Слънчеви отоплителни системи: анализ на отоплителните технологии, базирани на слънчеви системи

Въпросът за намирането на алтернативни източници на топлина става все по-актуален. Това се улеснява от повишаването на цените на газ, въглища, нефт. Много обещаваща област са слънчевите отоплителни системи, които могат ефективно да отопляват помещение в продължение на много години.

Мислите за подреждането на слънчева система, но има ли съмнения и въпроси? Ще ви помогнем да разберете кога е препоръчително да използвате енергията на слънцето за отопление и да опишем възможните варианти за организиране на отоплението. В допълнение ще предложим инструкции за производството на домашни слънчеви системи - плоски и тръбни колектори.

Слънчева енергия - алтернативен източник на топлина

Идеята за използване на слънчевата енергия за отопление не е нова. Освен това целесъобразността на използването му е доказана от американците, китайците, испанците, израелците и японците.

Пазарът е пълен с предложения от различни инсталации за преобразуване на слънчевата енергия и по-нататъшното й използване за нуждите на домакинството.

Хелиосистемите се използват активно като основен източник на топлина в много страни по света. В нашите географски ширини тя все още се използва като допълнение към отоплителната система.

Цената на системите зависи от техния вид, площ, материал, използван при производството. От година на година се наблюдава постоянна тенденция към намаляване на цените за всички видове соларни инсталации - слънчеви системи.

Това ги прави по-достъпни за широката публика. Само това не всеки е готов да направи такава покупка.

Но, ако желаете, можете да изградите ефективна система за слънчево отопление със собствените си ръце, като харчите значително по-малко пари.

Позната отоплителна система, която изпълнява функциите си перфектно в продължение на много години, става все по-скъпа. Причината за това е глобалното поскъпване на енергийните ресурси по целия свят. Естественото желание на собственика е да спести за отопление, което изяжда значителна част от семейния бюджет.

Така слънчевата отоплителна система може напълно да замени обичайното твърдо гориво, газ или друго. Всичко зависи от вида и размера на стаята, в която ще се използва.

Вариант, подходящ за зърно, не е подходящ за жилищна сграда и система, която задоволява нуждите на лятна вила, не може да се справи с отоплението на двуетажното имение.

Пълната подмяна на традиционното слънчево отопление понякога е проблематична. Собственикът се опасява, че системата може да не се справи или няма достатъчно физическо пространство за инсталиране на необходимия брой панели.

Поради това те често използват комбинирана отоплителна система, като не се отказват напълно от инсталирано газово (електрическо или друго) оборудване. Нивото на подмяна на конвенционалното слънчево отопление може да достигне 90%.

Също така е важен годишният брой слънчеви дни на района, в който се намира домът. Освен това средната дневна температура не е толкова важна. Много инсталации ефективно поглъщат светлина през зимните мразовити дни (слънчеви колектори, използващи антифриз като охлаждаща течност).

В допълнение към отоплението, слънчевата инсталация е в състояние да осигури жилища с топла вода и електричество.

Къде слънчевата инсталация ще бъде най-ефективна

При въпроса за замяната на отоплението със слънчева инсталация трябва да се вземат предвид редица фактори, влияещи върху неговата ефективност.

на първо място, трябва да изберете правилния тип слънчева система, По този въпрос трябва да се вземат предвид площта на стаята и нейното предназначение. Най-често това е частна къща, в която живее семейство от 4-5 души.

на второ място, внимателно изчислете потреблението на топлина въз основа на максималната консумация в студения сезон. Сравнете тези числа с количеството генерирана енергия 1 кв. Км. м на слънчева инсталация. Остава да се изчисли площта на слънчевата структура, която може да се справи с отоплението на определена стая.

Получената стойност ще бъде основният фактор при определяне на местоположението на системата. Обикновено собствениците на жилища предпочитат да използват покрива или стената на къщата. Рядко използвайте площта на къщата или покрива на гаража. Понякога те изграждат специални стойки за монтаж.

Изграждането на специални стойки за инсталиране на слънчеви системи прави възможно поставянето им в прилежащата зона възможно най-удобно.

Важно е нищо да не пречи на свободното проникване на слънчева светлина върху светлопоглъщаща повърхност. Необходимо е да изберете южна, югоизточна или югозападна стена или част от покрива.

Решавайки къде ще бъдат поставени слънчевите панели, ще се извърши предварителна подготовка на жилището:

• Освободете място. Изсечете допълнителни насаждения, ако те пречат.
• Укрепете покрива. Тук не трябва да забравяте колко тегло ще има предложеният дизайн.
• Допълнително изолирайте сградата, В края на краищата е безсмислено да се отоплява улицата.

трета, е необходимо да се реши въпросът: да закупите или изградите отоплителна система сами.Всичко зависи от финансовите възможности и желанието да отделите време за производството на конструкцията.

Избирайки втората опция, трябва да разберете принципа на работа на желаната система, за да правилно да сглобите всичко.

Възможни варианти за слънчево отопление

Вариантите за изграждане на слънчева отоплителна система са изцяло зависими от желанията на собственика на домакинството:

• Използването на фабрични продукти. Закупуване на готови колектори със самостоятелна инсталация и монтаж.
• Изграждането на пилотен проект. Необходимо е да се провери ефектът от използването на системата за по-нататъшно производство на точни изчисления.
• Самостоятелно завършване на пълен цикъл на работа, Изчисляване, проектиране, изграждане „от нулата“ на слънчевата система, нейната инсталация.

Вариант номер 1, Тя предполага избора на подходящо място за слънчеви инсталации, тъй като ефективността на тяхното използване ще зависи от това. Инсталирането също ще изисква специални умения.

Няма да е необходимо да се изчислява броят на панелите - достатъчно е да изразите всичките си желания на доставчика на оборудване. Все пак ще е необходимо да се отговори на изясняващите въпроси на мениджърите - всичко, изборът на оптималния брой панели (колекционери) ще се извърши без никакви затруднения.

За да инсталирате слънчева инсталация със собствените си ръце на покрива, трябва да се включите в поддръжката на поне един асистент. Човек не може да се справи с такава работа

Вариант номер 2 - изграждане на пилотен проект. Това ще бъде най-доброто решение за съмняващите се. В крайна сметка окончателното решение за подмяна на отоплителната система е трудно да се вземе веднага. Изграждането на малък слънчев колектор (въздух или вода) и тестването му „в действие“ ще бъде полезно преживяване.

След преценката на реалните разходи за производство, сравняването им с пазарната стойност на подобни системи и изчисляването на спестяванията от използването във фермата, ще бъде лесно да вземете отговорно решение.

Вариант номер 3 - изборът на истински майстори.

За пълно отопление на съоръжението ще трябва да извършите огромна работа:

• Изчислете необходимата площ на слънчевата система.
• Определете мястото на бъдещата инсталация, укрепете я.
• Допълнително изолирайте дома.
• Закупете всички елементи за изграждането на системата.
• За изграждане слънчева батерия.
• Инсталирайте изградената система, като се фокусирате върху основните изисквания - ъгълът на наклон спрямо честотата на слънчевата светлина.

Извършването на пълен цикъл на работа върху системата не може да се нарече лесна задача, но процесът е изключително вълнуващ. Освен това спестява доста значителна сума.

Избирайки вида на отоплението с помощта на слънчева енергия, трябва да решите дали той ще се използва допълнително за отопление на вода и производство на електричество (щракнете за увеличение)

Видове инсталации за преобразуване на слънчева енергия

В зависимост от принципа на работа се разграничават два типа устройства, които абсорбират слънчевата светлина:

• Батерии на фотоелектрически преобразуватели. Представяне на системи от серийно свързани или паралелно свързани полупроводникови елементи. Те доставят ток за захранване на битови нагреватели.
• Слънчеви колектори. Панели със система от тръби, пълни с охлаждаща течност: въздух, незамръзваща смес или вода. Те доставят слънчева топлоносител към отоплителния кръг.

Ние разглеждаме всеки вариант поотделно.

Слънчеви панели

Слънчевата батерия преобразува погълнатата светлина в електричество. Състои се от слънчеви клетки (най-често силиций), способни незабавно да извличат директен електрически ток от слънчевата радиация.

Такава инсталация може да се използва за осигуряване на функционирането на електрическо отоплително оборудване. Той трябва да бъде свързан към системата за захранване на дома.

Ефективността на преобразуване на слънчевата радиация от тази инсталация е от 5% до 20%, в зависимост от вида на устройството за слънчева обработка. Производителност 1 m² слънчева батерия - 120 вата.

Остава да се изчисли колко квадрати площ ще са необходими, за да се отговори на нуждите на конкретно домакинство, въз основа на размера на дома, индивидуалните изисквания за топлина и нивото на изолация на конструкциите.

Най-удобно е да имате слънчеви панели на покрива на къщата, избирайки за това южния й склон

За отопление слънчевите панели се използват най-ефективно в южните райони. Основният им недостатък е намаляване на ефективността при здрач и облачно време, пълна липса на работа през нощта.

За да направите слънчева батерия със собствените си ръце, ще трябва първо да сглобите рамката, да спойкате соларните клетки, след това внимателно да поставите всичко и да използвате уплътнител.

За производството на рамката се използват дървени летви, алуминиеви ъгли. Всичко зависи от размера на монтажа и мястото на неговото инсталиране. Слънчеви клетки - силиконови вафли - най-разходващата част от дизайна. Те са монокристални и поликристални. Първите са малко по-скъпи, но производителността им е с 5% по-висока.

Да ги направите сами е невъзможно. Фотоелектрическите преобразуватели са най-добре закупени с споени проводници.

Те трябва да бъдат поставени върху основата на фиброкартон, след това да бъдат фиксирани в рамката, извадете проводниците от елементите и запълнете всички дупки с уплътнител. Оставете конструкцията да изсъхне добре и покрийте със стъклен или прозрачен пластмасов капак.

Инсталационните схеми и методи за свързване на слънчеви панели са описани в тази статия.

Слънчеви колектори

Коренно различен начин за преобразуване на абсорбираната светлина от колекторите. В основата на тяхната работа е охлаждащата течност, преминаваща през тръбите.

В зависимост от дизайна, има три основни типа колектори, които най-често се използват за изграждане на слънчева отоплителна система:

• Flat. Радиатор - техният абсорбатор е от ламарина с почернена външна повърхност. При нагряване той предава енергия на охлаждащата течност на отоплителната система.
• Вакуум. колектор вакуумна система направен според термоса, благодарение на който топлината, получена от слънцето, е почти два пъти по-добра.
• Концентратори. Устройството е оборудвано с вдлъбната огледална част с голяма площ, фокусираща слънчевата светлина върху малка площ на абсорбера.

Най-често срещаните слънчеви системи в ежедневието са оборудвани с тръбна система, направена под формата на паралелно свързани елементи или намотка. Епруветките се пълнят или с промишлена вода, или със смес от вода с незамръзваща течност или въздух.

Визуализирайки основните части на слънчевата инсталация, е по-лесно да решите къде е най-добре да подредите тези или онези компоненти (+)

Въздушна инсталация може да се използва като допълнителен източник на отопление. Той не е в състояние напълно да осигури собствеността на дома с топлина, независимо от региона на неговото местоположение. Основната характеристика на този тип слънчева система е въздух, който действа като охлаждаща течност.

Тръбните системи се използват доста активно за отопление през цялата година. Антифриз или смес от антифриз се нагрява под слънчева светлина, след това преминава през вътрешните тръби за пренос на топлина, след което се изпраща в резервоара за съхранение.

Движението на течността се стимулира от помпата, благодарение на която тя се движи от резервоара към отоплителната система. Загрятата охлаждаща течност измества охладената част от течността, която отново ще се върне в колектора и ще се нагрее.

Принципът на работа на плоска слънчева система се основава на проникването на слънчева светлина в панела, където се намира топлопоглъщателят. Той загрява и излъчва топлина, която се предава на течността, циркулираща през металните тръби (най-често медни).

Какво можете да изградите сами?

Можете да изградите слънчева отоплителна система, като използвате колектор въздушен тип със собствените си ръце. Най-добре се поставя на южната стена на сградата.

Колкото по-голяма е площта на отопляваното помещение, толкова по-голяма ще бъде площта, която колекторът ще заема - вероятно цялата стена на къщата. Също така тази слънчева система може да бъде изградена на тавана.

Когато планирате да инсталирате система за отопление с въздух на тавана, трябва да се внимава да се поддържа теглото на инсталацията (+)

Соларен колектор, загряващ въздушната маса - изпълнява функциите си на отопление поради въздушните потоци, преминаващи вътре в системата. Топлоносителят циркулира през веригата, охлаждайки се, отново влиза в системата. Въздушният поток може да възникне естествено или с вентилатор.

Що се отнася до материалите за производството на въздушния колектор, тук можете да използвате различни импровизирани инструменти. Няма единно правило.

Домашните майстори подобряват този тип слънчева система, сглобена у дома. Някой се стреми да получи по-евтин вариант, като същевременно жертва ефективността, докато други - напротив.

След като се справихте с основните елементи на въздушния колектор, е по-лесно да решите мястото на неговото инсталиране - покрив или стена (+)

Помислете за основните методи.

Характеристики на инсталирането на тръбна соларна система

Слънчевата система за отопление тип тръба може да се използва в различни региони. Не зависи от външната температура. Основното е, че инсталацията получава максимално количество слънчева светлина.

Антифризът, използван като охлаждаща течност, не замръзва при ниски температури. В ясни зимни дни количеството слънчева светлина надвишава количеството светлина, влизаща през лятото.

Тръбният слънчев колектор се състои от система от прозрачни вакуумни тръби, свързани помежду си. Те съдържат вещество с ниска точка на кипене. Кипвайки, той се изпарява, пренася топлината си към медния връх и тече надолу, където всичко се повтаря отново.

Вакуумните епруветки, направени от огнеупорно стъкло, се пълнят вътре с вещество, което може да заври при ниска температура (+)

Вакуумните епруветки абсорбират до 90% от цялата слънчева радиация (видима и инфрачервена). Слънчевата енергия, преобразувана в топлина, се подава към охлаждащата течност.Той предава тази енергия по-нататък през системата - до топлообменника, разположен в специален резервоар за съхранение.

Движението на охлаждащата течност и водата през отоплителните системи се дължи на помпите. Важно е резервоарът да има добра топлоизолация. По правило има два топлообменника: единият е свързан към допълнителен нагревател, вторият към колекторите.

В домовете с този тип слънчева инсталация е полезно допълнително да свържете система за подово отопление. Това ви позволява да отоплявате по-ефективно сградата.

Що се отнася до инсталирането на тръбни колектори, той може да бъде инсталиран самостоятелно. Единственото нещо, което трябва да се вземе предвид, е работният ъгъл - той трябва да бъде най-малко 20 °.

На покрива се поставя тръбен слънчев колектор, избирайки най-слънчевата посока. Важно е наблизо да няма високи възвишения, които възпрепятстват свободното преминаване на слънчевата светлина.

Няма да работи за изграждането на вакуумна инсталация със собствените си ръце - невъзможно е да направите вакуумни тръби у дома. Това се прави от фабрики, специализирани в производството на вакуумни слънчеви системи.

Плоска слънчева инсталация

Често за отопление се използва плосък слънчев колектор.

За изграждането му ще ви трябва:

• метална рамка;
• силно дъно;
• топлоизолационен слой;
• черен абсорбиращ слой (адсорбер);
• прозрачен капак - пластмаса, стъкло;
• течни тръби (мед, алуминий).

Конструкцията трябва да бъде снабдена с входни и изпускателни дюзи и помпа за ефективна циркулация на течността.

Можете да сглобите плоска слънчева инсталация със собствените си ръце. За целта често използвайте импровизирани средства, избирайки материали по-евтини като аналог (+)

Можете да инсталирате плосък колектор под всякакъв ъгъл, предпоставка е да почистите от сняг и прах. Той е особено добър за топъл климат.

В студения сезон се наблюдава ниска ефективност и висока топлинна загуба. Което поставя под съмнение само използването на тази слънчева система за правилното отопление. Оптимално ще използва плоска слънчева инсталация заедно с отопление на газ, електричество или твърдо гориво.

Предлагаме ви да прочетете статии за домашния монтаж на слънчеви отоплителни системи:

1. Как да си направим слънчев колектор за самостоятелно отопление - ръководство стъпка по стъпка
2. Как да направите слънчева батерия със собствените си ръце: методи за сглобяване и монтаж на слънчев панел

Още веднъж относно целесъобразността

Ползването на слънчева енергия вместо обичайната енергия за отопление е полезно. В зависимост от избрания тип слънчева система, спестяванията от консумацията на платена топлина могат да бъдат до 100%.

Вариант за цялостна подмяна на отоплителната система е използването на колектори с вакуумни тръби. Това е доста скъп проект в началния етап. В бъдеще той може да гарантира пълна енергийна независимост, плащайки за себе си след 6-8 години.

Изобретателността на домашните майстори не знае граници - като лабиринт за циркулираща течност вътре в колектора можете да адаптирате обикновен маркуч

Соларен експлоатационен живот до 25 години. Те изискват малко поддръжка - периодично почистване на повърхности от сняг, прах, отломки. Що се отнася до ремонта, той може да се извърши самостоятелно. Значителен недостатък е, че плоските колектори и слънчевите панели се "страхуват" от урагани.

Такова отопление е безопасно за жителите на дома и околната среда. Той е напълно безплатен и не зависи от обменния курс, цените на енергията.

Изводи и полезно видео по темата

Видеоклипът ще демонстрира процеса на изграждане на слънчева батерия със собствените си ръце:

Визуална помощ за изграждане на система за въздушно отопление:

Направи си сам технология на производство на плоска слънчева инсталация:

Слънчеви инсталации или слънчеви отоплителни системи са се доказали по целия свят. Те ви позволяват да получавате топлина безплатно, намалявайки разходите за плащане на комунални сметки за отопление от 30%.

Възможно е напълно да замените енергията със слънчева енергия във вашата отоплителна система. Друго значително предимство е, че можете да сглобите соларна инсталация със собствените си ръце.

Имате ли практически умения за сглобяване или работа със слънчеви отоплителни системи? Споделете знанията си, задавайте въпроси по темата и участвайте в дискусии. Формата за коментар се намира по-долу.