Всем, что мы видим вокруг себя, мы обязаны свету. Любая форма жизни без него невозможна. Свет – первоисточник движения и всех физических процессов, благодаря которым мы видим мир таким, какой он есть.
Энергия Солнца издавна не давала покоя самым гениальным умам человечества, но приручить солнечный свет, сделать его послушным своей воле, до недавнего времени не смог никто. Современные инновационные технологии со скрипом, наконец, придали практический смысл такому изобретению, как солнечная батарея для отопления дома.
Гелиоэнергетика разрабатывает множество устройств для использования солнца. Одной из таких попыток является создание гелиоустановок – комплекса систем для преобразования солнечной энергии в другие виды энергии.
Солнечная батарея для отопления дома, гелиосистема для охлаждения помещений, кондиционирование, опреснение морской воды, выработка электричества – далеко не полный список возможностей солнечного луча.
Использование солнечной энергии в других сферах деятельности и достоинства самой солнечной батареи дало толчок для разработок таких систем отопления. Многих привлекает идея отказа от централизованного отопления в силу многих причин – удаленность от систем коммуникаций, дороговизна топлива, а кого-то просто из любопытства.
Особенно гелиосистемы востребованы в тех районах, где преобладает солнечная погода и повышена солнечная активность.
Практические преимущества отопительных гелиосистем среди других систем отопления видны с первого взгляда.
- Отсутствие дополнительных расходов. Достаточно установить оборудование единожды, и оно не потребует дальнейших расходов долгое время. Солнечная батарея может бесперебойно служить до 30 лет.
- Экологическая чистота. При работе солнечного коллектора или солнечной батареи не выделяется никаких вредных для человека и атмосферы веществ и испарений, так как не происходит сжигания энергоносителей.
- Автономность. Гелиосистема может стабильно обеспечить жилой дом теплом и электричеством, настолько, насколько позволяет ее мощность и производительность. Такая система не зависит от поставок побочных энергоносителей.
- Пожарная безопасность. Гелиосистемы не используют воспламеняемые энергоносители, что исключает риск возникновения огня в системе.
- Автоматизация. Все процессы получения тепла внутри системы полностью автоматизированы.
К сожалению, такая система имеет свои минусы. Если учесть, что в северных странах Солнце не частый гость и зимние температуры нередко падают до -30°С, то для полноценной мощности системы следует собирать довольно крупные блоки из солнечных батарей. А это обходится намного дороже.
Варианты использования
Отопление энергией солнечных лучей дает возможность применять несколько видов устройств, которые работают по разным принципам.
Солнечные батареи
Батареи работают по принципу поглощения солнечного света фотоэлементами, сгруппированными на панелях. Внутри фотоэлементов образуется фотохимическая реакция. Электрический ток, образованный в каждом фотоэлементе суммируется и выводится наружу. Такая панель может произвести больше 240 Вт. В среднем, чтобы обеспечить электропитание одного дома, нужно покрыть такими панелями 20 – 30 м².
Получаемая энергия поступает на аккумулятор, затем через инвертор в потребительскую сеть помещения. Для обогрева коттеджей, дач и частых домов, как правило, пользуются системой «теплого пола», в которой применяют инфракрасные или электротэны. Иногда внедряют комбинированную систему с отоплением водой.
Солнечные коллекторы
Коллекторные батареи отличаются по принципу работы. Они представляют собой набор герметичных труб, соединенных между собой. Каждая из них собрана из четырех элементов –
- — стеклянная противоударная полая трубка,
- — внутренняя, обработанная селективным слоем, который усиливает прием тепла,
- — фольгированный рефлектор, расположенный за трубкой для коррекции светового потока,
- — теплообменник из меди, заполненный теплоносителем и находящийся во внутренней трубке.
Для обеспечения дома отоплением и теплой водой система включает в себя накопитель с объемом, пропорциональным мощности солнечного коллектора. Во внешнем баке стоит спиралевидный теплообменник. Он подсоединяется к тепловому контуру коллектора. Температура рабочей жидкости в таких системах может составлять от +50 до +200°С.
Безнапорная пассивная система
Стоит отметить в рамках обзора гелиосистем самую простую и эффективную систему отопления и горячего водоснабжения – Безнапорную. Она представляет собой солнечный коллектор с аккумулятором теплой воды или теплоносителя.
Они являются самыми дешевыми в классе устройств и по дешевизне может конкурировать только с самодельной. Такая солнечная батарея для отопления дома прекрасно подходит даже для небольшого двухэтажного коттеджа или пансионата.
Особенностью ее является тип подачи воды.
Напорный бак, находящийся в самой верхней точке солнечной батареи, подает воду самотеком без использования насосов. Такая система вполне подойдет для двух – трех точек отбора воды.
Часто устанавливают смесители для смешивания воды из напорного бака с холодной водопроводной водой. Для этого необходима установка редуктора, понижающего давление водопровода. Такие системы могут служить более 10 лет и не требуют особого ухода.
Минусом такой комплектации будет ежегодный слив воды на зиму и необходимость накрывать сам солнечный коллектор.
Активная солнечная батарея для отопления дома
Чем-то средним между сезонным солнечным коллектором и полноценной системой, где используется солнечная батарея для отопления дома, станет всесезонный солнечный коллектор, или активный солнечный коллектор.
Они дороже, чем безнапорные, но зато предоставляют гораздо больше возможностей. Самое главное, что они пригодны для использования в зимнее время. В отопительный контур включен электрический догрев воды или другого теплоносителя.
Система подогрева используется во время пасмурной погоды, когда энергии солнца не хватает для полноценного функционирования.
Интенсивность нагрева можно менять вручную, либо автоматически. Также до определенного предела можно увеличить температуру теплоносителя путем добавления солнечных коллекторов.
Так поступают, когда нужно нагреть больший объем воды или увеличить площадь отапливаемого помещения.
Каждая такая активная система состоит из солнечного коллектора, контроллера, ресивера, циркуляционного насоса, расширительной емкости и соединительных труб.
Поскольку потребность в энергетических ресурсах растет непомерными темпами, прямо пропорционально ухудшается состояние экологического здоровья земли. На этом фоне все активнее просыпается интерес к поиску альтернативных источников энергии. Особенно остро эта проблема стоит для стран с высоким уровнем потребления энергоресурсов и стран с катастрофическим дефицитом источников энергии.
Только сегодня гражданские, а не военно-космические технологии робко поворачиваются лицом к этой серьезной проблеме для всего человечества. Только сегодня гражданская энергетика более-менее всерьез заговорила об использовании солнечного света – абсолютно бесплатного и независимого поставщика энергии.
Солнечные батареи для частного дома
Сэкономить на потреблении электроэнергии можно, если воспользоваться дешёвым альтернативным вариантом – преобразовать солнечную энергию в электричество. Преобразователем в этом случае выступает солнечная батарея.
Что собой представляют солнечные батареи?
В общей сложности солнечные батареи – это генераторы постоянного тока, к которым подключаются аккумуляторы с контролером заряда и специальные устройства, именуемые инверторами, непосредственно предназначенными для преобразования постоянного в переменный ток.
Множество фотоэлементов на панели предназначены для трансформации солнечной в электрическую энергию.
Благодаря параллельному и последовательному подключению всех отдельных фотоэлементов воедино создаётся определённое количество энергии. Элементы, подключённые параллельно, на выходе дают ток, а последовательная сборка – напряжение.
Скомбинировав оба способа – обеспечивается бесперебойная работа солнечной батареи. В качестве соединяющих элементов для панели используются диоды, которые в свою очередь не допускают её перегрева и одновременно не дают аккумуляторам самостоятельно разрядиться.
Для «сбора» и «хранения» энергии от солнечной панели используются аккумуляторы со специальным контроллёром заряда. Дабы предотвратить поломку всей системы от избыточной мощности, к ней подключается резистор. С помощью инвертора из солнечной батареи поступает преобразованный переменный ток, которым можно пользоваться для решения бытовых потребностей (например, освещение здания).
Комплектация
Базовая комплектация всей системы состоит:
- Солнечная панель (и) – предназначена для приёма солнечного излучения.
- Контроллер заряда – нормализует работу батареи и способствует повышению эффективности выработки электроэнергии.
- Аккумуляторные батареи – благодаря батареям в системе сохраняется полученная электроэнергия.
- Инвертор – необходим для преобразования постоянного в переменный ток, ведь он используется электроприборами.
Преимущества и нюансы
К главным достоинствам относятся:
Отсутствие затрат во время эксплуатации.- Долговечность.
- В процессе работы используется природный неиссякаемый ресурс – солнечное излучение.
- Минимальное техническое обслуживание.
- Бесшумность в работе.
- Достаточный уровень КПД.
- 0% загрязнения окружающей среды.
Некоторые нюансы:
- Относительная зависимость от солнечного света.
- Высокая общая стоимость.
- Необходимы навыки при монтаже.
Виды батарей
- Солнечные батареи из монокристаллического кремния. Получаются от литья кристаллов высокоочищенного кремния. Особое расположение атомов монокристалла повышает КПД до 19%. Фотоэлементы имеют толщину от 200 до 300 мкм. Данного рода батареи надёжны и долговечны, но отличаются от остальных видов батарей повышенной ценой.
- Солнечные батареи из мультикристаллического кремния. Материал для батарей состоит из разных монокристаллических решёток кремния, благодаря чему служит примерно 25 лет, а КПД составляет 14 – 15%.
- Солнечные батареи из поликристаллического кремния. Атомы кремния имеют различную ориентацию, чем немного уступают электрическими показателями монокристаллу. Отличаются средним сроком службы (20 лет), КПД – 14%. В отличии от тёмных аналогов – материал в конечном варианте имеет светло синий цвет.
- Тонкоплёночные батареи. В качестве материала для панелей используется специальная плёнка, которая хорошо поглощает свет. Данные батареи могут использоваться в местах с преобладающей пасмурной погодой. КПД у них небольшой 10%, но этот нюанс компенсируется привлекательной ценой батарей.
- Батареи из аморфного кремния. Батареи эконом варианта с показателем КПД не больше 8%, но особые фотоэлектрические преобразователи позволяют вырабатывать дешёвую электроэнергию.
- Батареи на основе теллуида кадмия. В основе этих батарей лежит плёночная технология. Несмотря на микроскопический слой материала, добивается результат КПД в 11%. Выработанная ими энергия обходится немного дешевле, в отличии от кремниевых панелей.
Читайте также: Как сделать вентилятор своими руками: лучшие самодельные модели
Область применения
Вырабатываемая дешёвая электроэнергия солнечными батареями востребована в различных отраслях и используется для:
- Освещения жилых и не жилых помещений – дома, дачи, офисы, больницы, тепличные комплексы.
- Обеспечения энергией телекоммуникационного и медицинского оборудования.
- Освещения придомовых территорий, улиц, шоссе.
- Производить зарядку микроэлектроники.
- Особой популярностью солнечные батареи пользуются в космической и автомобильной отрасли.
Насколько оправданно использование солнечных батарей для частного дома?
Установив солнечные батареи в частном доме, хозяин жилища может существенно сэкономить на его освещении и отоплении. Особенно система эффективна, если дом находится в широтах с преобладающим большинством солнечных дней. Ведь главное условие продуктивной работы – обильное поступление солнечного излучения на панель.
В зимнее время солнечные батареи с КПД примерно 15% способны обеспечить жилище горячей водой и систему отопления на 70%, что естественно снижает затраты. Говорить однозначно, что выработанной энергии хватит на все нужды пока нельзя, всё-таки остальные 30% придётся получать от традиционных источников.
Как показывает практика, первоначально хозяину необходимо потратится на оборудование и момент полной окупаемости приходит на 3- 4 год эксплуатации. Но этот факт оправдан дальнейшим пользование бесплатной энергией ещё долгие годы.
Как работает система солнечных батарей для дома?
Для потребительских нужд необходимо большое количество пластин, что подразумевает размещение на одной панели несколько их десятков.
Чтобы все панели работали исправно и давали необходимую мощность, их друг к другу подсоединяют, используя параллельное и последовательное подключение. Образовавшийся ток поступает на аккумуляторные батареи, которые накапливают энергию и сглаживают перепады во время упадка или повышения интенсивности освещения.
Большинству домашних приборов постоянный ток не подходит для работы, и чтобы его преобразовать в переменный используется инвертор, от которого в дальнейшем и идёт подключение к общей сети электропитания дома или к индивидуальному прибору. Для защиты аккумуляторов от перезарядки или полной разрядки система оснащена контроллером заряда.
Когда все комплектующие системы правильно настроены – она прослужит долгое время без нужды в ремонте.
Особенности систем отопления
Чтобы дом обогревался посредствам комплекта солнечных батарей – понадобятся особые составные элементы отопительной системы:
- Вакуумный коллектор или солнечный модуль.
- Контроллеры.
- Насос для перекачки по системе теплоносителя.
- Емкость или бак для горячей воды с объёмом от 500 до 1000 литров.
- Электрический тэн.
Энергию солнечных батарей можно использовать для разных систем отопления: нагнетание горячей воды в трубах или электрический «тёплый пол». Чтобы выбрать подходящий вариант, необходимо первоначально точно рассчитать мощность предполагаемых потребителей и учитывать:
- Угол ската крыши должен быть больше 30°.
- Солнечные модули или коллекторы должны находиться на самой солнечной стороне крыши (предпочтительно юг).
- Отсутствие деревьев или различных построек, которые могут повлиять на попадание излучения на фотоэлементы модуля.
- Средний показатель количества солнечных дней.
- Рассчитать инсоляцию.
- Проверить крепость стропильной системы крыши, ведь она должна выдерживать модули и снежный покров.
Преимущества отопительной системы на солнечных батареях
- Для работы не требуется сжигания энергоносителей (газ, дрова, уголь), чем не загрязняется окружающая среда.
- Достаточно мощные солнечные установки справляются с функциями отопления помещения и обеспечивают дом электричеством.
- Системы отопления никогда не станут причиной возгорания помещения.
- Современные солнечные батареи могут работать даже при самом малом поступлении света.
- Отопление помещение полностью независимое от сторонних энергоносителей.
- Система максимально автоматизирована.
- После правильной установки и подключения – система не нуждается в дополнительных вложениях или ремонте.
Выбор солнечных батарей для частного дома
Существует несколько вариантов солнечных батарей:
- Маломощные – обеспечивают электроэнергией работу телевизора, телефона, несколько лампочек.
- Универсальные батареи – подходят для питания электроприборов и обеспечения системы отопления ⅔ части дома.
- Большой мощности – способны полностью обеспечить всех потребителей электроэнергией и теплом.
Батареи также классифицируются на три основных вида:
Установка солнечных батарей
Чтобы солнечные батареи служили долгое время – необходимо позаботится о качественном их креплении к различным поверхностям. Проводить столь серьёзные работы самостоятельно без минимальных навыков – достаточно опасно, ведь всё оборудование дорогостоящие.
Неправильная установка и подключение всех комплектующих элементов – приведёт к поломке или дальнейшем ремонте. Лучше доверить это мероприятие – профессионалам. Если принято решение устанавливать батареи самостоятельно необходимо учитывать некоторые рекомендации:
- Достаточный уклон крыши.
- Необходимо провести предварительный расчет, сколько нужно для отопления, для этого существуют специальные калькуляторы расчета.
- Обрешётка под панели должна быть надёжно прикреплена к поверхности крыши.
- Желательно, в качестве крепёжных конструкций приобретать универсальные, в которых при желании можно менять угол попадания на поверхность панели солнечного излучения.
- Если панели крепятся к стенам или в свободно стоящем состоянии – необходимо использовать специальные крепёжные конструкции.
- Подключать все комплектующие (резистор, аккумуляторные батарее, инвертор) необходимо с рекомендациями указанными в техническом паспорте.
- После полного подключения и перепроверки – можно всю систему вводить в постоянную эксплуатацию.
Вывод
Есть и положительные и отрицательные отзывы потребителей, пишут, что не смотря на то, что комплект солнечных батарей стоит не дешево, но установка окупается на 30-40 % за 10 лет от ее полной стоимости.
Установив солнечные батареи в собственном доме можно значительно экономить семейный бюджет.
Первоначально хозяину нужно будет потратить некоторые средства, но через несколько лет вложения себя оправдают, и в дальнейшем времени можно будет пользоваться бесплатной электроэнергией.
Благодаря своей долговечности и качественным материалам – солнечные батареи прослужат несколько десятков лет.
Солнечные батареи для отопления дома — варианты конструкции
Солнечная энергия для отопления
Если вас интересует использование солнечных батарей для отопления дома, то на сегодняшний день вариантов выбора немного. Это могут быть солнечные элементы, построенные на фотоэлементах, или тонкопленочные системы на кремниевых пленках с коллекторами.
Вариант первый — солнечные батареи
Если использовать первый вариант, то можно организовать снабжение током электрокотла и нагревательных приборов. Во втором варианте вода нагревается солнечными лучами, а потом течет по трубам, проведенным через батареи коллектора. Системы различаются между собой кардинальным образом и имеют как достоинства, так и недостатки.
Какое пространство вы сможете отапливать при помощи солнечных батарей, зависит от площади, которую будут занимать модули, улавливающие солнечный свет.
Если на крышу поставить панель мощностью 800 Вт, то можно будет обеспечить энергией один нагреватель. А батарея солнечных элементов на 8 киловатт суммарной мощности спокойно обогреет несколько комнат. Еще большее количество элементов согреют весь дом. Чтобы кроме отопления от них работали еще и все бытовые приборы и водонагреватели, нужно собрать схему на общую мощность порядка 20 кВт.
Поэтому — чтобы реализовать солнечное отопление дома таким способом, потребуется большая площадь для размещения элементов и готовность заплатить приличные деньги за покупку оборудования и его монтаж.
Вариант второй — батареи коллекторного типа
По принципу работы коллекторы похожи на обычные солнечные батареи. Но их важное и принципиальное отличие — наличие тонкопленочных пластин, способных улавливать не только прямые солнечные лучи, но и рассеянный свет.
При этом единственным вариантом, способным поставлять горячую воду в систему отопления на протяжении всей зимы, даже когда несколько дней висит плотная облачность, являются вакуумные модели коллекторов.
Именно за счет вакуума сохраняется накопленное тепло.
Покупая вакуумный коллектор, надо определиться с тем, как будет нагреваться вода. Есть модели прямого и косвенного нагрева. При этом первые считаются сезонными, так как накопительный бак находится в корпусе коллектора. Зимой их использовать нельзя, поскольку вода в таком коллекторе замерзнет.
Но можно построить отопительную систему на всесезонных коллекторных батареях. Такая система будет работать даже при сильном морозе, так как накопительный бак находится дома, а передача энергии от солнечных батарей производится при помощи незамерзающего теплоносителя.
Особенности отопления на солнечных элементах
Отопление на основе солнечных коллекторов
Таким образом, в целом отопление солнечной энергией загородного дома организовать можно. Надо только учесть все особенности его использования.
Ведь наличие вакуумного компрессора, накопительного бака в доме и батарей, получающих энергию, на крыше подразумевает наличие довольно протяженных коммуникационных линий. Не исключено, что потребуется циркуляционный насос.
Для него тоже нужна электроэнергия, поэтому возможна еще и установка дополнительных элементов для обеспечения питания насоса.
Чтобы за отопительной системой не приходилось постоянно следить, ставят блок управления, включающий или отключающий насос в зависимости от показаний температурных датчиков.
Причем датчики размещают на выходе коллектора и в накопительном баке. Конструкцию коллектора делают такой, чтобы его обслуживание не отнимало много времени.
Вакуумные трубки соединяют с приемниками тепла при помощи медных гильз, чтобы в случае их повреждения можно было быстро провести замену.
Такая отопительная система экологична, поскольку электроэнергия вырабатывается без загрязнения окружающей среды. Поэтому для тех, кто хочет жить в гармонии с природой, этот вариант может показаться самым привлекательным. Это отличный способ организовать экологически чистую отопительную систему в так называемых экопоселениях, становящихся все более популярными.
Но надо понимать, что на данный момент эта технология достаточно новая, дорогостоящая и сложная в плане покупки и размещения оборудования.
Возможно, в будущем мы все, по крайней мере, в районах с большим количеством солнечных дней в году, придем к необходимости перехода на подобные системы.
Но пока эта технология, как и электромобили, многими рассматривается как что-то оригинальное из далекого будущего. Вроде есть, и в целом заманчиво и интересно, но реально никто не пользуется.
загрузка…
Монтаж отопления
ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ > https://resant.ru/
Телефон: 8(495)744-67-74
Оказываем услуги по монтажу систем отопления, водоснабжения для частных загородных домов, дач, организаций. Осуществляем поставку оборудования для проведения работ со скидками.
Отопление домов > http://stroitelstvo.domov.resant.ru/otoplenie-domov.html
Монтаж отопления > http://stroitelstvo.domov.resant.ru
Монтаж, проектирование, сервисное обслуживание ремонт. Отопление по типу: автономное, водяное, частное, дровяное, индивидуальное, газовое, естественное.
> Автономное водоснабжение < от колодца и скважины. Установка системы водоснабжения как для постоянного, так и временного проживания и пользования домом. Осуществляем обслуживание систем водоснабжения: замена насоса, замена ремонт гидроаккумулятора, натройку автоматики управления насосом.
Для частного дома и промышленного предприятия. Проведем установку котла, рапределительных модулей контуров отопления, установим элементы автоматизации для контроля температурой.
Все работы выполняем под ключ. +7(495)744-67-74 ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ
В разделе Акции и скидки на нашем сайте https://resant.ru/ на странице https://resant.ru/aktsiya-skidki-otoplenie-vodosnabzhenie.html можно всегда найти выгодное предложение по отоплению и водоснабжению.
Как правильно выбрать солнечные батареи для отопления дома — Жми!
Ясно одно – еще немного и природные запасы подойдут к концу. Поэтому актуальным является вопрос о поиске альтернативной формы энергии, которая применима в быту, в том числе способна обогревать дома.
Одним из самых популярных источников другой энергии является Солнце. Солнечные батареи, различные конструкции солнечных модулей все чаще применяют как источник тепла для обогрева помещений.
Принцип работы
Принцип работы солнечной батареи. (Для увеличения нажмите)
Принцип работы солнечной батареи достаточно простой. Это преобразование энергии солнца в электрическую энергию. Фоторецепторы, находящиеся на пластине, поглощают солнечный свет, который вызывает микроразряд на поверхности пластины.
- Сила одного такого микроразряда достаточно мала, но множество фоторецепторов, находящихся на площади батареи способны вырабатывать и аккумулировать необходимое количество электроэнергии для нужд человека.
- Солнечные батареи можно установить на крышах:
- Условие размещения конструкции – это плоская крыша или другая плоскость большой площади.
Совет специалистов: модули солнечных коллекторов размещаются по направлению к солнцу. Поэтому важно при монтаже установить модуль с южной или юго-восточной стороны.
Применение в домашнем хозяйстве
Все чаще люди устанавливают солнечные коллекторы для обогрева своих домов и других нужд своего хозяйства:
Как правило, батарея полностью обеспечивает потребности в электрической энергии днем. Аккумуляция позволяет сохранить большую часть энергии для потребления ее в темное время суток или в ненастную погоду.
Узнать о том, как сделать солнечный коллектор своими руками можно здесь: https://teplo.guru/eko/solnechnuy-kollektor-svoimi-rukami.html
Таким образом, поощряется установка и использование бесперебойного и чистого источника энергии для повседневных нужд людей.
Виды СБ
Плоский солнечный коллектор
Имейте в виду: КПД воздушного коллектора намного ниже, чем плоского и вакуумного.
Однако в условиях суровой зимы выработка солнечной энергии значительно меньше потребностей тепла для полноценного обогрева помещений.
Поэтому чаще всего устанавливают комбинированную систему отопления, когда солнечная энергия служит дополнительным источником и позволяет значительно сократить затраты на оплату коммунальных счетов.
Критерии подбора
Следует обратить внимание на такие параметры:
- устойчивость к природным воздействиям (осадкам, ветру, пыли);
- реакция конструкции на перепад температуры;
- прочность конструкции, ее стабильность;
- КПД конструкции.
Если солнечная батарея будет установлена в местности, где климатические условия суровые и энергии для отопления требуется больше, то целесообразнее использовать батареи с такими параметрами:
Как правило, солнечные модули не подлежат ремонту, поэтому к покупке и выбору конструкции нужно подходить ответственно. Эта статья об особенностях солнечных электростанций для дома: https://teplo.guru/eko/solnechnaya-elektrostantsiya-dlya-doma.html
Статью о правильной установке солнечных батарей читайте здесь.[/wpfmb]
Преимущества и недостатки
Преимущества:
- финансовая экономия – за солнечные лучи платить не надо;
- постоянное функционирование;
- бесшумность;
- экологическая безопасность для окружающей среды;
- быстрая окупаемость дорогостоящего оборудования.
Недостатки:
- низкий уровень КПД по сравнению с традиционными источниками тепла;
- высокая цена.
Цена на солнечные батареи сегодня достаточно высокая, поэтому позволить себе установку такой конструкции может далеко не каждый. Но постоянный рост цен на природные источники тепла делает приобретение солнечных систем все более привлекательным.
Солнечные модули довольно быстро себя окупают и в дальнейшем убирают статью расходов на отопление, позволяя освободить средства на другие нужды.
Подробнее узнать о стоимости монтажа солнечных батарей возможно здесь: https://teplo.guru/eko/solnechnye-batarei-dlya-doma.html
Смотрите видео, в котором подробно рассказывают о солнечных коллекторах для отопления дома:
Солнечные батареи зимой
Солнечные батареи могут быть великолепной частью вашего дома. Они определённо позволяют экономить вам деньги в течение длительного срока и постоянно могут снижать ваши счета за электроэнергию.
Мы все знаем, что солнечные батареи преобразуют энергию Солнца, однако зимой солнечных дней в России немного, поэтому закономерно возникает вопрос: сколько энергии выработают солнечные батареи или коллекторы зимой?
Нужно понимать, что влияние низких температур на фотоэлектрические батареи и на солнечные тепловые коллекторы разное.
Солнечным фотоэлектрическим батареям нужен свет, а не тепло
Многие думают, что в жаркий солнечный день солнечные батареи вырабатывают больше энергии, чем в морозный солнечный день. Это не так. Для выработки электричества солнечных батареям нужен свет, а вот температура наоборот снижает их эффективность. Поэтому яркое солнце и низкая температура — идеальные условия для солнечных батарей. Конечно, в пасмурную погоду панели будут вырабатывать меньше света чем обычно, но в целом редко бывают случаи, когда в правильно рассчитанной системе аккумуляторная батарея на протяжении дня не успевает заряжаться. Зато в солнечную морозную погоду батареи будут очень эффективны.
Чем ниже солнце над горизонтом, тем меньше энергии достигает солнечных панелей, т.к. солнечным лучам нужно пройти толщу атмосферы. Зимой Солнце всегда низко, а дни короче, поэтому энергии от него можно получить гораздо меньше, чем летом.
Зимой очень важен уровень наклона солнечных батарей. Часто выставляется универсальный угол, на целый год. Про исследование влияния угла наклона на эффективность работы солнечных батарей см.
статью «Оптимальный угол установки солнечной батареи для максимальной выработки энергии в северных широтах«
Продуктивность солнечных панелей зимой может падать от 2 до 8 раз в зависимости от региона, чем южнее, тем продуктивность выше. Поэтому чем больше площадь самих батарей, тем больше энергии они смогут собирать. Если летом для работы холодильника, компьютера и освещения дома нужен 1 кВт энергии (это 4 панели по 250 ватт), то зимой для надежности лучше запастись 2 кВт.
Насколько меньше? Расчёты показывают, что система, ориентированная строго на юг и производящая около 300 кВт*ч в июне и июле, будет производить около 50-60 кВт*ч в декабре и январе, т.е. примерно в 5-6 раз меньше, чем летом. Это при условии, что солнечные панели очищены от снега.
Если ваши панели будут занесены снегом, то солнечная батарея вообще не будет вырабатывать электроэнергию. Для более точной оценки выработки энергии солнечной фотоэлектрической системы при разных углах наклона можно использовать калькулятор PVWatts на сайте NREL.
Калькулятор хорош тем, что рассчитывает выработку энергии с учетом потерь на загрязнение модулей, их нагрев, потерь в проводах, инверторе и проч.
Ниже пример расчёта для Самары для солнечной электростанции мощностью 1 кВт.
Пример расчета выработки энергии для солнечной фотоэлектрической станции мощностью 1 кВт, при угле наклона панелей 38 градусов, потерях в системе 15% и стоимости электроэнергии 5 руб/кВт*ч.
Работают ли солнечные коллекторы зимой?
Мы выше показали, что фотоэлектрические батареи будут производить энергию и зимой, хотя и намного меньше, чем летом. А будут ли солнечные коллекторы греть зимой воду?
Ожидаемо, что зимой мы сможем получить от солнечных коллекторов гораздо меньше тепловой энергии, чем летом. И это связано не только с меньшим приходом солнечной энергии, а также и с тем, что зимой больше потери тепла как в самом коллекторе, так и в трубах, соединяющих их с баком-аккумулятором.
Вакуумные солнечные коллекторы в среднем могут производить до 60% тепловой энергии, которая требуется вам для горячего водоснабжения.
Можно получить около 90% требуемого для ГВС количества энергии в летние месяцы, и около 25% — зимой.
Для плоских солнечных коллекторов цифра летом будет примерно такая же, но вот зимой доля энергии для ГВС от Солнца будет гораздо меньше, и связано это с бОльшими теплопотерями плоских коллекторов при низких температурах воздуха.
Читайте также: Какую трубу выбрать для водоснабжения: виды, какие лучше и почему
Для солнечных коллекторов важно следить, чтобы трубки, по которым проходит жидкость зимой не замерзала. Хотя номинально они могут нагревать воду и при -30 градусах до 10-15 градусов и дальнейший нагрев делают уже другие приборы.
Для работы в круглогодичном режиме для минимизации потерь тепла в элементах системы нужно устанавливать сплит системы с размещением бака-аккумулятора в доме. Тогда потери будут только в трубопроводах, расположенных снаружи; их нужно максимально утеплить, чтобы тепло, выработанное солнечным коллектором, дошло до бака-теплоаккумулятора.
Теплопотери через солнечный коллектор и трубопроводы — не единственная проблема при работе солнечных коллекторов зимой.
В сильные морозы теплоноситель (обычно специальный «солнечный» на основе пропиленгликоля) может загустеть до такой степени, что циркуляционный насос не сможет продавить его по трубам.
В нашей практике даже были случаи, когда на морозе в солнечную погоду вакуумные коллекторы закипали из-за того, что насос не мог прокачать загустевший в трубах теплоноситель. Это нужно учитывать при проектировании и эксплуатации солнечной системы теплоснабжения.
В отличие от фотоэлектрических панелей, которые на морозе работают лучше, а тепловых потерь на пути от панелей до инвертора практически нет, у солнечных тепловых систем есть потери энергии, причем они тем больше, чем холоднее.
Можно ли оптимизировать солнечные панели для работы зимой?
Зимой оптимальный угол наклона к горизонту как солнечных батарей, так и солнечных коллекторов будет больше, из-за того, что Солнце зимой более низко над горизонтом. Для того, чтобы получать максимальное количество энергии и зимой, нужно менять угол наклона солнечных батарей или коллекторов.
В нашем ассортименте есть специальные монтажные конструкции для солнечных батарей, которые позволяют менять угол наклона в пределах 15-30 или 30-60 градусов. Еще больше энергии можно получить при помощи трекеров, которые следят за ходом Солнца в течение дня.
Однако, большинство систем установлены с фиксированным углом наклона (особенно это относится к солнечным коллекторам, т.к. у них сложнее менять угол наклона из-за трубопроводов).
Значения углов наклона для максимальной выработки энергии в различные сезоны года и в среднем за год рассматривается в статьях Угол наклона и направление и Натурные испытания оптимального угла установки СБ.
Калькулятор PVWATTS также дает интересные результаты для различных углов наклона. Считается, что оптимально устанавливать солнечные панели под углом, равным широте местности.
Действительно, для более равномерного распределения выработки энергии при не очень большом снижении годовой выработки этот угол является оптимальным.
Если же нужно получить максимальную генерацию энергии в течение года, то угол наклона должен быть примерно «широта местности — 15 градусов«. То есть для Московской области угол наклона для максимальной выработки равен 38-42 градуса.
Можно ли надеяться на солнечные батареи зимой?
К сожалению, солнечные батареи и коллекторы не смогут обеспечить вас достаточным количеством энергии в зимнее время. Но некоторые системы работают на удивление эффективно и зимой.
Не надо надеяться на то, что солнечные батареи или коллекторы обеспечат ваши потребности в горячей воде или отоплении, но они помогут существенно сэкономить вам на счетах за электричество. Настолько, что ваша система окупится менее, чем за 10 лет.
А если вы не подключены к электросетям и используете генератор для получения электричества, то фотоэлектрическая система окупится за срок от нескольких месяцев до 2-3 лет в зависимости от стоимости топлива и ваших затрат на капитальный ремонт или замену топливного генератора.
Даже с учетом того, что зимой на большей части России приход солнечной радиации снижается, вложения в солнечную энергосистему продолжает оставаться доходным. Более того, есть регионы, где приход солнечной радиации зимой даже больше, чем летом (например, Дальний Восток). В любом случае, солнечные батареи позволяют экономить на платежах за электроэнергию круглый год.
Эта статья прочитана 15773 раз(а)!
Продолжить чтение
- Фотоэлектрические комплекты
- Солнечные электростанции для домов
- Нужны ли солнечные батареи?
Солнечные батареи для отопления — делаем своими руками
Альтернативные источники тепла и энергии, как и система солнечного отопления, все больше находят свое применение во-многих странах, в том числе и в России, а это ведет за собой использование новых стандартов при строительстве загородных домов.
Солнечный коллектор для отопления частного дома или дачи нужно прежде всего правильно своими руками разместить на крыше. Использование таких батарей сократит ваши расходы как на услуги за отопление, так и на оплату электричества в доме. Для зарядки солнечных батарей используют необходимые аккумуляторы. К ним присоединяется любая электротехника.
Таким образом, вполне реально сэкономить на оплате за отопление вашего дома, дачи или коттеджа значительную сумму, которая будет ниже обычной в четыре раза. Многие из нас хорошо помнят, что уже в середине прошлого века появились часы и калькуляторы, питающиеся за счет солнечных батареек.
Солнечная батарея имеет сравнительно небольшой коэффициент полезного действия: 18-35% при 55-320 Вт мощности. Даже, если Солнце хотя бы немного закрыто облаками, современный солнечный коллектор может накапливать в себе энергию светила.
Срок службы солнечных батарей для отопления дома и энергоснабжения частного дома приблизительно 20 лет, а средства, которые на них потрачены, окупятся примерно за три года.
В основном солнечные батареи монтируются на крыше, поэтому в доме остается большое пространство, используемое для других целей. Так, например, для дома общей площадью 160-189 кв. метров на размещение батарей требуется около 40-50 м2.
Также необходимо учесть изолированные помещения, в котором устанавливается нужное оборудование и аккумуляторы, которые распределяются энергию во время отсутствия Солнца и в вечернее и ночное время суток.
Для питания солнечной батареи практичнее всего применять электрическую установку. В отличие, скажем, от водяной, она более легко поддается монтажу. При этом не потребуется использование дополнительного пространства радиаторов и труб большого размера.
Теперь вам не надо настраивать нужный уровень температуры, вы станете заметно меньше платить за ЖКХ, вы сможете пользоваться своей системой отопления без газа и зимой и летом. Солнечные батареи будут служить вам долго, не требуя на протяжении многих лет ремонта, либо замены на новые.
Но учтите, что, если вы проживаете в местности с большим количеством облачных дней, то использование солнечной батареи не для вас. К тому же сама система стоит достаточно дорого. Солнечные батареи для отопления дома своими руками нужно устанавливать в южной части дома, куда лучи Солнца проникают беспрепятственно.
Солнечные батареи для дома
Для обогрева дома необходима крыша с площадью поверхности 35-45 кв. метров. На систему мощностью в 7 кВт вам надо будет потратить приблизительно 180 тысяч рублей. Высокая стоимость системы солнечных батарей является основным ее недостатком.
Угол наклона крыши должен быть около 45 градусов. Лучше, если ваш дом не старый, потому что при солидном весе установки у вас должна быть уверенность в прочности вашей крыши. Помните главное, если ваш дом находится в стадии проекта и вы хотите воспользоваться солнечными батареями, выберите правильное расположение вашего будущего жилища.
Виды солнечных батарей: большая и малая.
Большая — для отопления дома 100-150 квадратных метров. Она вполне способна снабжать его теплом и электроэнергией.
Малой системы вполне достаточно для поддержания энергии при использовании комнатного освещения, ТВ или компьютеров. Аккумуляторы малых систем характеризуются напряжением в пределах 12-24 В.
- Обычная комплектация состоит из:
- — вакуумного коллектора
— специальных водонагревателей объемом 500-1000 литров
— насоса для накопительной цистерны - — теплового насоса
- Для необходимого распределения мощности перед монтажом системы надо провести расчет коллектора.
- При монтаже данной системы для загородного дома учтите:
- 1. Сколько ясных дней в месяце
- 2. Необходимо учесть определенный угол наклона крыши, который должен составлять 35 градусов
- 3. Отсутствие деревьев, строений, препятствующих проникновению солнечных лучей
- 4. Сторону дома, где предполагается устанавливать солнечные батареи
Для горячего водоснабжения частного дома или коттеджа средней площадью нужен солнечный коллектор, занимающий примерно 5 м2, это приблизительно 2100 кВт/час энергии в год. В холодное время года отключать отопление не рекомендуется, т.к. в этот период батареи питаются достаточно слабо, а погода непредсказуема. Лучше полагаться на другой вид отопления.
Произведите расчет мощности коллектора по всей площади дома. Выделите на крыше самое оптимальное место для коллектора. Выберите солнечную сторону дома на 30% в восточном и западном направлении.
Если вы не уверены в своих силах, лучше всего воспользоваться услугами профессионалов. Довольно часто накопительная система размещается в подвальном помещении дома.
Учтите, что энергия Солнца бесплатна, а солнечные батареи долговечны. Не надо тратить лишние деньги на оплату коммунальных услуг. Воспользуйтесь системой солнечных батарей, которая освободит вас от этой постоянной материальной зависимости. Применяйте новые альтернативные источники тепла и электроэнергии.
