Zonne-verwarmingssystemen: analyse van verwarmingstechnologie op basis van zonnesystemen

De kwestie van het vinden van alternatieve warmtebronnen wordt steeds relevanter. Dit wordt mogelijk gemaakt door stijgende prijzen voor gas, kolen, olie. Een veelbelovend gebied zijn zonnewarmtesystemen die jarenlang een ruimte effectief kunnen verwarmen.

Nadenken over het inrichten van een zonnestelsel, maar zijn er twijfels en vragen? We helpen u erachter te komen wanneer het raadzaam is om de energie van de zon te gebruiken voor verwarming, en de mogelijke opties voor het organiseren van verwarming te beschrijven. Daarnaast bieden we instructies voor de fabricage van zelfgemaakte zonnesystemen - vlakke en buisvormige collectoren.

Zonne-energie - een alternatieve warmtebron

Het idee om zonne-energie te gebruiken voor verwarming is niet nieuw. Bovendien is de geschiktheid van het gebruik ervan bewezen door de Amerikanen, Chinezen, Spanjaarden, Israëli's en Japanners.

De markt staat vol met aanbiedingen van verschillende installaties voor de conversie van zonne-energie en het verdere gebruik ervan voor huishoudelijke behoeften.

Heliosystemen worden in veel landen van de wereld actief gebruikt als de belangrijkste warmtebron. Op onze breedtegraden wordt het nog steeds gebruikt als aanvulling op het verwarmingssysteem.

De kosten van systemen zijn afhankelijk van het type, de oppervlakte en het materiaal dat bij de fabricage wordt gebruikt. Van jaar tot jaar is er een gestage neerwaartse trend in de prijzen voor alle soorten zonne-installaties - zonnesystemen.

Dit maakt ze toegankelijker voor het grote publiek. Dat is gewoon niet iedereen is bereid om zo'n aankoop te doen.

Maar indien gewenst kunt u met uw eigen handen een effectief zonneverwarmingssysteem bouwen, waardoor u aanzienlijk minder geld uitgeeft.

Een vertrouwd verwarmingssysteem dat jarenlang perfect zijn werk doet, wordt steeds duurder. De reden hiervoor is de wereldwijde prijsstijging van energiebronnen over de hele wereld. De natuurlijke wens van de eigenaar is om te besparen op verwarming, wat een aanzienlijk deel van het gezinsbudget opeet.

Het zonneverwarmingssysteem kan dus de gebruikelijke vaste brandstof, gas of een andere volledig vervangen. Het hangt allemaal af van het type en de grootte van de kamer waarin het zal worden gebruikt.

Een optie die geschikt is voor een graanschuur is niet geschikt voor een woongebouw, en een systeem dat voldoet aan de behoeften van een zomerhuis kan de verwarming van een herenhuis met 2 verdiepingen niet aan.

Volledige vervanging van traditionele zonneverwarming is soms problematisch. De eigenaar vreest dat het systeem het misschien niet aankan of dat er onvoldoende fysieke ruimte is om het vereiste aantal panelen te installeren.

Daarom gebruiken ze vaak een gecombineerd verwarmingssysteem, waarbij ze de geïnstalleerde gas (elektrische of andere) apparatuur niet volledig opgeven. Het vervangingsniveau van conventionele zonneverwarming kan 90% bedragen.

Ook is het jaarlijkse aantal zonnige dagen van het gebied waarin de woning zich bevindt van belang. Bovendien is de gemiddelde dagtemperatuur niet zo belangrijk. Veel installaties absorberen effectief licht in ijzige winterdagen (zonnecollectoren die antivries als koelmiddel gebruiken).

Naast verwarming kan een zonne-installatie woningen voorzien van warm water en elektriciteit.

Waar zonne-installatie het meest effectief is

Bij het vervangen van verwarming door een zonne-installatie moet rekening worden gehouden met een aantal factoren die de effectiviteit beïnvloeden.

Ten eerste, je moet het goede kiezen type zonnestelsel. In dit geval moet rekening worden gehouden met de oppervlakte van de kamer en het doel ervan. Meestal is dit een privéwoning waarin een gezin van 4-5 personen woont.

Ten tweede, bereken zorgvuldig de warmtevraag op basis van het maximale verbruik in het koude seizoen. Vergelijk deze cijfers met de hoeveelheid opgewekte energie van 1 vierkante kilometer. m van zonne-installatie. Het blijft de berekening van het oppervlak van de zonnestructuur dat de verwarming van een bepaalde kamer aankan.

De resulterende waarde is de belangrijkste factor bij het bepalen van de locatie van het systeem. Meestal gebruiken huiseigenaren liever het dak of de muur van het huis. Gebruik zelden het huis of het dak van de garage. Soms bouwen ze speciale stands voor installatie.

De constructie van speciale stands voor de installatie van zonnestelsels maakt het mogelijk deze zo gemakkelijk mogelijk in de aangrenzende ruimte te plaatsen.

Het is belangrijk dat niets de vrije penetratie van zonlicht op een lichtabsorberend oppervlak belemmert. U moet een muur op het zuiden, zuidoosten of zuidwesten kiezen of een deel van het dak.

Na te hebben besloten waar de zonnepanelen worden geplaatst, wordt een voorbereidende voorbereiding van de woning uitgevoerd:

• Maak ruimte vrij. Snijd extra plantages af als ze interfereren.
• Versterk het dak. Hier mag je niet vergeten hoeveel gewicht het voorgestelde ontwerp zal hebben.
• Isoleer bovendien het gebouw. De straat verwarmen heeft immers geen zin.

Ten derdeis het noodzakelijk om de vraag op te lossen: om zelf een verwarmingssysteem te kopen of te bouwen.Het hangt allemaal af van financiële mogelijkheden en de wens om tijd te besteden aan de fabricage van de constructie.

Als u voor de tweede optie hebt gekozen, moet u het werkingsprincipe van het gewenste systeem begrijpen om alles goed te kunnen monteren.

Mogelijke opties voor zonneverwarming

De opties voor het bouwen van een zonneverwarmingssysteem zijn volledig afhankelijk van de wensen van de eigenaar van het huishouden:

• Het gebruik van fabrieksproducten. Aankoop van kant-en-klare verzamelaars met zelfinstallatie en installatie.
• De bouw van een proefproject. Het is nodig om het effect te verifiëren van het gebruik van het systeem voor de verdere productie van nauwkeurige berekeningen.
• Zelf voltooien van een volledige werkcyclus. Berekening, ontwerp, constructie "vanaf nul" van het zonnestelsel, de installatie ervan.

Optienummer 1. Het impliceert het kiezen van de juiste locatie voor zonne-installaties, omdat de effectiviteit van hun gebruik hiervan afhangt. Installatie vereist ook speciale vaardigheden.

Het is niet nodig om het aantal panelen te berekenen - het is voldoende om al uw wensen kenbaar te maken aan de leverancier van de apparatuur. Toch zal het nodig zijn om de verhelderende vragen van managers te beantwoorden - alles, de selectie van het optimale aantal panelen (verzamelaars) zal zonder problemen plaatsvinden.

Om een ​​zonne-installatie met uw eigen handen op het dak te installeren, moet u de steun van ten minste één assistent inroepen. Men kan zo'n werk niet aan

Optienummer 2 - bouw van een proefproject. Het is de beste oplossing voor twijfelaars. De definitieve beslissing om het verwarmingssysteem te vervangen is immers moeilijk meteen te maken. Een kleine zonnecollector (lucht of water) bouwen en deze 'in actie' testen, zal een lonende ervaring zijn.

Nadat we de werkelijke productiekosten hebben beoordeeld, ze hebben vergeleken met de marktwaarde van vergelijkbare systemen en de besparingen door gebruik op de boerderij hebben berekend, zal het gemakkelijk zijn om een ​​verantwoorde beslissing te nemen.

Optienummer 3 - de keuze van echte meesters.

Voor volledige verwarming van de faciliteit moet u enorm veel werk verrichten:

• Bereken het benodigde oppervlak van het zonnestelsel.
• Bepaal de plaats van toekomstige installatie, versterk deze.
• Isoleer bovendien het huis.
• Koop alle elementen voor de constructie van het systeem.
• Bouwen zonne-batterij.
• Installeer het geconstrueerde systeem, waarbij u zich richt op de basiseisen: de hellingshoek ten opzichte van de inval van zonlicht.

Het uitvoeren van een volledige werkcyclus op het systeem kan geen gemakkelijke taak worden genoemd, maar het proces is buitengewoon spannend. Bovendien bespaart het een behoorlijk aanzienlijk bedrag.

Als u het type verwarming op zonne-energie kiest, moet u beslissen of het ook zal worden gebruikt voor het verwarmen van water en het opwekken van elektriciteit (klik om te vergroten)

Soorten installaties voor het omzetten van zonne-energie

Afhankelijk van het werkingsprincipe worden twee soorten apparaten onderscheiden die zonlicht absorberen:

• Batterijen op foto-elektrische converters. Vertegenwoordigen systemen van in serie geschakelde of parallel verbonden halfgeleiderelementen. Ze leveren stroom om huishoudelijke kachels van stroom te voorzien.
• Zonnecollectoren. Panelen met een systeem van buizen gevuld met koelmiddel: lucht, niet-bevriezend mengsel of water. Ze leveren door zonne-energie verwarmd koelmiddel aan het verwarmingscircuit.

We beschouwen elke optie afzonderlijk.

Zonnepanelen

Zonnebatterij zet geabsorbeerd licht om in elektriciteit. Het bestaat uit zonnecellen (meestal silicium) die in staat zijn om direct elektrische stroom uit zonnestraling te halen.

Een dergelijke installatie kan worden gebruikt om de werking van elektrische verwarmingsapparatuur te waarborgen. Het moet worden aangesloten op het voedingssysteem van de woning.

Het conversierendement van zonnestraling van deze installatie is van 5% tot 20%, afhankelijk van het type zonneverwerkingsapparaat. Productiviteit 1 m² zonnebatterij - 120 watt.

Het rest nog te berekenen hoeveel vierkanten van het oppervlak nodig zijn om aan de behoeften van een bepaald huishouden te voldoen, op basis van de grootte van het huis, individuele warmtebehoefte en het isolatieniveau van constructies.

Het is het handigst om zonnepanelen op het dak van het huis te hebben en hiervoor de zuidelijke helling te kiezen

Voor verwarming worden zonnepanelen het meest efficiënt gebruikt in de zuidelijke regio's. Hun grootste nadeel is een verminderde efficiëntie bij schemering en bewolkt weer, een volledig gebrek aan prestaties 's nachts.

Om met uw eigen handen een zonnebatterij te maken, moet u eerst het frame monteren, de zonnecellen solderen, vervolgens alles zorgvuldig plaatsen en een afdichtmiddel gebruiken.

Voor de vervaardiging van het frame gebruikte houten latten, aluminium hoeken. Het hangt allemaal af van de grootte van de montage en de plaats van installatie. Zonnecellen - siliciumwafels - het meest vervangbare onderdeel van het ontwerp. Ze zijn monokristallijn en polykristallijn. De eerste zijn wat duurder, maar hun productiviteit is 5% hoger.

Zelf maken is onmogelijk. Foto-elektrische omvormers kunnen het beste worden gekocht met gesoldeerde geleiders.

Ze moeten op de basis van vezelplaat worden geplaatst, vervolgens in het frame worden bevestigd, de draden van de elementen naar buiten brengen en alle gaten vullen met afdichtmiddel. Laat de structuur goed drogen en dek af met een glazen of doorzichtige plastic deksel.

Installatieschema's en methoden voor het aansluiten van zonnepanelen worden beschreven in dit artikel.

Zonnecollectoren

Een fundamenteel andere manier om geabsorbeerd licht van collectoren om te zetten. De kern van hun werk is het koelmiddel dat door de leidingen stroomt.

Afhankelijk van het ontwerp zijn er drie hoofdtypen collectoren die het meest worden gebruikt voor de constructie van een zonneverwarmingssysteem:

• Plat. Koellichaam - hun absorber is gemaakt van plaatstaal met een zwart gemaakt buitenoppervlak. Bij verwarming brengt het energie over naar het koelmiddel van het verwarmingssysteem.
• Vacuüm Collector vacuüm type systeem gemaakt volgens het schema van thermosflessen, waardoor de warmte van de zon bijna twee keer zo goed is.
• Hubs Het apparaat is uitgerust met een concaaf spiegelgedeelte met een groot oppervlak, dat zonlicht op een klein deel van de absorber richt.

De meest voorkomende zonnestelsels in het dagelijks leven zijn uitgerust met een buissysteem in de vorm van parallel geschakelde elementen of een spoel. De buizen zijn gevuld met industrieel water of met een mengsel van water met een niet-bevriezende vloeistof of lucht.

Door de belangrijkste onderdelen van de zonne-installatie te visualiseren, is het gemakkelijker om te beslissen waar deze of die componenten het beste kunnen worden geplaatst (+)

Als extra warmtebron kan een luchtinstallatie worden gebruikt. Het kan het woningbezit niet volledig van warmte voorzien, ongeacht de regio van de locatie. Het belangrijkste kenmerk van dit type zonnestelsel is lucht, die als koelmiddel werkt.

Buissystemen worden het hele jaar door actief gebruikt voor verwarming. Het antivries- of antivriesmengsel wordt verwarmd onder zonlicht, gaat dan door de interne warmteoverdrachtsbuizen en wordt vervolgens naar de opslagtank gestuurd.

De beweging van de vloeistof wordt gestimuleerd door de pomp, waardoor deze van de tank naar het verwarmingssysteem beweegt. Het verwarmde koelmiddel verplaatst het gekoelde deel van de vloeistof, dat weer terugkeert naar de collector en opwarmt.

Het principe van de werking van een plat zonnestelsel is gebaseerd op het binnendringen van zonlicht in het paneel waar de warmte-absorber zich bevindt. Het warmt op en straalt warmte uit, die wordt overgebracht naar de vloeistof die door de metalen buizen circuleert (meestal koper).

Wat kun je zelf bouwen?

U kunt met uw eigen handen een zonneverwarmingssysteem bouwen met behulp van een luchtcollector. Het wordt het best op de zuidmuur van het gebouw geplaatst.

Hoe groter de oppervlakte van de verwarmde kamer, hoe groter de ruimte die de verzamelaar zal innemen - mogelijk de hele muur van het huis. Ook kan dit zonnestelsel op zolder worden gebouwd.

Wanneer u van plan bent een luchtverwarmingssysteem op zolder te installeren, moet u ervoor zorgen dat het gewicht van de installatie wordt ondersteund (+)

Zonnecollector die de luchtmassa verwarmt - vervult zijn verwarmingsfuncties door luchtstromen die in het systeem passeren. De koelvloeistof circuleert door het circuit en koelt weer het systeem binnen. Luchtstroom kan natuurlijk of met een ventilator plaatsvinden.

Wat betreft de materialen voor de fabricage van het luchtverdeelstuk, hier kunt u verschillende geïmproviseerde gereedschappen gebruiken. Er is geen enkele regel.

Ambachtslieden in huis verbeteren dit type zonnestelsel, thuis geassembleerd. Iemand probeert een goedkopere optie te krijgen, terwijl hij de efficiëntie opoffert, terwijl anderen - integendeel.

Na de belangrijkste elementen van het luchtverdeelstuk te hebben behandeld, is het gemakkelijker om te beslissen over de plaats van installatie - dak of muur (+)

Overweeg de belangrijkste methoden.

Kenmerken van het installeren van een buisvormig zonnestelsel

Het buisvormige zonnesysteem voor verwarming kan in verschillende regio's worden gebruikt. Het is niet afhankelijk van de buitentemperatuur. Het belangrijkste is dat de installatie de maximale hoeveelheid zonlicht ontvangt.

Als koelmiddel gebruikt antivries bevriest niet bij lage temperaturen. Op heldere winterdagen is er meer zonlicht dan in de zomer.

De buisvormige zonnecollector bestaat uit een systeem van onderling verbonden transparante vacuümbuizen. Ze bevatten een stof met een laag kookpunt. Koken verdampt, brengt zijn warmte over naar de koperen punt en stroomt naar beneden, waar alles zich herhaalt.

Vacuümbuizen van vuurvast glas worden van binnen gevuld met een stof die bij lage temperatuur kan koken (+)

Vacuümbuizen absorberen tot 90% van alle zonnestraling (zichtbaar en infrarood). Zonne-energie, omgezet in warmte, wordt aan het koelmiddel geleverd.Deze energie wordt door het systeem verder overgedragen - naar de warmtewisselaar in een speciale opslagtank.

De beweging van koelmiddel en water door de verwarmingssystemen komt door de pompen. Het is belangrijk dat de tank een goede thermische isolatie heeft. In de regel zijn er twee warmtewisselaars: één is aangesloten op een extra verwarming, de tweede op collectoren.

In woningen met dit type zonne-installatie is het voordelig om ook een systeem van vloerverwarming aan te sluiten. Hierdoor kunt u het gebouw efficiënter verwarmen.

Wat betreft de installatie van buiscollectoren, deze kan op zichzelf worden geïnstalleerd. Het enige waar u rekening mee moet houden, is de werkhoek - deze moet minimaal 20 ° zijn.

Op het dak wordt een buisvormige zonnecollector geplaatst die de meest zonnige richting kiest. Het is belangrijk dat er in de buurt geen hoogbouw is die de vrije doorgang van zonlicht belemmert.

Het zal niet werken om met uw eigen handen een vacuüminstallatie te bouwen - het is onmogelijk om thuis vacuümbuizen te maken. Dit wordt gedaan door fabrieken die gespecialiseerd zijn in de productie van vacuümzonnesystemen.

Vlakke zonne-installatie

Voor verwarming wordt vaak een vlakke zonnecollector gebruikt.

Voor de constructie heb je nodig:

• metalen frame;
• sterke bodem;
• thermische isolatielaag;
• zwarte absorberende laag (adsorber);
• transparante hoes - plastic, glas;
• vloeistofbuizen (koper, aluminium).

Het ontwerp moet zijn uitgerust met inlaat- en uitlaatmondstukken en een pomp voor een efficiënte vloeistofcirculatie.

U kunt met uw eigen handen een vlakke zonne-installatie samenstellen. Gebruik hiervoor vaak geïmproviseerde middelen, waarbij materialen goedkoper worden gekozen als analoog (+)

U kunt een vlakke opvangbak onder elke hoek installeren, een voorwaarde is dat u sneeuw- en stofvrij bent. Het is vooral geschikt voor warme klimaten.

In het koude seizoen worden een laag rendement en een hoog warmteverlies waargenomen. Wat twijfel doet rijzen over het gebruik van dit zonnestelsel alleen voor een goede verwarming. Het zal optimaal gebruik maken van een vlakke zonne-installatie samen met een verwarming op gas, elektrische of vaste brandstof.

We bieden u artikelen aan over de zelfgemaakte montage van zonneverwarmingssystemen:

1. Een zonnecollector maken voor doe-het-zelfverwarming - stapsgewijze handleiding
2. Hoe u een zonnebatterij met uw eigen handen kunt maken: methoden voor montage en installatie van een zonnepaneel

Nogmaals over doelmatigheid

Het is gunstig om zonne-energie te gebruiken in plaats van de gebruikelijke energie voor verwarming. Afhankelijk van het geselecteerde type zonnestelsel kunnen de besparingen op het verbruik van betaalde warmte oplopen tot 100%.

Een optie voor een volledige vervanging van het verwarmingssysteem is het gebruik van spruitstukken met vacuümbuizen. Dit is in de beginfase een vrij duur project. In de toekomst kan hij volledige energieonafhankelijkheid garanderen, nadat hij zichzelf in 6-8 jaar heeft terugbetaald.

De vindingrijkheid van huismeesters kent geen grenzen - een gewone slang kan worden aangepast als een labyrint voor de circulatie van vloeistof in de collector

Zonne-levensduur tot 25 jaar. Ze hebben weinig onderhoud nodig - periodieke reiniging van oppervlakken van sneeuw, stof, vuil. Wat betreft de reparatie, het kan alleen worden gedaan. Een belangrijk nadeel is dat vlakke collectoren en zonnepanelen “bang” zijn voor orkanen.

Dergelijke verwarming is veilig voor bewoners van het huis en de omgeving. Het is helemaal gratis en is niet afhankelijk van de wisselkoers, energieprijzen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video toont het proces van het zelf bouwen van een zonnebatterij:

Visueel hulpmiddel bij de bouw van een luchtverwarmingssysteem:

DIY-productietechnologie van een platte zonne-installatie:

Zonne-installaties of zonnewarmtesystemen hebben zich over de hele wereld bewezen. Hiermee kunt u gratis warmte krijgen, waardoor de kosten voor het betalen van energierekeningen voor verwarming worden verlaagd van 30%.

Het is mogelijk om energie volledig te vervangen door zonne-energie in uw verwarmingssysteem. Een ander belangrijk voordeel is dat u zelf een zonne-installatie kunt monteren.

Heb je praktische vaardigheden in het monteren of bedienen van zonneverwarmingssystemen? Deel uw kennis, stel vragen over het onderwerp en neem deel aan discussies. Het reactieformulier vindt u hieronder.