Solarne systemy grzewcze: analiza technologii grzewczej opartej na systemach słonecznych

Kwestia znalezienia alternatywnych źródeł ciepła staje się coraz bardziej aktualna. Ułatwia to wzrost cen gazu, węgla i ropy. Bardzo obiecującym obszarem są słoneczne systemy grzewcze, które mogą skutecznie ogrzewać pomieszczenie przez wiele lat.

Zastanawiasz się nad układem słonecznym, ale czy masz wątpliwości i pytania? Pomożemy Ci dowiedzieć się, kiedy wskazane jest wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania, i opiszemy możliwe opcje organizacji ogrzewania. Ponadto zaoferujemy instrukcje dotyczące produkcji domowych systemów słonecznych - kolektorów płaskich i rurowych.

Energia słoneczna - alternatywne źródło ciepła

Pomysł wykorzystania energii słonecznej do ogrzewania nie jest nowy. Ponadto zasadność jego użycia została udowodniona przez Amerykanów, Chińczyków, Hiszpanów, Izraelczyków i Japończyków.

Rynek jest pełen ofert różnych instalacji do konwersji energii słonecznej i jej dalszego wykorzystania na potrzeby gospodarstw domowych.

Heliosystemy są aktywnie wykorzystywane jako główne źródło ciepła w wielu krajach świata. W naszych szerokościach geograficznych jest nadal używany jako dodatek do systemu grzewczego.

Koszt systemów zależy od ich rodzaju, powierzchni, materiału użytego do produkcji. Z roku na rok obserwuje się stały trend spadkowy cen wszystkich rodzajów instalacji słonecznych - systemów solarnych.

Dzięki temu są bardziej dostępne dla ogółu społeczeństwa. Po prostu nie wszyscy są gotowi na taki zakup.

Ale w razie potrzeby możesz zbudować skuteczny system ogrzewania słonecznego własnymi rękami, wydając znacznie mniej pieniędzy.

Znany system grzewczy, który doskonale spełnia swoje funkcje przez wiele lat, staje się coraz droższy. Powodem tego jest globalny wzrost cen surowców energetycznych na całym świecie. Naturalnym pragnieniem właściciela jest oszczędzanie na ogrzewaniu, które pochłania znaczną część budżetu rodzinnego.

System ogrzewania słonecznego może w pełni zastąpić zwykłe paliwo stałe, gaz lub inne. Wszystko zależy od rodzaju i wielkości pomieszczenia, w którym będzie używane.

Opcja odpowiednia do spichlerza nie jest odpowiednia dla budynku mieszkalnego, a system, który spełnia potrzeby domu letniego, nie radzi sobie z ogrzewaniem dwupiętrowej rezydencji.

Całkowita wymiana tradycyjnego ogrzewania słonecznego bywa problematyczna. Właściciel obawia się, że system może nie być w stanie sobie poradzić lub nie ma wystarczającej ilości miejsca do zainstalowania wymaganej liczby paneli.

Dlatego często używają połączonego systemu grzewczego, nie rezygnując całkowicie z zainstalowanego sprzętu gazowego (elektrycznego lub innego). Poziom zastąpienia konwencjonalnego ogrzewania słonecznego może osiągnąć 90%.

Ważna jest również roczna liczba słonecznych dni w okolicy, w której znajduje się dom. Co więcej, średnia dzienna temperatura nie jest tak ważna. Wiele instalacji skutecznie pochłania światło w mroźne zimowe dni (kolektory słoneczne wykorzystujące płyn niezamarzający jako czynnik chłodzący).

Oprócz ogrzewania instalacja słoneczna może zapewnić mieszkańcom ciepłą wodę i energię elektryczną.

Gdzie instalacja słoneczna będzie najbardziej skuteczna

W kwestii zastąpienia ogrzewania instalacją solarną należy wziąć pod uwagę szereg czynników wpływających na jego skuteczność.

Po pierwszemusisz wybrać odpowiedni rodzaj układu słonecznego. W tej kwestii należy wziąć pod uwagę powierzchnię pokoju i jego cel. Najczęściej jest to prywatny dom, w którym mieszka rodzina 4-5 osób.

Po drugie, dokładnie obliczyć zapotrzebowanie na ciepło na podstawie maksymalnego zużycia w zimnych porach roku. Porównaj te liczby z ilością wytworzonej energii 1 km kw. m instalacji solarnej. Pozostaje obliczyć powierzchnię struktury słonecznej, która może poradzić sobie z ogrzewaniem określonego pomieszczenia.

Wynikowa wartość będzie głównym czynnikiem determinującym lokalizację systemu. Zazwyczaj właściciele domów wolą korzystać z dachu lub ściany domu. Rzadko korzystaj z powierzchni domu lub dachu garażu. Czasami budują specjalne stojaki do instalacji.

Konstrukcja specjalnych stojaków do instalacji systemów słonecznych umożliwia umieszczenie ich tak wygodnie, jak to możliwe na sąsiednim terytorium

Ważne jest, aby nic nie przeszkadzało w swobodnym przenikaniu światła słonecznego na powierzchnię pochłaniającą światło. Musisz wybrać południową, południowo-wschodnią lub południowo-zachodnią ścianę lub część dachu.

Po podjęciu decyzji, gdzie zostaną umieszczone panele słoneczne, zostanie przeprowadzone wstępne przygotowanie mieszkania:

• Zwolnij miejsce. Zmniejsz dodatkowe plantacje, jeśli przeszkadzają.
• Wzmocnij dach. Tutaj nie możesz zapomnieć o tym, ile waży proponowany projekt.
• Dodatkowo zaizoluj budynek. W końcu nie ma sensu ogrzewać ulicy.

Po trzecie, konieczne jest rozwiązanie pytania: samodzielnie kupić lub zbudować system grzewczy.Wszystko zależy od możliwości finansowych i chęci spędzenia czasu na produkcji konstrukcji.

Po wybraniu drugiej opcji musisz zrozumieć zasadę działania pożądanego systemu, aby poprawnie złożyć wszystko.

Możliwe opcje ogrzewania słonecznego

Opcje budowy słonecznego systemu grzewczego są całkowicie zależne od życzeń właściciela gospodarstwa domowego:

• Zastosowanie produktów fabrycznych. Zakup gotowych kolektorów z samodzielną instalacją i instalacją.
• Budowa projektu pilotażowego. Konieczna jest weryfikacja efektu wykorzystania systemu do dalszej produkcji dokładnych obliczeń.
• Samodzielne wykonanie pełnego cyklu pracy. Obliczanie, projektowanie, budowa „od zera” układu słonecznego, jego instalacja.

Opcja numer 1. Oznacza to wybór właściwej lokalizacji dla instalacji solarnych, ponieważ skuteczność ich wykorzystania będzie zależeć od tego. Instalacja będzie również wymagać specjalnych umiejętności.

Obliczanie liczby paneli nie będzie konieczne - wystarczy przekazać swoje życzenia dostawcy sprzętu. Nadal konieczne będzie udzielenie odpowiedzi na wyjaśniające pytania menedżerów - wszystko, wybór optymalnej liczby paneli (kolektorów) nastąpi bez żadnych trudności.

Aby zainstalować instalację słoneczną własnymi rękami na dachu, musisz pozyskać wsparcie co najmniej jednego asystenta. Z taką pracą nie można sobie poradzić

Opcja nr 2 - budowa projektu pilotażowego. Będzie to najlepsze rozwiązanie dla wątpiących. Ostatecznie ostateczna decyzja o wymianie systemu grzewczego jest trudna do podjęcia od razu. Zbudowanie małego kolektora słonecznego (powietrza lub wody) i przetestowanie go „w akcji” będzie satysfakcjonującym doświadczeniem.

Po oszacowaniu rzeczywistych kosztów produkcji, porównaniu ich z wartością rynkową podobnych systemów i obliczeniu oszczędności z użytkowania w gospodarstwie, łatwo będzie podjąć odpowiedzialną decyzję.

Opcja numer 3 - wybór prawdziwych mistrzów.

Aby całkowicie ogrzać obiekt, będziesz musiał wykonać ogromną pracę:

• Oblicz wymaganą powierzchnię układu słonecznego.
• Określ miejsce przyszłej instalacji, wzmocnij ją.
• Dodatkowo zaizoluj dom.
• Kup wszystkie elementy do budowy systemu.
• Budować bateria słoneczna.
• Zainstaluj skonstruowany system, koncentrując się na podstawowych wymaganiach - kącie nachylenia w stosunku do padania promieni słonecznych.

Wykonanie pełnego cyklu pracy w systemie nie może być nazwane łatwym zadaniem, ale proces jest niezwykle ekscytujący. Ponadto pozwala zaoszczędzić całkiem pokaźną kwotę.

Wybierając rodzaj ogrzewania za pomocą energii słonecznej, powinieneś zdecydować, czy będzie on dodatkowo wykorzystywany do podgrzewania wody i wytwarzania energii elektrycznej (kliknij, aby powiększyć)

Rodzaje instalacji do przetwarzania energii słonecznej

W zależności od zasady działania wyróżnia się dwa rodzaje urządzeń pochłaniających światło słoneczne:

• Baterie w przetwornikach fotoelektrycznych. Reprezentujące układy elementów półprzewodnikowych połączonych szeregowo lub równolegle. Dostarczają prąd do zasilania grzejników domowych.
• Kolektory słoneczne. Panele z systemem rurek wypełnionych płynem chłodzącym: powietrzem, mieszanką niezamarzającą lub wodą. Dostarczają chłodzony energią słoneczną czynnik chłodzący do obwodu grzewczego.

Każdą opcję rozważamy osobno.

Panele słoneczne

Bateria słoneczna przekształca pochłonięte światło w energię elektryczną. Składa się z ogniw słonecznych (najczęściej krzemu), zdolnych do natychmiastowego pozyskiwania prądu elektrycznego z promieniowania słonecznego.

Taka instalacja może być zastosowana w celu zapewnienia działania elektrycznych urządzeń grzewczych. Musi być podłączony do systemu zasilania w domu.

Efektywność konwersji promieniowania słonecznego z tej instalacji wynosi od 5% do 20%, w zależności od rodzaju urządzenia do przetwarzania energii słonecznej. Wydajność 1 m² bateria słoneczna - 120 watów.

Pozostaje obliczyć, ile kwadratów powierzchni będzie potrzebnych do zaspokojenia potrzeb konkretnego gospodarstwa domowego, na podstawie wielkości domu, indywidualnych wymagań cieplnych i poziomu izolacji konstrukcji.

Najwygodniej jest mieć panele słoneczne na dachu domu, wybierając do tego południowy stok

Do ogrzewania panele słoneczne są najskuteczniej stosowane w regionach południowych. Ich główną wadą jest spadek wydajności o zmierzchu i pochmurnej pogodzie, całkowity brak wydajności w nocy.

Aby zrobić baterię słoneczną własnymi rękami, musisz najpierw zmontować ramę, lutować ogniwa słoneczne, a następnie ostrożnie umieścić wszystko i użyć szczeliwa.

Do produkcji ramy zastosowano drewniane łaty, aluminiowe narożniki. Wszystko zależy od wielkości zestawu i miejsca jego instalacji. Ogniwa słoneczne - płytki krzemowe - najbardziej zużywalna część projektu. Są monokrystaliczne i polikrystaliczne. Te pierwsze są nieco droższe, ale ich wydajność jest o 5% wyższa.

Wykonanie ich samemu jest niemożliwe. Konwertery fotoelektryczne najlepiej kupować z lutowanymi przewodnikami.

Muszą być umieszczone na podstawie płyty pilśniowej, a następnie przymocowane do ramy, wyciągnąć druty z elementów i wypełnić wszystkie otwory szczeliwem. Pozwól strukturze dobrze wyschnąć i przykryj szklaną lub przezroczystą plastikową pokrywką.

Schematy instalacyjne i metody podłączania paneli słonecznych opisano w ten artykuł.

Kolektory słoneczne

Zasadniczo inny sposób przekształcania pochłoniętego światła z kolektorów. W centrum ich pracy jest płyn chłodzący przechodzący przez rury.

W zależności od projektu istnieją trzy główne typy kolektorów, które są najczęściej używane do budowy systemu ogrzewania słonecznego:

• Mieszkanie Radiator - ich pochłaniacz wykonany jest z blachy o poczernionej powierzchni zewnętrznej. Po podgrzaniu przekazuje energię do chłodziwa systemu grzewczego.
• Odkurzanie Kolekcjoner system typu próżniowego wykonane zgodnie ze schematem termosów, dzięki czemu ciepło odbierane od słońca jest prawie dwukrotnie lepsze.
• Piasty Urządzenie jest wyposażone we wklęsłą część lustrzaną o dużej powierzchni, skupiającą światło słoneczne na niewielkiej powierzchni absorbera.

Najczęstsze układy słoneczne w życiu codziennym są wyposażone w układ rurowy wykonany w postaci równolegle połączonych elementów lub cewki. Rurki są wypełnione wodą przemysłową lub mieszaniną wody z niezamarzającym płynem lub powietrzem.

Wizualizując główne części instalacji solarnej, łatwiej jest zdecydować, gdzie najlepiej rozmieścić te lub te elementy (+)

Instalacja powietrzna może być wykorzystana jako dodatkowe źródło ogrzewania. Nie jest w stanie w pełni zapewnić własności cieplnej domu, niezależnie od regionu jego lokalizacji. Główną cechą tego typu układu słonecznego jest powietrze, które działa jak chłodziwo.

Systemy rurowe są dość aktywnie wykorzystywane do ogrzewania przez cały rok. Środek przeciw zamarzaniu lub mieszanina środka przeciw zamarzaniu jest podgrzewana w świetle słonecznym, a następnie przechodzi przez wewnętrzne rurki do wymiany ciepła, a następnie przesyłana do zbiornika.

Ruch płynu jest stymulowany przez pompę, dzięki czemu przemieszcza się ze zbiornika do systemu grzewczego. Podgrzany płyn chłodzący wypiera ochłodzoną część cieczy, która ponownie powraca do kolektora i nagrzewa się.

Zasada działania płaskiego układu słonecznego opiera się na przenikaniu światła słonecznego do panelu, w którym znajduje się pochłaniacz ciepła. Ogrzewa i emituje ciepło, które jest przekazywane do płynu krążącego przez metalowe rurki (najczęściej miedź).

Co możesz zbudować na własną rękę?

Możesz zbudować system ogrzewania słonecznego za pomocą kolektora powietrznego własnymi rękami. Najlepiej umieścić go na południowej ścianie budynku.

Im większa powierzchnia ogrzewanego pomieszczenia, tym większa powierzchnia zajmie kolektor - być może cała ściana domu. Ten układ słoneczny można również zabudować na poddaszu.

Planując instalację systemu ogrzewania powietrznego na poddaszu, należy zachować ostrożność, aby utrzymać ciężar instalacji (+)

Kolektor słoneczny ogrzewający masę powietrza - pełni swoje funkcje ogrzewania dzięki przepływowi powietrza przepływającego wewnątrz układu. Płyn chłodzący krąży w obwodzie, chłodzenie, ponownie wchodzi do układu. Przepływ powietrza może zachodzić naturalnie lub za pomocą wentylatora.

Jeśli chodzi o materiały do ​​produkcji kolektora powietrza, tutaj możesz użyć różnych improwizowanych narzędzi. Nie ma jednej reguły.

Domowi rzemieślnicy ulepszają ten typ układu słonecznego montowanego w domu. Ktoś stara się uzyskać tańszą opcję, poświęcając wydajność, podczas gdy inni - wręcz przeciwnie.

Po zajęciu się głównymi elementami kolektora powietrza łatwiej jest zdecydować o miejscu jego instalacji - dachu lub ścianie (+)

Rozważ główne metody.

Funkcje instalacji rurowego układu słonecznego

Rurowy układ słoneczny do ogrzewania może być stosowany w różnych regionach. To nie zależy od temperatury zewnętrznej. Najważniejsze jest to, że instalacja otrzymuje maksymalną ilość światła słonecznego.

Środek przeciw zamarzaniu stosowany jako płyn chłodzący nie zamarza w niskich temperaturach. W pogodne zimowe dni ilość światła słonecznego przewyższa ilość światła wpadającego latem.

Rurowy kolektor słoneczny składa się z połączonych ze sobą systemu przezroczystych lamp próżniowych. Zawierają substancję o niskiej temperaturze wrzenia. Wrząc odparowuje, przenosi ciepło na miedzianą końcówkę i spływa, gdzie wszystko się powtarza.

Rurki próżniowe ze szkła ogniotrwałego są wypełnione wewnątrz substancją, która może wrzeć w niskiej temperaturze (+)

Lampy próżniowe pochłaniają do 90% całego promieniowania słonecznego (widzialnego i podczerwonego). Energia słoneczna zamieniona w ciepło jest dostarczana do chłodziwa.Przenosi tę energię dalej przez system - do wymiennika ciepła umieszczonego w specjalnym zbiorniku.

Przepływ chłodziwa i wody przez systemy grzewcze jest spowodowany przez pompy. Ważne jest, aby zbiornik miał dobrą izolację termiczną. Z reguły istnieją dwa wymienniki ciepła: jeden jest podłączony do dodatkowej grzałki, drugi do kolektorów.

W domach z tego typu instalacją solarną korzystne jest dodatkowe podłączenie systemu ogrzewania podłogowego. Pozwala to na bardziej efektywne ogrzewanie budynku.

Jeśli chodzi o instalację kolektorów rurowych, można go zainstalować samodzielnie. Jedyną rzeczą do rozważenia jest kąt roboczy - musi on wynosić co najmniej 20 °.

Rurowy kolektor słoneczny jest umieszczony na dachu, wybierając kierunek najbardziej nasłoneczniony. Ważne jest, aby w pobliżu nie było wieżowców, które utrudniałyby swobodny przepływ światła słonecznego.

Nie będzie można zbudować instalacji próżniowej własnymi rękami - niemożliwe jest wykonanie lamp próżniowych w domu. Odbywają się to w fabrykach specjalizujących się w produkcji próżniowych systemów solarnych.

Płaska instalacja solarna

Często do ogrzewania stosuje się płaski kolektor słoneczny.

Do jego budowy potrzebujesz:

• metalowa rama;
• mocne dno;
• warstwa termoizolacyjna;
• czarna warstwa pochłaniacza (adsorber);
• przezroczysta pokrywa - plastik, szkło;
• rury z płynem (miedź, aluminium).

Konstrukcja musi być wyposażona w dysze wlotowe i wylotowe oraz pompę zapewniającą skuteczny obieg płynu.

Możesz złożyć płaską instalację słoneczną własnymi rękami. Aby to zrobić, często używaj improwizowanych środków, wybierając tańsze materiały jako analog (+)

Możesz zainstalować płaski kolektor pod dowolnym kątem, warunkiem jest oczyszczenie ze śniegu i kurzu. Jest szczególnie przydatny w ciepłym klimacie.

W zimnych porach roku obserwuje się niską wydajność i wysokie straty ciepła. Co podważa wykorzystanie samego tego układu słonecznego do właściwego ogrzewania. Optymalnie wykorzysta płaską instalację solarną wraz z ogrzewaniem gazowym, elektrycznym lub paliwem stałym.

Oferujemy przeczytanie artykułów na temat domowego montażu systemów ogrzewania słonecznego:

1. Jak zrobić kolektor słoneczny do ogrzewania DIY - przewodnik krok po kroku
2. Jak zrobić baterię słoneczną własnymi rękami: metody montażu i instalacji panelu słonecznego

Jeszcze raz o celowości

Korzystne jest wykorzystanie energii słonecznej zamiast zwykłej energii do ogrzewania. W zależności od wybranego typu układu słonecznego oszczędności na zużyciu płatnego ciepła mogą wynosić do 100%.

Opcją całkowitej wymiany układu grzewczego jest zastosowanie kolektorów z lampami próżniowymi. Jest to dość drogi projekt na początkowym etapie. W przyszłości może zagwarantować całkowitą niezależność energetyczną, płacąc za siebie w ciągu 6-8 lat.

Pomysłowość domowych mistrzów nie zna granic - zwykły wąż można zaadaptować jako labirynt do cyrkulacji płynu wewnątrz kolektora

Okres użytkowania energii słonecznej do 25 lat. Wymagają niewielkiej konserwacji - okresowe czyszczenie powierzchni ze śniegu, kurzu, zanieczyszczeń. Jeśli chodzi o naprawę, można ją przeprowadzić samodzielnie. Istotną wadą jest to, że kolektory płaskie i panele słoneczne „boją się” huraganów.

Takie ogrzewanie jest bezpieczne dla mieszkańców domu i środowiska. Jest całkowicie darmowy i nie zależy od kursu walutowego, cen energii.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Film wideo demonstruje proces budowy baterii słonecznej własnymi rękami:

Pomoc wizualna przy budowie systemu ogrzewania powietrznego:

Technologia wytwarzania płaskiej instalacji solarnej do samodzielnego montażu:

Instalacje solarne lub słoneczne systemy grzewcze sprawdziły się na całym świecie. Pozwalają one uzyskać ciepło za darmo, zmniejszając koszt płacenia rachunków za ogrzewanie z 30%.

W systemie grzewczym można całkowicie zastąpić energię energią słoneczną. Kolejną znaczącą zaletą jest to, że możesz samodzielnie zainstalować instalację słoneczną.

Czy masz praktyczne umiejętności w zakresie montażu lub obsługi systemów ogrzewania słonecznego? Podziel się swoją wiedzą, zadawaj pytania na ten temat i bierz udział w dyskusjach. Formularz komentarza znajduje się poniżej.