Saules apkures sistēmas: uz saules sistēmām balstītas apkures tehnoloģijas analīze

Jautājums par alternatīvu siltuma avotu atrašanu kļūst arvien aktuālāks. To veicina pieaugošās gāzes, ogļu, naftas cenas. Ļoti daudzsološa joma ir saules apkures sistēmas, kas daudzus gadus var efektīvi sildīt istabu.

Domājat par Saules sistēmas sakārtošanu, bet vai ir šaubas un jautājumi? Mēs palīdzēsim jums izdomāt, kad ieteicams izmantot saules enerģiju apkurei, un aprakstīsim iespējamās apkures organizēšanas iespējas. Turklāt mēs piedāvāsim instrukcijas mājās gatavotu saules enerģijas sistēmu - plakano un cauruļveida kolektoru - ražošanai.

Saules enerģija - alternatīvs siltuma avots

Ideja par saules enerģijas izmantošanu apkurei nav jauna. Turklāt tā izmantošanas piemērotību ir pierādījuši amerikāņi, ķīnieši, spāņi, izraēlieši un japāņi.

Tirgus ir pilns ar dažādu augu piedāvājumiem saules enerģijas pārveidošanai un turpmākai izmantošanai mājsaimniecības vajadzībām.

Heliosistēmas tiek aktīvi izmantotas kā galvenais siltuma avots daudzās pasaules valstīs. Mūsu platuma grādos to joprojām izmanto kā apkures sistēmas papildinājumu.

Sistēmu izmaksas ir atkarīgas no to veida, platības, ražošanā izmantotā materiāla. Gadu no gada ir vērojama vienmērīga cenu pazemināšanās tendence visu veidu saules enerģijas iekārtām - saules sistēmām.

Tas padara tos pieejamākus plašai sabiedrībai. Tas ir tikai tas, ka ne visi ir gatavi veikt šādu pirkumu.

Bet, ja vēlaties, jūs varat izveidot efektīvu saules apkures sistēmu ar savām rokām, tērējot ievērojami mazāk naudas.

Pazīstamā apkures sistēma, kas daudzus gadus lieliski pilda savas funkcijas, kļūst dārgāka. Iemesls tam ir energoresursu cenu pieaugums visā pasaulē. Īpašnieka dabiskā vēlme ir ietaupīt uz apkuri, kas patērē ievērojamu ģimenes budžeta daļu.

Tātad saules apkures sistēma var pilnībā aizstāt parasto cieto kurināmo, gāzi vai jebkuru citu. Tas viss ir atkarīgs no telpas veida un lieluma, kurā tā tiks izmantota.

Pagrabstāvā piemērota opcija nav piemērota dzīvojamai ēkai, un sistēma, kas atbilst vasarnīcas vajadzībām, nevar tikt galā ar 2 stāvu savrupmājas apsildīšanu.

Pilnīga tradicionālās saules apkures nomaiņa dažreiz ir problemātiska. Īpašnieks baidās, ka sistēma, iespējams, nespēj tikt galā vai arī nav pietiekami daudz fiziskās vietas, lai instalētu nepieciešamo paneļu skaitu.

Tāpēc viņi bieži izmanto kombinēto apkures sistēmu, pilnībā atsakoties no uzstādītā gāzes (elektriskā vai cita) aprīkojuma. Parastās saules apkures nomaiņas līmenis var sasniegt 90%.

Svarīgs ir arī gadskārtējais saulaino dienu skaits apgabalā, kurā atrodas mājas. Turklāt vidējā dienas temperatūra nav tik svarīga. Daudzas iekārtas efektīvi absorbē gaismu ziemā, salnajās dienās (saules kolektori, kas kā dzesēšanas šķidrumu izmanto antifrīzu).

Papildus apkurei saules enerģijas iekārta spēj nodrošināt mājokli ar siltu ūdeni un elektrību.

Kur saules enerģijas uzstādīšana būs visefektīvākā

Jautājumā par apkures aizstāšanu ar saules enerģijas iekārtu ir jāņem vērā vairāki faktori, kas ietekmē tā efektivitāti.

Pirmkārt, jums jāizvēlas pareizais Saules sistēmas tips. Šajā jautājumā ir jāņem vērā telpas platība un tās mērķis. Visbiežāk šī ir privātmāja, kurā dzīvo 4-5 cilvēku ģimene.

Otrkārt, uzmanīgi aprēķiniet siltuma pieprasījumu, pamatojoties uz maksimālo patēriņu aukstajā sezonā. Salīdziniet šos skaitļus ar saražotās enerģijas daudzumu 1 kv. m saules enerģijas uzstādīšanas. Atliek aprēķināt saules struktūras laukumu, kas var tikt galā ar noteiktas telpas sildīšanu.

Iegūtā vērtība būs galvenais faktors, nosakot sistēmas atrašanās vietu. Parasti māju īpašnieki izvēlas izmantot mājas jumtu vai sienu. Reti izmantojiet mājas platību vai garāžas jumtu. Dažreiz viņi būvē īpašus stendus uzstādīšanai.

Īpašu stendu uzbūve saules enerģijas sistēmu uzstādīšanai ļauj tos izvietot blakus esošajā zonā

Ir svarīgi, lai nekas netraucētu brīvi saules stariem iekļūt gaismu absorbējošā virsmā. Jums jāizvēlas dienvidu, dienvidaustrumu vai dienvidrietumu siena vai jumta daļa.

Pēc izlemšanas, kur tiks izvietoti saules paneļi, tiks veikta mājokļa iepriekšēja sagatavošana:

• Atbrīvojiet vietu. Nogrieziet papildu stādījumus, ja tie traucē.
• Nostipriniet jumtu. Šeit nevajadzētu aizmirst par to, cik lielu svaru ierosinātajam dizainam būs.
• Papildus izolējiet ēku. Galu galā ir bezjēdzīgi sildīt ielu.

Treškārt, ir jāatrisina jautājums: pats iegādāties vai uzbūvēt apkures sistēmu.Viss atkarīgs no finansiālajām iespējām un vēlmes tērēt laiku struktūras izgatavošanai.

Izvēloties otro iespēju, jums ir jāsaprot vēlamās sistēmas darbības princips, lai visu pareizi saliktu.

Iespējamās saules sildīšanas iespējas

Saules apkures sistēmas izbūves iespējas ir pilnībā atkarīgas no mājsaimniecības īpašnieka vēlmēm:

• Rūpnīcas produktu izmantošana. Gatavo kolektoru iegāde ar pašinstalāciju un uzstādīšanu.
• Izmēģinājuma projekta būvniecība. Tas ir nepieciešams, lai pārbaudītu sistēmas izmantošanas efektivitāti precīzu aprēķinu turpmākai sagatavošanai.
• Pilna darba cikla patstāvīga pabeigšana. Saules sistēmas aprēķināšana, projektēšana, uzbūve "no nulles", tās uzstādīšana.

1. izvēles iespēja. Tas nozīmē pareizās saules enerģijas uzstādīšanas vietas izvēli, jo no tā būs atkarīga to izmantošanas efektivitāte. Instalēšanai būs nepieciešamas arī īpašas prasmes.

Nevajadzēs aprēķināt paneļu skaitu - pietiks ar visu vēlēšanos paust aprīkojuma piegādātājam. Tomēr joprojām būs jāatbild uz vadītāju noskaidrojošajiem jautājumiem - viss, optimālo paneļu (kolekcionāru) skaita izvēle notiks bez jebkādām grūtībām.

Lai uzstādītu saules enerģijas instalāciju ar savām rokām uz jumta, jums jāsaņem vismaz viena palīga atbalsts. Ar šādu darbu nevar tikt galā

2. izvēles iespēja - izmēģinājuma projekta izstrāde. Tas būs labākais risinājums šaubītājiem. Galu galā ir grūti uzreiz pieņemt galīgo lēmumu par apkures sistēmas nomaiņu. Iepriecinoša pieredze būs neliela saules kolektora (gaisa vai ūdens) uzbūvēšana un tā pārbaude darbībā.

Izvērtējot ražošanas faktiskās izmaksas, salīdzinot tās ar līdzīgu sistēmu tirgus vērtību un aprēķinot ietaupījumus no izmantošanas saimniecībā, būs viegli pieņemt atbildīgu lēmumu.

3. izvēles iespēja - īstu meistaru izvēle.

Lai pilnībā sildītu telpu, jums būs jāveic milzīgi darbi:

• Aprēķiniet nepieciešamo Saules sistēmas laukumu.
• Nosakiet nākotnes uzstādīšanas vietu, nostipriniet to.
• Papildus izolējiet māju.
• Iegādājieties visus sistēmas konstrukcijas elementus.
• Lai būvētu saules baterija.
• Instalējiet konstruēto sistēmu, koncentrējoties uz pamatprasībām - slīpuma leņķi attiecībā pret saules gaismas iedarbību.

Pilna darba cikla veikšanu ar sistēmu nevar saukt par vieglu uzdevumu, taču process ir ārkārtīgi aizraujošs. Turklāt tas ietaupa diezgan ievērojamu summu.

Izvēloties apkures veidu, izmantojot saules enerģiju, jāizlemj, vai to papildus izmantos ūdens sildīšanai un elektrības ražošanai (noklikšķiniet, lai palielinātu)

Saules enerģijas pārveidošanas iekārtu veidi

Atkarībā no darbības principa izšķir divu veidu ierīces, kas absorbē saules gaismu:

• Fotoelektrisko pārveidotāju baterijas. Sistēmiski savienotu vai paralēli savienotu pusvadītāju elementu sistēmas. Viņi piegādā strāvu mājas sildītājiem.
• Saules kolektori. Paneļi ar cauruļu sistēmu, kas piepildīta ar dzesēšanas šķidrumu: gaisu, nesasalšanas maisījumu vai ūdeni. Viņi apkures lokā piegādā ar saules apsildāmu dzesēšanas šķidrumu.

Mēs apsveram katru variantu atsevišķi.

Saules paneļi

Saules baterija absorbēto gaismu pārvērš elektrībā. Tas sastāv no saules baterijām (visbiežāk silīcija), kas spēj nekavējoties iegūt tiešu elektrisko strāvu no saules starojuma.

Šādu instalāciju var izmantot, lai nodrošinātu elektriskās sildīšanas iekārtas darbību. Tam jābūt savienotam ar mājas barošanas sistēmu.

Saules starojuma pārveidošanas efektivitāte no šīs iekārtas ir no 5% līdz 20%, atkarībā no saules apstrādes ierīces veida. Produktivitāte 1 m² saules baterija - 120 vati.

Atliek aprēķināt, cik platību kvadrātu vajadzēs, lai apmierinātu konkrētās mājsaimniecības vajadzības, pamatojoties uz mājas lielumu, individuālajām siltuma vajadzībām un konstrukciju izolācijas līmeni.

Visērtāk, ja uz mājas jumta atrodas saules paneļi, izvēloties tam dienvidu slīpumu

Apkurei saules paneļus visefektīvāk izmanto dienvidu reģionos. Viņu galvenais trūkums ir efektivitātes samazināšanās krēslas un mākoņainā laikā, pilnīgs snieguma trūkums naktī.

Lai izgatavotu saules bateriju ar savām rokām, vispirms būs jāsamontē rāmis, lodēt saules baterijas, pēc tam uzmanīgi jānovieto viss un jāizmanto hermētiķis.

Rāmja ražošanai izmantotas koka joslas, alumīnija stūri. Tas viss ir atkarīgs no montāžas lieluma un tā uzstādīšanas vietas. Saules baterijas - silīcija vafeles - visizdevīgākā dizaina daļa. Tie ir monokristāliski un polikristāliski. Pirmie ir nedaudz dārgāki, taču to produktivitāte ir par 5% augstāka.

Padarīt tos pats nav iespējams. Fotoelektriskos pārveidotājus vislabāk iegādāties ar lodētiem vadītājiem.

Tie jānovieto uz kokšķiedru plātnes pamatnes, pēc tam jānostiprina rāmī, jāizved vadi no elementiem un jāaizpilda visi caurumi ar hermētiķi. Ļaujiet struktūrai labi nožūt un pārklājiet ar stikla vai caurspīdīga plastmasas vāku.

Saules paneļu uzstādīšanas shēmas un metodes ir aprakstītas šo rakstu.

Saules kolektori

Būtiski atšķirīgs veids, kā pārveidot kolektoru absorbēto gaismu. Viņu darba centrā ir dzesēšanas šķidrums, kas iet caur caurulēm.

Atkarībā no konstrukcijas ir trīs galvenie kolektoru veidi, kurus visbiežāk izmanto saules apkures sistēmas uzbūvēšanai:

• Dzīvoklis. Siltuma izlietne - to absorbētājs ir izgatavots no lokšņu metāla ar melnu ārējo virsmu. Sildot, tas nodod enerģiju apkures sistēmas dzesēšanas šķidrumam.
• Vakuums Kolekcionārs vakuuma tipa sistēma izgatavoti pēc termosu shēmas, kuru dēļ no saules saņemtais siltums ir gandrīz divreiz labāks.
• Rumbas Ierīce ir aprīkota ar ieliektu spoguļa daļu ar lielu virsmas laukumu, fokusējot saules gaismu uz nelielu absorbētāja laukumu.

Ikdienā visbiežāk sastopamās saules sistēmas ir aprīkotas ar cauruļu sistēmu, kas izgatavota paralēli savienotu elementu vai spoles veidā. Caurules piepilda vai nu ar rūpniecisko ūdeni, vai ar ūdens maisījumu ar nesasaldējošu šķidrumu vai gaisu.

Vizualizējot galvenās saules enerģijas instalācijas daļas, ir vieglāk izlemt, kur vislabāk sakārtot šos vai tos komponentus (+)

Kā papildu apkures avotu var izmantot gaisa instalāciju. Tas nespēj pilnībā nodrošināt māju ar siltumu, neatkarīgi no tā atrašanās vietas reģiona. Šāda veida saules enerģijas sistēmas galvenā iezīme ir gaiss, kas darbojas kā dzesēšanas šķidrums.

Cauruļveida sistēmas diezgan aktīvi izmanto apkurei visu gadu. Antifrīzs vai antifrīzu maisījums tiek uzkarsēts saules gaismā, pēc tam iziet cauri iekšējām siltuma pārneses caurulēm, pēc tam tiek nosūtīts uz uzglabāšanas tvertni.

Šķidruma kustību stimulē sūknis, pateicoties kuram tas pārvietojas no tvertnes uz apkures sistēmu. Karsēts dzesēšanas šķidrums izspiež atdzesētu šķidruma daļu, kas atkal atgriezīsies kolektorā un sakarst.

Plakanas saules sistēmas darbības princips ir balstīts uz saules gaismas iekļūšanu panelī, kur atrodas siltuma absorbētājs. Tas sasilda un izstaro siltumu, kas tiek nodots šķidrumam, kas cirkulē caur metāla caurulēm (visbiežāk - vara).

Ko jūs varat veidot pats?

Jūs varat izveidot saules apkures sistēmu, izmantojot gaisa tipa kolektoru ar savām rokām. Vislabāk to novietot uz ēkas dienvidu sienas.

Jo lielāks ir apsildāmās telpas laukums, jo lielāku platību aizņems kolektors - iespējams, visa mājas siena. Arī šo saules sistēmu var uzbūvēt bēniņos.

Plānojot bēniņos uzstādīt gaisa sildīšanas sistēmu, ir jārūpējas par uzstādīšanas svara stiprināšanu (+)

Saules kolektors, kas silda gaisa masu - veic savas sildīšanas funkcijas gaisa plūsmu dēļ, kas iet sistēmā. Dzesēšanas šķidrums cirkulē caur ķēdi, dzesējot, atkal nonāk sistēmā. Gaisa plūsma var notikt dabiski vai ar ventilatoru.

Runājot par materiāliem gaisa kolektora ražošanai, šeit jūs varat izmantot dažādus improvizētus instrumentus. Nav vienotu noteikumu.

Mājas amatnieki uzlabo šāda veida saules sistēmu, kas ir samontēta mājās. Kāds cenšas iegūt lētāku variantu, vienlaikus upurējot efektivitāti, savukārt citi - gluži pretēji.

Izstrādājot galvenos gaisa kolektora elementus, ir vieglāk izlemt par tā uzstādīšanas vietu - jumtu vai sienu (+)

Apsveriet galvenās metodes.

Cauruļveida saules enerģijas sistēmas uzstādīšanas iezīmes

Cauruļveida tipa saules enerģijas sistēmu apkurei var izmantot dažādos reģionos. Tas nav atkarīgs no ārējās temperatūras. Galvenais ir tas, ka instalācija saņem maksimālu saules gaismas daudzumu.

Antifrīzs, ko izmanto kā dzesēšanas šķidrumu, nesasalst zemā temperatūrā. Skaidrās ziemas dienās saules gaismas daudzums pārsniedz vasarā ienākošā gaismas daudzumu.

Cauruļveida saules kolektors sastāv no caurspīdīgu vakuuma cauruļu sistēmas, kas savstarpēji savienotas. Tie satur vielu ar zemu viršanas temperatūru. Vārot, tas iztvaiko, pārnes siltumu uz vara galu un plūst uz leju, kur viss atkal atkārtojas.

Ugunsizturīgā stikla vakuuma caurules iekšpusē piepilda ar vielu, kas var vārīties zemā temperatūrā (+)

Vakuuma caurules absorbē līdz 90% no visiem saules starojumiem (redzamiem un infrasarkaniem). Saules enerģija, kas pārveidota siltumā, tiek piegādāta dzesēšanas šķidrumam.Tas caur šo sistēmu tālāk nodod šo enerģiju - uz siltummaini, kas atrodas īpašā akumulācijas tvertnē.

Dzesēšanas šķidruma un ūdens kustība caur apkures sistēmām notiek sūkņu dēļ. Ir svarīgi, lai tvertnei būtu laba siltumizolācija. Parasti ir divi siltummaiņi: viens ir savienots ar papildu sildītāju, otrais - ar kolektoriem.

Mājās ar šāda veida saules enerģijas uzstādīšanu ir lietderīgi papildus pieslēgt grīdas apsildes sistēmu. Tas ļauj efektīvāk sildīt ēku.

Kas attiecas uz cauruļveida kolektoru uzstādīšanu, to var uzstādīt pats. Vienīgais, kas jāņem vērā, ir darba leņķis - tam jābūt vismaz 20 °.

Uz jumta ir novietots cauruļveida saules kolektors, izvēloties saulaināko virzienu. Ir svarīgi, lai tuvumā nebūtu augstceltņu, kas kavē brīvu saules gaismas pāreju.

Lai izveidotu vakuuma instalāciju ar savām rokām, tas nedarbosies - mājās nav iespējams izgatavot vakuuma caurules. To veic rūpnīcas, kas specializējas vakuuma saules enerģijas sistēmu ražošanā.

Plakanā saules enerģijas uzstādīšana

Bieži vien apkurei tiek izmantots plakans saules kolektors.

Tā būvniecībai jums būs nepieciešams:

• metāla rāmis;
• stiprs dibens;
• siltumizolācijas slānis;
• melns absorbētāja slānis (adsorberis);
• caurspīdīgs vāks - plastmasa, stikls;
• šķidruma caurules (varš, alumīnijs).

Konstrukcijai jābūt aprīkotai ar ieplūdes un izplūdes sprauslām un sūkni efektīvai šķidruma cirkulācijai.

Plakano saules enerģijas instalāciju var salikt ar savām rokām. Lai to izdarītu, bieži izmantojiet improvizētus līdzekļus, izvēloties materiālus lētāk kā analogs (+)

Jūs varat uzstādīt plakanu kolektoru jebkurā leņķī, priekšnoteikums ir tīrīšana no sniega un putekļiem. Tas ir īpaši labs siltā klimatā.

Aukstā sezonā tiek novērota zema efektivitāte un lieli siltuma zudumi. Kas rada šaubas par šīs saules enerģijas sistēmas izmantošanu tikai pareizai apkurei. Tas optimāli izmantos plakanu saules enerģijas iekārtu kopā ar gāzes, elektrisko vai cietā kurināmā apkuri.

Piedāvājam jums izlasīt rakstus par mājas apkures sistēmu montāžu mājās:

1. Kā padarīt saules kolektoru apkurei ar barjeru - soli pa solim
2. Kā ar savām rokām izgatavot saules bateriju: saules paneļa montāžas un uzstādīšanas metodes

Vēlreiz par lietderību

Apkurei ir lietderīgi izmantot saules enerģiju parastās enerģijas vietā. Atkarībā no izvēlētā saules enerģijas veida ietaupījumi apmaksātā siltuma patēriņā var sasniegt 100%.

Apkures sistēmas pilnīgas nomaiņas iespēja ir kolektoru ar vakuuma caurulēm izmantošana. Sākotnējā posmā tas ir diezgan dārgs projekts. Nākotnē viņš var garantēt pilnīgu enerģētisko neatkarību, pats par sevi samaksājot 6-8 gadu laikā.

Mājas meistaru izdomai nav robežu - parasto šļūteni var pielāgot kā labirintu šķidruma cirkulācijai kolekcionāra iekšpusē

Saules enerģijas kalpošanas laiks līdz 25 gadiem. Tie prasa nelielu apkopi - periodisku virsmu tīrīšanu no sniega, putekļiem, gružiem. Runājot par remontu, to var veikt paši. Būtisks trūkums ir tas, ka plakanie kolektori un saules paneļi “baidās” no viesuļvētras.

Šāda apkure ir droša mājas iedzīvotājiem un apkārtējai videi. Tas ir pilnīgi bez maksas un nav atkarīgs no valūtas kursa, enerģijas cenām.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video demonstrēs saules baterijas konstruēšanas procesu ar savām rokām:

Vizuāls atbalsts gaisa sildīšanas sistēmas uzbūvei:

DIY ražošanas tehnoloģija plakanas saules enerģijas instalēšanai:

Saules enerģijas instalācijas vai apkures sistēmas ir sevi pierādījušas visā pasaulē. Tie ļauj jums iegūt siltumu bez maksas, samazinot komunālo pakalpojumu rēķinu apmaksu par apkuri no 30%.

Jūsu apkures sistēmā ir iespējams pilnībā aizstāt enerģiju ar saules enerģiju. Vēl viena būtiska priekšrocība ir tā, ka jūs varat montēt saules instalāciju ar savām rokām.

Vai jums ir praktiskas iemaņas saules apkures sistēmu montāžā vai darbībā? Dalieties savās zināšanās, uzdodiet jautājumus par tēmu un piedalieties diskusijās. Komentāra forma atrodas zemāk.