מערכות חימום סולארי: ניתוח טכנולוגיית חימום על בסיס מערכות סולאריות

שאלת מציאת מקורות חום חלופיים הופכת לרלוונטית יותר ויותר. הדבר מקל על ידי עליית המחירים בגז, פחם, נפט. תחום מבטיח מאוד הוא מערכות חימום סולארי שיכולות לחמם חדר באופן יעיל במשך שנים רבות.

חושבים על סידור מערכת סולארית, אך האם יש ספקות ושאלות? אנו נעזור לך להבין מתי רצוי להשתמש באנרגיית השמש לחימום, ולתאר את האפשרויות האפשריות לארגון החימום. בנוסף, אנו מציעים הוראות לייצור מערכות סולאריות ביתיות - אספנים שטוחים וצינוריים.

אנרגיה סולארית - מקור אלטרנטיבי לחום

הרעיון של שימוש באנרגיה סולארית לחימום אינו חדש. יתר על כן, נאותות השימוש בו הוכחה על ידי האמריקאים, הסינים, הספרדים, הישראלים והיפנים.

השוק גדוש בהצעות של מפעלים שונים להמרת אנרגיה סולארית ושימוש נוסף לצרכים ביתיים.

מערכות הליו משמשות באופן פעיל כמקור החום העיקרי במדינות רבות בעולם. בקווי הרוחב שלנו הוא עדיין משמש כתוספת למערכת החימום.

עלות מערכות תלויה בסוגם, בשטחם, בחומר המשמש בייצור. משנה לשנה קיימת מגמת ירידה קבועה במחירים עבור כל סוגי מתקני השמש - מערכות סולאריות.

זה הופך אותם לנגישים יותר לקהל הרחב. זה פשוט לא כולם מוכנים לבצע רכישה כזו.

אבל אם תרצו תוכלו לבנות מערכת חימום סולארית יעילה במו ידיכם, ולהוציא פחות כסף משמעותית.

מערכת חימום מוכרת המבצעת את תפקידיה בצורה מושלמת במשך שנים רבות הופכת ליקרה יותר. הסיבה לכך היא העלייה העולמית במחיר משאבי האנרגיה ברחבי העולם. הרצון הטבעי של הבעלים הוא לחסוך בחימום, שאוכל חלק ניכר מתקציב המשפחה.

כך מערכת החימום הסולארית יכולה להחליף באופן מלא את הדלק המוצק הרגיל, הגז או כל סוג אחר. הכל תלוי בסוג ובגודל החדר בו הוא ישמש.

אפשרות המתאימה לאבן גרגרים אינה מתאימה לבניין מגורים, ומערכת העונה על צרכיו של בית קיץ אינה יכולה להתמודד עם חימום בית אחוזה בן שתי קומות.

החלפה מוחלטת של חימום סולארי מסורתי היא לפעמים בעייתית. הבעלים חושש כי ייתכן שהמערכת לא תוכל להתמודד או שאין מספיק שטח פיזי להתקנת המספר הנדרש של הפאנלים.

לכן הם משתמשים לעתים קרובות במערכת חימום משולבת, ולא מוותרים לחלוטין על ציוד מותקן בגז (חשמלי או אחר). רמת ההחלפה של חימום סולארי קונבנציונאלי יכולה להגיע ל 90%.

כמו כן, יש חשיבות למספר הימים השמשיים של האזור בו נמצא הבית. יתר על כן, הטמפרטורה היומית הממוצעת אינה כה חשובה. מתקנים רבים סופגים ביעילות אור בימים קפואים בחורף (קולטי שמש המשתמשים נוזל לרדיאטור כנוזל קירור).

בנוסף לחימום, מתקן סולארי מסוגל לספק לדיור מים חמים וחשמל.

שם ההתקנה הסולארית תהיה היעילה ביותר

בנושא החלפת חימום במתקן סולארי יש לקחת בחשבון מספר גורמים המשפיעים על יעילותו.

ראשית, אתה צריך לבחור נכון סוג של מערכת סולארית. בעניין זה יש לקחת בחשבון את שטח החדר ואת מטרתו. לרוב זהו בית פרטי בו גרה משפחה של 4-5 אנשים.

שנית, חישבו בזהירות את דרישת החום, על בסיס הצריכה המרבית בעונה הקרה. השווה את המספרים הללו לכמות האנרגיה שנוצרה בקמ"ר. מ 'של התקנה סולארית. נותר לחשב את שטח מבנה השמש שיכול להתמודד עם החימום של חדר מסוים.

הערך המתקבל יהיה הגורם העיקרי בקביעת מיקום המערכת. בדרך כלל, בעלי בתים מעדיפים להשתמש בגג הבית או בקירו. השתמש לעתים רחוקות באזור הבית או בגג המוסך. לפעמים הם בונים עמדות מיוחדות להתקנה.

הקמת מעמדים מיוחדים להתקנת מערכות סולאריות מאפשרת למקם אותם באזור הסמוך בצורה הנוחה ככל האפשר.

חשוב ששום דבר לא יפריע לחדירה חופשית של אור שמש למשטח סופג אור. עליכם לבחור קיר דרום, דרום-מזרח או דרום-מערבי או חלק מהגג.

לאחר שהחליט היכן יוצבו הפאנלים הסולאריים, תבוצע הכנה ראשונית לדירה:

• פנוי מקום. כרת מטעים נוספים אם הם מפריעים.
• לחזק את הגג. כאן אסור לשכוח כמה משקל יהיה לעיצוב המוצע.
• בנוסף לבודד את הבניין. אחרי הכל, אין טעם לחמם את הרחוב.

שלישית, יש צורך לפתור את השאלה: לקנות או לבנות מערכת חימום בעצמך.הכל תלוי ביכולות הכספיות וברצון לבזבז זמן על ייצור המבנה.

לאחר שבחרתם באפשרות השנייה, עליכם להבין את עקרון הפעולה של המערכת הרצויה בכדי להרכיב את הכל כראוי.

אפשרויות אפשריות לחימום סולארי

האפשרויות לבניית מערכת חימום סולארית תלויות לחלוטין ברצונו של בעל משק הבית:

• השימוש במוצרי מפעל. רכישת אספנים מוכנים עם התקנה והתקנה עצמית.
• בניית פרויקט פיילוט. יש צורך לאמת את השפעת השימוש במערכת להמשך ייצור של חישובים מדויקים.
• השלמה עצמית של מחזור עבודה מלא. חישוב, תכנון, בנייה "מאפס" של מערכת השמש, התקנתה.

אפשרות מספר 1. זה מרמז על בחירת המיקום הנכון להתקנות סולאריות, מכיוון שאפקטיביות השימוש בהם תלויה בכך. ההתקנה תדרוש גם כישורים מיוחדים.

לא יהיה צורך לחשב את מספר הלוחות - זה יספיק בכדי להשמיע את כל משאלותיך לספק הציוד. עדיין יהיה צורך לענות על שאלות הבהרה של מנהלים - הכל, בחירת המספר האופטימלי של הפאנלים (אספנים) תתרחש ללא שום קשיים.

כדי להתקין מתקן סולארי במו ידיכם על הגג, עליכם לגייס את התמיכה של עוזר אחד לפחות. אי אפשר להתמודד עם עבודה כזו

אפשרות מספר 2 - הקמת פרויקט פיילוט. זה יהיה הפיתרון הטוב ביותר עבור ספקות. אחרי הכל, ההחלטה הסופית להחליף את מערכת החימום קשה לקבל מיד. לבנות אספן שמש קטן (אוויר או מים) ולבדוק אותו "בפעולה" תהיה חוויה מתגמלת.

לאחר שהעריכו את העלויות האמיתיות של הייצור, השוואתן עם שווי השוק של מערכות דומות וחישוב החיסכון משימוש במשק, יהיה קל לקבל החלטה אחראית.

אפשרות מספר 3 - הבחירה של אדונים אמיתיים.

לצורך חימום מלא של המתקן, תצטרכו לבצע עבודה אדירה:

• חשב את השטח הנדרש במערכת השמש.
• קבע את מקום ההתקנה העתידית, חיזק אותו.
• בנוסף לבודד את הבית.
• רכשו את כל האלמנטים לבניית המערכת.
• לבנות סוללה סולארית.
• התקן את המערכת הבנויה, תוך התמקדות בדרישות הבסיסיות - זווית הנטייה ביחס לשכיחות אור השמש.

לא ניתן לכנות ביצוע של מחזור עבודה מלא במערכת כמשימה קלה, אך התהליך מרגש ביותר. בנוסף, זה חוסך סכום די משמעותי.

בבחירת סוג החימום באמצעות אנרגיה סולארית, עליכם להחליט אם הוא ישמש בנוסף לחימום מים וייצור חשמל (לחץ להגדלה)

סוגי מתקנים להמרת אנרגיה סולארית

בהתאם לעיקרון הפעולה, נבדלים שני סוגים של מכשירים הסופגים אור שמש:

• סוללות על ממירים פוטואלקטריים. ייצוג מערכות של רכיבי מוליכים למחצה מחוברים בסדרה או מקבילים. הם מספקים זרם לתנורי חימום ביתיים.
• קולטי שמש. לוחות עם מערכת צינורות מלאים נוזל קירור: אוויר, תערובת ללא הקפאה או מים. הם מספקים נוזל קירור מחומם סולארי למעגל החימום.

אנו שוקלים כל אפשרות בנפרד.

פאנלים סולאריים

הסוללה הסולארית ממירה את האור הספוג לחשמל. זה מורכב מתאי שמש (לרוב סיליקון), המסוגלים להוציא מייד זרם חשמלי ישיר מקרינת השמש.

ניתן להשתמש במתקן כזה על מנת להבטיח את פעולתו של ציוד חימום חשמלי. עליו להיות מחובר למערכת אספקת החשמל של הבית.

יעילות ההמרה של קרינת השמש ממתקן זה היא בין 5% ל 20%, תלוי בסוג המכשיר לעיבוד סולארי. פריון 1 מ '² סוללה סולארית - 120 וואט.

נותר לחשב כמה ריבועי שטח יידרשו כדי לענות על צרכי משק בית מסוים, על סמך גודל הבית, דרישות החום האישית ורמת הבידוד של מבנים.

הכי נוח שיש פאנלים סולאריים על גג הבית, ובוחרים בכך את המדרון הדרומי שלו

לצורך חימום משתמשים בפאנלים סולאריים בצורה היעילה ביותר באזורים הדרומיים. החיסרון העיקרי שלהם הוא ירידה ביעילות בשעת בין ערביים ומזג אוויר מעונן, חוסר ביצועים מוחלט בלילה.

כדי להכין סוללה סולארית במו ידיכם, עליכם ראשית להרכיב את המסגרת, להלחם את תאי השמש, ואז למקם הכל בזהירות ולהשתמש באיטום.

לייצור המסגרת השתמשו בקרבות עץ, פינות אלומיניום. הכל תלוי בגודל ההרכבה ובמקום התקנתו. תאים סולאריים - פרוסות סיליקון - החלק המוצלח ביותר בעיצוב. הם מונוקריסטליים ופולי-קריסטליים. הראשונים יקרים מעט, אך התפוקה שלהם גבוהה ב -5%.

להפוך אותם בעצמך זה בלתי אפשרי. ממירים פוטואלקטריים נקנים בצורה הטובה ביותר עם מוליכים מולחמים.

הם חייבים להיות ממוקמים על בסיס סיבית, ואז מקובעים אותם במסגרת, להביא את החוטים מהיסודות החוצה ולמלא את כל החורים באיטום. אפשר למבנה להתייבש היטב ולכסות במכסה מפלסטיק זכוכית או ברור.

תוכניות ושיטות התקנה לחיבור פאנלים סולאריים מתוארות ב מאמר זה.

קולטי שמש

דרך שונה מהותית להמרת אור שקוע מאספנים. בלב עבודתם נמצא נוזל הקירור העובר בצינורות.

בהתאם לעיצוב, ישנם שלושה סוגים עיקריים של אספנים המשמשים לרוב לבניית מערכת חימום סולארית:

• שטוח. גוף הקירור - הבולם שלהם עשוי מתכת פלדה עם משטח חיצוני מושחר. כאשר הוא מחומם, הוא מעביר אנרגיה לקירור של מערכת החימום.
• ואקום אספן מערכת סוג ואקום שנעשה על פי ערכת התרמוסים, שבגללה החום המתקבל מהשמש טוב כמעט פי שניים.
• רכזות המכשיר מצויד בחלק של מראה קעורה עם שטח פנים גדול, תוך מיקוד אור השמש על שטח קטן של הבולם.

מערכות השמש הנפוצות ביותר בחיי היומיום מצוידות במערכת צינורות המיוצרת בצורה של אלמנטים המחוברים במקביל או סליל. הצינורות מתמלאים במים תעשייתיים, או בתערובת של מים עם נוזל או אוויר קפואים.

על ידי הדמיית החלקים העיקריים של התקנת השמש, קל יותר להחליט היכן עדיף לסדר רכיבים אלה או אלה (+)

מתקן אוויר יכול לשמש כמקור חימום נוסף. הוא אינו מסוגל לספק לבעלות על הבית באופן מלא חום, ללא קשר לאזור המיקום שלו. המאפיין העיקרי של סוג זה של מערכת סולארית הוא אוויר, שמשמש כנוזל קירור.

מערכות צינורות משמשות באופן די פעיל לחימום כל השנה. התערובת נגד נוזל לרדיאטור או נוזל לרדיאטור מחוממת תחת אור שמש, ואז עוברת דרך צינורות העברת החום הפנימיים, ואז נשלחת למיכל האחסון.

תנועת הנוזל מגורה על ידי המשאבה, בזכותה היא עוברת מהמיכל למערכת החימום. נוזל הקירור המחומם מעקה את החלק המקורר של הנוזל, שיחזור שוב לאספן ויחמם.

עקרון הפעולה של מערכת סולארית שטוחה מבוסס על חדירת אור השמש לפאנל בו נמצא בולם החום. הוא מתחמם ומקרין חום, המועבר לנוזל המסתובב דרך צינורות המתכת (לרוב, נחושת).

מה אתה יכול לבנות בעצמך?

אתה יכול לבנות מערכת חימום סולארית באמצעות אספן מסוג אוויר במו ידיך. הוא ממוקם בצורה הטובה ביותר על הקיר הדרומי של הבניין.

ככל ששטח החדר המחומם גדול יותר, כך האזור יתפוס את האספן - יתכן וקיר הבית כולו. כמו כן, מערכת סולארית זו יכולה להיות בנויה בעליית הגג.

כאשר מתכננים להתקין מערכת חימום אוויר בעליית הגג, יש להקפיד על תמיכה במשקל ההתקנה (+)

קולטי שמש המחממים את מסת האוויר - מבצע את פונקציות החימום שלו בזרימת אוויר העוברת בתוך המערכת. נוזל הקירור מסתובב דרך המעגל, מתקרר, נכנס שוב למערכת. זרימת אוויר יכולה להתרחש באופן טבעי או עם מאוורר.

באשר לחומרים לייצור סעפת האוויר, כאן תוכלו להשתמש בכלים מאולתרים שונים. אין כלל יחיד.

בעלי מלאכה ביתית משפרים סוג זה של מערכת סולארית, המורכבת בבית. מישהו מבקש להשיג אפשרות זולה יותר, תוך הקרבת יעילות, ואילו אחרים - להפך.

לאחר שהתמודד עם האלמנטים העיקריים של סעפת האוויר, קל יותר להחליט על מקום התקנתו - גג או קיר (+)

שקול את השיטות העיקריות.

תכונות של התקנת מערכת סולארית צינורית

ניתן להשתמש במערכת השמש הצינורית מסוג הסקה לחימום באזורים שונים. זה לא תלוי בטמפרטורה חיצונית. העיקר שהמתקן יקבל את כמות השמש המרבית.

נוזל לרדיאטור המשמש כנוזל קירור אינו קופא בטמפרטורות נמוכות. בימי חורף צלולים כמות אור השמש עולה על כמות האור הנכנסת בקיץ.

הקולט השמש הצינורי מורכב ממערכת של צינורות ואקום שקופים המחוברים זה בזה. הם מכילים חומר עם נקודת רתיחה נמוכה. רותח, הוא מתאדה, מעביר את החום שלו לקצה הנחושת וזורם למטה, שם הכל חוזר שוב.

צינורות ואקום עשויים זכוכית עקשן ממולאים בפנים בחומר שיכול להרתיח בטמפרטורה נמוכה (+)

צינורות ואקום סופגים עד 90% מכל קרינת השמש (גלויה ואינפרא אדום). אנרגיה סולארית, שהוסבה לחום, מסופקת לנוזל הקירור.הוא מעביר אנרגיה זו הלאה דרך המערכת - למחליף החום הממוקם במיכל אחסון מיוחד.

התנועה של נוזל קירור ומים דרך מערכות החימום נובעת מהמשאבות. חשוב שלמכל יהיה בידוד תרמי טוב. ככלל, ישנם שני מחליפי חום: האחד מחובר לתנור נוסף, השני לאספנים.

בבתים עם התקנה סולארית מסוג זה, מועיל לחבר בנוסף מערכת של חימום תת רצפתי. זה מאפשר לך לחמם את הבניין בצורה יעילה יותר.

באשר להתקנת אספנים צינוריים, ניתן להתקין אותו לבד. הדבר היחיד שיש לקחת בחשבון הוא זווית העבודה - עליו להיות לפחות 20 מעלות.

קולט שמש צינורי מונח על הגג ובוחר בכיוון הכי שטוף שמש. חשוב שלא יהיו קומות בקרבת מקום המכשילות את מעבר חופשי של אור השמש.

זה לא יעבוד לבנות מתקן ואקום במו ידיכם - אי אפשר להכין צינורות ואקום בבית. זאת על ידי מפעלים המתמחים בייצור מערכות סולאריות ואקום.

התקנה סולארית שטוחה

לעתים קרובות משמש קולט שמש שטוח לחימום.

לבנייתו תצטרך:

• מסגרת מתכת;
• תחתון חזק;
• שכבת בידוד תרמי;
• שכבת בולם שחורה (adsorber);
• כיסוי שקוף - פלסטיק, זכוכית;
• צינורות נוזל (נחושת, אלומיניום).

על התכנון להיות מצויד בחרירי כניסה ויציאה ומשאבה למחזור נוזלים יעיל.

אתה יכול להרכיב מתקן סולארי שטוח במו ידיך. לשם כך, השתמש לעתים קרובות באמצעים מאולתרים, ובחר בחומרים זולים יותר כאנלוגי (+)

ניתן להתקין אספן שטוח בכל זווית, תנאי מוקדם הוא ניקוי משלג ואבק. זה טוב במיוחד לאקלים חם.

בעונה הקרה נצפים יעילות נמוכה ואובדן חום גבוה. מה שמטיל ספק בשימוש במערכת סולארית זו לבד לחימום נכון. הוא ישתמש בצורה אופטימלית במתקן סולארי שטוח יחד עם סוג דלק גז, חשמלי או מוצק.

אנו מציעים לכם לקרוא מאמרים על הרכבה ביתית של מערכות חימום סולארי:

1. כיצד להכין קולט שמש לחימום עשה זאת בעצמך - מדריך צעד אחר צעד
2. כיצד להכין מצבר סולארי במו ידיכם: שיטות הרכבה והתקנה של פאנל סולארי

שוב על כדאיות

שימוש באנרגיה סולארית במקום באנרגיה הרגילה לחימום מועיל. בהתאם לסוג הנבחר של מערכת סולארית, החיסכון בצריכת חום בתשלום יכול להיות עד 100%.

אפשרות להחלפה מוחלטת של מערכת החימום היא שימוש בכמה סעיפים עם צינורות ואקום. זהו פרויקט די יקר בשלב הראשוני. בעתיד הוא יכול להבטיח עצמאות אנרגטית מלאה לאחר ששילם לעצמו בעוד 6-8 שנים.

כושר ההמצאה של אדוני הבית אינו יודע גבולות - ניתן להתאים צינור רגיל כמבוך להפצת נוזלים בתוך האספן.

חיי שירות סולאריים עד 25 שנה. הם דורשים תחזוקה מועטה - ניקוי תקופתי של משטחים משלג, אבק, פסולת. באשר לתיקון, זה יכול להתבצע בכוחות עצמם. החיסרון המשמעותי הוא שאספנים שטוחים ופאנלים סולאריים "חוששים" מהוריקנים.

חימום כזה בטוח לתושבי הבית והסביבה. זה לגמרי בחינם ואינו תלוי בשער החליפין, במחירי האנרגיה.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

הסרטון מדגים את תהליך בניית מצבר סולארי במו ידיכם:

סיוע חזותי לבניית מערכת חימום אוויר:

טכנולוגיית ייצור DIY של התקנה סולארית שטוחה:

מתקנים סולאריים או מערכות חימום סולארי הוכיחו את עצמם ברחבי העולם. הם מאפשרים לך לקבל חום בחינם, ומפחיתים את עלות תשלום חשבונות השירות לחימום מ- 30%.

אפשר להחליף אנרגיה לחלוטין באנרגיה סולארית במערכת החימום שלכם. יתרון משמעותי נוסף הוא שתוכלו להרכיב מתקן סולארי במו ידיכם.

האם יש לך כישורים מעשיים בהרכבה או הפעלה של מערכות חימום סולארי? שתף את הידע שלך, שאל שאלות בנושא והשתתף בדיונים. טופס התגובה נמצא למטה.