Solárne vykurovacie systémy: analýza vykurovacej technológie založenej na solárnych systémoch

Otázka hľadania alternatívnych zdrojov tepla je čoraz dôležitejšia. Tomu napomáha zvyšovanie cien plynu, uhlia, ropy. Veľmi sľubnou oblasťou sú solárne vykurovacie systémy, ktoré dokážu miestnosť efektívne vykurovať mnoho rokov.

Uvažujete o usporiadaní slnečnej sústavy, ale existujú pochybnosti a otázky? Pomôžeme vám prísť na to, kedy je vhodné využiť energiu slnka na vykurovanie a opísať možné možnosti organizácie vykurovania. Ďalej ponúkneme pokyny na výrobu domácich solárnych systémov - ploché a rúrkové kolektory.

Slnečná energia - alternatívny zdroj tepla

Myšlienka využívania slnečnej energie na vykurovanie nie je nová. Vhodnosť jeho použitia navyše dokázali Američania, Číňania, Španieli, Izraelčania a Japonci.

Trh je plný ponúk rôznych zariadení na premenu slnečnej energie a jej ďalšie využitie pre potreby domácnosti.

Heliosystémy sa v mnohých krajinách sveta aktívne využívajú ako hlavný zdroj tepla. V našich zemepisných šírkach sa stále používa ako doplnok k vykurovaciemu systému.

Náklady na systémy závisia od typu, oblasti, materiálu použitého pri výrobe. Z roka na rok existuje stabilný zostupný trend cien všetkých druhov solárnych zariadení - solárnych systémov.

Vďaka tomu sú prístupnejšie pre širokú verejnosť. To jednoducho nie je každý pripravený urobiť taký nákup.

Ak si to však budete želať, môžete si vytvoriť vlastné solárne vykurovacie zariadenie vlastnými rukami a minúť podstatne menej peňazí.

Známy vykurovací systém, ktorý po mnoho rokov dokonale plní svoje funkcie, sa stáva drahším. Dôvodom je globálny nárast cien energetických zdrojov na celom svete. Prirodzenou túžbou majiteľa je ušetriť na vykurovaní, ktoré má podstatnú časť rodinného rozpočtu.

Solárny vykurovací systém tak môže úplne nahradiť obvyklé tuhé palivo, plyn alebo akékoľvek iné. Všetko záleží na type a veľkosti miestnosti, v ktorej bude použitá.

Variant vhodný pre sýpku nie je vhodný pre obytnú budovu a systém, ktorý vyhovuje potrebám letného domu, sa nemôže vyrovnať s vykurovaním dvojposchodového kaštieľa.

Úplná výmena tradičného solárneho ohrevu je niekedy problematická. Majiteľ sa obáva, že systém nemusí byť schopný zvládnuť alebo nie je dostatok fyzického priestoru na inštaláciu požadovaného počtu panelov.

Preto často používajú kombinovaný vykurovací systém, ktorý sa úplne nevzdáva inštalovaného plynového (elektrického alebo iného) zariadenia. Úroveň výmeny konvenčného solárneho vykurovania môže dosiahnuť 90%.

Dôležitý je aj ročný počet slnečných dní v oblasti, v ktorej sa domov nachádza. Priemerná denná teplota navyše nie je taká dôležitá. Mnoho inštalácií efektívne absorbuje svetlo v zimných mrazivých dňoch (solárne kolektory, ktoré používajú ako chladiacu zmes nemrznúcu zmes).

Solárne zariadenie je okrem vykurovania schopné zabezpečiť bývanie teplou vodou a elektrinou.

Tam, kde bude solárna inštalácia najúčinnejšia

Pri výmene vykurovania za solárne zariadenie sa musí zohľadniť množstvo faktorov ovplyvňujúcich jeho účinnosť.

za prvé, musíte si vybrať správne druh slnečnej sústavy, V tejto súvislosti by sa mala zohľadniť oblasť miestnosti a jej účel. Najčastejšie sa jedná o súkromný dom, v ktorom žije 4 - 5 osôb.

za druhé, starostlivo vypočítajte spotrebu tepla na základe maximálnej spotreby v chladnom období. Porovnajte tieto čísla s množstvom vyrobenej energie 1 km štvorcových. m solárnej inštalácie. Zostáva vypočítať plochu solárnej štruktúry, ktorá sa dokáže vyrovnať s vykurovaním konkrétnej miestnosti.

Výsledná hodnota bude hlavným faktorom pri určovaní umiestnenia systému. Majitelia obyčajne radšej používajú strechu alebo stenu domu. Zriedkavo používajte plochu domu alebo strechu garáže. Niekedy stavajú špeciálne stojany na inštaláciu.

Konštrukcia špeciálnych stojanov na inštaláciu solárnych systémov umožňuje ich čo najpohodlnejšie umiestnenie v priľahlom priestore.

Je dôležité, aby nič nebránilo voľnému prieniku slnečného svetla na povrch absorbujúci svetlo. Musíte si vybrať južnú, juhovýchodnú alebo juhozápadnú stenu alebo časť strechy.

Po rozhodnutí o umiestnení solárnych panelov bude vykonaná predbežná príprava obydlia:

• Uvoľnite priestor. Ak rušia ďalšie výsadby, prerušte ich.
• Posilnite strechu. Tu nesmiete zabudnúť na to, akú váhu bude mať navrhovaný dizajn.
• Ďalej izolujte budovu, Koniec koncov, je zbytočné vykurovať ulicu.

tretina, je potrebné vyriešiť otázku: kúpiť alebo postaviť vykurovací systém sami.Všetko záleží na finančných možnostiach a túžbe tráviť čas výrobou konštrukcie.

Po výbere druhej možnosti musíte pochopiť princíp činnosti požadovaného systému, aby ste všetko správne zostavili.

Možné možnosti solárneho vykurovania

Možnosti výstavby solárneho vykurovacieho systému úplne závisia od prianí majiteľa domácnosti:

• Používanie výrobkov z továrne. Nákup hotových kolektorov so samostatnou inštaláciou a inštaláciou.
• Výstavba pilotného projektu. Je potrebné overiť účinok použitia systému na ďalšiu výrobu presných výpočtov.
• Samokončenie celého pracovného cyklu, Výpočet, návrh, konštrukcia "od nuly" slnečnej sústavy, jej inštalácia.

Možnosť číslo 1, Vyžaduje si to správne umiestnenie solárnych zariadení, pretože od toho bude závisieť účinnosť ich použitia. Inštalácia bude tiež vyžadovať špeciálne zručnosti.

Nie je potrebné počítať počet panelov - bude stačiť vyjadriť všetky vaše želania dodávateľovi zariadenia. Stále však bude potrebné odpovedať na objasňujúce otázky manažérov - všetko, výber optimálneho počtu panelov (zberateľov) sa uskutoční bez akýchkoľvek problémov.

Pri inštalácii solárnej inštalácie s vlastnými rukami na streche musíte získať podporu aspoň jedného asistenta. S takou prácou sa človek nemôže vyrovnať

Možnosť č. 2 - výstavba pilotného projektu. Bude to najlepším riešením pre pochybujúcich. Konečné rozhodnutie o výmene vykurovacieho systému je ťažké urobiť hneď. Vybudovať malý solárny kolektor (vzduch alebo voda) a vyskúšať ho „v akcii“, bude obohacujúcim zážitkom.

Po vyhodnotení skutočných výrobných nákladov, ich porovnaní s trhovou hodnotou podobných systémov a vypočítaní úspor z používania na farme bude ľahké urobiť zodpovedné rozhodnutie.

Možnosť číslo 3 - výber skutočných majstrov.

Na úplné vykurovanie zariadenia budete musieť vykonať obrovskú prácu:

• Vypočítajte požadovanú plochu slnečnej sústavy.
• Určite miesto budúcej inštalácie, upevnite ju.
• Ďalej izolujte domov.
• Nakúpte všetky prvky na konštrukciu systému.
• Stavať solárna batéria.
• Nainštalujte zostavený systém so zameraním na základné požiadavky - uhol sklonu vzhľadom na dopad slnečného žiarenia.

Vykonanie celého cyklu práce na systéme sa nedá nazvať ľahkou úlohou, ale tento proces je mimoriadne vzrušujúci. Okrem toho to šetrí značnú sumu.

Pri výbere typu vykurovania pomocou slnečnej energie by ste sa mali rozhodnúť, či sa bude dodatočne používať na ohrev vody a výrobu elektriny (kliknutím zväčšite)

Typy zariadení na premenu slnečnej energie

V závislosti od princípu činnosti sa rozlišujú dva typy zariadení, ktoré absorbujú slnečné svetlo:

• Batérie na fotoelektrických konvertoroch. Reprezentujúce systémy polovodičových prvkov zapojených do série alebo paralelne. Dodávajú prúd do domácich ohrievačov.
• Solárne kolektory. Panely so systémom rúrok naplnených chladivom: vzduch, nemrznúca zmes alebo voda. Dodávajú do vykurovacieho okruhu solárne ohrievané chladivo.

Každú možnosť posudzujeme osobitne.

Solárne panely

Solárna batéria premieňa absorbované svetlo na elektrinu. Skladá sa zo solárnych článkov (najčastejšie kremíka), ktoré sú schopné okamžite extrahovať jednosmerný elektrický prúd zo slnečného žiarenia.

Takáto inštalácia sa môže použiť na zabezpečenie prevádzkyschopnosti elektrického vykurovacieho zariadenia. Musí byť pripojený k napájaciemu systému domácnosti.

Účinnosť premeny slnečného žiarenia z tohto zariadenia je od 5% do 20%, v závislosti od typu zariadenia na solárne spracovanie. Produktivita 1 m² solárna batéria - 120 wattov.

Zostáva spočítať, koľko štvorcových plôch bude potrebných na uspokojenie potrieb konkrétnej domácnosti, na základe veľkosti domu, individuálnych požiadaviek na teplo a úrovne izolácie štruktúr.

Najvýhodnejšie je mať na streche domu solárne panely, ktoré si vyberajú pre tento južný svah

Na vykurovanie sa najúčinnejšie využívajú solárne panely v južných oblastiach. Ich hlavnou nevýhodou je zníženie účinnosti za súmraku a oblačného počasia, úplný nedostatok výkonu v noci.

Ak chcete vyrobiť solárnu batériu vlastnými rukami, musíte najskôr zostaviť rám, spájkovať solárne články, potom všetko starostlivo umiestniť a použiť tesniaci prostriedok.

Na výrobu rámu sa používajú drevené lišty, hliníkové rohy. Všetko záleží na veľkosti zostavy a mieste jej inštalácie. Solárne články - kremíkové doštičky - najdrahšia časť návrhu. Sú monokryštalické a polykryštalické. Prvé z nich sú o niečo drahšie, ale ich produktivita je o 5% vyššia.

Robiť ich sami je nemožné. Fotoelektrické prevodníky sa najlepšie kupujú spájkovanými vodičmi.

Musia byť umiestnené na základni drevovláknitej dosky, potom pripevnené v ráme, vytiahnite drôty z prvkov a vyplňte všetky otvory tesniacou hmotou. Nechajte štruktúru zaschnúť a prikryte ju skleneným alebo čírym plastovým vekom.

Inštalačné schémy a spôsoby pripojenia solárnych panelov sú opísané v tento článok.

Solárne kolektory

Zásadne odlišný spôsob premeny absorbovaného svetla z kolektorov. Jadrom ich práce je chladivo prechádzajúce potrubím.

V závislosti od projektu existujú tri hlavné typy kolektorov, ktoré sa najčastejšie používajú na výstavbu solárneho vykurovacieho systému:

• Plochá. Chladič - ich absorbér je vyrobený z plechu so zčerneným vonkajším povrchom. Pri zahrievaní prenáša energiu do chladiva vykurovacieho systému.
• Vákuum. rozdeľovač systém vákuového typu vyrobené podľa schémy termóz, vďaka ktorej je teplo prijímané zo slnka takmer dvakrát také dobré.
• Koncentrátory. Zariadenie je vybavené konkávnou zrkadlovou časťou s veľkou povrchovou plochou, ktorá zameriava slnečné svetlo na malú plochu absorbéra.

Najbežnejšie solárne systémy v každodennom živote sú vybavené trubicovým systémom vyrobeným vo forme paralelne spojených prvkov alebo cievkou. Rúrky sa plnia buď priemyselnou vodou alebo zmesou vody s nemrznúcou kvapalinou alebo vzduchom.

Vizualizáciou hlavných častí solárneho zariadenia je ľahšie rozhodnúť sa, kde je najlepšie usporiadať tieto alebo tieto komponenty (+)

Ako ďalší zdroj vykurovania je možné použiť vzduchové zariadenie. Vlastníctvo domácnosti nie je schopné úplne zabezpečiť teplo bez ohľadu na región, v ktorom sa nachádza. Hlavnou črtou tohto typu slnečnej sústavy je vzduch, ktorý funguje ako chladivo.

Rúrkové systémy sa pomerne aktívne používajú na vykurovanie po celý rok. Nemrznúca zmes alebo zmes nemrznúcej zmesi sa zahrieva na slnečnom svetle, potom prechádza cez vnútorné rúrky na prenos tepla a potom sa odosiela do zásobnej nádrže.

Pohyb tekutiny je stimulovaný čerpadlom, vďaka čomu sa pohybuje z nádrže do vykurovacieho systému. Zahriate chladivo vytlačí ochladenú časť kvapaliny, ktorá sa opäť vráti do kolektora a zohreje sa.

Princíp činnosti plochého solárneho systému je založený na prenikaní slnečného svetla do panelu, kde je umiestnený absorbér tepla. Zahrieva sa a vyžaruje teplo, ktoré sa prenáša na tekutinu cirkulujúcu cez kovové rúry (najčastejšie meď).

Čo môžete stavať na vlastnú päsť?

Solárny vykurovací systém môžete zostaviť pomocou vzduchového kolektora vlastnými rukami. Najlepšie je umiestniť na južnú stenu budovy.

Čím väčšia je plocha vykurovanej miestnosti, tým väčšia je plocha, ktorú bude kolektor zaberať - pravdepodobne celá stena domu. Túto solárnu sústavu je možné zabudovať aj do podkrovia.

Pri plánovaní inštalácie systému na ohrev vzduchu v podkroví je potrebné dbať na podporu hmotnosti zariadenia (+)

Slnečný kolektor zohrieva vzduchovú hmotu - vykonáva svoje funkcie ohrevu v dôsledku prúdenia vzduchu prechádzajúceho do systému. Chladivo cirkuluje okruhom a chladenie opäť vstupuje do systému. Prúd vzduchu sa môže vyskytovať prirodzene alebo s ventilátorom.

Pokiaľ ide o materiály na výrobu vzduchového potrubia, tu môžete použiť rôzne improvizované nástroje. Neexistuje žiadne jediné pravidlo.

Domáci remeselníci vylepšujú tento typ slnečnej sústavy namontovanej doma. Niekto sa snaží získať lacnejšiu alternatívu, zatiaľ čo obetuje efektívnosť, zatiaľ čo iní - naopak.

Po zvládnutí hlavných prvkov vzduchového potrubia je ľahšie sa rozhodnúť o mieste jeho inštalácie - strechy alebo steny (+)

Zvážte hlavné metódy.

Funkcie inštalácie rúrkového solárneho systému

Rúrkový solárny systém na vykurovanie sa môže používať v rôznych oblastiach. Nezávisí to od vonkajšej teploty. Hlavná vec je, že inštalácia dostáva maximálne množstvo slnečného svetla.

Nemrznúca zmes používaná ako chladiaca kvapalina pri nízkych teplotách nemrzne. Za jasných zimných dní množstvo slnečného svetla presahuje množstvo svetla vstupujúceho v lete.

Rúrkový solárny kolektor sa skladá zo systému vzájomne prepojených priehľadných vákuových trubíc. Obsahujú látku s nízkou teplotou varu. Varom sa vyparuje, prenáša teplo na medenú špičku a tečie dole, kde sa všetko opakuje znova.

Vákuové trubice vyrobené zo žiaruvzdorného skla sú vo vnútri naplnené látkou, ktorá sa môže variť pri nízkej teplote (+)

Vákuové trubice absorbujú až 90% všetkého slnečného žiarenia (viditeľného a infračerveného). Do chladiva sa privádza slnečná energia premieňaná na teplo.Túto energiu prenáša ďalej systémom - do výmenníka tepla umiestneného v špeciálnej skladovacej nádrži.

Pohyb chladiacej kvapaliny a vody cez vykurovacie systémy je spôsobený čerpadlami. Je dôležité, aby nádrž mala dobrú tepelnú izoláciu. Spravidla existujú dva výmenníky tepla: jeden je pripojený k prídavnému vykurovaciemu telu, druhý ku kolektorom.

V domácnostiach s týmto typom solárnej inštalácie je výhodné dodatočne pripojiť systém podlahového vykurovania. To vám umožní efektívnejšie vykurovať budovu.

Pokiaľ ide o inštaláciu rúrkových kolektorov, je možné ich nainštalovať samostatne. Jediné, čo treba vziať do úvahy, je pracovný uhol - musí byť najmenej 20 °.

Na strechu je umiestnený trubicový slnečný kolektor, ktorý volí najslnečnejší smer. Je dôležité, aby sa v blízkosti nenachádzali žiadne výškové budovy, ktoré bránia voľnému priechodu slnečného žiarenia.

Vybudovanie vákuovej inštalácie vlastnými rukami nebude fungovať - ​​vákuové trubice nie je možné vyrábať doma. Robia to továrne špecializujúce sa na výrobu vákuových solárnych systémov.

Plochá solárna inštalácia

Na vykurovanie sa často používa plochý solárny kolektor.

Na jeho výstavbu budete potrebovať:

• kovový rám;
• silné dno;
• tepelná izolačná vrstva;
• vrstva čierneho absorbéra (adsorbent);
• priehľadný poťah - plast, sklo;
• Tekutiny (meď, hliník).

Konštrukcia musí byť vybavená vstupnými a výstupnými dýzami a čerpadlom na efektívnu cirkuláciu tekutiny.

Ploché solárne zariadenie môžete zostaviť vlastnými rukami. Na tento účel často používajte improvizované prostriedky, pričom si ako analóg vyberáte lacnejšie materiály (+)

Plochý kolektor môžete nainštalovať v ľubovoľnom uhle, predpokladom je čistenie od snehu a prachu. Je zvlášť vhodný pre teplé podnebie.

V chladnom období sa pozoruje nízka účinnosť a vysoké tepelné straty. Čo spochybňuje použitie tohto solárneho systému len na správne vykurovanie. Optimálne bude využívať ploché solárne zariadenie spolu s vykurovaním plynovým, elektrickým alebo pevným palivom.

Ponúkame vám možnosť prečítať si články o domácej montáži solárnych vykurovacích systémov:

1. Ako vyrobiť solárny kolektor pre kutilské vykurovanie - sprievodca krok za krokom
2. Ako vyrobiť solárnu batériu vlastnými rukami: spôsoby montáže a inštalácie solárneho panelu

Opäť o účelnosti

Je prospešné využívať slnečnú energiu namiesto zvyčajnej energie na vykurovanie. V závislosti od zvoleného typu solárneho systému môžu byť úspory na spotrebe plateného tepla až 100%.

Možnosťou úplnej výmeny vykurovacieho systému je použitie rozvodov s vákuovými trubicami. Toto je v počiatočnej fáze pomerne nákladný projekt. V budúcnosti môže zaručiť úplnú energetickú nezávislosť po tom, čo zaplatil za 6-8 rokov.

Vynaliezavosť domácich majstrov nepozná hranice - pravidelnú hadicu je možné upraviť ako labyrint na cirkuláciu tekutiny vo vnútri kolektora.

Solárna životnosť až 25 rokov. Vyžadujú malú údržbu - pravidelné čistenie povrchov od snehu, prachu, zvyškov. Pokiaľ ide o opravu, môže sa vykonať samostatne. Významnou nevýhodou je, že ploché kolektory a solárne panely sa „obávajú“ hurikánov.

Takéto vykurovanie je bezpečné pre obyvateľov domácnosti a životné prostredie. Je úplne zadarmo a nezávisí od výmenného kurzu, cien energie.

Závery a užitočné video na túto tému

Video demonštruje proces výroby solárnej batérie vlastnými rukami:

Vizuálna pomoc pri konštrukcii systému vykurovania vzduchu:

Technológia výroby domácich majstrov pre ploché solárne zariadenie:

Solárne zariadenia alebo solárne vykurovacie systémy sa osvedčili po celom svete. Umožňujú získať teplo zadarmo a znižujú náklady na platenie poplatkov za vykurovanie z 30%.

Vo vykurovacom systéme je možné úplne nahradiť energiu solárnou energiou. Ďalšou významnou výhodou - solárne zariadenie môžete zostaviť vlastnými rukami.

Máte praktické skúsenosti s montážou alebo prevádzkou solárnych vykurovacích systémov? Podeľte sa o svoje znalosti, pýtajte sa na danú tému a zúčastnite sa diskusií. Formulár pre komentár sa nachádza nižšie.