Solarheizungssysteme: Analyse der Heiztechnologie auf Basis von Solaranlagen

Die Frage nach alternativen Wärmequellen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Dies wird durch steigende Preise für Gas, Kohle und Öl erleichtert. Ein vielversprechender Bereich sind Solarheizsysteme, die einen Raum über viele Jahre effektiv heizen können.

Denken Sie darüber nach, ein Sonnensystem einzurichten, aber gibt es Zweifel und Fragen? Wir helfen Ihnen herauszufinden, wann es ratsam ist, die Sonnenenergie zum Heizen zu nutzen, und beschreiben die möglichen Optionen für die Organisation des Heizens. Darüber hinaus bieten wir Anweisungen für die Herstellung von hausgemachten Solarsystemen - Flach- und Rohrkollektoren.

Solarenergie - eine alternative Wärmequelle

Die Idee, Sonnenenergie zum Heizen zu nutzen, ist nicht neu. Darüber hinaus haben Amerikaner, Chinesen, Spanier, Israelis und Japaner die Angemessenheit seiner Verwendung bewiesen.

Der Markt ist voll von Angeboten verschiedener Anlagen zur Umwandlung von Solarenergie und deren weitere Nutzung für den Haushaltsbedarf.

Heliosysteme werden in vielen Ländern der Welt aktiv als Hauptwärmequelle eingesetzt. In unseren Breiten wird es immer noch als Ergänzung zum Heizsystem verwendet.

Die Kosten für Systeme hängen von Art, Fläche und Material ab, das bei der Herstellung verwendet wird. Von Jahr zu Jahr gibt es einen stetigen Abwärtstrend bei den Preisen für alle Arten von Solaranlagen - Solaranlagen.

Dies macht sie für die breite Öffentlichkeit zugänglicher. Das ist einfach nicht jeder bereit, einen solchen Kauf zu tätigen.

Auf Wunsch können Sie jedoch mit Ihren eigenen Händen ein effektives Solarheizsystem bauen und dabei deutlich weniger Geld ausgeben.

Ein bekanntes Heizsystem, das seine Funktionen über viele Jahre perfekt erfüllt, wird immer teurer. Der Grund dafür ist der weltweite Preisanstieg für Energieressourcen auf der ganzen Welt. Der natürliche Wunsch des Eigentümers besteht darin, Heizkosten zu sparen, die einen erheblichen Teil des Familienbudgets verbrauchen.

So kann die Solaranlage die üblichen festen Brennstoffe, Gase oder andere vollständig ersetzen. Es hängt alles von der Art und Größe des Raums ab, in dem es verwendet wird.

Eine für einen Getreidespeicher geeignete Option ist nicht für ein Wohngebäude geeignet, und ein System, das die Anforderungen eines Sommerhauses erfüllt, kann die Beheizung eines zweistöckigen Herrenhauses nicht bewältigen.

Ein vollständiger Austausch der herkömmlichen Solarheizung ist manchmal problematisch. Der Eigentümer befürchtet, dass das System möglicherweise nicht in der Lage ist, die erforderliche Anzahl von Panels zu installieren, oder dass nicht genügend physischer Platz vorhanden ist.

Daher verwenden sie häufig ein kombiniertes Heizsystem, das installierte Gasgeräte (elektrische oder andere) nicht vollständig aufgibt. Der Ersatzgrad der konventionellen Solarheizung kann 90% erreichen.

Auch die jährliche Anzahl der Sonnentage in dem Gebiet, in dem sich das Haus befindet, ist wichtig. Darüber hinaus ist die durchschnittliche Tagestemperatur nicht so wichtig. Viele Anlagen absorbieren an frostigen Wintertagen effektiv Licht (Solarkollektoren verwenden Frostschutzmittel als Kühlmittel).

Neben der Heizung kann eine Solaranlage den Wohnraum mit warmem Wasser und Strom versorgen.

Wo Solaranlagen am effektivsten sind

Bei der Frage, ob die Heizung durch eine Solaranlage ersetzt werden soll, müssen eine Reihe von Faktoren berücksichtigt werden, die ihre Wirksamkeit beeinflussen.

Erstensmüssen Sie das richtige wählen Art des Sonnensystems. In diesem Zusammenhang sollten der Raumbereich und sein Zweck berücksichtigt werden. Meistens ist dies ein Privathaus, in dem eine Familie mit 4-5 Personen lebt.

ZweitensBerechnen Sie den Wärmebedarf sorgfältig anhand des maximalen Verbrauchs in der kalten Jahreszeit. Vergleichen Sie diese Zahlen mit der erzeugten Energiemenge von 1 km². m Solaranlage. Es bleibt die Fläche der Solarstruktur zu berechnen, die mit der Erwärmung eines bestimmten Raums fertig wird.

Der resultierende Wert ist der Hauptfaktor bei der Bestimmung des Standorts des Systems. In der Regel bevorzugen Hausbesitzer das Dach oder die Wand des Hauses. Verwenden Sie selten den Hausbereich oder das Dach der Garage. Manchmal bauen sie spezielle Stände für die Installation.

Der Bau von Sonderständen für die Installation von Solaranlagen ermöglicht es, diese möglichst bequem im angrenzenden Bereich zu platzieren.

Es ist wichtig, dass nichts das freie Eindringen von Sonnenlicht auf eine lichtabsorbierende Oberfläche beeinträchtigt. Sie müssen eine Süd-, Südost- oder Südwestwand oder einen Teil des Daches auswählen.

Nachdem entschieden wurde, wo die Sonnenkollektoren platziert werden sollen, wird eine vorläufige Vorbereitung der Wohnung durchgeführt:

• Platz freigeben. Schneiden Sie zusätzliche Plantagen ab, wenn sie stören.
• Stärken Sie das Dach. Hier dürfen Sie nicht vergessen, wie viel Gewicht das vorgeschlagene Design haben wird.
• Isolieren Sie zusätzlich das Gebäude. Es ist schließlich sinnlos, die Straße zu heizen.

DrittensEs ist notwendig, die Frage zu lösen: ein Heizsystem selbst zu kaufen oder zu bauen.Es hängt alles von den finanziellen Möglichkeiten und dem Wunsch ab, Zeit für die Herstellung der Struktur aufzuwenden.

Nachdem Sie die zweite Option gewählt haben, müssen Sie das Funktionsprinzip des gewünschten Systems verstehen, um alles richtig zusammenbauen zu können.

Mögliche Optionen für die Solarheizung

Die Möglichkeiten zum Bau einer Solaranlage hängen vollständig von den Wünschen des Haushaltsinhabers ab:

• Die Verwendung von Fabrikprodukten. Kauf von vorgefertigten Sammlern mit Selbstinstallation und Installation.
• Der Bau eines Pilotprojekts. Es ist erforderlich, um die Auswirkungen der Verwendung des Systems für die weitere Erstellung genauer Berechnungen zu überprüfen.
• Selbstvervollständigung eines vollständigen Arbeitszyklus. Berechnung, Design, Konstruktion "von Grund auf" des Sonnensystems, dessen Installation.

Option Nummer 1. Dies setzt voraus, dass der richtige Standort für Solaranlagen ausgewählt wird, da die Effektivität ihrer Nutzung davon abhängt. Die Installation erfordert auch besondere Fähigkeiten.

Es ist nicht erforderlich, die Anzahl der Panels zu berechnen - es reicht aus, alle Ihre Wünsche an den Ausrüstungslieferanten zu richten. Dennoch wird es notwendig sein, die klärenden Fragen der Manager zu beantworten - alles, die Auswahl der optimalen Anzahl von Panels (Sammlern) wird ohne Schwierigkeiten erfolgen.

Um eine Solaranlage mit Ihren eigenen Händen auf dem Dach zu installieren, müssen Sie die Unterstützung von mindestens einem Assistenten in Anspruch nehmen. Mit solchen Arbeiten kann man nicht fertig werden

Option Nummer 2 - Bau eines Pilotprojekts. Es wird die beste Lösung für Zweifler sein. Die endgültige Entscheidung, das Heizsystem auszutauschen, ist schließlich schwer sofort zu treffen. Einen kleinen Sonnenkollektor (Luft oder Wasser) zu bauen und ihn „in Aktion“ zu testen, ist eine lohnende Erfahrung.

Nachdem Sie die tatsächlichen Herstellungskosten bewertet, mit dem Marktwert ähnlicher Systeme verglichen und die Einsparungen aus der Nutzung auf dem Bauernhof berechnet haben, können Sie leicht eine verantwortungsvolle Entscheidung treffen.

Option Nummer 3 - die Wahl der wahren Meister.

Für die vollständige Beheizung der Anlage müssen Sie enorme Arbeiten ausführen:

• Berechnen Sie die benötigte Fläche des Sonnensystems.
• Bestimmen Sie den Ort der zukünftigen Installation, verstärken Sie ihn.
• Isolieren Sie zusätzlich das Haus.
• Kaufen Sie alle Elemente für den Aufbau des Systems.
• Zu bauen Solarbatterie.
• Installieren Sie das konstruierte System und konzentrieren Sie sich dabei auf die grundlegenden Anforderungen - den Neigungswinkel relativ zum Sonneneinfall.

Das Ausführen eines vollständigen Arbeitszyklus am System kann nicht als einfache Aufgabe bezeichnet werden, aber der Prozess ist äußerst aufregend. Darüber hinaus spart es ziemlich viel.

Wenn Sie die Art der Heizung mit Solarenergie wählen, sollten Sie entscheiden, ob sie zusätzlich zum Erhitzen von Wasser und zur Stromerzeugung verwendet werden soll (zum Vergrößern klicken).

Arten von Anlagen zur Umwandlung von Sonnenenergie

Je nach Funktionsprinzip werden zwei Arten von Geräten unterschieden, die Sonnenlicht absorbieren:

• Batterien an fotoelektrischen Wandlern. Darstellung von Systemen aus in Reihe oder parallel geschalteten Halbleiterelementen. Sie versorgen die Haushaltsheizungen mit Strom.
• Solarkollektoren. Paneele mit einem System von mit Kühlmittel gefüllten Rohren: Luft, nicht gefrierende Mischung oder Wasser. Sie versorgen den Heizkreis mit solarbeheiztem Kühlmittel.

Wir betrachten jede Option separat.

Sonnenkollektoren

Die Solarbatterie wandelt das absorbierte Licht in Elektrizität um. Es besteht aus Solarzellen (meistens Silizium), die in der Lage sind, der Sonnenstrahlung sofort elektrischen Gleichstrom zu entziehen.

Eine solche Installation kann verwendet werden, um die Funktionsfähigkeit elektrischer Heizgeräte sicherzustellen. Es muss an das Stromversorgungssystem des Hauses angeschlossen werden.

Die Umwandlungseffizienz der Sonnenstrahlung aus dieser Anlage beträgt je nach Art der Solaraufbereitungsanlage 5% bis 20%. Produktivität 1 m² Solarbatterie - 120 Watt.

Es bleibt zu berechnen, wie viele Flächenquadrate benötigt werden, um die Bedürfnisse eines bestimmten Haushalts zu erfüllen, basierend auf der Größe des Hauses, dem individuellen Wärmebedarf und dem Isolationsgrad der Strukturen.

Es ist am bequemsten, Sonnenkollektoren auf dem Dach des Hauses zu haben und dafür den Südhang zu wählen

Zum Heizen werden Sonnenkollektoren in den südlichen Regionen am effizientesten eingesetzt. Ihr Hauptnachteil ist eine Abnahme der Effizienz in der Dämmerung und bei bewölktem Wetter, ein völliger Leistungsmangel in der Nacht.

Um eine Solarbatterie mit Ihren eigenen Händen herzustellen, müssen Sie zuerst den Rahmen zusammenbauen, die Solarzellen löten, dann alles sorgfältig platzieren und ein Dichtmittel verwenden.

Für die Herstellung des Rahmens wurden Holzlatten, Aluminiumecken verwendet. Alles hängt von der Größe der Baugruppe und dem Ort ihrer Installation ab. Solarzellen - Siliziumwafer - sind der entbehrlichste Teil des Designs. Sie sind monokristallin und polykristallin. Die ersten sind etwas teurer, aber ihre Produktivität ist 5% höher.

Sie selbst zu machen ist unmöglich. Photoelektrische Wandler werden am besten mit gelöteten Leitern gekauft.

Sie müssen auf die Basis der Faserplatte gelegt, dann im Rahmen befestigt, die Drähte von den Elementen herausgeführt und alle Löcher mit Dichtmittel gefüllt werden. Lassen Sie die Struktur gut trocknen und bedecken Sie sie mit einem Glas- oder durchsichtigen Plastikdeckel.

Installationsschemata und Methoden zum Anschließen von Solarmodulen sind in beschrieben dieser Artikel.

Solarkollektoren

Eine grundlegend andere Art, absorbiertes Licht von Kollektoren umzuwandeln. Im Zentrum ihrer Arbeit steht das Kühlmittel, das durch die Rohre fließt.

Je nach Ausführung gibt es drei Haupttypen von Kollektoren, die am häufigsten für den Bau einer Solaranlage verwendet werden:

• Wohnung. Kühlkörper - ihr Absorber besteht aus Blech mit einer geschwärzten Außenfläche. Beim Erhitzen überträgt es Energie auf das Kühlmittel des Heizsystems.
• Vakuum Sammler Vakuumsystem hergestellt nach dem Schema der Thermosflaschen, wodurch die von der Sonne empfangene Wärme fast doppelt so gut ist.
• Hubs Das Gerät ist mit einem konkaven Spiegelteil mit großer Oberfläche ausgestattet, der das Sonnenlicht auf einen kleinen Bereich des Absorbers fokussiert.

Die gängigsten Sonnensysteme im Alltag sind mit einem Rohrsystem in Form von parallel geschalteten Elementen oder einer Spule ausgestattet. Die Rohre sind entweder mit Brauchwasser oder mit einer Mischung aus Wasser mit einer nicht gefrierenden Flüssigkeit oder Luft gefüllt.

Durch die Visualisierung der Hauptteile der Solaranlage ist es einfacher zu entscheiden, wo diese oder jene Komponenten am besten angeordnet werden sollen (+).

Eine Luftanlage kann als zusätzliche Heizquelle genutzt werden. Es ist nicht in der Lage, das Wohneigentum unabhängig von der Region seines Standorts vollständig mit Wärme zu versorgen. Das Hauptmerkmal dieser Art von Sonnensystem ist Luft, die als Kühlmittel wirkt.

Rohrsysteme werden das ganze Jahr über sehr aktiv zum Heizen eingesetzt. Frostschutzmittel oder eine Mischung aus Frostschutzmitteln wird unter Sonnenlicht erhitzt, dann durch die internen Wärmeübertragungsrohre geleitet und dann zum Lagertank geschickt.

Die Bewegung der Flüssigkeit wird durch die Pumpe angeregt, wodurch sie vom Tank zum Heizsystem gelangt. Das erwärmte Kühlmittel verdrängt den abgekühlten Teil der Flüssigkeit, der wieder zum Kollektor zurückkehrt und sich erwärmt.

Das Funktionsprinzip einer flachen Solaranlage basiert auf dem Eindringen von Sonnenlicht in die Platte, in der sich der Wärmeabsorber befindet. Es erwärmt sich und strahlt Wärme ab, die auf die Flüssigkeit übertragen wird, die durch die Metallrohre (meistens Kupfer) zirkuliert.

Was können Sie selbst bauen?

Sie können eine Solaranlage mit einem Luftkollektor mit Ihren eigenen Händen bauen. Es ist am besten an der Südwand des Gebäudes platziert.

Je größer die Fläche des beheizten Raums ist, desto größer ist die Fläche, die der Sammler einnimmt - möglicherweise die gesamte Wand des Hauses. Auch dieses Sonnensystem kann auf dem Dachboden gebaut werden.

Bei der Planung der Installation eines Luftheizungssystems auf dem Dachboden muss darauf geachtet werden, das Gewicht der Installation zu tragen (+)

Solarkollektor, der die Luftmasse erwärmt - erfüllt seine Heizfunktionen aufgrund von Luftströmen, die im System strömen. Das Kühlmittel zirkuliert durch den Kreislauf, kühlt ab und tritt wieder in das System ein. Der Luftstrom kann natürlich oder mit einem Ventilator erfolgen.

Für die Materialien zur Herstellung des Luftverteilers können hier verschiedene improvisierte Werkzeuge verwendet werden. Es gibt keine einzige Regel.

Heimwerker verbessern diese Art von Sonnensystem, das zu Hause montiert wird. Jemand strebt nach einer günstigeren Option, während er die Effizienz opfert, während andere - im Gegenteil.

Nachdem Sie sich mit den Hauptelementen des Luftverteilers befasst haben, ist es einfacher, den Ort seiner Installation zu bestimmen - Dach oder Wand (+)

Betrachten Sie die wichtigsten Methoden.

Merkmale der Installation einer röhrenförmigen Solaranlage

Das röhrenförmige Solarsystem zum Heizen kann in verschiedenen Regionen eingesetzt werden. Es hängt nicht von der Außentemperatur ab. Die Hauptsache ist, dass die Installation die maximale Menge an Sonnenlicht erhält.

Als Kühlmittel verwendetes Frostschutzmittel gefriert bei niedrigen Temperaturen nicht. An klaren Wintertagen übersteigt die Sonnenlichtmenge die im Sommer eintretende Lichtmenge.

Der röhrenförmige Sonnenkollektor besteht aus einem System transparenter Vakuumröhren, die miteinander verbunden sind. Sie enthalten eine Substanz mit niedrigem Siedepunkt. Beim Kochen verdunstet es, überträgt seine Wärme auf die Kupferspitze und fließt nach unten, wo sich alles wieder wiederholt.

Vakuumröhren aus feuerfestem Glas sind innen mit einer Substanz gefüllt, die bei niedriger Temperatur kochen kann (+)

Vakuumröhren absorbieren bis zu 90% der gesamten Sonnenstrahlung (sichtbar und infrarot). Solarenergie, die in Wärme umgewandelt wird, wird dem Kühlmittel zugeführt.Diese Energie wird weiter durch das System übertragen - zum Wärmetauscher in einem speziellen Speicher.

Die Bewegung von Kühlmittel und Wasser durch die Heizsysteme ist auf die Pumpen zurückzuführen. Es ist wichtig, dass der Tank eine gute Wärmedämmung aufweist. In der Regel gibt es zwei Wärmetauscher: Einer ist an eine zusätzliche Heizung angeschlossen, der zweite an Kollektoren.

In Häusern mit dieser Art von Solaranlage ist es vorteilhaft, zusätzlich ein Fußbodenheizungssystem anzuschließen. Auf diese Weise können Sie das Gebäude effizienter heizen.

Die Installation von Rohrkollektoren kann selbst installiert werden. Das einzige, was zu berücksichtigen ist, ist der Arbeitswinkel - er muss mindestens 20 ° betragen.

Auf dem Dach befindet sich ein röhrenförmiger Sonnenkollektor, der die sonnigste Richtung wählt. Es ist wichtig, dass sich in der Nähe keine Hochhäuser befinden, die den freien Durchgang von Sonnenlicht behindern.

Es wird nicht funktionieren, eine Vakuumanlage mit eigenen Händen zu bauen - es ist unmöglich, Vakuumröhren zu Hause herzustellen. Dies geschieht durch Fabriken, die auf die Herstellung von Vakuumsolaranlagen spezialisiert sind.

Flache Solaranlage

Oft wird zum Heizen ein flacher Solarkollektor verwendet.

Für den Bau benötigen Sie:

• Metallrahmen;
• starker Boden;
• Wärmedämmschicht;
• schwarze Absorberschicht (Adsorber);
• transparente Abdeckung - Kunststoff, Glas;
• Flüssigkeitsrohre (Kupfer, Aluminium).

Die Konstruktion muss mit Einlass- und Auslassdüsen und einer Pumpe für eine effiziente Flüssigkeitszirkulation ausgestattet sein.

Sie können eine flache Solaranlage mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen. Verwenden Sie dazu häufig improvisierte Mittel und wählen Sie Materialien, die billiger als analog sind (+).

Sie können einen Flachkollektor in jedem Winkel installieren. Voraussetzung ist die Reinigung von Schnee und Staub. Es ist besonders gut für warmes Klima.

In der kalten Jahreszeit werden ein geringer Wirkungsgrad und ein hoher Wärmeverlust beobachtet. Was Zweifel an der alleinigen Verwendung dieses Sonnensystems für eine ordnungsgemäße Heizung aufkommen lässt. Es wird optimalerweise eine flache Solaranlage zusammen mit einer Gas-, Elektro- oder Festbrennstoffheizung verwendet.

Wir bieten Ihnen an, Artikel über die hausgemachte Montage von Solarheizungssystemen zu lesen:

1. Wie man einen Solarkollektor für die Heimwerkerheizung herstellt - Schritt-für-Schritt-Anleitung
2. So stellen Sie eine Solarbatterie mit Ihren eigenen Händen her: Methoden zur Montage und Installation eines Solarpanels

Noch einmal über die Zweckmäßigkeit

Die Nutzung von Sonnenenergie anstelle der üblichen Energie zum Heizen ist vorteilhaft. Je nach gewähltem Solartyp kann die Einsparung beim Verbrauch von bezahlter Wärme bis zu 100% betragen.

Eine Option für einen vollständigen Austausch des Heizsystems ist die Verwendung von Verteilern mit Vakuumröhren. Dies ist in der Anfangsphase ein ziemlich teures Projekt. In Zukunft kann er eine vollständige Energieunabhängigkeit garantieren, nachdem er sich in 6-8 Jahren amortisiert hat.

Der Einfallsreichtum der Hausmeister kennt keine Grenzen - ein normaler Schlauch kann als Labyrinth für die Flüssigkeitszirkulation im Kollektor angepasst werden

Solare Lebensdauer bis zu 25 Jahren. Sie erfordern wenig Wartung - regelmäßige Reinigung der Oberflächen von Schnee, Staub und Schmutz. Die Reparatur kann selbst durchgeführt werden. Ein wesentlicher Nachteil ist, dass Flachkollektoren und Sonnenkollektoren Angst vor Hurrikanen haben.

Eine solche Heizung ist für die Bewohner des Hauses und die Umwelt sicher. Es ist völlig kostenlos und hängt nicht vom Wechselkurs, den Energiepreisen ab.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Das Video zeigt den Bau einer Solarbatterie mit eigenen Händen:

Visuelle Hilfe beim Bau eines Luftheizungssystems:

DIY-Fertigungstechnologie einer flachen Solaranlage:

Solaranlagen oder Solaranlagen haben sich weltweit bewährt. Sie ermöglichen es Ihnen, kostenlos Wärme zu erhalten, wodurch die Kosten für die Bezahlung von Stromrechnungen für die Heizung von 30% gesenkt werden.

Es ist möglich, Energie in Ihrem Heizsystem vollständig durch Sonnenenergie zu ersetzen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass Sie eine Solaranlage mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen können.

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