффективно поглощающее солнечную энергию.

Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику из алюминиевых пластин. На этом этапе происходят нежелательные теплопотери.


Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.

Для хорошей теплоизоляции из трубки откачан воздух. Передача тепла от абсорбера происходит без потерь, поэтому КПД перьевых трубок выше.

По способу передачи тепла есть две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe).

Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Внутри термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара поднимается вверх. После того как тепло отдано теплоносителю отопления или горячего водоснабжения, пар конденсируется в жидкость и стекает вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении.

В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Одна половина U-образной трубки предназначена для холодного теплоносителя, вторая отводит нагретый. При нагреве теплоноситель расширяется и поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, минимальный угол наклона должен составлять не менее 20⁰.

Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель.

Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Плюсы и недостатки трубчатых коллекторов

Применение трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд достоинств и недостатков. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из одинаковых элементов, которые относительно легко заменить.

Достоинства:


  • низкие теплопотери;
  • способность работать при температуре до -30⁰С;
  • эффективная производительность в течение всего светового дня;
  • хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
  • низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
  • возможность производства высокой температуры теплоносителя.

Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность. Обладает следующими недостатками:

  • не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
  • высокая стоимость.

Несмотря на первоначально высокую стоимость, трубчатые коллекторы быстрее окупаются. Имеют большой срок эксплуатации.

Плоские закрытые солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из алюминиевого каркаса, специального поглощающего слоя – абсорбера, прозрачного покрытия, трубопровода и утеплителя.

В качестве абсорбера применяют зачерненную листовую медь, отличающуюся идеальной для создания гелиосистем теплопроводностью. При поглощении солнечной энергии абсорбером происходит передача полученной им солнечной энергии теплоносителю, циркулирующему по примыкающей к абсорберу системе трубок.


С наружной стороны закрытая панель защищена прозрачным покрытием. Оно изготовлено из противоударного закаленного стекла, имеющего полосу пропускания 0,4-1,8мкм. На такой диапазон приходится максимум солнечного излучения. Противоударное стекло служит хорошей защитой от града. С тыльной стороны вся панель надежно утеплена.

В перечне преимуществ закрытых плоских панелей числятся:

  • простота конструкции;
  • хорошая производительность в регионах с теплым климатом;
  • возможность установки под любым углом при наличии приспособлений для изменения угла наклона;
  • способность самоочищаться от снега и инея;
  • низкая цена.

Плоские солнечные коллекторы особенно выгодны, если их применение запланировано еще на стадии проектирования. Срок службы у качественных изделий составляет 50 лет.

К недостаткам можно отнести:

  • высокие теплопотери;
  • большой вес;
  • высокая парусность при расположении панелей под углом к горизонту;
  • ограничения в производительности при перепадах температуры более 40°С.

Сфера применения закрытых коллекторов значительно шире, чем гелиоустановок открытого типа. Летом они способны полностью удовлетворить потребность в горячей воде. В прохладные дни, не включенные коммунальщиками в отопительный период, они могут поработать вместо газовых и электрообогревателей.

Сравнение характеристик солнечных коллекторов


Самым главным показателем солнечного коллектора является КПД. Полезная производительность разных по конструкции солнечных коллекторов зависит от разности температур. При этом плоские коллекторы значительно дешевле трубчатых.

При выборе солнечного коллектора стоит обратить внимание на ряд параметров показывающих эффективность и мощность прибора.

Для солнечных коллекторов есть несколько важных характеристики:

  • коэффициент адсорбции – показывает отношение поглощенной энергии к общей;
  • коэффициент эмиссии – показывает отношение переданной энергии к поглощенной;
  • общая и апертурная площадь;
  • КПД.

Апертурная площадь – это рабочая площадь солнечного коллектора. У плоского коллектора апертурная площадь максимальна. Апертурную площадь равна площади абсорбера.

Способы подключения к системе отопления

Поскольку устройства на солнечной энергии не могут обеспечить стабильное и круглосуточное снабжение энергией, необходима система устойчивая к этим недостаткам.

Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому используются как дополнительная система. Интегрирование в существующую систему отопления и горячего водоснабжения отличается для солнечного коллектора и солнечной батареи.

Схема подключении теплового коллектора

В зависимости от целей использования теплового коллектора применяются разные системы подключения. Вариантов может быть несколько:

  1. Летний вариант для горячего водоснабжения
  2. Зимний вариант для отопления и горячего водоснабжения

Летний вариант наиболее простой и может обходится даже без циркуляционного насоса, используя естественную циркуляцию воды.

Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счет теплового расширения поступает в бак-аккумулятор или бойлер. При этом происходит естественная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.

Как любая система основанная на естественной циркуляции работает не очень эффективно, требуя соблюдения необходимых уклонов. Кроме того, аккумулирующий бак должен быть выше чем солнечный коллектор.

Чтобы вода оставалась как можно дольше горячей бак необходимо тщательно утеплить.

Если Вы хотите действительно добиться максимально эффективной работы солнечного коллектора, схема подключения усложниться.

По системе солнечного коллектора циркулирует незамерзающий теплоноситель. Принудительную циркуляцию обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркуляционного насоса основываясь на показаниях как минимум двух температурных датчиков. Первый датчик измеряет температуру в накопительном баке, второй — на трубе подачи горячего теплоносителя солнечного коллектора. Как только температура в баке превысит температуру теплоносителя, в коллекторе контроллер отключает циркуляционный насос, прекращая циркуляцию теплоносителя по системе.


В свою очередь при понижении температуры в накопительном баке ниже заданной включается отопительный котел.

Схема подключения солнечной батареи

Было бы заманчиво применить схожую схему подключения солнечной батареи к электросети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за день энергию. К сожалению для системы электроснабжения частного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости очень дорого. Поэтому схема подключения выглядит следующим образом.

С солнечных панелей заряд поступает на контроллер заряда, который выполняет несколько функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Далее электрический ток поступает на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

Увы, наши электросети не приспособлены для получения энергии, могут работать только в одном направлении от источника к потребителю. По этой причине вы не сможете продавать добытую электроэнергию или хотя бы заставить счетчик крутиться в обратную сторону.

Использование солнечных батарей выгодно тем, что они предоставляют более универсальный вид энергии, но при этом не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Однако последние не обладают возможностью накапливать энергию в отличие от солнечных фотоэлектрических батарей.

Как посчитать необходимую мощность коллектора


При расчете необходимой мощности солнечного коллектора очень часто ошибочно производят вычисления, исходя из поступающей солнечной энергии в самые холодные месяцы года.

Дело в том, что в остальные месяцы года вся система будет постоянно перегреваться. Температура теплоносителя летом на выходе из солнечного коллектора может достигать 200°С при нагреве пара или газа, 120°С антифриза, 150°С воды. Если теплоноситель закипит, он частично испариться. В результате его придется заменить.

Компании производители рекомендуют исходить из таких цифр:

  • обеспечение горячего водоснабжения не более 70%;
  • обеспечение отопительной системы не более 30%.

Остальное необходимое тепло должно вырабатывать стандартное отопительное оборудование. Тем не менее при таких показателях в год экономится в среднем около 40% на отоплении и горячем водоснабжении.

Мощность вырабатываемая одной трубкой вакуумной системы зависит от географического местоположения. Показатель солнечной энергии падающей в год на 1 м2 земли называется инсоляцией. Зная длину и диаметр трубки, можно высчитать апертуру – эффективную площадь поглощения. Остается применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в год.

Пример расчета:

Стандартная длина трубки составляет 1800 мм, эффективная — 1600 мм. Диаметр 58 мм. Апертура – затененный участок создаваемый трубкой. Таким образом площадь прямоугольника тени составит:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928м2

КПД средней трубки составляет 80%, солнечная инсоляция для Москвы составляет около 1170 кВт*ч/м2 в год. Таким образом одна трубка выработает в год:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86кВт*ч

Необходимо отметить, что это очень приблизительный расчет. Количество вырабатываемой энергии зависит от ориентирования установки, угла, среднегодовой температуры и т.д. опубликовано econet.ru 

econet.ru

Отопление от солнца: за и против

Если говорить об использовании солнечной энергии для отопления, то нужно иметь в виду, что существуют два разных устройства для преобразования солнечной энергии:

  • Солнечные батареи. Они вырабатывают исключительно электрический ток. А вот его уже вы можете использовать для обеспечения работоспособности любого электрооборудования, в том числе и не работу отопительных приборов.
  • Солнечные коллекторы. Эти устройства нагревают жидкость (теплоноситель) и их можно напрямую подключать к системе отопления, а также с их помощью греть воду для бытовых нужд.

Оба варианта имеют свои особенности. Хотя сразу нужно сказать, какой бы из их вы ни выбрали, не спешите отказываться от той системы отопления, которая у вас есть. Солнце встает, конечно, каждое утро, но вот не всегда на ваши солнечные элементы будет попадать достаточно света. Самое разумное решение — сделать комбинированную систему. Когда энергии солнца достаточно, второй источник тепла работать не будет. Этим вы и обезопасите себя, и жить будете в комфортных условиях, и сэкономите.

Если желания или возможности ставить две системы нет, ваше солнечное отопление должно иметь, как минимум, двукратный запас по мощности. Тогда точно можно сказать, что тепло у вас будет в любом случае.

Достоинства использования солнечной энергии для отопления:

  • Безопасный и абсолютно «чистый» источник энергии.
  • Снижение затрат на отопление и ГВС.
  • Вы независимы от состояния экономики: солнце светит всегда, и в кризис, и в период расцвета.
  • Денег солнце за свою энергию не требует. Другое дело, что государство может обложить налогами владельцев гелиоустановок. Но пока такого не случилось — солнечная энергия бесплатна.

Недостатки:

  • Зависимость количества поступающего тепла от погоды и региона.
  • Для гарантированного отопления потребуется система, которая может работать параллельно с гелиосистемой отопления. Многие производители отопительного оборудования предусматривают такую возможность. В частности европейские производители настенных газовых котлов предусматривают совместную работу с солнечным отоплением (например, котлы Baxi). Даже если у вас установлено оборудование, у которого такой возможности нет, можно согласовать работу отопительной системы при помощи контролера.
  • Солидные финансовые вложения на стартовом.
  • Периодичное обслуживание: трубки и панели нужно очищать от налипшего мусора и мыть от пыли.
  • Некоторые из жидкостных солнечных коллекторов не могут работать при очень низких температурах. В преддверии сильных морозов жидкость приходится сливать. Но это касается не всех моделей и не всех жидкостей.

Теперь рассмотрим подробнее каждый из типов солнечных нагревательных элементов.

Солнечные коллекторы

Для солнечного отопления используют именно гелиоколлекторы. Эти установки при помощи тепла солнца нагревают жидкость-теплоноситель, которую потом можно использовать в системе водяного отопления. Специфика в том, что солнечный водонагреватель для отопления дома выдает только температуру 45-60оС, а самую высокую эффективность показывает при 35оС на выходе. Потому рекомендованы такие системы для использования в паре с теплыми водяными полами. Если отказываться от радиаторов вам не хочется, или увеличивайте количество секций (раза в два примерно) или подогревайте теплоноситель.

Теперь о видах солнечных коллекторов. Конструктивно есть две модификации:

  • плоские;
  • трубчатые.

В каждой из групп есть вариации и по материалам, и по конструкции, но принцип действия у них один: по трубкам бежит теплоноситель, который нагревается от солнца. Вот только конструкции абсолютно разные.

Плоские солнечные коллекторы

Эти гелиоустановки для отопления имеют простую конструкцию и потому именно их можно при желании изготовить своими руками. На металлической раме закреплено прочное дно. Сверху уложен слой теплоизоляции. Изолируются для уменьшения потерь и стенки корпуса. Затем идет слой адсорбера — материала, который хорошо поглощает солнечное излучение, превращая его в тепло. Этот слой обычно имеет черный цвет. На адсорбере закреплены трубы, по которым течет теплоноситель. Сверху вся эта конструкция закрывается прозрачной крышкой. Материалом для крышки может быть закаленное стекло или один из пластиков (чаще всего это поликарбонат). В некоторых моделях светопропускающий материал крышки может проходить специальную обработку: для уменьшения отражающей способности его делают не гладким, а чуть матовым.

Трубы в плоском солнечном коллекторе обычно уложены змейкой, имеется два отверстия — впускное и выпускное. Может быть реализовано однотрубное и двухтрубное подключение. Это кому как нравится. Но для нормального теплообмена необходим насос. Возможна и самотечная система, но она будет очень неэффективной из-за небольшой скорости движения теплоносителя. Именно этого типа солнечный коллектор и используют для отопления, хотя с его помощью можно эффективно греть воду для ГВС.

Есть вариант самотечного коллектора, но его применяют в основном для подогрева воды. Называют такую конструкцию еще пластиковым солнечным коллектором. Это две пластины из прозрачного пластика, герметично закрепленные на корпусе. Внутри устроен лабиринт для продвижения воды. Иногда нижняя панель бывает окрашена в черный цвет. Имеется два отверстия — впускное и выпускное. Вода подается внутрь, по мере продвижения по лабиринту греется солнцем, и выходит уже теплой. Такая схема хорошо работает с резервуаром для воды и легко нагревает воду для ГВС. Это современная замена обычной бочке, установленной на летнем душе. Причем более эффективная замена.

Насколько эффективны солнечные коллекторы? Среди всех бытовых гелиоустановок на сегодня они показывают лучшие результаты: их КПД 72-75%. Но не все так хорошо:

  • они не работают ночью и плохо работают в пасмурную погоду;
  • большие потери тепла, особенно при ветре;
  • низкая ремонтопригодность: если что-то выходит из строя, то менять нужно значительную часть, или всю панель полностью.

Тем не менее, часто отопление частного дома от солнца делают именно при помощи этих гелиоустановок. Такие установки популярны в южных странах с активным излучением и положительными температурами в зимний период. Для наших зим они не подходят, но в летний сезон показывают хорошие результаты.

Воздушный коллектор

Эта установка может быть использована для воздушного отопления дома. Конструктивно она очень напоминает описанный выше пластиковый коллектор, но циркулирует и нагревается в нем воздух. Такие устройства навешиваются на стены. Действовать они могут двумя способами: если воздушный гелионагреватель герметичен, воздух забирается из помещения, нагревается и возвращается в то же помещение.

Есть другой вариант. В нем обогрев совмещен с вентиляцией. В наружном корпусе воздушного коллектора имеются отверстия. Через них внутрь конструкции поступает холодный воздух. Проходя через лабиринт, от солнечных лучей он нагревается, а затем подогретым попадает в помещение.

Такое отопление дома будет более-менее эффективным, если установка будет занимать всю южную стену, и при этом тени на этой стене не будет.

Трубчатые коллекторы

Тут тоже циркулирует теплоноситель по трубам, но каждая из таких теплообменных труб вставлена в стеклянную колбу. Все они соединяются в манифолде (manifold), который, по сути, является гребенкой.

Трубчатые коллекторы имеют два типа трубок: коаксиальные и перьевые. Коаксиальные — труба в трубе — вложены одна в другую и их края запаяны. Внутри между двумя стенками создается разреженная безвоздушная среда. Потому такие трубки называют еще вакуумными. Перьевые трубки — это обычная трубка, запаянная с одной стороны. А перьевыми их называют потому, что для повышения теплоотдачи в них вставляется пластина адсорберная, которая имеет изогнутые края и чем-то напоминает перо.

Кроме того в разные корпуса могут быть вставлены теплообменники разного типа. Первые — это тепловые каналы Heat-pipe (Хит пайп). Это целая система преобразования солнечного света в тепловую энергию. Heat-pipe — это полая медная трубка небольшого диаметра, запаянная на одном конце. На втором находится массивный наконечник. В трубку залито вещество с низкой температурой кипения. При нагревании вещество начинает кипеть, часть его переходит в газообразное состояние и поднимается по трубке вверх. По пути от нагретых стенок трубки оно все больше нагревается. Попадает в верхнюю часть, где находится некоторое время. За это время часть тепла газ передает массивному наконечнику, постепенно охлаждается, конденсируется и оседает вниз, где процесс снова повторяется.

Второй способ — U-type — это традиционная трубка, заполненная теплоносителем. Тут никаких новостей или сюрпризов. Все как обычно: с одной стороны входит теплоноситель, проходя по трубке, нагревается от солнечного света. Несмотря на свою простоту этот вид теплообменников эффективнее. Но используется он реже. А все потому, что солнечные водонагреватели такого типа составляют собой единое целое. При повреждении одной трубки приходится менять вся секцию.

Трубчатые коллекторы с системой Heat-pipe стоят дороже, показывают меньшую эффективность, но используются чаще. А все потому, что поврежденную трубку поменять можно за пару минут. Причем, если колба использована коаксиальная, то трубка тоже может быть отремонтирована. Просто она разбирается (снимается верхняя заглушка) и поврежденный элемент (тепловой канал или сама колба) заменяется на исправный. Затем трубка вставляется на место.

Какой коллектор лучше для отопления

Для южных регионов с мягкой зимой и большим количеством солнечных дней в году лучший вариант — плоский коллектор. При таком климате он показывает высшую продуктивность.

Для регионов с более суровым климатом подходят трубчатые коллекторы. Причем для суровых зим больше подходят именно системы с Heat-pipe: они греют даже ночью и даже в пасмурную погоду, собирая большую часть спектра солнечного излучения. Они не боятся низких температур, но точный диапазон температур нужно уточнять: он зависит от вещества, находящегося в тепловом канале.

Эти системы при грамотном расчете могут быть основными, но чаще они просто экономят затраты на отопление от другого, платного источника энергии.

Еще одним вспомогательным отоплением может быть воздушный коллектор. Его можно сделать во всю стену, причем он легко реализуется своими руками. Он отлично подойдет для отопления гаража или дачи. Причем проблемы с недостаточным нагревом могут возникнуть не зимой, как вы ожидаете, а осенью. При морозе и снеге энергии солнца в разы больше, чем в пасмурную дождливую погоду.

Солнечные батареи

Слыша слова «солнечная энергетика» мы в первую очередь думаем именно о батареях, которые преобразуют свет в электричество. И делают это специальные фотоэлектрические преобразователи. Они выпускаются промышленностью из разных полупроводников. Чаще всего для бытового использования мы применяем кремниевые фотоэлементы. Они имеют самую низкую цену и показывают достаточно приличную производительность: 20-25%.

Напрямую использовать солнечные батареи для отопления можно лишь в том случае, если котел или другой отопительный прибор на электричестве вы подключите к этому источнику тока. Также солнечные панели в совокупности с электро-аккумуляторами можно интегрировать в систему снабжения дома электричеством и таким образом уменьшать приходящие ежемесячно счета за использованную электроэнергию. В принципе, вполне реально полностью обеспечить потребности семьи от этих установок. Просто средств и площадей потребуется много. В среднем с квадратного метра панели можно получить 120-150Вт. Вот и считайте, сколько квадратов кровли или придомовой территории должно быть занято такими панелями.

Особенности отопления солнечным теплом

Целесообразность устройства системы солнечного отопления у многих вызывает сомнения. Основной довод — это дорого и никогда себя не окупит. С тем, что это дорого, приходится согласиться: цены на оборудование немаленькие. Но никто не мешает вам начать с малого. Например, для оценки эффективности и практичности идеи сделать подобную установку самому. Затрат минимум, а представление будете иметь из первых рук. Потом уже будете решать стоит со всем этим связываться или нет. Вот только в чем дело: все негативные сообщения от теоретиков. От практиков не встречалось ни одного. Идет активное выяснение способов улучшения, переделок, но никто не сказал, что затея бесполезна. Это о чем-то говорит.

Теперь о том, что установка системы солнечного отопления никогда не окупится. Пока срок окупае

мости в нашей стране большой. Он сравним со сроком эксплуатации солнечных коллекторов или батарей. Но если посмотреть динамику роста цен на все энергоносители, то можно предположить, что вскоре он сократится до вполне приемлемых сроков.

Теперь собственно о том, как сделать систему. Прежде всего, нужно определить потребность вашего дома и семи в тепле и горячей воде. Общая методика расчета системы солнечного отопления следующая:

  • Зная, в каком регионе находится дом, вы можете узнать, сколько солнечного света приходится на 1м2 площади в каждом месяце года. Специалисты это называют инсоляцией. Исходя из этих данных, вы затем сможете прикинуть, сколько солнечных панелей вам необходимо. Но сначала нужно определить, сколько тепла понадобится на подготовку ГВС и отопление.
  • Если счетчик горячей воды у вас есть, то вы знаете объемы горячей воды, которые вы тратите ежемесячно. Выведите средние данные расхода за месяц или считайте по максимальному расходу — это кто как хочет. Также у вас должны иметься данные о тепловых потерях дома.
  • Присмотрите солнечные нагреватели, которые хотели бы поставить. Имея данные по их производительности, вы сможете примерно определить количество элементов, необходимое на покрытие ваших потребностей.

Кроме определения количества составляющих гелиосистемы, понадобится определить объем бака, в котором будет накапливаться горячая вода для ГВС. Это легко можно сделать, зная фактический расход вашей семьи. Если у вас установлен счетчик на ГВС, и вы имеете данные за несколько лет, можно вывести среднюю норму потребления в день (средний расход в месяц поделить на количество дней). Вот примерно такой объем бака вам нужен. Но бак нужно брать с запасом в 20% или около того. На всякий случай.

Если ГВС или счетчика нет, можно воспользоваться нормами потребления. Один человек в сутки в среднем расходует 100-150 литров воды. Зная, сколько человек постоянно проживают в доме, вы рассчитаете требуемый объем бака: норма умножается на количество жильцов.

Сразу нужно сказать, что рациональной (с точки зрения окупаемости) для средней полосы России является система солнечного отопления, которая покрывает порядка 30% потребности в тепле и полностью снабжает горячей водой. Это усредненный результат: в какие-то месяцы отопление будет на 70-80% обеспечиваться гелиосистемой, а в какие-то (декабрь-январь) всего на 10%. И снова-таки многое зависит от типа солнечных батарей и от региона проживания.

Причем дело не только в «севернее» или «южнее». Дело в количестве солнечных дней. Например, на очень холодной Чукотке солнечное отопление будет очень эффективным: там почти всегда светит солнце. В гораздо более мягком климате Англии, с вечными туманами, его эффективность крайне низка.
;

Итоги

Несмотря на множество критиков, которые говорят о неэффективности солнечной энергетики и слишком большом сроке окупаемости, все больше людей хоть частично переходят на альтернативные источники. Кроме экономии многих привлекает независимость от государства и его ценовой политики. Чтобы не жалеть о напрасно вложенных суммах, можно сначала провести эксперимент: изготовить одну из солнечных установок своими руками и решить для себя насколько это вас привлекает (или нет).

teplowood.ru

Типы солнечного отопления

Применяемые сегодня методы использования солнечной энергии для обогрева жилища (и не только) можно разделить на пассивные и активные. Пассивное отопление дома солнцем предусматривает прямой нагрев внутренних помещений за счёт инфракрасного излучения. Активное основано на получении тепловой либо электрической энергии в специальных установках, зачастую расположенных за пределами здания, последующего её преобразования и распределения для нужд отопления. Наиболее эффективно такое солнечное отопление дома, где совмещаются как пассивные, так и активные методы.

Впустим солнце в дом — пассивные методы обогрева

Окна — на юг

Вроде бы все должны понимать, что, расположив основную часть окон с солнечной стороны дома, мы впустим в помещения не только свет, но и тепло. Однако, проезжая по нашим коттеджным посёлкам, можно убедиться, что добрая половина застройщиков не придерживается рационального принципа «дом — на северную часть участка, а окна — на юг». А зря.

Стена Тромба

В 40-х годах прошлого века американский инженер Тромб придумал «солнечную печку». С южной стороны дома расположена массивная стена из теплоёмкого материала (бетон, камень, полнотелый кирпич), окрашенного в чёрный цвет. В нижней и верхней части этого теплоаккумулятора имеются отверстия. Снаружи на небольшом расстоянии от стены — стеклянный витраж. Солнце нагревает бетон, тёплый воздух стремится подняться вверх, выходит в помещение, а холодный поступает в пространство между камнем и стеклом снизу. Образуется устойчивая циркуляция тёплого воздуха в помещении. Благодаря изобретению селективных покрытий для стекла и камня (бетона), эффективность стены Тромба в современном исполнении стала заметно выше.

Воздушный солнечный коллектор

Логическое развитие стены Тромба. Представляет собой пустотелый плоский ящик (панель), для лучшего улавливания излучения располагаемый наклонно. Верхнее ограждение панели — прозрачное для инфракрасного излучения, а вдоль её разделяет перегородка. Окрашенная в чёрный цвет, перегородка нагревается, тёплый воздух поднимается и поступает в комнату. В нижнюю, холодную часть коллектора проникает ещё не нагретый воздух из помещения.

Гелиотеплица — свежие овощи как бонус

Солнечная теплица, пристроенная к дому. Чтобы «впустить» в дом больше солнца, нужно увеличить площадь окон. Сделать стеклянной всю южную стену в холодном климате проблематично, слишком высоки будут теплопотери. Отделив часть здания со стеклянными стенами и крышей от основных помещений дома, получим гелиотеплицу. Она почти не помешает проникновению в окна дома инфракрасного излучения, в дополнение к этому нагреется наружная стена внутри оранжереи. В яркий зимний солнечный день воздух в гелиотеплице может прогреваться до существенно большей, чем в доме, температуры.

Чтобы максимально использовать тепло, полученное теплицей, можно организовать воздухообмен с жилыми помещениями.

Естественный воздухообмен между теплицей и домом довольно слаб и, чтобы использовать энергию по максимуму, движение воздуха делают принудительным.

Дополнительный бонус, который даёт гелиотеплица своим хозяевам: почти круглый год в ней можно выращивать овощи или оставлять цитрусовые на зимовку. Правда, это потребует решения проблем вентиляции, влажности, дневного перегрева и ночных заморозков.

Активное отопление — солнечный свет собирают вакуумные коллекторы

Воздушный солнечный коллектор

Воздушный солнечный коллектор, оснащённый системой принудительной передачи и распределения энергии, способен дать намного больше тепла по сравнению с пассивным вариантом. Скорость циркуляции воздуха автоматически регулируется в зависимости от температуры в доме и степени нагрева коллектора. Нагретый в коллекторах воздух может поступать в систему вентиляции или помещения напрямую. Если его температура достаточно высока, он может использоваться и для нагрева жидкого теплоносителя. Излишки дневной энергии запасают на ночь в теплоаккумуляторах.

Вакуумный солнечный коллектор

Наиболее совершенное на сегодняшний день устройство для гелиоотопления.

Солнечное отопление загородного дома на основе вакуумных коллекторов значительно эффективнее других гелиосистем, однако, помимо традиционной для гелиосистем неравномерности генерации тепла, у него имеется ещё три существенных недостатка:  на сильном морозе теплоотдача резко падает, установки хрупки и дорого стоят.

Вакуумные панели не подключают к системе отопления напрямую. Необходимы, как минимум, буферные ёмкости, которые будут сглаживать неравномерность выработки тепла.

Электрические солнечные панели можно использовать для отопления лишь косвенно. Расходовать электроэнергию на нагрев помещений напрямую неразумно, ей можно найти более рациональное применение. Например, направить на работу вентиляторов и автоматики активных гелиосистем.

Почему на крышах наших домов не видно гелиоустановок

Интернет пестрит рекламными материалами с красивыми картинками, повествующими о необычайной выгоде гелиосистем. Народные умельцы выкладывают в youtube ролики на тему «отопление от солнца своими руками» о собственных ноу-хау, собранных на коленке из подручных материалов. Сеть пухнет от перепостов восторженных статей, рассказывающих о чудесных преимуществах солнечного отопления. Однако, много ли домов с солнечными коллекторами на крыше появилось за последние годы поблизости от вашего дома? Ни одного? В чём же причины того, что отопление солнечной энергией в наших краях не находит признания?

  • К сожалению, солнечная энергия для отопления домапоступает не тогда и не туда, когда и куда нужно. Холодно бывает ближе к полюсам, зимой и по ночам. А максимум солнечного излучения приходится на экваториальные районы, на лето и день. Теплоаккумуляторы худо-бедно помогают сгладить суточные, но не сезонные перепады.
  • Пассивное отопление солнечной энергией малоэффективно и не способно сколь-нибудь серьёзно обогреть дом в условиях русской зимы. «Окна — на юг» — реально полезный метод проектирования, ничего не стоящий, но помогающий оптимизировать расходы на отопление. А вот некогда относительно популярные в США гелиотеплицы, стены Тромба и их производные постепенно сошли на нет даже у себя на родине.
  • Активные солнечные системы отопления частного дома обходятся весьма недёшево, немало денег придётся отдать за оборудование. Эксплуатация, вопреки некоторым утверждениям, отнюдь не бесплатна: расходуется электроэнергия, требуется обслуживание техники. При нынешних ценах, по сравнению не только с дешёвым природным газом, но даже с довольно дорогими пеллетами, дизтопливом, установка вакуумного солнечного коллектора на подавляющей части территории РФ не окупится вообще никогда, срок окупаемости превышает срок службы оборудования. Лишь в некоторых южных регионах страны солнечные системы отопления частного дома могут быть не убыточны при определённых условиях.

Как обстоят дела в Европе

Почему же, путешествия по Западной Европе, мы видим (хотя, не так уж и часто) гелиоколлекторы на крышах домов? Причин тому несколько: дороговизна традиционных видов топлива, мягкий климат, большее количество солнечных дней. Не случайно в пасмурной Британии солнечное отопление так же мало распространено, как и у нас. И, главное, в тех странах, где система солнечного отопления — практическая реальность, действуют программы поддержки, до половины стоимости оборудования оплачивает государство. Положа руку на сердце, солнечные коллекторы малопригодны для отопления, в основном их используют для приготовления горячей воды, в солнечную погоду летом реально полностью обеспечивать нужды ГВС. Кстати, в основном на крышах домов можно увидеть солнечные панели, вырабатывающие электричество. Электроэнергию производить выгоднее, а неравномерность генерации — не проблема, ведь в любое время суток центральные энергосети покупают электроэнергию, полученную в частном доме. Причём, оплата идёт по повышенному тарифу. Опять-таки, оборудование почти не требует обслуживания и ремонта. Сегодня можно смело утверждать, что в глобальном масштабе у гелиоэнергетики, хоть она пока и не конкурент традиционной — большое будущее. А вот насчёт перспектив солнечного отопления ситуация неясна. Существующие системы уже исчерпали свой потенциал, новых подходов пока не видно, а стоимость традиционного топлива падает, что снижает привлекательность солярных систем обогрева.

Тем читателям, кого тема использования энергии солнца для жизнеобеспечения дома живо заинтересовала, рекомендуем критически воспринимать рекламные материалы и обращаться к профессионалам-практикам, желательно имеющими опыт установки и эксплуатации гелиоустановок.

teploguru.ru

Плоский коллектор

Простейшая система такого рода состоит из абсорбера, бака-теплообменника, расширительного бачка, соединённых между собой трубами. Абсорбер — важнейшая часть в которой происходит накопление энергии Солнца. Чаще всего — это выкрашенный матовой чёрной краской металлический лист, с плотно приваренной к нему трубкой. В трубке содержится нагреваемая жидкость. Во избежание коррозии и разрушения от замерзания, рекомендуют антифриз. Абсорбер помещается в плотно подогнанный деревянный ящик, покрытый сверху оконным стеклом. Внутри создаётся эффект теплицы, повышая температуру антифриза. Устройство (как абсорбер, так и остальные элементы) следует максимально изолировать, например, с помощью минеральной ваты.

Солнечное отопление дома

Поскольку наше оборудование, по определению, является автономным и энергонезависимым, размещаем абсорбер достаточно низко, чтобы нагретая жидкость поднималась посредством конвекции к следующему этапу нашей системы — теплообменнику. Если делать его самостоятельно, для изделия подойдёт старый бензобак, газовый баллон, любую другую металлическую или пластиковую ёмкость, которую заполняем водой.

Солнечное отопление дома

Главное требование — чтобы он был способен выдержать давление расширяющейся при нагревании. Внутри резервуара, в нижней его части размещаем змеевик-теплообменник, по которому поступает нагретый антифриз. Он отдаёт тепловую энергию воде, поднимающейся вследствие этого вверх. Пусть это покажется банальным, тем не менее, напомним об очевидных вещах. Место ввода змеевика в бак необходимо предельно качественно уплотнить, а расстояние между абсорбером и баком делаем минимально возможным для предотвращения теплопотерь. В верхней части бака располагается исходящее отверстие для отбора нагретой жидкости, в нижней – для подачи холодной. Если он используется только в качестве бойлера, теплая вода подается в систему горячего водоснабжения, а приток свежей осуществляется из городского водопровода, скважины, колодца и т. п. В том случае, если система используется для отопления, с верхнего крана вода уходит к радиаторам или батареям, а снизу подходит обратка.

Вакуумный коллектор

Это более сложная конструкция, состоящая из внешнего корпуса и внутренней системы стеклянных труб. С целью обеспечения должной изоляции трубы отделены от корпуса прослойкой разреженного воздуха. Фактически, данный тип — не что иное, как вакуумный термос.

Для повышения эффективности теплоотдачи внутри стеклянных труб размещается жидкость с низкой температурой кипения, что способствует быстрому нагреванию. На внутреннюю поверхность колпака нанесён специально разработанный состав — для большей эффективности поглощения.

Поскольку располагается он снаружи отапливаемого помещения, а нагретая жидкость проходит через чердаки и прочие неотапливаемые помещения, особое внимание уделяется теплоизоляции соединяющих труб. Поскольку при снижении температуры теплоносителя ниже 22 градусов, его полезность падает практически до нуля.

Солнечное отопление дома

Среди преимуществ — намного более высокий коэффициент полезного действия. Этот метод подходит для задействования в отоплении. Из недостатков отмечаем невозможность соорудить подобное самостоятельно (да и обслуживать тоже непросто), стоит она недёшево. Вакуумный коллектор — система достаточно хрупкая, необходимо продумать безопасный способ очистки его зимой от снега и наледи.

Солнечные батареи

Это принципиально иной способ получения и применения энергии Солнца. В данном случае речь идёт о преобразовании световой и тепловой энергии в электрическую, с последующей её эксплуатацией.

Состоит из следующих компонентов:

— фотоэлементы, при попадании на которые происходит образование так называемого фототока;

— защитный корпус; прозрачный футляр, предохраняющий фотоэлементы от механических повреждений;

— устройства для преобразования и накопления электрического тока (трансформаторы, аккумуляторы и т. п.).

В качестве дополнительного устройства отмечаем механизм (любого типа), изменяющий угол наклона батарея, в зависимости от времени года и высоты Солнца над горизонтом.

Следует отметить, что отопление только лишь посредством таких батарей — занятие малоперспективное. Расчёты показывают, что для нормального обогрева жилого помещения площадью 60 кв. метров необходима теплогенерирующая установка мощностью не менее 3 кВт-ч. Для гарантированного обеспечения заданной мощности площадь фотоэлементов  должна составлять никак не менее 40 кв. м. Монтаж и эксплуатация достаточно хлопотны и не каждому по карману.

Их большим преимуществом является возможность аккумулирования энергии, преобразованной в электрическую. В тёплое время года, при большом количестве лучевой радиации, происходит накапливание энергии в аккумуляторах. Зимой же, при снижении интенсивности света и уменьшении продолжительности светового дня, появляется возможность употребления имеющихся энергетических запасов. Стандартная батарея в разрезе:

Солнечное отопление дома

Принцип действия

Благодаря схеме простейшего бака-теплообменника, можно определить задачи работы. Поскольку нагревание антифриза происходит неравномерно, существует риск быстрого нагревания и существенного повышения давления в системе. Расширительный бачок в данном случае предохраняет механизм от разрушения.

Солнечное отопление дома

Монтаж состоит из солнечного коллектора, теплообменника, встроенный в бак и аккумулятора тепла.

Принципы работы

Жидкость в нём нагревается, затем направляется в бак-теплообменник и происходит циркуляция. Благодаря изоляции, сохраняется горячая вода. Далее охлаждённая жидкость, направляется по спирали вниз, проходит в нижней части бака обратно.

Перспективы использования

  • Невзирая на всю свою прогрессивность, для отопления жилого помещения, при существующих сегодня технологиях нельзя считать полноценным вариантом решения проблемы.
  • Снабдить полноценное обеспечение жилых помещений теплом изо всех рассмотренных вариантов способен только вакуумный коллектор и только в достаточно тёплом климате.
  • Все остальные способы годятся в качестве вспомогательных.
  • Плоский коллектор хорош для горячего водоснабжения, весной-летом-осенью правильно обустроенная конструкция позволяет полностью отказаться от бойлера или газовой колонки.
  • Фотоэлементы батареи позволяют собственнику жилплощади запитать от собственной электроэнергии большую часть бытовых электроприборов. Если они занимают значительную площадь и правильно обслуживаются, избыток выработанного, предприимчивый хозяин сбывает на энергорынок страны. Для этого заключается договор с соответствующей распределяющей компанией в своём регионе.
  • Кстати, закупка электричества осуществляется по т. наз. «зелёному» тарифу, который существенно выше рыночного средневзвешенного. Практика показывает, что некоторые фермеры и зажиточные сельские жители, располагающие достаточным количеством свободных земельных участков около дома, неплохо зарабатывают именно на этой разности в тарифах.
  • Как добиться, полноценного обогрева жилища, независимо от времени года и превратностей погоды.
  • Очевидно, придётся немного потерпеть и подождать. Технологии в этой отрасли развиваются необычайно быстро. Время, когда 100%-ное отопление станет доступной реальностью, не за горами.

ecoteplo.pro

Что представляет собой данная альтернатива

Солнечные батареи устанавливаются на крышах сооружений, состоят из верхней панели, выполненной из прозрачного пластика или стекла, где над поверхностью из темного металла циркулирует теплоноситель (воздух либо вода).

Темный металл нужен для эффективного накопления системой тепловой энергии солнца. Спустя определенный промежуток времени жидкость либо газ проникают в специальный нагреватель, либо накопительную емкость. После горячая жидкость или воздух поступают прямиком в солнечные модули или воздухоприемники.

Отопительная система посредством солнечных батарей имеет следующие особенности:

  • высокий показатель эффективности, несмотря на погоду;
  • безопасность использования с точки зрения экологии;
  • чистота во время эксплуатации;
  • бесплатная энергия от природного источника.

Солнечное отопление способно гарантировать приток энергии солнца почти всегда. Независимо от капризов погоды и температурных изменений. Показатель поглощения энергии равняется примерно 97% (при вакууме 10-5, 10-6). Чтобы сократить потери тепла, необходимо качественно заизолировать вакуум.

Плюс ко всему, нужно отметить значимость выбора оптимальной отопительной системы и грамотности ее монтажа. Потребители редко берут во внимание, что солнечные лучи, преобразовывающиеся в энергию, и зимой не теряют свою способность, а значит, возможность эксплуатации солнечных батарей актуальна на протяжении всего года.

Еще одним отличительным преимуществом такой отопительной модели считается безопасность ее использования. Данный факт позволяет использовать ее в роли резервного поставщика тепла при уже функционирующем центральном электроснабжении. В такой ситуации монтируется автоматическое устройство включения резервного оборудования, его предназначение в разделении нагрузки между обоими преобразователями энергии.

Благодаря данным манипуляциям достигается достаточная мощность электрической системы дома, которая навсегда избавит от проблем с перепадами напряжения.

Выгода от использования

Приобретение солнечных батарей, как, впрочем, и иной сложносочиненной техники – удовольствие не из дешевых, в будущем, конечно, такая покупка с лихвой окупит себя. Безусловно, сопоставить эффективность центральной и автономной системы невозможно. Хозяин частного дома, потративший свои кровные на организацию автономной системы спустя какой-то период времени забудет о расходах, связанных с оплатой электричества. Простыми словами, электрическая энергия станет для него абсолютно бесплатной на протяжении всего срока эксплуатации системы.

Сколько стоит организация данного вида отопления

Чтобы подсоединить частный дом к центральной системе, необходимо заплатить энергетикам сумму свыше 15 000 рублей за каждый кВт, по общим подсчетам это составит порядка 300 000 рублей (при 20кВт). К тому же такой расклад дел обязывает хозяина дома выполнить некоторые обязательные требования (к примеру, заплатить за установку трансформатора).

Батарея, поглощающая солнечную энергию, с размерами 65х100 см обойдется потенциальному потребителю приблизительно в 12 000 рублей. Для того чтобы снабдить жилье необходимым объемом электроэнергии придется купить примерно 10 таких установок.

Затраты домовладельцев, решивших перейти на автономную систему, — это расходы на составление проекта, покупку оборудования, установку. Ценник на саму систему зависит от необходимой нагрузки, которая рассчитывается исходя из общего электропотребления в частном доме. Как правило, для того, чтобы обеспечить свое жилище 20 кВт мощностью, необходима 9-и кВт батарея.

Как выбрать подходящие модули для отопления своего жилища?

Чтобы сделать правильный выбор нужно изучить особенности распределителей и определить для подзаряда какого оборудования она будет применима. Ведь чтобы зарядить маломощные приборы требуется намного меньше мощей, чем для того чтобы обеспечить работой крупногабаритную бытовую технику.

Подбирая распределитель солнечной энергии необходимо обращать внимание не только на показатель напряжения на выходе устройства, но и на его габариты и вес.

К тому же, стоит удостовериться имеет ли конкретная модель встроенный аккумулятор и узнать объем его емкости. Отсутствие аккумулирующего устройства говорит о том, что батарея подлежит эксплуатации только в солнечную погоду. Приятным бонусом станет встроенный датчик уровня заряда аккумулятора.

Ряд моделей не ограничен лишь солнечным светом, а имеет возможность подзарядки от бытовой либо автомобильной электрической сети. Вариант с сетевым адаптером и электрическим соединителем является оптимальным для работы почти в любых условиях, поскольку в случае необходимости аккумулятор можно подсоединить к прикуривателю в машине.

Солнечные модули в зависимости от того, как они выглядят внешне, делятся на несколько типов. Например, есть распределители, выпускаемые в форме гибких пленок, а также есть стационарные батареи, устанавливаемые на крыше частного жилища либо на территории приусадебного участка.

Как бренд влияет на качество и стоимость солнечного отопления?

Рынок России изобилует солнечными распределителями разных компаний-производителей, среди которых большим спросом пользуются модели китайских фирм. Они имеют самый низкий ценник, обусловлено это тем, что в изготовлении устройств на производстве задействуют тонкопленочный кремний. Оборудование данного вида имеет несколько минусов, наиболее значимыми являются низкий показатель эффективности и небольшой срок службы.

Желая обзавестись автономной системой, способной прослужить многие годы, стоит присмотреться к известным брендам и моделям, в производстве которых использовались монокристаллические либо поликристаллические пластинки. Ценник на них, разумеется, будет заметно отличаться от кремневых тонкопленочных моделей. Однако вместе с ростом стоимости повышается эффективность, качество и срок службы данных батарей.

Как произвести правильный монтаж солнечных модулей?

Для того чтобы солнечные батареи были максимально эффективными, при установке следует соблюдать некоторые простые правила.

  • Модули, поглощающие энергию солнца, должны крепится на крышу так, чтобы смотреть на юг. Также стоит выбрать наиболее удачный угол наклона. Если батареи будут установлены на скатную крышу, то угол будет определен положением этой крыши.
  • При установке солнечных модулей следует смонтировать специальные конструкции для поддержания, которые смогут обеспечить требуемый угол и высокую надежность всей сооруженной постройки. Данная комбинация способна устоять против любых погодных капризов и порывов ветра.
  • Распределители способны аккумулировать наибольший объем энергии в том случае, когда их панели находятся под углом 90°по направлению к потоку солнечных лучей. Беря к сведению тот факт, что уровень потока может быть разным, модули следует устанавливать во время поступления наибольшего объема солнечной энергии. К тому же необходимо создать оптимальные условия для свободной циркуляции воздуха между распределителем и крышей. Для этого следует предусмотреть небольшой зазор примерно 4-5 см.

Данная система отопления возможна не только за счет использования солнечных батарей, но и благодаря задействованию солнечного коллектора, оба этих метода пользуются активным спросом на сегодняшний день.

И в последнее время батареи чаще используются не только с целью получить электричество или зарядить бытовую технику, но и для домашнего отопления.

Потому как расходу по данной смете для частника составляют львиную часть всех его расходов, то использование энергии солнца позволяет ощутить значительную экономию. Благодаря этому владельцы коттеджей все чаще прибегают с такой альтернативной системе, как солнечное отопление.

uteplenievdome.ru

Что представляют собой солнечные батареи?

Уже давно датируется тот день, когда были изобретены устройства, которые могут заряжаться от света. Еще в 90-х годах человечество ознакомилась с такими изобретениями, как батарейки для часов, калькуляторов и других мелких устройств. Ученые из других стран научились использовать энергию солнечных лучей несколько раньше, чем наши отечественные исследователи. Некоторый опыт есть и у наших специалистов, поэтому сейчас необходимо только заняться усовершенствованием некоторых достижений и результатов.

Солнечное отопление дома

Строение солнечной батареи

Удачным достижением можно назвать использование солнечных лучей для организации отопительной системы частного или загородного дома. Солнечная система отопления входит в категорию альтернативных, особенно в тех странах, где солнце светит более 20 дней в месяц. Стандартные системы отопления дорогостоящие не только в плане организации, но и в плане коммунальных тарифов. Альтернативные отопительные системы помогут избавиться от зависимости коммунальных контор.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

  • Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
  • Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
  • Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
  • У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания. Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево. Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Солнечное отопление дома

Продолжительность солнечного сияния на территории России

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Для того чтобы получать около 500кВт тепла в месяц, нужно чтобы в месяце было около 20 солнечных дней.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов. Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы. Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Солнечное отопление дома

Солнечные батареи как правило размешают на крыше дома

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий. Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день. Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Типы солнечных батарей, а также их комплектации

Батареи можно разделить на два основных типа:

  • Малые фотоэлектрические системы.
  • Большие фотоэлектрические системы.

К первой категории можно отнести аккумуляторные панели, работающие от напряжения в 12-24В. Такие системы обеспечат электроэнергией, необходимой для работы телевизора и нескольких осветительных приборов в доме. Большие системы могут не только полностью обеспечить дом необходимой электроэнергией, но и сыграть важную роль в организации отопительной системы. Стоит учитывать, что солнечные батареи не смогут обеспечить необходимым теплом и электричеством большие дома с несколькими этажами.

Солнечное отопление дома

Солнечные батареи различного типа и размера

Комплектация солнечных батарей может несколько отличаться. В базовую комплектацию входят такие компоненты, как:

  • Вакуумный солнечный коллектор.
  • Контроллер, который способен следить за тем, чтобы работа системы была максимально эффективной.
  • Насос, который будет подавать теплоноситель от коллектора в отопительный бак.
  • Емкость для горячей воды, которая имеет объем от 500 до 1000 литров.
  • Электрический тэн или тепловой насос.

Солнечное отопление дома

Схема системы отопления работающей на солнечных батареях

Если вы оборудуете достаточно мощное отопление частного дома солнечными батареями, то дом можно обеспечить еще и горячим водоснабжением. Кроме того, можно дополнительно оборудовать такую систему, как теплый пол.

Перед тем, как устанавливать систему отопления, нужно убедиться в том, что ее мощности хватит на ваши нужды. Для этого учитываются такие показатели, как общая площадь дома,  количество жильцов, которые в нем проживают и необходимый расход энергии.

Если семья состоит из трех человек, то потребуется от 200 до 500 кВт энергии в месяц. Если вы планируете организовать горячее водоснабжение, то потребуется больше электроэнергии. Наиболее эффективной считается комбинированная отопительная система. Она позволяет подстраховать жильцов дома на случай непредвиденных или аварийных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Перед тем, как остановить свой выбор на определенной отопительной системе, нужно тщательно изучить ее возможности. Обязательным условием будет расчет площади дома, а также необходимого количества тепла, которое уйдет на его обогрев. Также необходимо максимально правильно подобрать место, куда она будет установлена.

Лучше всего обратиться за помощью к высококвалифицированным специалистам, так как даже незначительный просчет может значительно снизить ее эффективность во время работы.

Если отопительная система будет установлена правильно, то она прослужит не менее 25 лет. Такая система окупит себя полностью максимум через 3 года. Для многих такой срок наверняка не покажется слишком долгим. К тому же, вы полностью не будете зависеть от коммунальных служб.

Солнечный коллектор должен быть установлен на площади с максимальным солнечным освещением. Если здание непригодно для установки коллектора, такое устройство можно установить на соседнем строении. Накопитель можно разместить в подвале. Нередко встречаются такие системы, где накопителей несколько. В таком случае они будут обладать более компактным размером.

Те, кто выбрал для обогрева своего дома такую отопительную систему, как солнечные батареи, может сказать, что он поступил правильно. Солнечная энергия не стоит денег и, к тому же, является неиссякаемым источником тепла. Все, что нужно, – это вложить некоторые средства в оборудование и установку такой системы, зато потом она себя полностью окупит и избавит вас от зависимости платить деньги коммунальным службам.

Содержание статьи

Конечно, использовать возможности вечного двигателя для обогрева собственного жилья при сегодняшнем уровне развития техники не выйдет. А вот использовать практически неисчерпаемый источник энергии поможет отопление частного дома солнечными коллекторами, для работы которых не требуется никакого топлива, вполне достаточно обычного дневного света.

Достаточно простая конструкция способна обеспечить получение немалого количества тепловой энергии, причем практически бесплатной.

Виды преобразователей солнечной энергии

Для преобразования энергии солнечного света в доступную для бытового и промышленного применения могут использоваться несколько типов оборудования.

Отопление частного дома солнечными батареями, конечно же, более современный вариант, определенно имеющий будущее. Но высокая стоимость фотоэлементов, преобразующих свет в электрическую энергию, делает недоступной широкое применение данной технологии в быту. Именно поэтому стоит детально рассмотреть второй вариант, солнечный коллектор может быть собран самостоятельно, а его эксплуатация и обслуживание не вызовет затруднений.

Солнечный коллектор — устройство и принцип работы

Устройство данного типа может эффективно применяться для обеспечения горячего водоснабжения и отопления дома. Целесообразно монтировать панели солнечные для отопления в регионах с высоким количеством ясных дней.

При этом стоит учитывать тот факт, что при экстремально низких температурах теплоноситель может замерзнуть из-за нехватки мощности коллектора, поэтому необходимо предусмотреть возможность слива воды или применять незамерзающие технические жидкости (масло и другое).

Принцип действия солнечного коллектора достаточно прост. Под воздействием энергии солнечного света происходит нагрев теплоносителя в батарее коллектора. Разность плотности холодной и горячей воды (или другого теплоносителя) обеспечивает его естественную циркуляцию в системе, в большинстве случаев установка насоса для создания подпора не требуется.

Сделать солнечный коллектор самостоятельно несложно, основными узлами установки считаются:

Солнечное отопление дома

Принцип работы солнечного коллектора

  • Батарея (непосредственно коллектор) представляет собой радиатор, размещенный в утепленном коробе. Именно объем коллектора и протяженность труб, входящих в него и определяет тепловую мощность установки.
  • Накопительный бак предназначен для обеспечения запаса воды, предназначенной для обеспечения нужд отопления и горячего водоснабжения. В его нижнюю часть врезан трубопровод обратки из системы отопление (подается остывшая вода), а отбор горячей воды осуществляется из верхней части.
  • Аванкамера (расширительный бак) предназначена для обеспечения постоянного уровня воды в системе, благодаря ей предотвращается возможность завоздушивания магистралей и обеспечивается циркуляция теплоносителя.

Помимо этих элементов солнечное отопление частного дома включает в себя систему трубопроводов, запорную арматуру для регулировки потоков, слива теплоносителя, отопительные приборы.

Реально ли смонтировать солнечный коллектор самостоятельно?

Панель солнечного коллектора представляет собой систему соединенных между собой труб, помещенную в утепленный короб. Для изготовления панели можно применять трубы различного диаметра, при этом больший основные элементы соединяются между собой перемычками меньшего сечения (подобную конструкцию имеет отопительный регистр).

Солнечное отопление дома

Солнечный коллектор своими руками

Устройство солнечного коллектора предполагает размещение теплообменного радиатора в утепленный короб. Для его монтажа могут применяться различные материалы (от фанеры и OSB до обычных досок), утепление можно выполнить пенопластом или минеральной ваты достаточной для региона толщины. Для увеличения эффективности установки внутренняя часть короба и сам радиатор красят черной краской, которая обеспечит увеличение поглощения солнечного света и позволит увеличить тепловую мощность установки.

Устанавливать панель коллектора необходимо с южной стороны строения, при этом угол наклона к горизонту должен составлять 30-45 градусов, это обеспечит более устойчивую циркуляцию теплоносителя.

Накопительный бак должен иметь объем, позволяющий обеспечить потребность всех потребителей. Обычно его емкость составляет 300-500 литров (если бак такого объема подобрать сложно, можно соединить между собой несколько отдельных емкостей). Необходимо предусмотреть мероприятия по утеплению этого устройства, это позволит снизить неэффективные потери тепловой энергии, что обеспечит более качественное отопление дома. По уровню расположения накопительный бак должен быть несколько выше, чем солнечная панель, минимальное расстояние между ними составляет 0,7-1 метр.

В верхней точке системы устанавливается аванкамера емкостью до 40-50 литров. Он оснащается краном поплавкового типа и дренажным трубопроводом. Эти элементы обеспечат подпитку системы из подключенного трубопровода холодного водоснабжения при снижении уровня теплоносителя.

Особенности монтажа

Солнечное отопление дома

Установка солнечных коллекторов

Стоит сказать о том, что для обеспечения эффективности работы коллектора необходимо особенное внимание уделить утеплению всех элементов системы, в том числе и подключенных трубопроводов. Это позволит снизить теплопотери сети.

Кроме того, помните о том, что температура нагрева воды может быть достаточно высокой, поэтому при использовании ее в горячем водоснабжении предусмотрите установку смесителей в конечных точках отбора, иначе избежать ожогов не удастся.

Устройства для стравливания воздуха, попадающего в систему, позволят обеспечить бесперебойную циркуляцию воды по системе, а дренажные (сливные) трубопроводы позволять предотвратить замерзание воды в сильные морозы.

Как видите, сделать солнечный коллектор своими руками достаточно просто. Его конструкция не предполагает необходимости применения дорогостоящих элементов, вполне хватит общедоступных труб, утеплителя, материалов для возведения корпусов элементов. Все это легко можно найти практически у каждого владельца загородного дома или дачи.

Срок окупаемости такой установки составляет 2-3 года, поэтому ее применение весьма целесообразно с экономической точки зрения.

Солнечное отопление дома

Советуем также посмотреть:

Солнечное отопление — воздушный солнечный коллектор для отопления дома делаем сами. своими руками проект солнечного дома .

Индивидуальный жилой дом. частное строительство жилых домов с солнечным воздушным отоплением, проект жилого дома, утепленный стен фасадов соломенными блоками.

Жилой дом с солнечным отоплением. солнечное отопление дома своими руками, солнечные системы отопления, солнечное отопление частного дома. воздушное отопление от солнца.

Солнечный коллектор воздушного отопления изготавливаем сами, вакуумный солнечный коллектор водонагреватель лучше купить.

» Ваш Солнечный Дом » – по нашим технологиям недорого, отличное решение для автономного отопления солнечным коллектором.

Солнечный экологический дом строим сами – своими руками солнечную систему отопления, воздушный коллектор.

Солнечное отопление дома Солнечный дом своими руками. солнечное отопление делаем сами. как сделать солнечные коллекторы, если неумелые руки, солнечная панель воздушного отопления вашими руками, сделай сам.Солнечное отопление дома

Солнечное тепло на отопление дома. как использовать тепло солнечного излучения для отопления дома. новая технология использования тепловой солнечной энергии — т епло солнца на службу человека .

Как работает. за счет чего солнечное отопление , в солнечном доме. очень просто — солнечный коллектор поглощает солнечные лучи в форме солнечного инфракрасного излучения и преобразует его в тепло с помощью поглотителя теплоносителя.

Отопление дома солнечным излучением наиболее эффективно, при использовании даже низко потенциального тепла солнечного излучения, и большей площади теплоотдачи при хорошем утеплении, доступный дешевый способом для обогрева жилья.

Самый популярный способ отопления и лучший способ нагрева горячей воды на сегодня в мире.

Строим дом сами с солнечным отоплением.

Солнечные активные пассивные дома. как построить активный дом на солнечной энергии, из чего лучше строить пассивный дом.

Проект дома с солнечным отоплением — проекты домов с отоплением на солнечной энергии.

Ежегодная средняя сумма радиации Солнца на широте 55 градусов -, проникающей в сутки на 20 метрах квадратных горизонтальной поверхности, составляет 50. 60 кВт в час.

Дом с солнечным отоплением — своими руками.

Новые методы использования солнечной энергии и технологии использования солнечной энергии .

  • Это равняется затратам совокупной энергии на обогрев здания общей площадью 60 метров квадратных .
  • Для эксплуатации дома . применяемого в определенные сезоны. находящегося в средней полосе, лучшей является воздушная система теплового снабжения .
  • Воздух греется в солнечном коллекторе и по воздуховодам идет в помещение.
  • Удобства использования воздушного теплоносителя сравнимо с жидкостным:
  1. нет опасности, заключающейся в замерзании;
  2. нет нужды в трубах и кранах;
  3. простота и дешевизна.

Солнечное отопление дома

Недостаток — сравнительно низкая теплоемкость воздуха.

Конструктивно коллектор состоит из числа застекленных вертикальных коробов, внутренняя поверхность которых черного цвета. Краска используется Солнечное отопление дома высокого качества, чтобы не пахла при нагревании. Ширина короба примерно 60 сантиметров.

В части нахождения солнечного коллектора на доме предпочитается вертикальный вариант. Он намного проще в монтаже и дальнейшей эксплуатации.

Сравнительно с наклонным коллектором (например, располагающимся на крыше), не нуждается в уплотнении от воды, а также решается проблема нагрузки от снега, с вертикальных стекол просто очистить грязь.

Плоский коллектор. кроме прямой радиации Солнца, поглощает рассеянную и отраженную радиацию: в мрачную погоду, при малой облачности, в общем, в условиях, какие реально существуют почти круглый год в средней полосе.

Плоский коллектор не производит высокопотенциальной теплоты. как концентрирующий коллектор, но для конвекционного обогрева это и не обходимо, тут вполне хватит просто иметь низкопотенциальную теплоту.

Солнечный коллектор помещается на фасаде. который ориентирован на юг (допускается отклонение до 30 o на восток или на запад).

Солнечное отопление дома Неравномерность радиации Солнца на протяжении дня, а также нужда обогревать дом в ночное время и в мрачный день создает необходимость в применении теплового аккумулятора. Днем он аккумулирует тепловую энергию, а в ночное время отражает, отдает.

Для применения воздушного коллектора наиболее рациональным представляется гравийно-галечный аккумулятор. Он относительно дешевый, простой в создании.

Гравийную засыпку можно поместить в теплоизолированной заглубленной нижней части дома. Теплый воздух набирается в аккумулятор посредством вентилятора.

Для коттеджа, площадь которого 60 метров квадратных, объем аккумулятора должен быть от 3 до 6 метров кубических. Разброс определяется качеством исполнения элементов гелиосистемы, теплоизоляцией, а также режимом радиации Солнца в конкретном регионе. Система солнечного теплоснабжения дома функционирует в четырех основных режимах:

  1. обогреве и аккумулирование тепловой энергии
  2. обогрев от аккумулятора
  3. аккумулирование тепловой энергии
  4. обогрев от коллектора

В прохладные солнечные дни нагретый в коллекторе воздух поднимается и через специальные отверстия у потолка проникает в помещения. Циркуляция воздуха проходит посредством естественной конвекции.

В солнечные теплые дни горячий воздух берется из верхней части коллектора и посредством вентилятора транспортируется сквозь гравий, заряжая тем самым тепловой аккумулятор. Для обогрева в ночное время и в случае мрачной погоды воздух из помещения проходит сквозь аккумулятор и приходит в помещения подогретый.

В средней полосе гелиосистема лишь частично удовлетворяет нужды обогрева. Опыт эксплуатации показывает, что сезонная экономия топлива за счет применения энергии Солнца доходит до 60%.

Солнечное отопление дома ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВАКУУМНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ КРУГЛОГОДИЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ и ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

В настоящее время, наиболее эффективным путем развития нетрадиционной энергетики является использование солнечной энергии для получения тепла. Это направление Солнечное отопление дома безальтернативно, так как безвредно для окружающей среды.

Разработано и разрабатывается множество разнообразных инженерных систем по теплоснабжению, но все они содержат один общий элемент — солнечный коллектор. Наибольшее распространение в мире получил плоский коллектор.

Необходимо отметить, что плоские солнечные коллекторы наиболее эффективно используются в солнечных регионах. По мере необходимости применяются они и в регионах с холодным климатом. При этом доля солнечной энергии в покрытии тепловой нагрузки по обеспечению теплоснабжения, например в средней полосе России, составляет 0,3 — 0,36.*)

Расчеты показывают, что для обеспечения горячего водоснабжения на одного члена семьи, площадь плоского коллектора должна составлять не менее 2,0 м2.

В 1980 году британской корпорацией «Термомакс» был разработан принципиально новый тип солнечного коллектора, так называемая «тепловая труба».

Тепловая труба. замкнутая в высоком вакууме (10-5 ё 10-6), производит уникальный физический эффект. Теплоноситель, циркулирующий в трубе, разогревается до 300оС, а теплопотери, благодаря отсутствию конвекции, практически равны нулю.

Таким образом, теплопроизводительность тепловой трубы значительно превышает теплопроизводительность самого лучшего плоского солнечного коллектора. При заданной теплопроизводительности, эффективная площадь инсталляции вакуумных солнечных коллекторов меньше примерно в 4 — 6 раз по отношению к плоским.

Помимо этого, на работу вакуумного коллектора практически не влияет прямое солнечное излучение. Он прекрасно функционирует.

Сегодня стоимость вакуумных солнечных систем вполне сопоставима со стоимостью традиционных систем отопления.

Мы надеемся, что внедрение передовых вакуумных технологий будет способствовать реализации политики ресурсосбережения, проводимой Правительством России.

Видимый (воспринимаемый глазом) спектр составляет лишь небольшую часть полного спектра. Со стороны длинных волн он примыкает к инфракрасному спектру. Стекло поглощает инфракрасные лучи, поэтому для их исследования применяются линзы и призмы из каменной соли или полевого шпата.

Исследованная часть инфракрасного спектра охватывает длины волн от 400 мк = 0,04 см до границы видимого спектра, т.е. до

0,8 мк; она содержит 9 октав, а видимый спектр охватывает только одну октаву.

Инфракрасное излучение при поглощении создает значительное нагревание. Оно измеряется приборами, электрическое сопротивление которых сильно меняется с температурой; изменение сопротивления и служит мерой энергии инфракрасных лучей.

При этом удается обнаружить прирост температуры до 10-6 градусов. В инфракрасном спектре также наблюдаются и линии поглощения (фраунгоферовы линии). Инфракрасные лучи проходят сквозь туман и мглу (инфракрасная фотография).

По другую сторону видимого спектра в области более коротких волн обнаруживается ультрафиолетовое излучение. Для его изучения применяются линзы и призмы из кварца или специального увиолевого стекла. Чем выше температура источника, тем больше ультрафиолетовых лучей им излучается.Солнечное отопление дома

Эти лучи обладают главным образом химическим действием, они вызывают почернение бромистого и йодистого серебра (на этом основана фотография). Ультрафиолетовые лучи губительно действуют на зародыши и вызывают потемнение кожи (солнечный загар). Нижние слои атмосферы почти полностью поглощают ультрафиолетовое излучение солнца. Ультрафиолетовые лучи создают ионизацию газа; их поглощение в верхних слоях атмосферы является одной из причин возникновения ионосферы.

Ультрафиолетовые лучи можно обнаружить при помощи платиносинеродистого бария или уранового стекла. Эти вещества обладают способностью поглощать коротковолновое излучение и пропускать более длинноволновое (флуоресценция). Таким образом, часть ультрафиолетового излучения преобразуется в видимое. Ультрафиолетовое излучение охватывает около семи октав, простираясь до волн порядка 4 · 10-7 см.

  1. Единица работы тока: 1 ватт · секунда = 1 дж.
  2. 1 киловатт · час (квт · час) = 1000 вт · 3600сек = 3 600 000 вт · сек (джоулей) = 367 200 кпм.
  3. На основании закона Джоуля 1 вт · сек соответствует 0,239 кал 1 квт · час = 0,239 · 3600 ккал = 860,4 ккал
  4. а).Закон излучения Кирхгофа.

Всякое излучение уносит с собой энергию. Для поддержания излучения необходимо подводить соответствующее количество энергии к излучающему телу.

Нагретые твердые тела излучают невидимое инфракрасное излучение. при 540º С начинается красное свечение, излучение охватывает часть невидимого спектра, при 750º С возникает желтое свечение, при 1200º С начинается белое свечение. В этом случае излучение охватывает уже весь видимый спектр.

В учении о теплоте уже отмечалось, что излучение, попадающее на поверхность какого-либо тела, частично поглощается им, частично отражается.

Тело, полностью поглощающее падающее на него излучение, называют абсолютно черным телом. Такое тело можно осуществить, взяв полый шар с зачерненными внутренними стенками и проделав в нем маленькое отверстие

Кирхгоф (1824 -1887) установил закон излучения. Если обозначить лучеиспускательную способность тела Е, его поглощающую способность А, тогда

по закону Кирхгофа: А = k Е,

то есть лучеиспускательная способность (при определенной длине волны и температуре) пропорциональна лучепоглощательной способности.

Для абсолютно черного тела k = 1, А = Е.

ОБОГРЕВ ЭКОДОМА

Традиционные системы обогрева на дровах. угле, жидком топливе трудоемки, неудобны и более всего загрязняют отходами природную среду. Чтобы этого избежать, надо использовать систему обогрева, которая не требует достаточно топлива, а в доме при этом тепло и уютно. Это можно сделать за счет накопления летней энергии, ее сохранения и последующего использования зимой. При этом система тепло обеспечения должна быть дешевой, простой при изготовлении и надежной в эксплуатации.

В качестве основного источника энергии для обогрева Экодома надо использовать солнце и незначительное количество растительного топлива солома. дерево, биогаз для приготовления пищи и в критических ситуациях. В определенных местах, где есть возможность, целесообразно использовать энергию ветра и воды. Кроме того, в некоторых местах можно использовать геотермальные источники. Единственный источник энергии. который есть везде — это солнце.

Сегодня еще невозможно в больших масштабах отказаться от дров, угля, нефти и газа. Поэтому, как промежуточный вариант, для отопления Экодома будут использоваться не возобновляемые энергоносители. но их расход в жилище в несколько раз меньше, чем в обычном доме.

Таким образом, основными тепло генераторами для Экодома являются, воздушные и водяные солнечные коллекторы. Эффективные печи медленного горения с каталитическим дожигом горючих газов.

Так как пассивный дом — это относительно небольшое здание, распределять тепло по Экодому можно с помощью естественной конвекции и лучистого обогрева.

В процессе жизнедеятельности человек готовит пищу, сам выделяет тепло, использует бытовые приборы для освещения, слушает музыку, смотрит телевизор, работает на компьютере. На первый взгляд эти источники выглядят незначительными, но такой, тепло эффективности, которой обладает пассивный, они все вместе могут играть существенную роль в его обогреве.

Система воздушного солнечного обогрева .

Если построить теплый пассивный дом. как описано, то прямое использование солнечной энергии с середины февраля по май и с сентября по октябрь, обеспечит пассивный Экодом теплом.

  1. В этот период отапливать пассивный проще всего при помощи воздушных солнечных коллекторов.
  2. Система состоит из воздушного солнечного коллектора, воздуховодов, вентилятора.
  3. Если температура в помещениях недостаточна, то горячий воздух из коллектора попадает в комнату.
  4. Более холодный воздух из комнаты подается в воздушный коллектор и подогревается в нем.
  5. Если в помещениях тепло, то горячий воздух поступает в тепловой аккумулятор.
  6. Воздух начинает циркулировать, когда работает вентилятор, который приводится в действие солнечной батареей.

Такая система удобна тем, что вентилятор работает только тогда, когда солнечная батарея вырабатывает электричество и именно в это же время солнечный коллектор нагревает воздух. Весной осенью система работает на нагрев помещения и на накопление тепла в суточном аккумуляторе. Летом эта энергия накапливается в сезонном аккумуляторе.

Телефоны: (961) 049-20-13, (937) 351-29-00, (34773) 2-16-30

Солнечное отопление домаМногие фантастические предсказания писателей-фантастов, которые поколение 60-70-х годов прошлого века читало, сегодня смело, и решительно входят в нашу повседневную жизнь. Это в полной мере относится и к использованию солнечной энергии для организации отопления собственного дома, или даже создания автономного отопления квартиры в многоэтажном доме.

Без сомнений, для человека, тесно дружащего с физикой, организовать альтернативное отопление своими руками не составит большого труда. Нет, не в плане изготовления вакуумного солнечного коллектора (хотя, как знать, не оскудела «кулибиными» земля наша). А в смысле установки и монтажа всего комплекта системы гелиоотопления: от установки коллекторов на крыше до монтажа всех необходимых узлов системы в доме.

Но все же специалисты рекомендуют не устанавливать солнечное отопление своими руками, по крайней мере, в части необходимых расчетов для установки солнечного коллектора и его площади. Это дело специфическое.

Вообще, любое альтернативное отопление своими руками требует тщательного изучения всех особенностей и факторов, которые впоследствии могут повлиять на работу системы отопления вашего дома. И не секрет, что устанавливая любое альтернативное отопление своими руками, будь –то солнечное или геотермальное отопление. вы будете нести значительные финансовые затраты. Они окупятся, но для этого необходим грамотный подход к выбору и монтажу систем. А не погоня за модными тенденциями, которые умело распространяет реклама.

Особенности установки солнечного отопления

1 Вы должны понимать, что солнечное отопление своими руками является наиболее эффективным в тех районах, где достаточное количество солнечных дней, особенно в зимнее время.

2. Необходимым требованием перед установкой солнечной системы является утепление дома .

3. Оптимальным вариантом является установка солнечной системы отопления в комбинации с газовым отоплением либо электрическим. Тогда элементы гелиосистемы интегрируются в уже существующую систему отопления дома, и эффективность экономии будет налицо.

4.  Эффективность работы солнечных коллекторов в районах, где мала инсоляция, во многом зависит от правильности монтажа коллекторов и выбранной площади блоков коллекторов.

  • Интенсивность инсоляции самая высокая в середине дня, поэтому плоскости коллектора ориентируются на юг. Отклонения возможны на юго-восток или юго-запад.
  • На коллекторы не должна падать тень от деревьев, соседних строений. Максимальное поглощение энергии коллектором происходит при его расположении под прямым углом кК направлению инсоляции. Принято для повышения эффективности коллекторов устанавливать их под углом наклона, который равен географической широте местности.
  • С учетом того, что парусность трубок ниже, чем у плоских коллекторов, при монтаже увеличивают угол наклона. В этом случае коллектор в зимнее время работает более эффективно, хотя летом, когда солнце высоко потери неизбежны. Но летом у вас существует переизбыток тепловой энергии, и эти потери допустимы.

Типовая комплектация солнечной системы отопления

Комплектация может меняться в зависимости от производителя и индивидуальных требований будущего владельца солнечной системы отопления, но принцип  остается для всех систем одинаков.

  • Солнечный вакуумный коллектор.
  • Насос для подачи теплоносителя от коллектора к накопительному баку.
  • Контроллер, управляющий всей работой гелиосистемы.
  • Бак-аккумулятор горячей воды 500-1000 л.
  • Пиковый доводчик: электрический тен, тепловой насос или другой источник.

Положительная особенность солнечной системы отопления заключается в том, что большой объем горячей воды, планируя отопления дома, вы можете использовать для устройства системы «теплый пол», помимо разбора в систему отопления и горячего водопровода.

В заключении стоит добавить, что солнечное отопление гарантированно будет снабжать вас горячей водой на протяжении 280 дней в году. А немалые расходы на оборудование гелиосистемой вашего дома окупятся, а вы навсегда останетесь с альтернативной системой отопления.

Удачи вам, строители своего теплого настоящего и будущего.

Статьи по этой же теме:

sistema-otopleniya.ru


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.