Выбор и монтаж солнечных батарей для отопления дома

Сегодня получение энергии из природных источников — одно из самых передовых достижений. Человек научился превращать энергию горения газа, угля и нефти в тепловую. Однако минус в том, что эти ресурсы не вечны — уже сейчас многие страны мира чувствуют их недостаток.
Ученые задумываются о получении энергии из неиссякаемых природных источников. Самый мощный и неиссякаемый – энергия солнца, а потому солнечные батареи для отопления дома стали отличной альтернативой другим способом обогрева.

Их использование сокращает расходы не только на отопительные услуги, но и на электроэнергию в самом доме: батареи заряжают специальные аккумуляторы, к которым можно подсоединить любую электротехнику в доме. Подобная система делает отопление дешевле почти в четыре раза.

Принцип работы

Новейший солнечный коллектор способен накапливать энергию даже в пасмурную погоду, но при этом КПД такой батареи не очень высок — около 17-35% при 55-320-ваттной мощности узла. Солнечные батареи для отопления дома работают по принципу фотоэлектрических реакций и способны прослужить более 25 лет, а затраты на приобретение и монтаж окупаются в течение 3-4 лет (в самых благоприятных регионах).

Схема получения энергии

Чаще всего солнечные батареи для частного дома размещаются на крыше, экономя пространство внутри здания. Дом с площадью 150-180 м² требует около 45 м² площади для размещения батарей. При этом нужно выделить отдельное помещение для установки оборудования и аккумуляторов, распределяющих электроэнергию в период отсутствия солнца.

Разновидности

Установка может быть электрической и водяной, присоединяющейся к электрокотлу. Электрическая система привлекательнее по следующим причинам:

• простой и быстрый монтаж, легко установить своими руками;
• компактные радиаторы и трубы;
• высокая эффективность, так как ею легко отапливать пол, широкие пространства без существенных затрат энергии;
• легкость регулирования температуры в помещении.

Компоненты электрической системы.

Преимущества и недостатки

Плюсы использования подобного отопления:

• тепло доступно в любое время года;
• есть возможность настраивания необходимого уровня температуры;
• частичная электроэнергия и отопление становятся автономными, не требуя оплаты;
• у батареи долгий срок службы без необходимости ремонта.

Минусы

Минусы отопления от солнечных батарей:

• батареи неактуальны в некоторых климатических поясах с коротким световым днем;
• высокие первоначальные затраты: на семью из 4-5 человек нужна установка примерно на 14-22 м²;
• требовательны к расположению: размещение должно быть на южной части, куда смогут беспрепятственно попадать лучи;
• крыша должна быть примерно 35-45 м², чтобы нормально обогреть дом.

Однако минусы не останавливают пользователей: установки служат очень долго и показывают высокую эффективность, что и делает их все более популярными.

Учесть расходы

При расходе электроэнергии порядка 500 кВт за месяц, такая установка будет актуальной в климатических условиях с присутствием солнца 2/3 месяца. Для покупки солнечных батарей мощностью в 7 кВт, которые обеспечат дом нужной электроэнергией и теплом, понадобится более 180000 рублей.

Подготовка к установке

Чтобы система работала с полной отдачей, угол наклона крыши должен быть примерно 45°. Важно и окружение дома: ничего не должно отбрасывать тени на крышу. Дом не должен быть ветхим и старым: установка довольно тяжела, потому крыша должна выдерживать ее вес, а зимой еще и скапливающийся снег.

При установке такой системы для проектного здания стоит сразу подумать о его расположении: максимально солнечное, открытое место существенно повысит ее эффективность.

Разновидности и комплектация

Батареи подразделяются на большие и малые фотоэлектрические установки. У малых батарей напряжение аккумуляторов колеблется от 12 до 24 В.: этой электроэнергии достаточно для работы телевизора и осветительных приборов. Большая установка обеспечит электроэнергией и теплом дом среднего размера.

Комплектация

Комплектация для отопления на стандартных солнечных батареях включает в себя:

• вакуумный коллектор, расчет мощности которого отталкивается от площади дома;
• резервуары от 500 до 1000 л для нагрева воды (водонагреватели);
• прибор, управляющий процессом работы;
• ТЭН или тепловой насос;
• насос, доставляющий теплоноситель от коллектора до накопительной цистерны.

Формула выработки

Расчет выработки можно провести по формуле: Еинс*Рсб*н/Ринс, Еинс – инсоляция 1 м2, которую можно узнать из специальных таблиц по каждому месяцу года, н – это КПД передачи электротока, а Рсб – мощность батареи, Ринс – максимальная мощность инсоляции на 1 м2.

При этом номинальная мощность батареи Рсб принимается за 1 кВт/м2. Таким образом, получается выработка солнца за месяц в зависимости от времени года. Расчет мощности для энергопотребления дома в месяц можно сделать по формуле Ринс*Есб/(Еинс*н). В КПД закладываются также потери до 25% из-за дешевых контролеров заряда.

Размеры

Расчет размера солнечных батарей требует таких параметров как точная площадь дома и месячный расход электричества с семьи. Так, средняя семья из 3 человек затрачивает около 250-450 кВт при использовании бытовой техники. К этому необходимо добавить нагрев воды в зависимости от объема резервуара.

Для удовлетворения затрат электроэнергии на 1 человека понадобится площадь батареи в 1м2, а чтобы обогреть 10 м² площади пола также понадобится 1 м² солнечной батареи. Расчет облучения батарей нужно осуществлять, ориентируясь на 1000 кВт/ч на 1 м² за год. Произведенное электричество будет равно энергии расходования 100 л газа.

Солнечные коллекторы площадью в 5 м², способны обеспечить горячей водой дом средних размеров. Они производят электроэнергию, равную примерно 2100 кВт/ч в год.

Полностью отключать коммунальное отопление не стоит — в холодный период солнечное тепло питает батареи пассивно, на погоду положиться нельзя. Лучше совмещать отопление на солнечной энергии с другим типом: если батареи не смогут получить необходимого количества солнечной энергии, то ее легко можно будет заменить.

Монтаж

Монтаж отопления от солнечных батарей можно сделать своими руками, но лучше обратиться к специалистам – солнечные батареи дорогостоящи, а от правильности установки зависит ее долговечность и эффективность.

Сам солнечный коллектор размещают на хорошо освещаемой солнцем стороне с отклонением от юга максимум на 30° на восток или запад. Накопительную систему можно установить в подвале дома: она разбирается на детали и монтируется прямо в том помещении, где планируется ее поставить. Часто установка монтируется из нескольких небольших накопителей.

При этом лучше выбирать панельный тип отопления в сочетании с хорошим утеплением дома.

Плюсы и минусы солнечных панелей для отопления дома

Причины востребованности альтернативных ресурсов энергии вполне очевидны: появляется возможность сэкономить на бензине и воплотить в жизнь любые представления об экологически безопасных системах жизнедеятельности. Если правильно использовать энергию солнца, воды и ветра, то можно превратить обычный домик в умный экологический дом. Давайте узнаем, можно ли в частном доме установить солнечные панели для обогрева?

Варианты применения солнечной энергии

Способы использования энергии солнца не относятся к инновационным методам, солнечное тепло применяется давно и успешно. Но это касается Австралии, Южной Америки, некоторых европейских стран, где солнце светит в течение всего года. Некоторые северные части ощущают нехватку естественного излучения, поэтому оно применяется в качестве резервного варианта. Посредниками между солнечными лучами и энергетическим механизмом считаются солнечные батареи или коллекторы, отличающиеся по типу назначения и конструкции.

Батареи накапливают солнечную энергию и применяют ее для обогрева бытовых электрических приборов. Это панели с фотоэлементами с одной стороны и соединяющим механизмом с другой. Можно экспериментировать и собрать батарею своими руками, но лучше приобрести готовые детали – на рынке можно найти широкий выбор солнечных панелей для отопления частного дома. Солнечные коллекторы – часть системы отопления дома. Большие теплоизолированные ящики с источником тепла, как и батареи, устанавливаются на приподнятых щитах, которые смотрят в сторону солнца, или на склонах крыши.

Для роста эффективности световые панели погружают на динамические механизмы, которые напоминают систему контроля – они поворачиваются за движением солнца. Процесс трансформации энергии осуществляется в трубках, находящихся внутри ящиков. Важным отличительным признаком гелиосистем от солнечных батарей является то, что первые нагревают источник тепла, а вторые скапливают электроэнергию. Также можно отапливать помещение при помощи фотоэлементов, но схемы устройства нерациональны и предназначены для тех районов, где солнце светит не меньше 200 дней в году.

Преимущества и недостатки солнечной отопительной системы

Преимуществ у солнечной отопительной системы не так много, но каждое из них становится причиной для постоянных экспериментов:

• экологическая безопасность. Это безопасный для жильцов и окружающей среды экологически чистый источник, не нуждающийся в использовании стандартных видов топлива;
• автономная работа. Хозяева таких систем не зависят от стоимости энергоносителей и от экономической обстановки в стране;
• экономичное потребление. При сохранении стандартной отопительной системы можно уменьшить расходы на оплату горячего водоснабжения;
• доступность. Чтобы установить солнечные панели для отопления дома, не нужно ездить по инстанциям и выпрашивать разрешение.

Пользователи также выделяют минусы:

• высокая стоимость сокоборудования, которое необходимо для введения системы в эксплуатацию;
• прямая зависимость объема полученного тепла от географической локации и погоды;
• наличие дополнительного источника (гелиосистема или газовый котел).

Чтобы получить большую отдачу, нужно постоянно контролировать исправность коллекторов, чистить их то мусора и беречь от появления наледи при низких температурах. Если температура часто ниже 0 градусов, тогда важно позаботиться о дополнительной теплоизоляции не только деталей гелиосистемы, но и дома.

Солнечная энергия для отопления дома

Основным назначением фотоэлементов, которые накапливают энергию, является снабжение дома электричеством. Для включения их в схему конструкции отопительного оборудования и получения бесперебойной работы нужно создать цепь с накопительным ящиком. В нем будет осуществляется нагрев воды, которая по достижении конкретной температуры будет заполнять трубы и радиаторы в помещениях.

Метод работы панелей с фотоэлементами

Можно выделить три популярных типа элементов для создания солнечных батарей:

• монокристаллические. Это тонкие пластины чистого кремния, нарезанные из искусственного кристалла. Производительность составляет 18%. Подходящей температурой для использования является от + 5 до 25 градусов;
• поликристаллические. Произведены из пластины, образовавшихся при поэтапном охлаждении кремниевого расплава. Метод их производства менее трудозатратный, но и КПД ниже – не выше 12%;
• аморфные или пленочные. Произведены способом испарительной фазы, в результате которой кремний в виде тонкий пленки оседает на полимерной эластичной поверхности. Недорогой производственный метод комбинируется с самой низкой производительностью 7%. Для монтажа автономных систем отопления в северных регионах идеальным вариантом являются фотоэлектрические батареи, которые были собраны из монокристаллических деталей. Но батареи с аморфными модулями легко устанавливать, они не требовательны в уходе и стоят недорого.

Целью внешних деталей является поглощение и трансформация солнечных лучей. Свободная энергия движется дальше и концентрирует внимание в скапливаем накопителе. Маленькая деталь дает примерно 250 Вт, а сборная панель размерами 25-30 квадратных метров обеспечивает электричеством маленький домик. Для организации обогревательной системы требуется в несколько раз больше энергии.

Роль трансформатора постоянного тока солнечного производства в электричество играет инвертор, так как для функционирования бытовых электрических приборов и ламп нужен переменный ток. Если говорить об отопительном оборудовании, то электрический котел для подогрева воды также функционирует на переменном токе. Чтобы дом был обеспечен светом в ночное время, необходимо использовать аккумуляторы, которые сохраняют дневные резервы.

Эффективность применения фотоэлементов

Проще всего купить солнечные коллекторы и использовать одну из простых и надежных схем. Но обстоятельства иногда диктуют свои правила. Допустим, у вас хорошо работает система с солнечным генератором, но пока она считается для подачи электричества и снабжения дома горячей водой. Естественно, приобретать новое оборудование невыгодно, поэтому проще увеличить мощность с помощью покупки фотоэлектрических преобразователей.

Бюджетным вариантом являются кремниевые панели с производительностью до 25%. К источнику тока нужно подсоединить отопительное устройство, функционирующее на электричестве. Подходящим вариантом является котел, оборудованный распределительной разводкой. Если грамотно обустроить подачу электроэнергии, то ее хватит для подачи горячей воды и для отопления.

Есть примеры, когда дом полностью обеспечен теплом, – это можно узнать по крыше, полностью покрытой панелями. Иногда необходима установка специальных отдельно стоящих конструкций, если места кровли недостаточно. Для роста мощности нужно дополнительное свободное пространство. Как отмечают владельцы частных домов, средний срок использования гелиосистемы составляет до 50 лет. Затраты окупаются в течение 5 лет. Затем коллекторы работают в плюс.

YouTube responded with an error: The request cannot be completed because you have exceeded your quota.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.