Отопление дома солнечное: солнечные коллекторы и батареи, принцип действия и эффективность

солнечные коллекторы и батареи, принцип действия и эффективность

С ростом цен на энергоносители все актуальнее становится использование альтернативных источников энергии. А так как отопление у многих основная статья расходов, то об отоплении речь в первую очередь: платить приходится практически круглый год и немалые суммы. При желании сэкономить, первым на ум приходит солнечное тепло: мощный и совершенно бесплатный источник энергии. И использовать его вполне реально. Причем оборудование стоит хоть и дорого, но в разы дешевле, чем тепловые насосы. О том, как может быть использована энергия солнца для отопления дома, поговорим подробнее.

Отопление от солнца: за и против

Если говорить об использовании солнечной энергии для отопления, то нужно иметь в виду, что существуют два разных устройства для преобразования солнечной энергии:

Оба варианта имеют свои особенности. Хотя сразу нужно сказать, какой бы из их вы ни выбрали, не спешите отказываться от той системы отопления, которая у вас есть. Солнце встает, конечно, каждое утро, но вот не всегда на ваши солнечные элементы будет попадать достаточно света. Самое разумное решение — сделать комбинированную систему. Когда энергии солнца достаточно, второй источник тепла работать не будет. Этим вы и обезопасите себя, и жить будете в комфортных условиях, и сэкономите.

Если желания или возможности ставить две системы нет, ваше солнечное отопление должно иметь, как минимум, двукратный запас по мощности. Тогда точно можно сказать, что тепло у вас будет в любом случае.

Достоинства использования солнечной энергии для отопления:

Недостатки:

Зависимость количества поступающего тепла от погоды и региона.
Для гарантированного отопления потребуется система, которая может работать параллельно с гелиосистемой отопления. Многие производители отопительного оборудования предусматривают такую возможность. В частности европейские производители настенных газовых котлов предусматривают совместную работу с солнечным отоплением (например, котлы Baxi). Даже если у вас установлено оборудование, у которого такой возможности нет, можно согласовать работу отопительной системы при помощи контролера.

Солидные финансовые вложения на стартовом.
Периодичное обслуживание: трубки и панели нужно очищать от налипшего мусора и мыть от пыли.
Некоторые из жидкостных солнечных коллекторов не могут работать при очень низких температурах. В преддверии сильных морозов жидкость приходится сливать. Но это касается не всех моделей и не всех жидкостей.

Теперь рассмотрим подробнее каждый из типов солнечных нагревательных элементов.

Солнечные коллекторы

Для солнечного отопления используют именно гелиоколлекторы. Эти установки при помощи тепла солнца нагревают жидкость-теплоноситель, которую потом можно использовать в системе водяного отопления. Специфика в том, что солнечный водонагреватель для отопления дома выдает только температуру 45-60^оС, а самую высокую эффективность показывает при 35^оС на выходе. Потому рекомендованы такие системы для использования в паре с теплыми водяными полами. Если отказываться от радиаторов вам не хочется, или увеличивайте количество секций (раза в два примерно) или подогревайте теплоноситель.

Для обеспечения дома теплой водой и для водяного отопления можно использовать солнечные коллекторы (плоские и трубчатые)

Теперь о видах солнечных коллекторов. Конструктивно есть две модификации:

плоские;
трубчатые.

В каждой из групп есть вариации и по материалам, и по конструкции, но принцип действия у них один: по трубкам бежит теплоноситель, который нагревается от солнца. Вот только конструкции абсолютно разные.

Плоские солнечные коллекторы

Эти гелиоустановки для отопления имеют простую конструкцию и потому именно их можно при желании изготовить своими руками. На металлической раме закреплено прочное дно. Сверху уложен слой теплоизоляции. Изолируются для уменьшения потерь и стенки корпуса. Затем идет слой адсорбера — материала, который хорошо поглощает солнечное излучение, превращая его в тепло. Этот слой обычно имеет черный цвет. На адсорбере закреплены трубы, по которым течет теплоноситель. Сверху вся эта конструкция закрывается прозрачной крышкой. Материалом для крышки может быть закаленное стекло или один из пластиков (чаще всего это поликарбонат). В некоторых моделях светопропускающий материал крышки может проходить специальную обработку: для уменьшения отражающей способности его делают не гладким, а чуть матовым.

Конструкция плоского солнечного коллектора

Трубы в плоском солнечном коллекторе обычно уложены змейкой, имеется два отверстия — впускное и выпускное. Может быть реализовано однотрубное и двухтрубное подключение. Это кому как нравится. Но для нормального теплообмена необходим насос. Возможна и самотечная система, но она будет очень неэффективной из-за небольшой скорости движения теплоносителя. Именно этого типа солнечный коллектор и используют для отопления, хотя с его помощью можно эффективно греть воду для ГВС.

Есть вариант самотечного коллектора, но его применяют в основном для подогрева воды. Называют такую конструкцию еще пластиковым солнечным коллектором. Это две пластины из прозрачного пластика, герметично закрепленные на корпусе. Внутри устроен лабиринт для продвижения воды. Иногда нижняя панель бывает окрашена в черный цвет. Имеется два отверстия — впускное и выпускное. Вода подается внутрь, по мере продвижения по лабиринту греется солнцем, и выходит уже теплой. Такая схема хорошо работает с резервуаром для воды и легко нагревает воду для ГВС. Это современная замена обычной бочке, установленной на летнем душе. Причем более эффективная замена.

Пластиковый коллектор используют для нагрева воды

Насколько эффективны солнечные коллекторы? Среди всех бытовых гелиоустановок на сегодня они показывают лучшие результаты: их КПД 72-75%. Но не все так хорошо:

они не работают ночью и плохо работают в пасмурную погоду;
большие потери тепла, особенно при ветре;

низкая ремонтопригодность: если что-то выходит из строя, то менять нужно значительную часть, или всю панель полностью.

Тем не менее, часто отопление частного дома от солнца делают именно при помощи этих гелиоустановок. Такие установки популярны в южных странах с активным излучением и положительными температурами в зимний период. Для наших зим они не подходят, но в летний сезон показывают хорошие результаты.

Воздушный коллектор

Эта установка может быть использована для воздушного отопления дома. Конструктивно она очень напоминает описанный выше пластиковый коллектор, но циркулирует и нагревается в нем воздух. Такие устройства навешиваются на стены. Действовать они могут двумя способами: если воздушный гелионагреватель герметичен, воздух забирается из помещения, нагревается и возвращается в то же помещение.

Воздушный коллектор устанавливается на южной стене

Есть другой вариант. В нем обогрев совмещен с вентиляцией. В наружном корпусе воздушного коллектора имеются отверстия. Через них внутрь конструкции поступает холодный воздух. Проходя через лабиринт, от солнечных лучей он нагревается, а затем подогретым попадает в помещение.

Такое отопление дома будет более-менее эффективным, если установка будет занимать всю южную стену, и при этом тени на этой стене не будет.

Трубчатые коллекторы

Тут тоже циркулирует теплоноситель по трубам, но каждая из таких теплообменных труб вставлена в стеклянную колбу. Все они соединяются в манифолде (manifold), который, по сути, является гребенкой.

Схема трубчатого коллектора (кликните для увеличения размера картинки)

Трубчатые коллекторы имеют два типа трубок: коаксиальные и перьевые. Коаксиальные — труба в трубе — вложены одна в другую и их края запаяны. Внутри между двумя стенками создается разреженная безвоздушная среда. Потому такие трубки называют еще вакуумными. Перьевые трубки — это обычная трубка, запаянная с одной стороны. А перьевыми их называют потому, что для повышения теплоотдачи в них вставляется пластина адсорберная, которая имеет изогнутые края и чем-то напоминает перо.

Кроме того в разные корпуса могут быть вставлены теплообменники разного типа. Первые — это тепловые каналы Heat-pipe (Хит пайп). Это целая система преобразования солнечного света в тепловую энергию. Heat-pipe — это полая медная трубка небольшого диаметра, запаянная на одном конце. На втором находится массивный наконечник. В трубку залито вещество с низкой температурой кипения. При нагревании вещество начинает кипеть, часть его переходит в газообразное состояние и поднимается по трубке вверх. По пути от нагретых стенок трубки оно все больше нагревается. Попадает в верхнюю часть, где находится некоторое время. За это время часть тепла газ передает массивному наконечнику, постепенно охлаждается, конденсируется и оседает вниз, где процесс снова повторяется.

Схема работы теплового канала Heat-pipe

Второй способ — U-type — это традиционная трубка, заполненная теплоносителем. Тут никаких новостей или сюрпризов. Все как обычно: с одной стороны входит теплоноситель, проходя по трубке, нагревается от солнечного света. Несмотря на свою простоту этот вид теплообменников эффективнее. Но используется он реже. А все потому, что солнечные водонагреватели такого типа составляют собой единое целое. При повреждении одной трубки приходится менять вся секцию.

Трубчатые коллекторы с системой Heat-pipe стоят дороже, показывают меньшую эффективность, но используются чаще. А все потому, что поврежденную трубку поменять можно за пару минут. Причем, если колба использована коаксиальная, то трубка тоже может быть отремонтирована. Просто она разбирается (снимается верхняя заглушка) и поврежденный элемент (тепловой канал или сама колба) заменяется на исправный. Затем трубка вставляется на место.

Обычная U-образная трубка самый эффективный тепловой канал

Какой коллектор лучше для отопления

Для южных регионов с мягкой зимой и большим количеством солнечных дней в году лучший вариант — плоский коллектор. При таком климате он показывает высшую продуктивность.

Для регионов с более суровым климатом подходят трубчатые коллекторы. Причем для суровых зим больше подходят именно системы с Heat-pipe: они греют даже ночью и даже в пасмурную погоду, собирая большую часть спектра солнечного излучения. Они не боятся низких температур, но точный диапазон температур нужно уточнять: он зависит от вещества, находящегося в тепловом канале.

Эти системы при грамотном расчете могут быть основными, но чаще они просто экономят затраты на отопление от другого, платного источника энергии.

Для России больше подходят трубчатые гелиосистемы

Еще одним вспомогательным отоплением может быть воздушный коллектор. Его можно сделать во всю стену, причем он легко реализуется своими руками. Он отлично подойдет для отопления гаража или дачи. Причем проблемы с недостаточным нагревом могут возникнуть не зимой, как вы ожидаете, а осенью. При морозе и снеге энергии солнца в разы больше, чем в пасмурную дождливую погоду.

Солнечные батареи

Слыша слова «солнечная энергетика» мы в первую очередь думаем именно о батареях, которые преобразуют свет в электричество. И делают это специальные фотоэлектрические преобразователи. Они выпускаются промышленностью из разных полупроводников. Чаще всего для бытового использования мы применяем кремниевые фотоэлементы. Они имеют самую низкую цену и показывают достаточно приличную производительность: 20-25%.

Солнечные батареи для частного дома в некоторых странах — обычное явление

Напрямую использовать солнечные батареи для отопления можно лишь в том случае, если котел или другой отопительный прибор на электричестве вы подключите к этому источнику тока. Также солнечные панели в совокупности с электро-аккумуляторами можно интегрировать в систему снабжения дома электричеством и таким образом уменьшать приходящие ежемесячно счета за использованную электроэнергию. В принципе, вполне реально полностью обеспечить потребности семьи от этих установок. Просто средств и площадей потребуется много. В среднем с квадратного метра панели можно получить 120-150Вт. Вот и считайте, сколько квадратов кровли или придомовой территории должно быть занято такими панелями.

Особенности отопления солнечным теплом

Целесообразность устройства системы солнечного отопления у многих вызывает сомнения. Основной довод — это дорого и никогда себя не окупит. С тем, что это дорого, приходится согласиться: цены на оборудование немаленькие. Но никто не мешает вам начать с малого. Например, для оценки эффективности и практичности идеи сделать подобную установку самому. Затрат минимум, а представление будете иметь из первых рук. Потом уже будете решать стоит со всем этим связываться или нет. Вот только в чем дело: все негативные сообщения от теоретиков. От практиков не встречалось ни одного. Идет активное выяснение способов улучшения, переделок, но никто не сказал, что затея бесполезна. Это о чем-то говорит.

Теперь о том, что установка системы солнечного отопления никогда не окупится. Пока срок окупае

Если включить гелиосистему параллельно с централизованным энергоснабжением, можно сэкономить приличную сумму

мости в нашей стране большой. Он сравним со сроком эксплуатации солнечных коллекторов или батарей. Но если посмотреть динамику роста цен на все энергоносители, то можно предположить, что вскоре он сократится до вполне приемлемых сроков.

Теперь собственно о том, как сделать систему. Прежде всего, нужно определить потребность вашего дома и семи в тепле и горячей воде. Общая методика расчета системы солнечного отопления следующая:

Зная, в каком регионе находится дом, вы можете узнать, сколько солнечного света приходится на 1м² площади в каждом месяце года. Специалисты это называют инсоляцией. Исходя из этих данных, вы затем сможете прикинуть, сколько солнечных панелей вам необходимо. Но сначала нужно определить, сколько тепла понадобится на подготовку ГВС и отопление.
Если счетчик горячей воды у вас есть, то вы знаете объемы горячей воды, которые вы тратите ежемесячно. Выведите средние данные расхода за месяц или считайте по максимальному расходу — это кто как хочет. Также у вас должны иметься данные о тепловых потерях дома.
Присмотрите солнечные нагреватели, которые хотели бы поставить. Имея данные по их производительности, вы сможете примерно определить количество элементов, необходимое на покрытие ваших потребностей.

Кроме определения количества составляющих гелиосистемы, понадобится определить объем бака, в котором будет накапливаться горячая вода для ГВС. Это легко можно сделать, зная фактический расход вашей семьи. Если у вас установлен счетчик на ГВС, и вы имеете данные за несколько лет, можно вывести среднюю норму потребления в день (средний расход в месяц поделить на количество дней). Вот примерно такой объем бака вам нужен. Но бак нужно брать с запасом в 20% или около того. На всякий случай.

Принципиальная схема отопления дома с солнечными коллекторами

Если ГВС или счетчика нет, можно воспользоваться нормами потребления. Один человек в сутки в среднем расходует 100-150 литров воды. Зная, сколько человек постоянно проживают в доме, вы рассчитаете требуемый объем бака: норма умножается на количество жильцов.

Сразу нужно сказать, что рациональной (с точки зрения окупаемости) для средней полосы России является система солнечного отопления, которая покрывает порядка 30% потребности в тепле и полностью снабжает горячей водой. Это усредненный результат: в какие-то месяцы отопление будет на 70-80% обеспечиваться гелиосистемой, а в какие-то (декабрь-январь) всего на 10%. И снова-таки многое зависит от типа солнечных батарей и от региона проживания.

Причем дело не только в «севернее» или «южнее». Дело в количестве солнечных дней. Например, на очень холодной Чукотке солнечное отопление будет очень эффективным: там почти всегда светит солнце. В гораздо более мягком климате Англии, с вечными туманами, его эффективность крайне низка.
;

Итоги

Несмотря на множество критиков, которые говорят о неэффективности солнечной энергетики и слишком большом сроке окупаемости, все больше людей хоть частично переходят на альтернативные источники. Кроме экономии многих привлекает независимость от государства и его ценовой политики. Чтобы не жалеть о напрасно вложенных суммах, можно сначала провести эксперимент: изготовить одну из солнечных установок своими руками и решить для себя насколько это вас привлекает (или нет).

Солнечное отопление частного дома: обзор лучших конструкций

Использование “зеленой” энергии, поставляемой природными стихиями, позволяет существенно сокращать коммунальные расходы. К примеру, устроив солнечное отопление частного дома, вы будете снабжать фактически бесплатным теплоносителем низкотемпературные радиаторы и системы теплых полов. Согласитесь, это уже экономия.

Все о “зеленых технологиях” вы узнаете из предложенной нами статьи. С нашей помощью вы запросто разберетесь в разновидностях солнечных установок, способах их устройства и специфике эксплуатации. Наверняка заинтересуетесь одним из популярных вариантов, интенсивно работающих в мире, но не слишком пока востребованных у нас.

В представленном вашему вниманию обзоре разобраны конструктивные особенности систем, детально описаны схемы подключения. Приведен пример расчета солнечного отопительного контура для оценки реалий его сооружения. В помощь самостоятельным мастерам прилагаются фото-подборки и видео.

Содержание статьи:

“Зеленые” технологии получения тепла

В среднем 1 м² поверхности земли получает 161 Вт солнечной энергии в час. Разумеется, на экваторе этот показатель будет во много раз выше чем в Заполярье. Кроме того, плотность солнечного излучения зависит от времени года.

В Московской области интенсивность солнечного излучения в декабре-январе отличается от мая-июля более чем в пять раз. Однако современные системы настолько эффективны, что способны работать практически всюду на земле.

Современные гелиосистемы способны эффективно работать в пасмурную и холодную погоду до -30°С

Задача использования с максимальным КПД решается двумя путями: прямой нагрев в тепловых коллекторах и солнечные фотоэлектрические батареи. Солнечные батареи вначале преобразуют энергию солнечных лучей в электричество, затем передают через специальную систему потребителям, например электрокотлу.

Тепловые коллекторы нагреваясь под действием солнечных лучей нагревают теплоноситель систем отопления и горячего водоснабжения.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные коллекторы — основные поставщики подготовленного к использованию теплоносителя в системы отопления загородных домов

Коллектор представляет собой систему трубок, незакрытых или закрытых темной, усиливающей эффект поглощения солнечных лучей поверхностью

Трубки открытых солнечных приборов изнутри покрыты составом, привлекающим к себе солнечные лучи и усиливающим действие

Трубчатые разновидности коллекторов применяются в подогреве всех видов теплоносителей, задействованных в системах отопления

В наших широтах тепла, поступающего в результате переработки солнечной энергии, недостаточно для полноценной работы отопления. Повысить производительность поможет концентрическая форма и крупногабаритная лупа

Модификации солнечных коллекторов, позволяющие привлечь наибольшее количество солнечных лучей, выпускаются в виде вогнутых концентраторов с зеркальным отражателем

Модели, используемые для получения переработанной солнечной энергии в больших масштабах, оснащают устройствами «слежения» за движением солнца

Усиливают производительность системы не только с помощью изменения формы и использования устройств движения. В основном повышают, увеличивая приемную площадь

Солнечный коллектор на крыше дома

Прибор с поглощающей поверхностью

Открытый вакуумный солнечный коллектор

Для воздушного и парового отопления

Линза для повышения производительности прибора

Коллектор концентратор с отражателем

Промышленная модель с устройством движения

Мощная группа коллекторов-концентраторов

Тепловые коллекторы бывают нескольких видов, в числе которых открытые и закрытые системы, плоские и сферические конструкции, полусферические коллекторы концентраторы и многие другие варианты. Тепловая энергия, полученная с солнечных коллекторов используется для нагревания горячей воды или теплоносителя системы отопления.

Промышленность в широком ассортименте производит коллекторные системы для включения в независимую отопительную сеть. Однако простейший вариант для дачи несложно сделать собственноручно:

Галерея изображений

Фото из

Самодельный закрытый солнечный коллектор

Простейшая конструкция

Змеевик коллектора из медных трубок

Методы усиления эффективности

Использование жестких водопроводных труб и фитингов

Пластиковые бутылки в изготовлении коллекторов

Воздушный солнечный коллектор из металлических банок

Полимерные трубы в самостоятельном производстве

Несмотря на явный прогресс в разработке решений по собиранию, аккумулированию и использованию солнечной энергии, существуют достоинства и недостатки.

Эффективное использование энергии солнца

Самым очевидным плюсом использования энергии солнца является ее общедоступность. На самом деле даже в самую хмурую и облачную погоду солнечная энергия может быть собрана и использована.

Второй плюс – это нулевые выбросы. По сути, это самый экологически чистый и естественный вид энергии. и коллекторы не производят шума. В большинстве случаев устанавливаются на крышах зданий, не занимая полезную площадь загородного участка.

Эффективность солнечного отопления в наших широтах довольно низка, что объясняется недостаточным количеством солнечных дней для регулярной работы системы (+)

Недостатки, связанные с использованием энергии солнца, заключаются в непостоянстве освещенности. В темное время суток становится нечего собирать, ситуация усугубляется тем, что пик отопительного сезона приходится на самые короткие световые дни в году. Необходимо следить за оптической чистотой панелей, незначительное загрязнение резко снижает КПД.

Кроме того, нельзя сказать, что эксплуатация системы на солнечной энергии обходится полностью бесплатно, существуют постоянные затраты на амортизацию оборудования, работу циркуляционного насоса и управляющей электроники.

Существенный недостаток отопления, основанного на применении солнечных коллекторов, заключается в отсутствии возможности накапливать тепловую энергию. В схему включен только расширительный бак (+)

Открытые солнечные коллекторы

В качестве теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз. Трубки либо закрепляются на несущей панели в виде змеевика, либо присоединяются параллельными рядами к выходному патрубку.

Солнечные коллекторы открытого типа не способны справиться с отоплением частного дома. Из-за отсутствия изоляции теплоноситель быстро остывает. Их используют в летнее время в основном для нагрева воды в душевых или бассейнах

У открытых коллекторов нет обычно никакой изоляции. Конструкция очень простая, поэтому имеет невысокую стоимость и часто изготавливается самостоятельно.

Устанавливаются в солнечных и теплых регионах, при небольших перепадах температуры окружающего воздуха и подогреваемой воды. Хорошо работают только в солнечную, безветренную погоду.

Самый простой солнечный коллектор с теплоприемником, сделанным из бухты полимерных труб, обеспечит поставку подогретой воды на даче для полива и бытовых нужд

Трубчатые коллекторные разновидности

Трубчатые солнечные коллекторы собираются из отдельных трубок, по которым курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Однако теплоноситель уже намного лучше защищен от внешнего негатива. Особенно в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.

Каждая трубка подключается к системе отдельно, параллельно друг другу. При выходе из строя одной трубки ее легко поменять на новую. Вся конструкция может собираться непосредственно на кровле здания, что значительно облегчает монтаж.

Трубчатый коллектор имеет модульную структуру. Основным элементом является вакуумная трубка, количество трубок варьируется от 18 до 30, что позволяет точно подобрать мощность системы

Веский плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в цилиндрической форме основных элементов, благодаря которым солнечное излучение улавливается круглый световой день без применения дорогостоящих систем слежения за передвижением светила.

Специальное многослойное покрытие создает своего рода оптическую ловушку для солнечных лучей. На схеме частично показана внешняя стенка вакуумной колбы отражающая лучи на стенки внутренней колбы (+)

По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

Коаксиальная трубка представляет собой сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Изготовлены из двух колб между которыми откачан воздух. На внутреннюю поверхность внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие эффективно поглощающее солнечную энергию.

При цилиндрической форме трубки солнечные лучи всегда падают перпендикулярно поверхности

Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя передается тепловой трубке или внутреннему теплообменнику из алюминиевых пластин. На этом этапе происходят нежелательные теплопотери.

Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.

Свое название система получила от перьевого абсорбера, который плотно обхватывает тепловой канал из теплопроводящего металла

Для хорошей теплоизоляции из трубки откачан воздух. Передача тепла от абсорбера происходит без потерь, поэтому КПД перьевых трубок выше.

По способу передачи тепла есть две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe). Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Поскольку легкоиспаряющаяся жидкость естественным образом стекает на дно термотрубки, минимальный угол наклона составляет 20° С

Внутри термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара поднимается вверх. После того как тепло отдано теплоносителю отопления или горячего водоснабжения, пар конденсируется в жидкость и стекает вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении. В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Одна половина U-образной трубки предназначена для холодного теплоносителя, вторая отводит нагретый. При нагреве теплоноситель расширяется и поступает в накопительный бак, обеспечивая естественную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, минимальный угол наклона должен составлять не менее 20⁰.

При прямоточном подключении давление в системе не может быть высоким, так как внутри колбы технический вакуум

Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель. Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Применение трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд достоинств и недостатков. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из одинаковых элементов, которые относительно легко заменить.

Достоинства:

низкие теплопотери;
способность работать при температуре до -30⁰С;
эффективная производительность в течение всего светового дня;
хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
возможность производства высокой температуры теплоносителя.

Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность.

Обладает следующими недостатками:

не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
высокая стоимость.

Несмотря на первоначально высокую стоимость, трубчатые коллекторы быстрее окупаются. Имеют большой срок эксплуатации.

Трубчатые коллекторы относятся к гелиоустановкам открытого типа, потому не подходят для круглогодичного использования в системах отопления (+)

Плоские закрытые системы

Плоский коллектор состоит из алюминиевого каркаса, специального поглощающего слоя – абсорбера, прозрачного покрытия, трубопровода и утеплителя.

В качестве абсорбера применяют зачерненную листовую медь, отличающуюся идеальной для создания гелиосистем теплопроводностью. При поглощении солнечной энергии абсорбером происходит передача полученной им солнечной энергии теплоносителю, циркулирующему по примыкающей к абсорберу системе трубок.

С наружной стороны закрытая панель защищена прозрачным покрытием. Оно изготовлено из противоударного закаленного стекла, имеющего полосу пропускания 0,4-1,8мкм. На такой диапазон приходится максимум солнечного излучения. Противоударное стекло служит хорошей защитой от града. С тыльной стороны вся панель надежно утеплена.

Плоские солнечные коллекторы отличаются максимальной производительностью и простой конструкцией. КПД их увеличен за счет применения абсорбера. Они способны улавливать рассеянное и прямое солнечное излучение

В перечне преимуществ закрытых плоских панелей числятся:

простота конструкции;
хорошая производительность в регионах с теплым климатом;
возможность установки под любым углом при наличии приспособлений для изменения угла наклона;
способность самоочищаться от снега и инея;
низкая цена.

Плоские солнечные коллекторы особенно выгодны, если их применение запланировано еще на стадии проектирования. Срок службы у качественных изделий составляет 50 лет.

К недостаткам можно отнести:

высокие теплопотери;
большой вес;
высокая парусность при расположении панелей под углом к горизонту;
ограничения в производительности при перепадах температуры более 40°С.

Сфера применения закрытых коллекторов значительно шире, чем гелиоустановок открытого типа. Летом они способны полностью удовлетворить потребность в горячей воде. В прохладные дни, не включенные коммунальщиками в отопительный период, они могут поработать вместо газовых и электрообогревателей.

Желающим собственными руками для устройства отопления на даче предлагаем ознакомиться с проверенными на практике схемами и пошаговыми инструкциями по сборке.

Сравнение характеристик солнечных коллекторов

Самым главным показателем солнечного коллектора является КПД. Полезная производительность разных по конструкции солнечных коллекторов зависит от разности температур. При этом плоские коллекторы значительно дешевле трубчатых.

Значения КПД зависят от качества изготовления солнечного коллектора. Цель графика показать эффективность применения разных систем в зависимости от разницы температуры

При выборе солнечного коллектора стоит обратить внимание на ряд параметров показывающих эффективность и мощность прибора.

Для солнечных коллекторов есть несколько важных характеристики:

коэффициент адсорбции – показывает отношение поглощенной энергии к общей;
коэффициент эмиссии – показывает отношение переданной энергии к поглощенной;
общая и апертурная площадь;
КПД.

Апертурная площадь – это рабочая площадь солнечного коллектора. У плоского коллектора апертурная площадь максимальна. Апертурную площадь равна площади абсорбера.

Способы подключения к системе отопления

Поскольку устройства на солнечной энергии не могут обеспечить стабильное и круглосуточное снабжение энергией, необходима система устойчивая к этим недостаткам.

Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому используются как дополнительная система. Интегрирование в существующую систему отопления и горячего водоснабжения отличается для солнечного коллектора и солнечной батареи.

Схема с водяным коллектором

В зависимости от целей использования теплового коллектора применяются разные системы подключения. Вариантов может быть несколько:

Летний вариант для горячего водоснабжения
Зимний вариант для отопления и горячего водоснабжения

Летний вариант наиболее простой и может обходится даже без , используя естественную циркуляцию воды.

Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счет теплового расширения поступает в бак-аккумулятор или бойлер. При этом происходит естественная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.

Зимой при отрицательных температурах прямой нагрев воды не возможен. По закрытому контуру циркулирует специальный антифриз, обеспечивая перенос тепла от коллектора к теплообменнику в баке

Как любая система основанная на естественной циркуляции работает не очень эффективно, требуя соблюдения необходимых уклонов. Кроме того, аккумулирующий бак должен быть выше чем солнечный коллектор. Чтобы вода оставалась как можно дольше горячей бак необходимо тщательно утеплить.

Если Вы хотите действительно добиться максимально эффективной работы солнечного коллектора, схема подключения усложниться.

Чтобы ночью коллектор не превратился в радиатор охлаждения необходимо прекращать циркуляцию воды принудительно

По системе солнечного коллектора циркулирует незамерзающий теплоноситель. Принудительную циркуляцию обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркуляционного насоса основываясь на показаниях как минимум двух температурных датчиков. Первый датчик измеряет температуру в накопительном баке, второй – на трубе подачи горячего теплоносителя солнечного коллектора.

Как только температура в баке превысит температуру теплоносителя, в коллекторе контроллер отключает циркуляционный насос, прекращая циркуляцию теплоносителя по системе. В свою очередь при понижении температуры в накопительном баке ниже заданной включается отопительный котел.

Новым словом и эффективной альтернативой солнечным коллекторам с теплоносителем стали системы с , с принципом действия и устройства которых мы предлагаем ознакомиться.

Схема с солнечной батареей

Было бы заманчиво применить схожую к электросети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за день энергию. К сожалению для системы электроснабжения частного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости очень дорого. Поэтому схема подключения выглядит следующим образом.

При снижении мощности электрического тока от солнечной батареи блок АВР (автоматическое включение резерва) обеспечивает подключение потребителей к общей элетросети

С солнечных панелей заряд поступает на контроллер заряда, который выполняет несколько функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Далее электрический ток поступает на инвертор, где происходит преобразование постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

Увы, наши электросети не приспособлены для получения энергии, могут работать только в одном направлении от источника к потребителю. По этой причине вы не сможете продавать добытую электроэнергию или хотя бы заставить счетчик крутиться в обратную сторону.

Использование солнечных батарей выгодно тем, что они предоставляют более универсальный вид энергии, но при этом не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Однако последние не обладают возможностью накапливать энергию в отличие от солнечных фотоэлектрических батарей.

Галерея изображений

Фото из

Солнечные электростанции в отоплении дома

Процесс установки солнечных панелей на кровлю

Самостоятельный монтаж прибора на крышу гаража

Самодельный электроприбор для солнечного отопления

Все о вариантах организации отопления частного дома на солнечных батареях вы найдете .

Пример расчета необходимой мощности

При расчете необходимой мощности солнечного коллектора очень часто ошибочно производят вычисления, исходя из поступающей солнечной энергии в самые холодные месяцы года.

Дело в том, что в остальные месяцы года вся система будет постоянно перегреваться. Температура теплоносителя летом на выходе из солнечного коллектора может достигать 200°С при нагреве пара или газа, 120°С антифриза, 150°С воды. Если теплоноситель закипит, он частично испариться. В результате его придется заменить.

Компании производители рекомендуют исходить из таких цифр:

обеспечение горячего водоснабжения не более 70%;
обеспечение отопительной системы не более 30%.

Остальное необходимое тепло должно вырабатывать стандартное отопительное оборудование. Тем не менее при таких показателях в год экономится в среднем около 40% на отоплении и горячем водоснабжении.

Мощность вырабатываемая одной трубкой вакуумной системы зависит от географического местоположения. Показатель солнечной энергии падающей в год на 1 м² земли называется инсоляцией.

Зная длину и диаметр трубки, можно высчитать апертуру – эффективную площадь поглощения. Остается применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в год.

Пример расчета:

Стандартная длина трубки составляет 1800 мм, эффективная – 1600 мм. Диаметр 58 мм. Апертура – затененный участок создаваемый трубкой. Таким образом площадь прямоугольника тени составит:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928м²

КПД средней трубки составляет 80%, солнечная инсоляция для Москвы составляет около 1170 кВт*ч/м² в год. Таким образом одна трубка выработает в год:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86кВт*ч

Необходимо отметить, что это очень приблизительный расчет. Количество вырабатываемой энергии зависит от ориентирования установки, угла, среднегодовой температуры и т.д.

С всеми видами и способами их использования вы сможете ознакомиться в представленной статье.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Демонстрация действия солнечного коллектора в зимнее время:

Видео #2. Сравнение разных моделей солнечных коллекторов:

На протяжении всего собственного существования человечество с каждым годом потребляется все больше энергии. Попытки использовать бесплатное солнечное излучение предпринимались давно, но только в последнее время стало возможным эффективно использовать солнце в наших широтах. Несомненно, что за гелиосистемами будущее.

Хотите сообщить об интересных особенностях в организации солнечного отопления загородного дома или дачи? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же можно задать вопрос, оставить фото с демонстрацией процесса сборки системы, поделиться полезными сведениями.

стоимость и цена комплекта своими руками

Солнечное отопление

Постоянный рост тарифов и ветхое состояние коммуникаций вынуждают владельцев частных домов активно искать альтернативные способы обогрева. Одним из мощных и неиссякаемых источников является Солнце, ежедневно поставляющее огромное количество киловатт бесплатной энергии. Необходимо установить соответствующее оборудование, и зависимость от поставщиков сетевых ресурсов останется в прошлом.

Солнечная энергия имеется всегда, хоть и зависит от погодных условий или времени суток. Для регионов, где климатические и погодные условия позволяют получать достаточное количество киловатт для обогрева, такой вариант становится оптимальным. Солнечное отопление предоставляет массу возможностей и преимуществ, о которых следует поговорить подробнее.

Устройство и принцип работы

Солнечное отопление частного дома — инновационная технология, о которой пока еще не все имеют четкое представление. Между тем, все возможности для установки и использования соответствующих комплексов имеются практически у любого домовладельца. Необходимость финансовых вложений существует только для приобретения аппаратуры или оборудования, все остальное он получит бесплатно.

Существует два варианта организации солнечного отопления:

Солнечные батареи;
Солнечные коллекторы.

Использование солнечных батарей — более затратный метод, требующий присутствия большого количества оборудования. Используются фотоэлектрические элементы, расположенные на открытой площадке под нужным углом для максимально перпендикулярного падения солнечных лучей. Они вырабатывают электрический ток, который накапливается в аккумуляторных батареях, преобразуется в переменный ток со стандартными параметрами, после чего направляется на отопительные приборы.

Отопление от солнечных батарей в частном доме дает массу дополнительных возможностей. Такой способ имеет значительное преимущество —электрический ток, который вырабатывают солнечные батареи, можно использовать не только на обогрев дома, но и на питание любых приборов, на освещение или иные надобности.

Солнечные батареи для дома для отопления, стоимость которых довольно высока, могут оказаться невыгодны с финансовой точки зрения.

Солнечные коллекторы действуют по другому принципу. Они не вырабатывают, а получают от Солнца тепловую энергию, которая нагревает теплоноситель в емкостях или трубках. В принципе, коллектором можно считать любую емкость с водой, выставленную на солнце, но имеются специальные конструкции, способные продемонстрировать наибольшую эффективность. Такой вариант системы значительно проще, дешевле и доступен для самостоятельного изготовления.

Полученное тепло сразу реализуется в повышении температуры теплоносителя, который аккумулируется в накопительной емкости, откуда распределяется по отопительным контурам дома. Оптимальным способом обогрева является использование низкотемпературных систем, таких как теплый пол. Они не нуждаются в сильном нагреве, что соответствует возможностям солнечных коллекторов. В ночное время расходуется теплоноситель, нагретый за день.

Для максимальной солнечных коллекторов эффективности необходимо качественно утеплять накопительную емкость.

Преимущества

Основное преимущество состоит в том, что Солнце — постоянный и неиссякаемый источник, стабильный и полностью предсказуемый. В отличие от ветрогенераторов, которые могут простаивать неделями, солнечная энергия подается в заранее известные временные интервалы. Единственным недостатком является возможность пасмурной или холодной погоды, когда эффективность работы батарей и коллекторов падает. Однако, современные конструкции позволяют получать минимальное количество даже в самых сложных условиях, поэтому при правильном расчете никакие неожиданности системе обогрева не угрожают.

Кроме того, нельзя забывать, что солнечная энергия достается совершенно бесплатно. Если при отоплении дома газовыми или электрическими котлами надо приобретать само оборудование и потом постоянно оплачивать энергию или топливо, то солнечная энергия не оплачивается, что значительно изменяет уровень рентабельности аппаратуры и всей системы в целом.

Однако, не следует забывать, что солнечное отопление частного дома, цена и трудозатраты на монтаж которого нередко становятся основной проблемой, выгодно только в регионах с подходящими климатическими и погодными условиями.

Дополнительным преимуществом является высокая ремонтопригодность системы и возможность наращивания ее производительности. В данном вопросе никаких ограничений нет — сколько установлено панелей или коллекторов, столько энергии и будет получено. Если установленный комплект оказался неспособен к эффективному обогреву дома, его всегда можно усилить добавлением нужного количества оборудования. Это удобно при необходимости перестроить или расширить дом, сделать пристройку и т.д. Необходимости покупать новую систему полностью это не возникает.

Виды отопления

Фотоэлектрические элементы не работают исключительно на обогрев, который является частным случаем их использования, тогда как солнечные коллекторы служат только источниками питания отопительных контуров. Поэтому рассмотрим именно коллекторы, обеспечивающие отопление на солнечных батареях, цена которого значительно ниже, чем у фотоэлектрических элементов.

Существует несколько конструкций солнечных коллекторов:

открытые;
трубчатые;
плоские коллекторы.

Эти конструкции обладают разными возможностями и применяются для решения задач, соответствующих их эффективности. Рассмотрим их внимательнее:

Открытые солнечные коллекторы

Открытые конструкции являются наиболее простыми и даже примитивными. Они представляют собой емкости, обычно черные узкие продолговатые пластиковые лотки, наполненные водой. Они ничем не накрыты, вода находится на открытом воздухе (отсюда и название).

Такие конструкции имеют массу недостатков:

возможность давать положительный эффект только при плюсовых температурах;
необходим относительно небольшой перепад температур в коллекторе и внешней среде;
долговечность таких установок низка — как правило, один сезон;
как следствие вышесказанному — крайне низкий КПД.

Для решения серьезных задач подобные установки использовать невозможно, поэтому они применяются для подогрева воды в открытых или передвижных бассейнах, летнем душе и т.п. однако, есть и достоинства — подобные устройства очень просты. Обогреватель от солнечной батареи легко может быть изготовлен самостоятельно, а в регионах с подходящими климатическими условиями его возможности заметно расширяются.

Трубчатые коллекторные разновидности

Трубчатые вакуумные коллекторы относятся к более серьезным устройствам, способным обогревать жилье или иные помещения. Они состоят из следующих элементов:

корпус, покрытый черной краской и имеющий форму плоского ящика;
распределитель (или, как его иногда называют, manifold, манифольд) — трубка с несколькими присоединительными патрубкам по бокам;
вакуумные трубки, изготовленные из стекла.

Эффективность устройства обеспечивает наличие вакуума, теплопроводность которого практически отсутствует и позволяет исключить потери.

Существует несколько видов трубчатых коллекторов, различающихся по конструкции распределителя и трубок:

Коаксиальные трубки прямого нагрева. Подготовка теплоносителя происходит при непосредственном контакте с поглощающей поверхностью
Система heat-pipe. Трубки соединяются с распределителем через специальные гнезда и отдают через них нагретый теплоноситель. Конструкция удобна из-за высокой ремонтопригодности.
Система U-type. Трубки имеют двойную длину и согнуты пополам. Начало соединено с одним распределителем, а конец — с другим. Такая схема позволяет увеличить время контакта с солнечным теплом, за счет чего повышается эффективность нагрева.
Перьевые системы. Представляют собой модификацию системы heat-pipe, накрытую прозрачной пластиной с вакуумом под ней. Дают повышенную эффективность, но имеют высокую цену и низкую ремонтопригодность.

Монтаж трубчатых коллекторов, как правило, производят на кровлю дома.

Плоские закрытые системы

Солнечное отопление дома с помощью плоских систем позволяет получить высокую эффективность при относительно низких затратах. Конструкция базируется на специальной утепленной металлической пластине с поглощающим покрытием, которая называется адсорбер. На пластину зигзагами напаяна трубка с теплоносителем. Лицевая сторона накрыта прозрачной крышкой, из-под которой выкачан воздух. Солнечный обогреватель такого типа способен работать даже при отрицательных температурах. Это позволяет обеспечивать отопление дома солнечными батареями зимой, отзывы пользователей позволяют делать достаточно оптимистичные прогнозы о будущем такого способа обогрева.

Существуют более простые виды плоских коллекторов, где не имеется вакуума. Они менее эффективны, но стоимость и ремонтопригодность значительно выше. Отопление на солнечных батареях плоского типа безвакуумной конструкции обойдется значительно дешевле, а возможность восстановления панелей увеличивает срок их службы.

Выбор солнечного коллектора и его монтаж

Перед домовладельцем, решившим создать солнечное отопление частного дома своими руками, встает задача выбрать наиболее подходящий тип коллектора. Этот вопрос достаточно сложен, но разобраться в нем необходимо.

Открытые коллекторы не подойдут из-за низких возможностей, поэтому о них нет смысла говорить. Обычно выбор производится между трубчатыми и плоскими видами. Первым и самым значимым критерием выбора обычно становится соотношение цены и качества изделий.

Такой подход оправдан, но нельзя не учитывать ремонтопригодность. Так, вакуумные трубки можно менять далеко не во всех видах коллекторов, что делает выбор рискованным. При выходе из строя одной из них у некоторых видов коллекторов придется менять всю панель, что потребует расходов. Вообще, все вакуумные устройства — довольно рискованное приобретение, так как любое механическое воздействие грозит потерей источника тепловой энергии.

Выбрав оптимальный вариант, приступают к монтажу. Для него надо выбрать подходящую площадку, расположенную неподалеку от дома. Это важно, поскольку транспортировка теплоносителя на большие расстояния потребует качественного утепления и установки циркуляционного насоса. Обычно коллекторы устанавливают на крышу, чтобы получить возможность циркуляции самотеком. Единственной проблемой становится расположение скатов относительно положения солнца на небе — иногда приходится устанавливать трекинг-систему для поворота панелей. Это дорого и требует использования гибких трубок, но эффект в результате получается значительно выше.

Схемы подключения к системе отопления

Солнечное отопление своими руками необходимо окончательно реализовать, подключив его к отопительной системе. Оптимальным способом станет использование теплого пола, температура теплоносителя для которого не превышает 55 градусов. Рассмотрим схемы подключения, обеспечивающие обогрев дома солнечной энергией:

С водяным коллектором

Водяные коллекторы непосредственно подключаются к отопительному контуру дома. Существует два варианта присоединения: летний и зимний.

Летний вариант, как правило, используется для подачи нагретой воды в душ или для иных надобностей, поскольку обогрев дома летом не нужен. Схема самая простая — коллектор устанавливается на открытой площадке, вода, нагреваясь, поднимается в накопительный бак, установленный уровнем выше. По мере разбора, емкость пустеет, поэтому в нее постоянно подается подпитка, поступающая в коллектор и получающая в нем тепловую энергию. Этот способ несложен и может быть без проблем реализован своими руками.

Зимний вариант сложнее. Коллектор, установленный на открытой площадке, подает нагретый теплоноситель (рекомендуется использовать антифриз) в змеевик теплообменника. Он представляет собой вертикально установленную емкость со змеевиком внутри. Возникает две петли — в одной циркулирует антифриз (по кругу коллектор-теплообменник), в другой циркулирует теплоноситель (из теплообменника в отопительный контур и обратно). Циркуляцию антифриза необходимо обеспечить с помощью циркуляционного насоса, иначе система работать не будет. Циркуляцию теплоносителя можно организовать как естественным способом, так и принудительно, с помощью насоса. Оптимальный вариант отопительного контура — система теплого пола, позволяющая получить максимальный эффект как в дневное, так и в ночное время суток.

С солнечной батареей

Отопление от солнца своими руками, созданное на базе солнечных батарей, осуществляется путем установки электрического нагревателя. В данном случае фотоэлектрические элементы лишь обеспечивают питание ТЭНов, установленных в электробойлере, не имея непосредственного отношения к отопительному контуру.

Система отопления и солнечные батареи со всем комплексом аппаратуры монтируются отдельно. Способ соединения выбирается произвольно, исходя из особенностей обеих систем. Подключение бойлера, насоса и прочих устройств выполняется обычным способом, никаких специфических требование не имеется.

Советы по эксплуатации

Эксплуатация системы солнечного отопления производится в соответствии с конструкцией коллекторов, их количеством и прочими особенностями.
Основной задачей для владельца становится поддержание чистоты, своевременное удаление пыли и прочих загрязнений. Это позволяет обеспечить максимальный прием тепловой энергии, повысить эффективность всей системы в целом.
Необходимо качественно утеплить все соединительные трубопроводы и накопительную емкость, исключая теплопотери.
Рекомендуется всегда держать в запасе одну-две панели, чтобы в случае механического разрушения можно было оперативно произвести замену. Соблюдение этих несложных рекомендаций позволит повысить эффективность системы и обеспечить комфорт и уют в доме.

Цена комплекта и где купить?

Солнечное отопление частного дома, своими руками, системы

Когда начинается постройка частного или загородного дома, важным моментом, который также требует довольно много финансовых вложений, а еще больше – внимания, является отопительная система и утепление сооружения. И вместо привычных систем и традиционных видов отопления все больше людей обращают свое внимание на альтернативное отопление – солнечное отопление частного дома.

Солнечное отопление частного дома

Использование солнечной энергии для отопления

Распространение системы солнечного отопления частного дома постоянно растет, так как это инновационная технология, использующая солнечную энергию. На сегодняшний день уже абсолютно каждый владелец частного или загородного дома может установить у себя такую систему. Заметим, что финансовые средства потребуется вложить только в приобретение оборудования, которое понадобится для того чтобы накапливать тепло, а вот сама энергия достанется вам бесплатно.

Если вы собираетесь оборудовать солнечное отопление дома для долговечной работы, то к выбору системы следует подойти серьезно. Требуется грамотно рассчитать площадь системы, мощность, подобрать хорошее место для монтажа.

Отметим, что установленная система сможет прослужить вам более 25-ти лет, а окупится она примерно через 3 года, если эксплуатировать ее постоянно.

Отопление дома от солнца может быть двух типов:

На основе солнечных батарей.
На основе солнечных коллекторов.

Солнечное отопление обладает множеством преимуществ:

Существенно экономятся затраты на топливо.
Это полностью экологически безопасная система.
Простота использования.
На фотоэлементы цены падают, поэтому падает и стоимость оборудования и монтажа системы.

Среди недостатков можно отметить следующие:

Когда день пасмурный, энергии будет вырабатываться существенно меньше.
Оборудование и монтаж такой системы – дорогое удовольствие.
Бесперебойная работа такой системы требует к себе особенного внимания: точных расчетов и верной установки всех элементов.

Отопление на солнечных батареях

В сущности, солнечные батареи представляют собой фотогенераторы электроэнергии. Как говорят нам законы физики, солнечный свет формирует постоянный ток, влияя на полупроводниковые элементы. А в цепях солнечной батареи появляется напряжение, которое затем подается на объекты. Специальный аккумулятор накапливает энергию, которую потом можно использовать в пасмурные дни.

Система отопления с применением солнечных батарей

Отопление частного дома солнечной энергией при помощи батарей лучше всего ставить на южную сторону крыши, а угол крыши должен быть не менее 30 градусов. Специалисты рекомендуют учесть также наличие дополнительных помех – к примеру, если рядом стоят сооружения или деревья, которые впоследствии могут помешать функционированию системы. Поток лучей солнца должен идти из учета: 1000 кВт/ч на 1 кв.м за год. Солнечная энергия в таком расчете, которую вы получите, будет равняться использованию 100 литров газа.

Некоторые мощные солнечные батареи площадью примерно 4 кв.м могут снабдить среднюю семью, состоящую из 3-х человек, горячей водой. Энергия при этом выработается – 2000 кВт/ч в год.

Солнечная батарея состоит из следующих элементов:

Прозрачная верхняя панель, внутри нее будут циркулировать вода или воздух, сделанная из стекла или пластмассы.
Металлическая зачерненная поверхность, поглощающая теплоэнергию солнца.
Водяной бак или специальный накопительный резервуар, куда идет нагретая жидкость или газ, после чего они поступают в батареи.

Солнечная батарея в разрезе

В солнечные системы отопления частного дома входят такие элементы:

Обыкновенный преобразователь.
Преобразователь постоянного в переменный ток.
Датчик, который регулирует уровень зарядки и разрядки батареи.
Аккумулятор.
Система отбора мощности.

Солнечное отопление загородного дома на батареях применяется, в основном, для того чтобы получить электричество. Поэтому такие батареи будет лучше всего установить там, где используется электрическое отопление, электрообогреватели или теплый пол. Когда вы оборудуете отопление солнечными батареями большой мощности, можно будет снабдить свой дом горячей водой.

Солнечные батареи приобрели большую популярность в мире

Что касается эффективности такой системы, как отопление дома солнечной энергией от батарей, то этот показатель зависит от множества факторов, основной из которых – это поступающая солнечная энергия. Если ваше жилье располагается в северной широте, то лучше всего использовать совмещенные виды отопления, где солнечная энергия будет лишь дополнением. Это же касается и тех местностей, где наблюдается частая пасмурная погода, так как в такое время мощность батарей будет очень маленькой.

Отопление солнечными коллекторами

Отопление загородного дома от солнца при помощи солнечных коллекторов заключается в том же принципе: солнечная энергия собирается и преобразовывается. Однако в данном случае преобразовывается не электрическая энергия, а тепловая. Так, носитель тепла, который циркулирует в коллекторе, под действием лучей солнца нагревается и после этого передает свое тепло. Продуктивность здесь также зависит от того, какое количество солнечного света.

Система отопления солнечными коллекторами

Бывают такие виды коллекторов:

Работающие на воде или антифризе. Первый тип коллекторов – это плоские коллекторы, которые состоят из абсорбера, который и поглощает солнечную энергию, прозрачного слоя и покрытия с теплоизоляцией.
Работающие на воздушных массах и обеспечивающие воздушное солнечное отопление дома.

Солнечное отопление своими руками – это реально

На сегодняшний день известно несколько способов, как выполнить солнечное отопление дома своими руками. К примеру, можно использовать полиэтиленовую пленку или пластиковые бутылки, однако такая система не будет долго работать эффективно.

Поэтому лучшим вариантом будет приобретение готового оборудования – это эффективно и выгодно. К тому же, стоимость его окупается через короткое время.

цены на устройства и реализация системы своими руками

Что могут предложить современные технологии

В среднем 1 м2 поверхности земли получает 161 Вт солнечной энергии в час. Разумеется, на экваторе этот показатель будет во много раз выше чем в Заполярье. Кроме того, плотность солнечного излучения зависит от времени года. В Московской области интенсивность солнечного излучения в декабре-январе отличается от мая-июля более чем в пять раз. Однако современные системы настолько эффективны, что способны работать практически всюду на земле.

Плюсы и минусы от использования энергии солнца

Второй плюс — это нулевые выбросы. По сути, это самый экологически чистый и естественный вид энергии. Солнечные батареи и коллекторы не производят шума. В большинстве случаев устанавливаются на крышах зданий, не занимая полезную площадь загородного участка.

Необходимо следить за оптической чистотой панелей, незначительное загрязнение резко снижает КПД.

Открытые солнечные коллекторы

Открытый солнечный коллектор представляет собой незащищенную от внешних воздействий систему трубок, по которым циркулирует нагреваемый непосредственно солнцем теплоноситель. В качестве теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз. Трубки либо закрепляются на несущей панели в виде змеевика, либо присоединяются параллельными рядами к выходному патрубку.

Ввиду отсутствия изоляции практически не сохраняют полученную от солнца энергию, отличаются низким КПД. Применяются их преимущественно в летний период для подогрева воды в бассейнах или летних душевых. Устанавливаются в солнечных и теплых регионах, при небольших перепадах температуры окружающего воздуха и подогреваемой воды. Хорошо работают только в солнечную, безветренную погоду.

Трубчатые солнечные коллекторы

По конструкции трубок различают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.

При цилиндрической форме трубки солнечные лучи всегда падают перпендикулярно поверхности

Перьевая трубка представляет собой стеклянный цилиндр со вставленным внутрь перьевым абсорбером.

По способу передачи тепла есть две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe).

Термотрубка представляет собой запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Поскольку легкоиспаряющаяся жидкость естественным образом стекает на дно термотрубки, минимальный угол наклона составляет 20°

В качестве легкоиспаряющейся жидкости часто применяется вода при низком давлении.

В прямоточной системе используется U-образная трубка, по которой циркулирует вода или теплоноситель системы отопления.

Прямоточные системы более эффективны так как сразу нагревают теплоноситель.

Если системы солнечных коллекторов запланированы к использованию круглый год, то в них закачивается специальные антифризы.

Плюсы и недостатки трубчатых коллекторов

Достоинства:

низкие теплопотери;
способность работать при температуре до -30⁰С;
эффективная производительность в течение всего светового дня;
хорошая работоспособность в областях с умеренным и холодным климатом;
низкая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя воздушные массы;
возможность производства высокой температуры теплоносителя.

Конструктивно трубчатая конструкция имеет ограниченную апертурную поверхность. Обладает следующими недостатками:

не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
высокая стоимость.

Трубчатые коллекторы относятся к гелиоустановкам открытого типа, потому не подходят для круглогодичного использования в системах отопления

Цены и решения

Цена за 1 Вт мощности для типичных солнечных батарей, устанавливаемых на крышу, укладывается в рамки 4-8$. При этом поставщик часто обязуется вырезать элементы под заказ либо установить стандартный вариант. Вот набор типичных решений, предоставляемых солнечной энергией, выложенных фирмой на официальном сайте:

Снабжение энергией частного дома.
Оборудование для бесперебойной работы станций связи.
Точка Wi-Fi на солнечных батареях.
Отдельно стоящие фонари, питаемые лучами дневного светила.
Зарядные устройства для сотовых телефонов.
Рекламные щиты с огнями.
Оконные стекла, способные вырабатывать энергию.

Это вполне доступные пониманию проекты, разработаны и прочие. Инженер Скотт Брюсав предлагает сделать дорожные покрытия из солнечных батарей. Это по-настоящему грандиозный проект, но намного удивительнее смотрится сад из эко-деревьев. От «растений» легко заряжаются мобильные устройства.

Конструкции

Что предложат магазинные прилавки. Сегодня в наличии две конструкции:

каркасные;
бескаркасные.

Вдобавок приобретете фотоэлементы по отдельности. Сложность правильного использования устройств ложится на плечи покупателя.

Общие черты

Независимо от наличия каркаса каждая солнечная батарея составляется из модулей, образованных фотоэлементами, соединенными последовательно, параллельно или смешанным способом. Последнее позволит получить необходимые вольтаж и мощность. В пределах узла пристальное внимание уделяется характеристикам фотоэлементов. Суммарные свойства конструкции определяются наихудшим значением параметра. К примеру, в последовательной цепочке ток ограничен максимальным внутренним сопротивлением фотоэлемента.

Солнечные батареи на крыше дома состоят из мириадов модулей, упакованных способом из упомянутых выше. Обсудим различия.

Каркасные солнечные батареи

Подложка из закаленного стекла выступает надежной защитой для листовых солнечных батарей, нанесенных на одну сторону. Дождь, снег, град не повредят источнику автономного электроснабжения. Прозрачное стекло легко пропускает свет и препятствует механическому повреждению фотоэлементов. С внутренней стороны батареи защищены слоями ламината. Используется лавсан (полиэстер).

Для дополнительной герметизации фотоэлементы утоплены в пленку, схожую по свойствам с полиэтиленом. Торцы отделываются алюминиевым профилем, посаженным на герметик, препятствуя расслоению пирога, который — начиная с внешней поверхности — выглядит так:

Прочный слой закаленного стекла.
Фотоэлементы, утопленные в пленку.
Внутренние слои ламината.

Алюминиевый профиль имеет форму буквы F, поддерживает конструкцию на некотором расстоянии от поверхности кровли. Единственный элемент не обеспечит достаточного выходного напряжения, ряд штук соединяются последовательно. Каркасная конструкция дополняется элементами электрических соединений.

Бескаркасные солнечные батареи

В этом варианте исполнения каркас отсутствует. Подложкой выступит стеклотекстолит, либо подложка отсутствует окончательно. В последнем случае обе стороны покрываются лавсановой пленкой. Фотоэлементы тщательно загерметизированы.

Как сделать водонагреватель своими руками?

Самостоятельное изготовление солнечного водонагревателя позволяет сэкономить некоторое количество денег и получить возможность бесплатного нагрева воды для любых нужд. Нет смысла использовать дорогостоящие материалы, поскольку результат будет зависеть не столько от их, сколько от тщательности и аккуратности сборки, а также от площади нагрева. Браться за изготовление вакуумных или конденсационных установок нецелесообразно, проще сделать самые доступные и надежные панели. Рассмотрим наиболее популярные и распространенные варианты самостоятельного изготовления солнечных водонагревателей:

Из поликарбоната

Поликарбонат — прозрачный листовой пластик. Для изготовления коллектора нужен сотовый материал, представляющий собой двойной лист, соединенный поперечными полосками. Вся плоскость представляет собой множество каналов, разделенных друг с другом, но имеющих выход наружу с торцовой части.

Для изготовления надо взять два листа одинакового размера. Один будет абсорбером, т.е. получать солнечное тепло и отдавать его воде. Второй — наружный защитный слой, обеспечивающий безопасность рабочей пластины и способствующий сохранению тепловой энергии. Для утепления используется пенопластовый лист такого же размера, который будет наклеен на заднюю сторону.

В качестве манифольда (распределителя) будет использоваться полипропиленовая труба. Для каждой панели нужно 2 таких трубы. В них надо сделать продольный пропил, длина которого точно равна ширине листов поликарбоната. В эти пропилы вставляются торцы рабочих пластин (оба), после чего тщательно герметизируются с помощью клеевого пистолета.

Важно! Задняя сторона рабочей пластины красится в черный цвет, после чего на нее наклеивается пенопласт. Затем на лицевую сторону наклеивается внешний защитный слой.

На диагонально противоположные торцы полипропиленовых трубок наклеиваются штуцеры, с помощью которых коллектор будет присоединяться к остальной системе. Свободные торцы плотно герметизируются заглушками. После высыхания клея коллектор наполняют водой и проверяют наличие утечек, которые сразу же устраняют. После этого панель можно присоединять к системе и вводить в эксплуатацию.

Из пластиковых бутылок

Коллектор из пластиковых бутылок — один из вариантов самодельного трубчатого водонагревателя. Собственно, бутылки служат только для теплоизоляции, основную функцию выполняют черные пластиковые трубки, торцы которых вставлены в средние патрубки ПВХ тройников. Эти тройники соединяются в одну линию, образуя коллектор, который можно впоследствии увеличивать до любого размера, просто присоединяя дополнительные трубки. У бутылок отрезают дно, одевают их на трубку одну за другой так, чтобы горлышко плотно входило в заднюю част.

Получается внешняя прозрачная труба, прикрывающая трубку и создающая эффект парника внутри. Когда по трубкам пропускается вода, она нагревается от солнечного тепла и направляется в систему для использования по назначению.

Типичная схема автономной электрической сети

Солнечные батареи с номиналом 12 В работают на аккумуляторы и приборы, для которых вольтаж достаточен. Контроллер заряда чутко следит, чтобы оборудование эксплуатировалось согласно техническим нормам. При необходимости цепь между солнечной батареей и аккумуляторами размыкается.

Домашние приборы не работают напрямую с постоянного напряжения 12 В, используется специальный преобразователь — инвертор. Переменный ток частотой 50 Гц и номиналом 230 В уже поступает в дом. Питание обогревателя солнечными батареями ведется по опосредованной схеме — через инвертор.

А как же сетевое электроснабжение. Солнечные батареи во дворе позволят не платить государству, даже подзаработать.

Программы по развитию солнечной индустрии существуют в развитых государствах, даже в Монголии.

Типы солнечных водонагревателей и их характеристики

Выделяют несколько принципиальных классификаций:

По типу коллектора

Панельный – наиболее простое исполнение. Трубки коллектора покрыты черной краской и установлены в панельном корпусе, который закрыт стеклом или прозрачным пластиком. Хотя конструкция очень простая, но и эффективность также небольшая, поскольку теплоноситель теряет часть тепла, находясь в коллекторе. Потери накопленного тепла могут быть значительными, потому что конструкция коллектора идентична радиатору. Такой тип солнечного коллектора подойдет для местности, где солнечное освещение регулярное или полученная подогретая вода будет использоваться как вспомогательная.
Вакуумный – в трубке находится теплоноситель. Сама же трубка помещена во внутрь вакуумной колбы, которая способна пропускать солнечное тепло.

Панельный тип водонагревателя

Такая конструкция практически полностью исключает потерю тепла, при этом водный теплоноситель нагревается до температуры кипения, а масляный – до 200-300 градусов, что дает возможность использовать полученное тепло для отопления здания. Закономерно, что такой коллектор дороже панельного, но полученный результат оправдает затраты.

По типу циркуляции

Естественная – в этом случае циркуляция протекает благодаря физическим свойствам воды. Нагретая жидкость, как известно, имеет меньшую плотность, но увеличивается в объеме. На основе этого происходит ее перемещение по трубкам в самый верх. На освободившееся место поступает новая порция воды.
Принудительная – для того, чтобы происходила естественная циркуляция, резервуар необходимо размещать над коллектором. Но такая схема монтажа не всегда целесообразна, и ее можно воплотить в жизнь, особенно, если резервуар большого объема.

Солнечный коллектор с принудительной циркуляцией

В случае солнечного водонагревателя при естественной циркуляции коллектор размещают на скате крыши и тут же устанавливают резервуар. Если последний имеет большой объем, то такая нагрузка для кровли может стать критической. Решением будет размещение резервуара в подвальной части здания, тогда в этом случае применяют принудительную циркуляцию специальными насосами.

При таком способе циркуляции в качестве теплоносителя можно использовать масла. Способности к естественной циркуляции у них практически нет, но с функцией теплоносителя справляются отлично.

По типу контура циркуляции

Разомкнутый – применяется для обеспечения горячей водой жилого помещения. Теплоносителем в этом случае выступает вода, которую используют для различных бытовых нужд и, соответственно, она уже не попадает обратно в контур.
Система с одним контуром – используют для отопления дома. Нагретый таким способом теплоноситель используют как добавку к теплоносителю, который подогрели традиционным методом. В этом случае нагретый теплоноситель переходит в отопительную систему, после которой опять переносится в приемный резервуар и в коллектор.
Двухконтурнаянагревательная система – самая универсальная. Есть возможность использования таковой для отопления зимой или для водоснабжения.

Двухконтурная система водоснабжения и отопления

Также можно выбрать один из возможных теплоносителей – вода, масло или антифриз. После коллектора теплоноситель проходит теплообменник, в котором происходит теплоотдача на второй контур. Второй используемый теплоноситель уже идет по назначению – для отопления или водоснабжения.

Для чего можно использовать?

С помощью таких водонагревателей можно решить вопрос не только о регулярном горячем водоснабжении, но и обеспечить теплом дом.

Водонагреватели помогут решить такие задачи:

Обеспечение круглый год горячей водой.
Поддержание отопительной системы.
Подогрев воды для бассейнов.
Нагрев воды для различных промышленных и сельскохозяйственных нужд.

Установка

Поскольку оборудование работает от солнечной энергии, то, соответственно, установка обогревателя будет проводиться на открытом воздухе. Монтаж рекомендуют проводить на крышах зданий, на балконах или других архитектурных выступах.

Экран водонагревателя должен быть направлен на юг. Установку проводят под определенным углом к горизонту, который эквивалентен географической широте местности.

Водонагреватель постоянно поглощает энергию и по понятным причинам источник энергии выключить нельзя, поэтому, в случае малого потребления воды, температура застоя может достигать до 300°С.

По этой причине не допускается использование пластиковых и стальных труб с цинковым покрытием. Оптимальными в эксплуатации станут трубопроводы, изготовленные из меди или нержавеющей стали.

Горячий контур солнечного водонагревателя должен иметь теплоизоляцию, это позволит избежать ожогов и возгораний. Следует учесть температурный режим работы оборудования при выборе теплоизоляции и крепежей.

Производители солнечных водонагревателей на корпусе своей продукции указывают точную температуру застоя.
Панели коллектора должны находиться на открытом пространстве, чтобы был открытый доступ к солнечному свету. Необходимо исключить наличие возможных преград.

Чаще всего углом наклона коллектора будет наклон ската крыши. Для того, чтобы эффективность работы водонагревателя приблизить к максимальной, лучше придерживаться рекомендаций и использовать специальный стеллаж, на который будет крепиться коллектор.

Т.е. залогом правильной и эффективной работы оборудования являются всего несколько правил:

направление на юг;
правильный угол наклона;
беспрепятственный доступ к солнечному свету;

Некорректная установка снизит качество работы водонагревателя, а вложенные средства не будут оправданы. Тип нагревателя также может играть роль в способе его установки. При монтаже учитывают тип используемого оборудования.

Различают такие системы:

Пассивная

Работа установки протекает полностью самостоятельно, без каких-либо дополнительных приспособлений. Получение и передача энергии происходит непосредственно на теплоноситель, который самотеком поступает в накопительную емкость. Примером пассивной установки может служить емкость для воды темного цвета для лучшего нагрева. Нагрев воды в ней происходит без дополнительной помощи, надо лишь поставить бак под лучи Солнца.
Циркуляция также естественная, теплые слои поднимаются вверх, уступая место холодным, которые, нагреваясь, в свою очередь, уступают место остывшим слоям. Простота и отсутствие необходимости в обслуживании таких установок привлекательны, но режим их работы крайне неустойчив, а эффективность составляет лишь малую часть от физически возможной.

Активная

Активная установка солнечной батареи для нагрева воды позволяет решить все проблемы с режимом циркуляции и получить максимальную эффективность теплопередачи. Обычно нагревательный контур имеет замкнутую конструкцию, в которой циркулирует вода или масло. В нормальном состоянии естественной циркуляции о масла получить невозможно, но, с помощью циркулярного насоса, можно получить высокую степень теплопередачи, свойственную маслу в силу физических особенностей.
Горячая вода от солнца, полученная подобным образом, может быть направлена в одно- или двухконтурные системы, для отопления и подачи ГВС. Результаты, полученные от активной установки, значительно выше, но и расходы на ее приобретение намного заметнее. Для пользователей, которые решили выбрать солнечные водонагреватели для дома, стоимость комплекта может оказаться слишком высокой, поэтому следует заранее узнать цену подобных комплексов.

Способы подключения к отопительной системе

Одним из недостатков солнечных коллекторов является невозможность постоянного снабжения энергией. Следовательно, при подключении важно подобрать систему, которая способна работать в ограниченном режиме.

В регионах средней части России солнечные коллекторы используются в качестве дополнительного источника тепла, так как не гарантируют постоянного потока энергии. Подключение солнечных коллекторов и батарей к функционирующей системе отопления и горячего водоснабжения имеет некоторые отличия, которые обязательно следует учитывать.

Подключение тепловых коллекторов

Схема подключения определяется прямым назначением конструкции, чаще всего применяется два варианта:

Для нагревания воды в летнее время.
Для нагревания теплоносителя зимой в системах отопления и горячего водоснабжения.

Первый вариант отличается своей простотой, его работа основана на естественном перемещении теплоносителя. Следовательно, такая схема использования солнечной энергии для частного дома может использоваться без циркуляционного насоса. Принцип работы выглядит следующим образом: при нагревании солнечными лучами вода в коллекторе расширяется и поступает в накопительный бачок. На место уходящей воды засасывается холодная жидкость.

Однако следует учитывать, что для большей эффективности работы системы с естественной циркуляцией необходимо создать определенный угол наклона. Кроме того важно расположить накопительный бак на более высоком уровне, чем солнечный коллектор.

Для поддержания высокой температуры теплоносителя аккумулирующий бак требует дополнительной теплоизоляции.

Максимально эффективная работа солнечного коллектора требует использования более сложной схемы подключения.

В систему заливают незамерзающий теплоноситель и врезают циркуляционный насос. Для управления его работой устанавливают контроллер и температурные датчики. Первый датчик показывает значения температуры воды в аккумулирующем бачке, второй датчик устанавливают на трубе, подающей горячий теплоноситель от солнечного коллектора. Такая схема работает по следующему принципу: при нагревании воды в баке выше заданных параметров происходит отключение циркуляционного насоса, и движение теплоносителя прекращается. Когда температура понижается до контрольных значений, контроллер включает котел отопления.

Обзор рынка: производители и модели

Наибольшее развитие и распространение технология получила в южных странах, где поток энергии находится в постоянном доступе. Покупателей, которые решили приобрести и установить солнечные батареи для нагрева воды, цена нередко интересует даже больше, чем технические и эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим наиболее известные фирмы, занимающиеся производством этого оборудования:

Sunrain Solar Energy Co., Ltd. Это китайская фирма, полностью изготавливающая водонагревательные системы на собственных предприятиях.
Buderus, Vaillant, Viessmann — три фирмы из Германии. Европейское оборудование славится своим качеством и возможностями, но немецкие установки являются эталоном среди всех альтернативных вариантов.
Ariston, Ferroli. Итальянские компании, обеспечивающие высокое качество и сравнительно низкие цены на отопительное оборудование.

Приобретая солнечные нагреватели воды, цена которых кажется весьма приемлемой, необходимо внимательно изучить паспорт и технические характеристики установки. Встречаются недобросовестные производители и продавцы, предлагающие поддельные устройства. Если есть сомнения, следует попросить сертификаты на оборудование. Если их не имеется в наличии, нужные устройства следует поискать в других магазинах.

Необходимо учесть, что данное оборудование может быть очень дорогим не столько из-за высокого качества, сколько в зависимости от страны-изготовителя. Так, российские установки могут стоить 20 тыс. руб., а европейские аналоги того же уровня будут стоить в 3-4 раза больше.

Как подключаются солнечные батареи

Схема подключения солнечного коллектора, при которой происходит накопление энергии солнечного излучения, не может использоваться для подключения солнечных батарей. В этом случае придется дополнительно устанавливать дорогостоящий блок аккумуляторов. Следовательно, необходимо воспользоваться другим вариантом.

Энергия с солнечных батарей передается контроллеру заряда, который предназначен для постоянной подачи энергии аккумуляторам и стабилизации напряжения. При поступлении электричества на инвертор постоянный ток преобразуется в переменный однофазный ток 220 В.

Получение универсального вида энергии для отопления дома от солнца делает солнечные батареи более выгодными, но не стоит забывать о меньшей эффективности этой системы. Также следует учесть, что солнечный коллектор не может накапливать энергию, как это делают солнечные батареи.

Расчет мощности

Чтобы выгодно использовать солнечные коллекторы, важно учитывать следующие рекомендации производителей:

Система должна обеспечивать горячее водоснабжение лишь на 70%.
В отопительную систему от солнечных коллекторов может поступать не больше 30% энергии.

Только в этом случае можно добиться экономии расходов на отопление и горячее водоснабжение почти на 40%.

При расчетах мощности коллектора для отопления дома солнечной энергией также следует учитывать расположение системы, угол наклона панелей и среднегодовую температуру в регионе.

Газовое отопление
Электрическое отопление
Теплый пол
Центральное отопление
Радиаторы, батареи
Твердотопливное отопление
Печи, камины
Альтернативное отопление
Монтаж, ремонт

Советы по эксплуатации

Эксплуатация солнечных нагревателей не представляет существенных сложностей. Если система правильно установлена и настроена, то от владельца потребуется лишь поддержание чистоты приемных панелей и целостности соединений. При необходимости надо менять вышедшие из строя узлы и элементы, восстанавливать герметичность трубок и прочих деталей. Никаких специальных рекомендаций не имеется, все действия производятся в соответствии с необходимостью и целесообразностью.

Отзывы пользователей

Все, кто решился на приобретение солнечного водонагревателя и в конечном итоге пришли к выводу, что альтернативные источники энергии – это отличный вариант экономии и остаются довольны полученным результатом.

В начале придется вложить определенную сумму на реализацию всего проекта, но в дальнейшем это позволит экономить бюджет и не зависеть от различных мировых энергетических кризисов и очередных подорожаний энергоносителей. Как показывает статистика, окупаемость вложенных средств пройдет в течении последующего года активной эксплуатации установки круглый год. Особенно это будет заметно, если работа оборудования будет направлена на обеспечение горячей водой и отоплением целого здания.

Залогом положительного результата также остается профессиональная установка и наладка приобретенного оборудования. Поэтому, чтобы избежать различных неприятных ситуаций, лучше обращаться за помощью к специалистам по данному вопросу.

Источники

https://econet.ru/articles/145361-solnechnoe-otoplenie-chastnogo-doma-varianty-i-shemy-ustroystva
https://VashTehnik.ru/obogrevateli/solnechnyj-obogrevatel-dlya-doma.html
https://Energo.house/sol/solnechnye-vodonagrevateli.html
https://slarkenergy.ru/solar/solnechnyj-vodonagrevatel.html
https://teplospec.com/alternativnoe-otoplenie/kakie-byvayut-solnechnye-sistemy-otopleniya-vidy-kharakteristiki-osobennosti-vybora.html

[свернуть]

Как обогреть дом с помощью солнца: 4 самых эффективных способа

Солнечную энергию можно использовать не только для производства электричества, но и для обогрева помещений. В последнем случае вместо фотомодулей применяются солнечные коллекторы (гелиоустановки). Эти устройства поглощают инфракрасное излучение и видимый свет солнца для нагрева жидкости или воздуха, тепло от которых используется для отопления дома.

Большое разнообразие конструкций гелиоустановок позволяет создавать из них различные конфигурации систем отопления. В частных домовладениях чаще всего реализуются четыре следующие схемы.

Пассивное солнечное отопление

Наиболее простая в реализации система подразумевает, что солнечная энергия проникает в дом через большие окна (как правило, выходящие на юг) и поглощается находящимся в комнате накопительным элементом, например, каменными стеной или полом, большим резервуаром с водой. Нагревшись, такой элемент отдает тепло воздуху в помещении, повышая тем самым температуру в доме.

Одним из примеров домов с пассивным солнечным отоплением может послужить здание ARPAE в Италии.

Активное воздушное отопление

При такой схеме в качестве солнечного коллектора используется специальное устройство, по внутренним полостям которого циркулирует воздух. Нагретый от солнца воздух идет или на прямой обогрев отдельных комнат, или поступает в систему вентиляции, в которой могут использоваться регенеративный теплоутилизатор или тепловой насос, обеспечивающие повышение температуры воздуха во всем доме.

Как своими руками сделать солнечный обогреватель для дома из подручных средств, рассказывается в этой статье.

Активное жидкостное отопление

Для реализации такой системы необходимы солнечные коллекторы, в которых роль теплоносителя играет жидкость, например, вода или антифриз на основе пропиленгликоля. В зависимости от конструкции жидкостные коллекторы способны нагревать теплоноситель до 200–300 °C.

Гелиоустановка соединяется с системой труб и радиаторов. По ним нагретая вода или антифриз прокачиваются насосом, отдавая свое тепло воздуху в помещениях. Такая система отопления может включать теплоаккумулятор — резервуар большого объема, в котором горячий теплоноситель накапливается пока нет необходимости в обогреве. Кроме того, нагретую в солнечном коллекторе воду можно использовать в системе горячего водоснабжения.

Изготовить такой тип обогревателя, при желании, также можно самостоятельно – как, читать здесь.
Вместе с тем существует множество уже готовых решений – подробности тут.

Совместное использование солнечной и геотермальной энергий

Иногда жидкостную систему солнечного отопления объединяют с геотермальным тепловым насосом. Он позволяет обогревать дом за счет тепла земной коры. Такие комбинированные установки обычно применяются в регионах с очень холодной зимой или с продолжительными периодами низкой солнечной активности.

Узнать о том, как устроены и работают такие системы можно здесь.

Читайте также: Трио из солнечных панелей, домашней батареи и теплового насоса уменьшают расходы на отопление в 10 раз

Читайте также: Как своими руками построить солнечную станцию для отопления и горячей воды знает миргородский изобретатель

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Солнечное отопление дома цена — Система отопления

На этой вкладке мы попытаемся выбрать для вашего гаража нужные компоненты конструкции. Монтаж обогревания насчитывает, батареи, систему соединения, развоздушки, бак для расширения, крепежи терморегуляторы котел, трубы, увеличивающие давление насосы, коллекторы. Система обогревания гаража включает некоторые части. Любой фактор играет важное значение. Поэтому подбор частей монтажа нужно планировать грамотно.

Солнечное отопление

Солнечные батареи для дома цены

Солнечным отоплением является обогрев домов энергией солнечного излучения.

Солнечное излучение недооценивается, зимой его можно использоваться для отопления помещений, оно предотвращает разрушение от влаги, плесени.

Солнечная тепловая энергия используется для отопления, нагрева воды, это привело к разработке солнечных коллекторов для домашнего пользования.

Вакуумный коллектор имеет высокий КПД по сравнению с плоским коллектором. Солнечное отопление в Краснодаре устанавливается в домах.

С помощью вакуумных солнечных коллекторов солнечное отопление в Краснодаре завоевыет все большую известность.

Данный вид отопления интересует многих хозяевов частных домов, но интересна окупаемость этих тепло нагревателей.

Для правильного выбора солнечного коллектора важно посчитать мощность нужную для отопления, ведь цена прямо пропорционально размеру коллектора, его мощности.

В нашей компаниии ООО «Данила Мастер», занимающейся установкой этого оборудования можно получить необходимую вам информацию и консультацию. Звоните!

Лучшие условия для применения солнечного отопления на юге России.

Солнечное отопление цена, солнечная электростанция для дома купить в Краснодаре, геотермальная электростанция, системы энергообеспечения, стоимость, продажа, монтаж, установка. Солнечные батареи для дома цена.

Источник: http://danila-master.com/solkollektorov

Стоимость теплового насоса

Мы предлагаем несколько вариантов установок с тепловой мощностью от 5 до 25КВт сответственно.

Для домов со стандартными потерями тепла 50Вт/м2 (при -28*) (СНиП 23-02-2003) это составит от 80 до 220м2 отапливаемой площади.
Для Энергоэффективных домов с тепловым сопротивлением внешних конструкций R=6.8m*K/Вт это составит от 150 до 400м2 отапливаемой площади.
Для Пассивных домов с тепловым сопротивлением внешних конструкций R=10 m*K/Вт это составит от 200 до 700м2 отапливаемой площади.

Нестандартные варианты можно обсудить с нашим специалистом непосредственно на месте об»екта.

REM: Отопительная Система «Теплодаром» состоит из Геотермальной части с Тепловым насосом и батареи Солнечных Коллекторов, что позволяет выбрать тепловой насос на одну ступень меньшей мощности (например 5,5кВт вместо 7,9кВт) и даёт возможность иметь самую низкую стоимость одного теплового кВт*часа из всех видов топлива, включая магистральный газ.

Источник: http://teplodarom.com/site.xp/057054.html

Содержание

У нас еще совсем недавно солнечные коллекторы были чем-то диковинным, хотя в южных европейских странах они используются уже много десятков лет и без них там не обходится ни один дом.

Сейчас же солнечные коллекторы – неотъемлемая часть любого «экологичного дома». Солнечные коллекторы для отопления дома не только безопасные, но и экономичные – об этом свидетельствуют многочисленные отзывы.

Насколько эффективно солнечное отопление дома?

Если в южных странах отопление дома солнечными коллекторами ни у кого удивления не вызывает, то многие у нас считают, что подобные системы просто неэффективны из-за длительной зимы и большого количества пасмурных дней. Но это не так. В средней полосе мощность солнечных лучей в зимнее время года составляет 100-250 Вт на квадратный метр площади, а летом, в ясный полдень, этот показатель достигает 1000 Вт.

Летом жильцы дома, использующие солнечный коллектор, могут пользоваться горячей водой, а зимой – экономить не менее 30% энергии, затрачиваемой на отопление дома. Большое значение имеет теплоизоляция дома – если она выполнена полностью и с учетом всех правил, то при наличии достаточной площади коллекторов, можно отапливать жилище, не прибегая к другим источникам энергии.

Так, например, установка солнечных коллекторов площадью 30 квадратных метров позволит ежегодно экономить до 7,7 тонн угля. Таким образом, солнечное отопление позволяет неплохо экономить, а цена его обустройства не выше, чем прочих систем отопления.

Преимущества гелиосистем

Солнечные коллекторы обладают целым рядом преимуществ. Прежде всего, это возможность получать бесплатную тепловую энергию круглый год. Если правильно рассчитать требуемую площадь гелиосистемы, можно обеспечивать себя круглый год горячей водой, а зимой – отапливать весь дом. Но это возможно лишь в тех регионах, где много ясных дней.

В настоящее время солнечные коллекторы являются второстепенным источником тепла, часто в дополнение к ним используются и традиционные отопительные системы. Но научные разработки не прекращаются, поэтому со временем гелиосистемы вполне могут стать основным источником энергии.

Использование солнечных лучей как природного источника энергии поможет улучшить экологическую ситуацию, так как гелиосистемы абсолютно безопасны для окружающей среды. Таким образом, с одной стороны, можно позаботиться об экологии родной планеты, и при этом хорошо экономить на отоплении дома.

Принцип работы солнечных коллекторов

Солнечный коллектор, чаще всего, имеет площадь от 2 до 8 метров квадратных. В систему входит также аккумулятор. Под влиянием солнечных лучей нагревается теплоноситель, потом через теплообменник в баке аккумулятора тепловая энергия передается воде.

В первом контуре наблюдается естественная конвекция, которая позволяет не использовать принудительную циркуляцию воды. В этом случае бак-аккумулятор располагают выше коллектора. Тепловой энергии при такой системе достаточно для небольших домов.

Более крупные гелиосистемы нуждаются в циркуляционном насосе. В этом случае солнечный коллектор может использоваться не лишь с целью подогревания воды, но и для отопления дома. Цена таких систем выше.

Рекомендуется дополнительно установить в бак-аккумулятор автоматический электронагреватель – в случае непогоды или слабой освещенности он будет включаться и подогревать до заданной температуры воду.

Виды солнечных коллекторов

Наиболее распространенными являются вакуумные и плоские коллекторы. Плоский коллектор имеет прозрачное покрытие, поглощающее солнечную энергию, и термоизолирующий слой. Цена таких устройств невысокая, но зимой они малоэффективны, так что отапливать весь дом с их помощью не получится.

Иногда в качестве светопропускающего покрытия используется поликарбонат. Солнечный коллектор из поликарбоната отличается большей эффективностью, но при его выборе нужно обращать внимание на то, чтобы крышка также была сделана не из стекла, а из поликарбоната.

Вакуумный коллектор по своему принципу работы напоминает термос. Излучение, попадая на внешнюю прозрачную стенку вакуумной трубки, не встречает препятствий и подходит к внутренней трубке. Вакуумная прослойка между этими трубками позволяет сохранять примерно 95% поступающей энергии.

Цена этих устройств выше, но в то же время, вакуумный коллектор дает возможность отапливать дом даже в крепкие морозы. Такая система эффективна даже в условиях низкой освещенности и при температуре до -30 градусов.

Подключение солнечных коллекторов к системе отопления дома

То, как будет подключаться солнечный коллектор для отопления, зависит от типа циркуляции. Проще всего производить работы при естественной циркуляции.

Выше уровня коллектора подключают накопительный бак. Верхний вывод подключается к входу в систему отопления горячей воды, а нижний – к обратке. При входе в солнечный коллектор могут возникать воздушные трубки, поэтому цена систем с естественной циркуляцией ниже, чем тех, которые предусматривают использование насоса.

Системы с принудительной циркуляцией имеют следующие особенности:

насос управляется контроллером исходя из показаний датчиков;
обогрев прекращается, когда температура по данным датчикам достигает требуемого значения;
эти датчики обязательно устанавливают в баке-накопителе, обратке и в месте выхода коллектора.

В условиях сурового климата и небольшом количестве ясных дней солнечный коллектор рекомендуется дополнить другими источниками тепла, например, газовыми или твердотопливными котлами.

На эффективность нагревания воды в системе отопления дома влияет местонахождение коллектора относительно солнца и его угол наклона. Солнечный коллектор рекомендуется устанавливать таким образом, чтобы он находился под прямыми лучами большую часть дня.

Если дополнительные источники тепла использоваться не будут, объем бака не должен превышать 40 см³, в противном случае система окажется малоэффективной.

Если прочитать отзывы, то становится ясно, что рассчитать площадь гелиосистемы, не обладая специальными знаниями, крайне сложно.

Для вычислений необходимы не только наклон крыши и сторона света, но и объем накопителя, уровень радиации и многие другие показатели. Расчеты производятся по сложным формулам. Поэтому проведение расчетов лучше доверить специалистам.

Многие фирмы, предлагающие купить солнечные коллекторы, оказывают следующие услуги:

проведение расчетов и проектирование гелиосистемы;
подбор подходящего оборудования в зависимости от особенностей региона и требуемой эффективности системы;
монтаж коллекторов, подключение их к системе отопления и пусконаладочные работы;
введение в эксплуатацию.

Стоимость установки гелиосистемы

Солнечный коллектор для отопления стоит не настолько и дорого – в среднем около 400 долларов, в зависимости от технических характеристик. Но стоит учитывать, что купить придется не один коллектор. Если ориентироваться на отзывы тех, кто уже установил себе гелиосистемы, то для эффективного отопления дома площадь коллекторов должна составлять примерно 30 метров квадратных.

Таким образом, купить придется примерно 10 коллекторов. Цена монтажа системы составит несколько сотен долларов, если система отопления уже сделана и необходимо только подключить к ней солнечные коллекторы.

Источник: http://homebuild2.ru/otoplenie/solnechnye-kollektory-dlya-otopleniya-doma.html

Солнечное отопление

Вы спросите: зачем понадобились солнечные коллектора, ведь есть солнечная электростанция энергией от которой можно греть и воду тоже? Вопрос резонный. Поговорим об этом.

А Вы когда-нибудь задумывались почему ездить на паровозе дешевле, чем на электровозе? Вполне возможно, что не задумывались — цивилизация повлияла. Мы так привыкли к использованию комфортной многократно переработанной энергии, что уже и не замечаем простых вещей. — Того, что чем меньше стадий преобразований в различных устройствах проходит энергия, тем выше её КПД.

Так и солнечное тепло. Гораздо эффективнее превращать тепло в тепло с помощью солнечных коллекторов, нежели преобразовывать его в электричество, а затем опять в тепло. Потерь на такое солнечное отопление будет гораздо меньше.

Если КПД солнечных фотоэлектрических батарей приблизительно 10 — 15%, плюс потери в аккумуляторах, инверторе, проводах и ТЭНах. То КПД солнечных коллекторов 70 — 90%, тепло передаётся почти без посредников. Разница есть.

Солнечный коллектор для дома хорош ещё и тем, что уменьшает необходимую максимальную мощность электрического инвертора. Его предназначением остаются в основном только электроприборы. Гораздо меньшей оказывается нагрузка и на аккумуляторы. Соответственно — это снижение стоимости и износа электрооборудования.

Солнечные коллекторы для отопления и горячего водоснабжения дома

Солнечные коллекторы для отопления и горячего водоснабжения бывают двух видов — плоские и вакуумные. Солнечный коллектор плоский — это застеклённая «коробка» внутри которой протекает жидкость, нагреваемая солнцем. Эта жидкость (теплоноситель) подаётся в бойлер или систему отопления и там отдаёт полезное солнечное тепло.

Источник: http://rusveter.ru/solnce_teplo.htm

Смотрите также:

07 ноября 2021 года

Почему переходят на солнечную энергию? | Солнечные батареи могут обогревать и охлаждать ваш дом

Тепловые насосы с воздушным источником

(ASHP), подобные тому, что установлен в доме этого покупателя, представляют собой эффективный (и экологически чистый) способ обогрева и охлаждения вашего дома.

С начала 2000-х годов наши клиенты спрашивают нас, как использовать солнечную энергию для обогрева домов. В течение многих лет это решение заключалось в том, чтобы буквально улавливать солнечное тепло с помощью солнечных тепловых коллекторов и передавать его воде, которая затем могла циркулировать с помощью излучающей петли. Больше не надо!

Сегодня эффективные воздушные тепловые насосы являются предпочтительной системой для отопления и охлаждения как в новых, так и в существующих домах, с использованием солнечной энергии или без нее.

В тепловом насосе с воздушным источником используется та же технология, что и в геотермальном тепловом насосе, но поскольку он использует окружающий воздух в качестве источника (отсюда «источник воздуха»), это гораздо более простой проект и, как следствие, меньшие начальные инвестиции. Тепловые насосы раньше в основном использовались в Среднеатлантических или южных штатах, но благодаря значительному улучшению их низкотемпературных характеристик они быстро находят применение на северо-востоке. Тепловые насосы последнего поколения могут обеспечивать нагрев до температуры до -17 по Фаренгейту.

Подавляющее большинство устанавливаемых нами систем являются бесканальными и состоят из внешнего компрессора / испарителя и внутреннего воздухонагревателя. Агрегаты подключаются с помощью медной линии хладагента, и мы трижды откачиваем линии глубоким вакуумом и продувкой сухим азотом, прежде чем заправить их современным хладагентом для наиболее эффективной и надежной установки.

Исходя из текущих цен на электроэнергию в сети, для обогрева с помощью теплового насоса стоит долларов, что эквивалентно 1,5 доллара за галлон , а с использованием солнечной энергии всего долларов за галлон !

В режиме охлаждения стоимость современного теплового насоса составляет примерно половину эксплуатационных расходов оконного кондиционера.

Источник топлива	Стоимость за единицу	Стоимость за миллион БТЕ	Стоимость отопления типового дома
Электрическое резистивное питание от сети	0,14 $ / кВтч	$ 44	$ 4 489
Мазут (цены 2010 г.)	$ 3,70 / галлон	$ 41	$ 3 938
Мазут (цены 2016 г.)	$ 2,70 / галлон	$ 30	$ 2 790
Пропан	$ 2.50 / галлон	$ 35	3 404 долл. США
Природный газ	$ 2,00 / терм	$ 26	$ 2 587
Резистивное электрическое питание от солнечной энергии	0,09 USD / кВтч	$ 26	$ 2,418
Тепловой насос с питанием от сети	0,14 $ / кВтч	$ 18	$ 1 706
Тепловой насос с питанием от солнечной энергии	0,09 USD / кВтч	$ 11	$ 1 023

На основе данных о топливе и ценах: Управление энергетики штата Мэн.Подразумевается, что типичный масляный котел работает с КПД 65%, пропан и природный газ с КПД 85%, резистивный электрический котел с КПД 95% и тепловой насос с КПД 250% (КПД 2,5). Стоимость киловатт-часа солнечных фотоэлектрических систем составляет 9 центов за киловатт-час в течение 25-летнего периода, исходя из типичной экономики ценообразования для системы мощностью 4 кВт +. Экономика примерно такая же в Нью-Гэмпшире или Массачусетсе, в зависимости от местных цен на нефть, пропан и электричество.

Узнайте больше о тепловых насосах на нашей специальной странице: Тепловые насосы на солнечных батареях

Водяное отопление с помощью солнечной энергии

Водонагреватель, возможно, не самое «сексуальное» применение солнечной технологии, но это одно из самых рентабельных и мощных.Для горячего водоснабжения дома с помощью масляного бойлера вы можете сэкономить более 300 галлонов масла в год для средней семьи из четырех человек, переключившись на солнечное горячее водоснабжение!

Как и в случае с тепловыми насосами, предпочтительный способ получения горячей воды от солнечной энергии в 2017 году — это установить солнечную электрическую систему, а затем вырабатывать электричество, которое можно использовать для питания электрического водонагревателя. Тем не менее, вместо любого водонагревателя большой емкости, мы настоятельно рекомендуем хорошо изготовленный водонагреватель с тепловым насосом (HPWH), который предлагает невероятное сочетание эффективности и удобства.

Некоторые факты о водонагревателях с тепловым насосом

Вместо того, чтобы делать тепло, они просто перемещают его из одного места в другое, что делает их намного более эффективными, чем обычные электрические водонагреватели или другие способы приготовления горячей воды.
Вырабатывая тепло, они также помогают осушать комнату, в которой находятся.
Высокая изоляция, что означает, что энергия, которую вы используете для горячей воды, не тратится на «потери в режиме ожидания», когда резервуар простаивает.
Доступен с резервуарами большого размера, что означает, что вы можете легко удовлетворить потребности семьи из 4+ человек с помощью водонагревателя с тепловым насосом.
Во многих штатах есть скидки за их установку.
Одна из немногих систем водяного отопления, работающих на солнечной энергии!

Солнечная энергия + тепло = Экономическая электростанция

Ранее мы говорили о больших экономических возможностях перехода на солнечную энергию. Что ж, когда вы объединяете хорошую экономику солнечной электроэнергии с дополнительными преимуществами за счет сокращения использования ископаемого топлива, эффект становится еще более сильным! Сочетайте солнечное электричество с эффективным электрическим нагревательным и охлаждающим оборудованием, чтобы вам было удобнее в своем доме и удобнее с кошельком.

В следующей главе, СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ МОЖНО СОХРАНИТЬ ДЛЯ ПОСЛЕДНЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ, рассматриваются достижения в технологиях накопления энергии и ценообразование, которые сделали аккумуляторы жизнеспособным вариантом для резервного копирования вашего дома на случай, если сеть выйдет из строя.

Еще не прогреваетесь до солнечной энергии?

Добавьте свой дом или офис в поле ниже и сделайте следующие шаги к более солнечному будущему!

Это хорошая идея?

В солнечных системах отопления нет ничего нового: мы, люди, применяем эту концепцию на протяжении тысячелетий.У древних греков, например, были «солярии», внутренние помещения поддерживались теплом за счет эффективного улавливания и хранения солнечной энергии.

Сегодня каждая третья американская семья борется с оплатой счетов за электроэнергию. Самая большая часть счетов — 45% — идет на оплату отопления. С учетом сказанного, домохозяйства могут получить огромную выгоду, изучив различные способы использования солнечных панелей или систем, чтобы согреться и резко сократить эти непомерные счета.

Существуют различные способы использования солнечной энергии для выработки тепла, в том числе:

В этой статье мы сосредоточимся на солнечном обогреве помещений.Вот краткий обзор потенциальных преимуществ использования солнечных панелей для обогрева вашего дома:

Если вы не знаете, какие у вас варианты солнечного отопления, это подробное руководство для вас.

Содержание

Что такое активные и пассивные солнечные системы отопления?

Использование энергии солнца — лучший способ сохранить тепло в доме зимой. Существует два метода солнечного нагрева — пассивное солнечное отопление и активное солнечное отопление.

Пассивное солнечное отопление

Пассивное солнечное отопление — это метод использования имеющейся в изобилии энергии для поддержания тепла в доме зимой. При таком подходе стены, окна и полы дома должны быть продуманно спроектированы так, чтобы собирать и накапливать тепло от солнца в дневное время и постепенно распределять его по каждой комнате.

При пассивном солнечном отоплении не используются активные механизмы для сбора или распределения солнечного тепла по жилым помещениям.Скорее, это включает:

Строительство комнат с большими окнами, выходящими на солнце, чтобы солнечная энергия проникала в комнаты
Использование бетонных полов и тепломассы для улавливания и хранения тепла
Нанесение толстой воздухонепроницаемой изоляции на внешние стены для защиты от жары
Открытие и закрытие окон и вентиляционных отверстий для регулирования температуры и
Использование изолированных жалюзи, занавесок или ставен для улавливания тепла в холодных погодных условиях

Если вы используете пассивные методы солнечного отопления при строительстве нового дома, вы можете сэкономить до 30-70 процентов на счетах за отопление, в зависимости от вашего местоположения и климата.

Активное солнечное отопление

Активные солнечные системы отопления (в отличие от пассивных систем солнечного отопления) используют механические устройства, такие как насосы, коллекторы и резервуары для хранения, для циркуляции тепла по дому.

В активной системе солнечного отопления коллектор (состоящий из плоских фотоэлектрических панелей) собирает солнечную энергию от солнца. Воздух или вода (или антифриз) внутри трубы нагреваются теплом, передаваемым коллектором. Это тепло либо передается непосредственно во внутреннее пространство с помощью насоса или вентиляционного механизма, либо сохраняется в системе хранения.

Вот короткое видео, объясняющее, как работают активные системы солнечного отопления:

Как активные, так и пассивные солнечные системы отопления дополняют систему отопления вашего дома, доставляя тепло именно туда, где оно вам нужно. С солнечным обогревом помещения вы можете избежать оплаты огромных счетов за электричество, которые идут с обычными обогревателями. Естественная энергия солнца действует как экономичное дополнение к вашей нынешней системе отопления.

Основные отличия активного и пассивного солнечного отопления
В активном солнечном обогреве помещений для циркуляции тепла в домах используются насосы, коллекторы, резервуары для хранения и другие механизмы
В системах пассивного солнечного отопления коллекторы используются для сбора энергии, а тепло улавливается и циркулирует естественным путем, без использования механических устройств
Активные системы сложнее пассивных систем отопления
Пассивные системы обычно дешевле, чем активные системы отопления помещений
Пассивные системы лучше всего подходят для новых зданий, тогда как активные системы можно использовать как в новых, так и в модернизированных домах

Пассивные системы отопления могут быть внедрены только в новых домах, поэтому они актуальны только для тех, кто собирается строить новый дом.Напротив, активное отопление можно модернизировать в существующих домах с помощью традиционных систем отопления множеством различных способов.

Поскольку активное солнечное отопление является более практичным вариантом для большинства из нас, давайте подробнее рассмотрим, как мы можем использовать его в своих домах.

Получите живые предложения от лучших установщиков в вашем районе

Каковы различные способы использования активного солнечного отопления в домах?

Существуют 2 основных типа активных систем солнечного отопления — солнечное отопление воздуха и солнечные водонагревательные системы (гидронные системы).

# 1 Солнечное отопление воздуха

Солнечное отопление воздуха напрямую нагревает ваше жилое пространство с помощью комнатных воздухонагревателей. Установленный на крыше или на стене воздухонагреватель втягивает холодный воздух в солнечный коллектор, где он нагревается, а затем теплый воздух выдувается обратно в комнату.

В обогревателях, установленных на крыше, воздуховоды используются для подачи нагретого воздуха в комнату. А в настенных комнатных обогревателях, размещенных на южных стенах, в стене проделываются отверстия, чтобы воздух мог проходить в комнату.

С 2010 года в США было произведено несколько рекордных солнечных установок для нагрева воздуха, с системами площадью до 10 000–50 000 футов², установленными на одной стене.

# 2 Солнечные водонагревательные системы

Солнечные водонагревательные системы (гидронные системы) имеют солнечные коллекторы, которые поглощают солнечное излучение и преобразуют его в тепло. Либо нетоксичный антифриз на основе гликоля, либо вода протекает через солнечные коллекторы, так что тепловая энергия от коллекторов передается жидкости.

Поскольку жидкость быстро проходит через солнечный коллектор, ее температура повышается до 10–20 ° F (5,6–11 ° C). Затем теплая жидкость поступает в теплообменник или резервуар для хранения воды.

Существует 3 основных типа жидкостных систем солнечного отопления помещений — системы лучистого пола, плинтусы с подогревом воды и центральные системы принудительной вентиляции. Давайте узнаем, как работают эти системы.

A) Солнечное водяное отопление: теплые полы

В системе лучистого отопления нагретая жидкость движется по системе труб, встроенных в тонкий бетонный пол.Жидкость, нагретая солнечными батареями из труб, затем излучает тепло в каждую из комнат.

При использовании лучистого теплого пола следует учитывать следующие факторы: Эффективность системы лучистого пола может быть снижена, если пол покрыт толстыми ковриками или ковровым покрытием. Пол в идеале должен быть отделан плиткой.

Если излучающий пол тщательно спроектирован, необходимость в отдельном резервуаре для хранения тепла может быть устранена.

Обычный бойлер или даже стандартный водонагреватель для бытового потребления можно использовать для подачи резервного тепла.

Для обогрева помещения из холодного пуска системам излучающих плит требуется больше времени, чем другим системам распределения тепла. Однако после включения они обеспечивают постоянное отопление во всем доме.

Система солнечного отопления «теплый пол». Источник изображения: bobvila

B) Солнечное водяное отопление: плинтусы на горячей воде

Плинтусные системы горячего водоснабжения устанавливаются на плинтусе или, как правило, в точке, близкой к земле, позволяя теплу подниматься естественным образом и для равномерного распределения тепла в пространстве.

Система труб, установленных в плинтусе, перекачивает горячую воду, передавая тепло от нагретой воды в комнату. Холодная вода возвращается в котельную для повторного нагрева и быстрого поступления горячей воды. Ребристые трубы в плинтусе обычно изготавливаются из меди, чтобы обеспечить более быстрый отвод тепла от их поверхности.

Для эффективного обогрева комнаты плинтусы / радиаторы с горячей водой требуют, чтобы температура воды находилась в пределах 71–82 ° C (160–180 ° F). Поскольку плоские пластинчатые коллекторы могут нагревать жидкость до 90–120 ° F (32–49 ° C), используется резервная система нагрева (или вакуумные трубчатые коллекторы) для повышения температуры жидкости, нагреваемой солнечными батареями.

C) Солнечное водяное отопление: центральные системы приточного воздуха

Система жидкостного отопления преобразуется в систему воздушного отопления путем размещения нагревательного змеевика (жидкостно-воздушного теплообменника) в канале возврата воздуха помещения. Когда воздух втягивается в воздуховод из комнаты, он нагревается за счет нагреваемой солнечными батареями жидкости в теплообменнике. Дополнительное тепло, если требуется, подается от печи. Нагревательный змеевик должен быть достаточно большим, чтобы передавать необходимое количество тепла в комнату даже при самой низкой рабочей температуре коллектора.Системы жидкой солнечной тепловой энергии лучше всего подходят для центрального отопления в домах.

Заключение. Подходят ли солнечные отопительные панели для вашего дома?

Есть несколько причин полагать, что активные и пассивные солнечные системы отопления подходят для вашего дома:

Как активные, так и пассивные солнечные системы отопления помещений значительно сокращают ваши счета за электроэнергию в холодную погоду
Они заменяют вредные ископаемые виды топлива, такие как пропан, уголь, нефть и другие
Они помогают устранить загрязнение воздуха и обеспечивают чистую среду обитания
Вы можете требовать налоговые скидки на солнечную энергию для ваших активных солнечных систем и, возможно, другие финансовые гранты, льготы и субсидии на ваши солнечные энергетические системы.

Если вы считаете, что активные или пассивные системы отопления не подходят для вашего дома, есть способ значительно сократить счета за электроэнергию.

Установив фотоэлектрические панели на крышах, вы можете использовать бесплатную солнечную энергию для обогрева, не тратя при этом значительную часть своего дохода на ежемесячные счета за электроэнергию.

Узнайте, сколько вы можете сэкономить со стандартной солнечной системой на крыше

Солнечное отопление | Солнечное отопление помещений | Солнечное лучистое отопление

Обзор

Солнечные системы отопления помещений — это эффективный и отличный способ снизить дорогостоящие счета за электроэнергию во время отопительного сезона.

Солнечный обогреватель работает вместе с вашей нынешней системой отопления, чтобы использовать солнечную энергию для снижения потребления масла, пропана или других ископаемых видов топлива.

Традиционно используемые с солнечными вакуумными трубчатыми коллекторами, эти системы обеспечивают бесплатное солнечное отопление для вашего дома во всей системе отопления. Эти солнечные системы отопления также можно комбинировать с нашим чиллером с тепловым насосом DC-Inverter со сверхвысокой эффективностью, готовым к использованию солнечной энергии.

Преимущества солнечного обогрева помещений

Средняя американская семья тратит более 2000 долларов в год на отопление.Системы отопления, использующие ископаемые виды топлива, такие как нефть, пропан и природный газ, будут продолжать расти в цене.

Используя солнечную систему обогрева помещений, вы можете бесплатно пользоваться обильной солнечной энергией для бесплатного обогрева вашего дома. Отопление дома с помощью солнечной системы отопления может значительно снизить ваши зимние счета за топливо. Еще одно отличное преимущество заключается в том, что солнечная система отопления также нагревает воду для бытового потребления.

Солнечная система обогрева помещений также снизит количество загрязнения воздуха и парниковых газов в результате использования ископаемых видов топлива, таких как нефть, пропан и другие нефтепродукты.

Поскольку наши коллекторы оценены, протестированы и сертифицированы SRCC, ваша солнечная система отопления помещений также имеет право на различные скидки и финансовые льготы, такие как федеральный налоговый кредит в размере 30%. Чтобы получить полный список поощрений в вашем районе, посетите сайт www.dsireusa.org или свяжитесь с нами сегодня.

Как работает солнечная система отопления помещений

(1) Солнечная система отопления помещений работает с вашей существующей системой водяного отопления.Солнечные коллекторы циркулируют жидкость, обычно кукурузный гликоль, через солнечную батарею, где она нагревается, а затем переносится обратно в резервуар для хранения солнечной энергии.

(2) По мере того, как нагретая жидкость циркулирует через резервуар для хранения, вода в резервуаре для хранения нагревается. Температура в резервуаре может достигать от 130F до 175F.

(3) Горячая вода, которая используется в вашей существующей системе отопления — например, в системе теплого пола — циркулирует через теплообменник в накопительном баке.

По мере того, как вода проходит через теплообменник, она нагревается, а затем возвращается в вашу систему отопления.

Это эффективно отключает вашу систему отопления или значительно сокращает количество, которое она использует. Теперь ваш дом обогревается за счет бесплатной энергии солнца.

(4) Дополнительный теплообменник часто используется с солнечными системами отопления помещений для обеспечения горячего водоснабжения. Это особенно эффективно в летние месяцы, когда система отопления не работает.

Это всего лишь один пример солнечной системы отопления помещений. Эти системы часто разрабатываются для вашего конкретного применения и дома, и их можно использовать для обеспечения тепла для других систем, например, для бассейна.

Для более крупных коммерческих систем отопления или кондиционирования воздуха посетите наш коммерческий раздел.

Приложения

Солнечные системы отопления помещений могут применяться в различных системах отопления дома и являются эффективным способом значительного снижения ежемесячных затрат на электроэнергию.

Ниже приведены некоторые из наиболее популярных применений солнечной энергии для обогрева дома.

Солнечное отопление с лучистыми полами

Поскольку теплый пол использует воду от низкой до средней температуры для непосредственного обогрева помещения, это одна из самых простых и экономичных систем для использования в сочетании с системой солнечного обогрева помещения.

В большинстве систем теплых полов в качестве источника тепла используется вода с температурой от 90F до 120F, которая обеспечивает циркуляцию этой воды по вашим полам.Солнечная система отопления легко обеспечивает температуру воды выше 140F, что делает это идеальным решением.

Солнечная водонагревательная система может быть рассчитана на небольшую прибавку к вашей системе отопления, снижая ваши расходы на 20–30%, или может быть значительно больше, чтобы сократить до 80% счетов за отопление вашего дома. Каждую систему можно масштабировать в соответствии с вашими потребностями, целями и бюджетом. Для получения информации о буферных резервуарах для лучистого отопления (напольного отопления) щелкните здесь.

Солнечное отопление с низкотемпературными плинтусами

Использование солнечной системы водяного отопления в сочетании с низкотемпературными плинтусами также может быть эффективным решением для увеличения затрат на электроэнергию.

Для большинства низкотемпературных плинтусов требуется вода от 120F до 140F, которую легко может обеспечить система солнечного отопления. Обычно в этих типах применений солнечная система отопления предназначена для обеспечения дома теплом в течение дня, что снижает затраты на электроэнергию на 50% и более.

Солнечное отопление с системами FHA (принудительного горячего воздуха)

Солнечная система отопления также может использоваться в сочетании с системой FHA (принудительного горячего воздуха).Обычно в большинстве систем FHA не используется горячая вода для обогрева дома. Вместо этого они нагревают воздух электронагревателями, пропаном или другим топливом.

Солнечная система нагрева воды может быть использована, если лицензированная компания HVAC оснастит ваши воздуховоды змеевиками с горячей водой. Это позволит воде, нагретой солнечной энергией, циркулировать по воздуховоду, и только вентилятор системы FHA должен работать. Это может значительно снизить ваши ежемесячные затраты на электроэнергию и предотвратить сжигание пропана или других видов топлива для обогрева вашего дома.

Для получения дополнительной информации о солнечной системе отопления помещений, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Пакеты

Solar Panels Plus предлагает полные солнечные системы отопления помещений для домов по всей территории США. Эти солнечные системы отопления были спроектированы и упакованы для беспрепятственной интеграции в существующую систему отопления вашего дома и включают в себя все основные компоненты, необходимые для выработки собственного бесплатного солнечного тепла.

Эти пакеты включают следующие компоненты:

Солнечные вакуумные трубчатые коллекторы

Солнечный вакуумный трубчатый коллектор является основным компонентом вашей домашней солнечной системы отопления.Вакуумные трубчатые коллекторы почти исключительно используются в солнечных системах отопления помещений из-за их высокой производительности и эффективности в холодном и пасмурном климате.

Коллекторы SPP-30A также соответствуют Закону о покупках в Америке, что позволяет вашим инвестициям приносить пользу отечественному производству.

Эти солнечные коллекторы также сертифицированы и испытаны SRCC. Эта сертификация позволяет вам получать финансовые стимулы, которые могут быть доступны в вашем штате или местности, например, денежные скидки, гранты, налоговые льготы и многое другое.Полный список льгот, доступных в вашем районе, можно найти на сайте www.dsireusa.org.

Большинство солнечных систем отопления помещений будет включать 2-5 коллекторов, в зависимости от размера и потребности вашего дома в отоплении. Каждую систему можно адаптировать к вашему конкретному применению и местоположению, а также к вашим целям и бюджету.

Дополнительная информация о наших вакуумных трубчатых коллекторах.

Резервуар для хранения солнечной энергии

Резервуар для хранения солнечной энергии — еще один важный компонент любой солнечной системы отопления помещений.Резервуар для хранения солнечной энергии накапливает тепло, собираемое из откачанных трубчатых коллекторов, для использования всякий раз, когда это может потребоваться.

Размер солнечного бака соответствует количеству коллекторов, а также потребности в тепле в доме. Слишком маленький резервуар не будет иметь достаточного запаса тепла, а слишком большой резервуар не сможет эффективно отапливать дом и может стоить непомерно дорого.

Таким образом, мы разработали резервуар для хранения солнечной энергии уникального размера, чтобы обеспечить необходимое количество тепла для вашего дома.

Эти резервуары будут различаться по размеру, и, как правило, они соответствуют имеющемуся у вас пространству, вашим целям и вашему бюджету. Они прочные, долговечные, имеют полную 10-летнюю гарантию и производятся в Америке.

Дополнительная информация о наших солнечных резервуарах.

Солнечный насос

Солнечный насос — еще один важный компонент солнечной системы отопления вашего дома. Солнечный насос циркулирует жидкость через солнечные коллекторы и солнечный резервуар.Мы тщательно протестировали и отобрали насосы и насосные станции, которые подходят для всех типов и размеров солнечных систем отопления. Эти солнечные насосные станции отличаются простотой установки, более длительным сроком службы, прочными материалами и высокой производительностью.

Солнечная насосная станция имеет ряд других важных компонентов, которые важны для установки и эксплуатации солнечной системы отопления помещений. Например, датчики давления и температуры включают («быстро проверьте давление и температуру солнечного контура.Другие элементы, такие как промывочные и наполнительные клапаны, имеют решающее значение для активации вашей солнечной системы горячего водоснабжения.

Все солнечные насосы в этом пакете работают непосредственно вместе с солнечным контроллером. Скорость насоса и время его включения и выключения всегда контролируется солнечным контроллером. Контроллер солнечной энергии работает напрямую с солнечным насосом, а также контролирует и регулирует насос, чтобы обеспечить максимальную производительность.

Дополнительная информация о наших солнечных насосах и солнечных насосных станциях.

Солнечные батареи

Правильно спроектированные системы управления солнечными батареями имеют решающее значение для хорошо функционирующих систем солнечного отопления помещений. Наша линейка солнечных батарей была тщательно протестирована и выбрана для обеспечения максимальной производительности в системе солнечного отопления.

Эти контроллеры позволяют использовать солнечную систему отопления помещений без технического обслуживания. Они также позволяют вам легко контролировать и точно записывать, как работает ваша система солнечного отопления, с простым интерфейсом и удобными элементами управления.

Также доступны различные надстройки для серии устройств управления солнечными батареями iSolar, позволяющие осуществлять удаленный мониторинг данных, регистрацию данных и многое другое.

Дополнительная информация о солнечных контроллерах серии iSolar и .

Прочие компоненты

Есть ряд других компонентов, которые необходимы для установки солнечной системы отопления помещений. Solar Panels Plus — это тщательно спроектированные предварительно упакованные системы, так что установщик солнечных батарей может быстро и профессионально установить вашу солнечную систему горячего водоснабжения без необходимости искать эти компоненты.

Готовая солнечная система отопления помещений от Solar Panels Plus гарантирует более быструю и профессиональную установку. А поскольку ваш установщик тратит меньше времени на фактическую установку, это означает меньшие первоначальные затраты. Кроме того, на наши пакеты дается полная гарантия, чтобы вы были довольны надолго, и наша команда технической поддержки готова ответить на любые вопросы или проблемы, которые могут возникнуть у вас или вашего установщика.

Дополнительная информация о наших солнечных тепловых компонентах.

Как использовать солнечное воздушное отопление в вашем доме

Мы можем получать долю продаж от товаров, на которые есть ссылки на этой странице. Учить больше.

Цены на топливо могут повыситься в любое время, но солнце всегда будет бесплатным. Вот почему многие люди обращаются к солнечным системам воздушного отопления , чтобы поддерживать комфорт в своих домах в зимний период.

Помимо поддержания тепла в домах круглый год, солнечное воздушное отопление имеет ряд преимуществ:

Защищает окружающую среду и снижает выбросы углекислого газа
Экономия на счетах за электроэнергию
Поддерживать тепло даже без электричества
Меньшая зависимость от зарубежных источников топлива
Простота сборки при минимальном обслуживании
Может быть установлен непосредственно в существующие системы центрального кондиционирования воздуха
Срок службы 25-30 лет

Как работает солнечное воздушное отопление?

Пластины солнечного коллектора крепятся к стене для улавливания солнечной энергии и используются для нагрева воздуха.Они смогут это сделать, даже если будет частично пасмурно. Пока есть солнечный свет, солнечные коллекторы могут поддерживать комфорт в вашем доме, собирая тепло.

Солнечные системы воздушного отопления обычно используются в дополнение к существующим системам отопления. Он работает вместе с существующей основной системой отопления для обеспечения тепла в доме, что приводит к меньшей потребности основной системы отопления в производстве тепла.

Это означает снижение стоимости топлива на 30%.

Как устанавливается солнечная система воздушного отопления?

Теперь, когда вы знаете о преимуществах солнечной системы воздушного отопления, вы, вероятно, задаетесь вопросом, как ее можно установить в своем доме.

Хорошая новость заключается в том, что солнечное воздушное отопление — это простая в реализации технология. Если вы занимаетесь своими руками, вы можете купить панели в Интернете и сделать это самостоятельно. Но если вы не уверены, что сможете сделать это самостоятельно, вы можете нанять профессионального установщика, который сделает это за вас.

Мы обсудим типы пластин солнечного коллектора воздуха, чтобы вы имели хорошее представление о том, чего ожидать в процессе установки.

Пластины солнечных коллекторов воздуха обычно бывают двух типов; пассивное прямое усиление и активное прямое усиление . Это называется прямым усилением, потому что коллектор получает солнечное тепло, которое падает прямо на него.

Пассивный солнечный коллектор не требует вентиляторов для циркуляции воздуха через него. Он устанавливается вертикально, выходное отверстие вверху, а входное — внизу. При изменении температуры воздух всасывается снизу и нагревается по мере подъема.

С другой стороны, активный солнечный коллектор состоит из движущихся частей, которые обеспечивают циркуляцию воздуха через него. Обычно используемый для обогрева больших помещений, этот тип солнечной системы воздушного отопления не требует, чтобы вход или выход был установлен в определенном направлении.

Затем эти коллекторы помещают в защищенное от тени место, в идеале на стене, выходящей на юг, где они могут лучше всего поглощать солнечный свет. Поскольку солнечные коллекторы тяжелые, рекомендуется попросить друга помочь вам при установке самодельного воздуха.

Но является ли солнечная система отопления хорошей инвестицией?

После того, как вы оплатите первоначальные вложения в установку солнечной системы воздушного отопления, вы можете начать отопление своего дома совершенно бесплатно! Самое приятное то, что вам не нужно долго ждать, чтобы окупить свои вложения. Всего через 3–6 лет стоимость сэкономленного электричества или газа уже окупит ваши инвестиции в солнечный воздухонагреватель.

Чтобы максимально использовать преимущества солнечной системы воздушного отопления, рекомендуется проконсультироваться с профессиональным экспертом по установке солнечных батарей.Они смогут сказать вам, какой тип системы имеет лучшую производительность, самый простой в сборке и самый дешевый — с учетом ваших индивидуальных потребностей.

Если у вас есть интерес к подобным солнечным решениям, поделитесь с нами своими мыслями в комментариях ниже!

Примечание редактора: этот пост был обновлен для обеспечения свежести и последовательности.

Экономьте деньги, переведя свой дом на солнечную энергию. Подсчитайте свои сбережения.

Солнечные системы отопления: что вам нужно знать

Время чтения: 3 минуты

Вы уже знаете, что солнечные панели могут вырабатывать электроэнергию для вашего дома, но это еще не все, на что способна солнечная энергия — существуют другие солнечные технологии, которые используют тепловая энергия солнца, помогающая обогревать дома и снижать счета за отопление.

Солнечное отопление: что вам нужно знать

Фотоэлектрические солнечные панели вырабатывают электричество, но энергию солнца можно использовать по-разному. Одним из распространенных способов использования солнечной энергии является установка солнечных систем отопления , которые преобразуют солнечную энергию в полезное тепло вместо электричества.

Есть много способов использования солнечной энергии для выработки тепла. Среди множества вариантов использования солнечного тепла можно выделить следующие:

Солнечное нагревание воды
Солнечное отопление помещений
Солнечное отопление бассейна

Ниже мы кратко поговорим о каждой из этих систем и обсудим плюсы, минусы и приложений каждого.

Солнечные водонагревательные системы

Если вы хотите снизить стоимость нагрева воды для своего дома или бизнеса, солнечное нагревание воды (также известное как солнечное горячее водоснабжение) является отличным решением. С солнечной системой нагрева воды вы можете использовать энергию солнца, чтобы уменьшить свою зависимость от традиционных источников тепла (таких как нефть, электричество и природный газ) в пользу обильного и экологически чистого источника энергии — солнца!

Солнечные системы горячего водоснабжения улавливают тепловую энергию солнца и используют ее для нагрева воды в вашем доме.Системы могут быть пассивными или активными — в то время как пассивные системы используют гравитацию и естественную циркуляцию, активные системы используют насосы и регуляторы для циркуляции воды.

Срок окупаемости солнечной системы нагрева воды зависит от того, как вы в настоящее время нагреваете воду. Например, срок окупаемости солнечной системы горячего водоснабжения, заменяющей природный газ, будет больше, чем у системы, заменяющей электричество или бензин, потому что природный газ является сравнительно менее дорогим топливом. Если вы установите на крыше солнечную систему нагрева воды, вы можете рассчитывать на значительную годовую прибыль в зависимости от использования воды и предыдущего метода нагрева воды.Кроме того, использование солнечной системы нагрева воды снижает выбросы и воздействие вашего дома на окружающую среду.

Солнечные обогреватели

Солнечные обогреватели используют энергию солнца для обогрева вашего дома. Подобно солнечному водонагревателю, эти системы обычно требуют больше коллекторов (и, следовательно, больше места на крыше), а также более крупных накопителей для выполнения работы. Тепловая энергия собирается в солнечных коллекторах и используется для нагрева жидкости или воздуха, которые затем циркулируют для рассеивания тепла.

Подобно солнечным водонагревателям, существуют как пассивные, так и активные солнечные обогреватели. Пассивные системы работают как теплицы — коллекторы собирают энергию, а образующееся тепло улавливается и распространяется естественным путем. Активные солнечные обогреватели используют насосы и другие механизмы для циркуляции тепла.

Солнечные обогреватели позволяют сократить расходы на отопление до 70 процентов. Однако большинство строительных норм и правил требуют наличия резервной системы отопления, поэтому солнечные обогреватели должны быть интегрированы с существующей системой отопления.

Солнечные обогреватели для бассейнов

Один из конкретных способов использования солнечного нагрева воды — это бассейны. Солнечные системы обогрева бассейнов — отличный способ использовать тепловую энергию солнца.

В солнечном нагревателе для бассейна используются солнечные тепловые панели (также известные как коллекторы), которые собирают тепло от солнца и передают его воде в бассейне, которая прокачивается через них. Эти солнечные коллекторы обычно похожи на фотоэлектрические панели, но внутри них есть место для протекания воды в бассейне и ее нагрева.

Солнечные обогреватели для бассейнов практически не требуют обслуживания и, как правило, будут хорошо работать, если они будут правильно установлены в течение 10–20 лет. Многие домовладельцы могут окупить инвестиции в солнечные обогреватели для бассейнов менее чем за 7 лет.

Установка солнечного отопления с солнечными панелями

Это лишь некоторые из множества солнечных технологий, которые могут помочь вам сэкономить деньги на счетах за электроэнергию (разве сила солнца не невероятна?). Мало того, что все эти технологии используют солнце, они также обладают множеством других атрибутов:

Они помогают домовладельцам экономить деньги
Они часто имеют право на многие из тех же льгот и скидок
Системы делают лучше всего на солнечных крышах без тени

Если вы заинтересованы в установке любой из этих систем у себя дома, мы рекомендуем обратиться к опытному лицензированному подрядчику.Обязательно зарегистрируйте свою собственность на EnergySage, чтобы сначала получить расценки на установку солнечных панелей, а затем указать свой интерес к другим солнечным технологиям. Многие из наших установщиков солнечных батарей имеют опыт установки других солнечных технологий, таких как солнечное водонагревание и солнечные обогреватели помещений, и часто бывает более экономически выгодно заняться всеми этими домашними улучшениями сразу.

Солнечные нагреватели воздуха для дома

Если вы живете в районе с длинными и холодными зимами, вы, вероятно, будете тратить более 1000 долларов в год на отопление.

Чтобы сэкономить на расходах на электроэнергию, дополните свои потребности в отоплении солнечным воздушным конвекционным нагревателем, который собирает тепло от солнца для создания тепла.

Обратите внимание, что они недостаточно мощны, чтобы обогреть весь дом. Но они отлично подходят для отопления отдельной комнаты или для дополнения существующей системы отопления.

Преимущества и недостатки солнечных воздухонагревателей

Дэвид Ширен, генеральный директор нью-йоркской консалтинговой фирмы EmPower Solar, считает, что с помощью солнечного воздухонагревателя можно сэкономить более 300 долларов в год на расходах на отопление.Экономия зависит от размера вашего дома, солнечного климата и типа используемых вами источников тепла.

Типы солнечных воздухонагревателей

Панель наружного типа собирает воздух изнутри вашего дома, направляет его через плоскую собирающую тепло панель, установленную снаружи и обращенную к солнцу, а затем возвращает нагретый воздух в ваш дом. Панель крепится непосредственно к внешней стороне вашего дома. Два 4-дюймовых отверстия необходимы для впускных и выпускных каналов, а небольшой вентилятор помогает перемещать воздух через циркуляционные камеры в панели.Вам потребуется подключение к стандартной 120-вольтовой сети.

Оконный блок не требует переоборудования или прорезания отверстий в наружных стенах; помещается в стандартный оконный проем. Гибкие прокладки уплотняют край блока относительно оконной рамы, чтобы предотвратить утечку воздуха. Этот автономный блок включает впускные и выпускные отверстия, а также вентилятор с термостатическим управлением. Поскольку солнечные воздухонагреватели имеют темный цвет для поглощения тепла, оконные блоки блокируют дневной свет. Оконные блоки хороши для обогрева небольших помещений, например, спальни.

Размер и стоимость

Солнечные воздухонагреватели могут различаться по размеру, стоимости и теплопроизводительности. Оконная панель воздухонагревателя размером 32 на 18 дюймов стоит от 400 до 500 долларов и может обогреть небольшую комнату; 28 кв. футов. уличный настенный блок стоит 2700 долларов и может обогреть 1000 квадратных футов.

Установка солнечного нагревателя

В большинстве случаев нет необходимости нанимать специалиста по солнечной энергии для помощи с установкой.Вы можете нанять генерального подрядчика или плотника, который выполнит эту работу за вас.

«Идеальным профессионалом для этого был бы тип разнорабочего, так как нужно немного столярных работ, немного работы с воздуховодом, немного остекления, а иногда и немного электромонтажных работ», — говорит Гэри Рейса из сайта возобновляемых источников энергии. BuildItSolar.com.

Установка займет пару часов и стоит от 60 до 150 долларов.

Солнечный нагреватель дополняет вашу существующую систему отопления, поэтому нет необходимости вносить какие-либо изменения в вашу систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.Однако, если вы устанавливаете коллекторы воздушного отопления большой площади, вам может потребоваться интегрировать систему в существующие воздуховоды, чтобы распределять тепло более равномерно. Это может включать в себя консультацию специалиста по солнечному отоплению или профессионала в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

Сделай сам

Чтобы сэкономить деньги, постройте собственную солнечную систему отопления.

«Коллектор воздушного отопления, эквивалентный коммерческому коллектору стоимостью 1200 долларов, может быть построен за пару сотен долларов», — говорит Рейса.«Это значительно сокращает срок окупаемости».

Воспользуйтесь преимуществами планов самостоятельного использования солнечных батарей для создания недорогой системы отопления с использованием материалов, доступных в вашем местном хозяйственном магазине, таких как поликарбонатное остекление, пиломатериалы для каркаса и силиконовый герметик.

Как сохранить тепло в доме

Помните, что когда дело доходит до энергоэффективного отопления, солнечная система воздушного отопления не так важна, как улучшение теплоизоляции в вашем доме. Создание энергоэффективного дома начинается с нуля.

Может ли моя система отопления работать на солнечной энергии?

Системы отопления необходимы для домов и квартир зимой, и их эксплуатационные расходы могут быть высокими в самые холодные месяцы. Однако есть много способов использовать солнечную энергию для отопления помещений и горячего водоснабжения, что снижает ваши расходы на отопление.

Если вы не живете в удаленном месте, инженеры-электрики обычно рекомендуют подключенную к сети солнечную энергетическую систему.
Это повышает надежность, и ваши приборы могут полагаться на электросеть, когда солнечные батареи не работают.

Эффективность солнечного отопления будет зависеть от используемого оборудования и его конфигурации. Например, тепловой насос ENERGY STAR обеспечивает экономию электроэнергии более чем на 60% по сравнению с резистивным нагревателем. В то время как резистивный нагреватель может подавать только один кВтч тепла на каждый кВтч электроэнергии, тепловой насос может производить 2-4 кВтч тепла на 1 кВтч электроэнергии.

Сэкономьте на отоплении в зимние месяцы с помощью солнечной энергии.

Даже если в вашей системе отопления используется такое топливо, как природный газ, пропан или масло, в ней будут электрические компоненты, такие как устройства обработки воздуха или гидравлические насосы.В этих случаях солнечные панели не могут снизить прямые затраты на отопление, но они могут обеспечивать питание электрических компонентов системы отопления.

Объединение солнечных панелей с системами электрического отопления

В идеале солнечные панели следует комбинировать с высокоэффективным тепловым насосом, так как это максимизирует тепло, достигаемое на киловатт-час. Нагреватель сопротивления преобразует электричество в тепло менее эффективно, что означает две вещи:

Вам понадобится больше солнечных панелей, чтобы компенсировать расходы на отопление.
Вы должны больше полагаться на местные коммунальные службы, поскольку солнечная энергия используется менее эффективно.

Предположим, вы живете в городе, где тариф на электроэнергию для населения составляет 16 центов / кВтч. Если вы потребляете 1000 кВтч с помощью электрического резистивного нагревателя, вам будет выставлен счет в размере 160 долларов США, и вы получите 1000 кВтч тепла. Однако тепловой насос будет производить более 2500 кВт / ч тепла при тех же затратах и потреблении. Такая же тепловая мощность с резистивным нагревателем стоила бы 400 долларов.

То же самое и с солнечными панелями: мощность в 1000 кВтч экономит вам 160 долларов только при использовании электрического резистивного нагревателя, но ваша экономия увеличивается до 400 долларов при объединении солнечных панелей с эффективным тепловым насосом.

Использование солнечных коллекторов для горячего водоснабжения

Другой вариант — использовать солнечный свет напрямую для нагрева воды с помощью солнечного коллектора, и эту систему можно комбинировать с солнечными батареями. Однако между ними есть важные различия:

Электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями, может использоваться для любого бытового прибора, а не только для тепловых насосов или резистивных нагревателей.
Солнечный коллектор производит только горячую воду. Его можно использовать напрямую или циркулировать по трубам отопления помещений.

В помещениях с достаточным пространством целесообразно использовать как солнечные батареи, так и коллекторы горячей воды. Однако, когда пространство ограничено, солнечные батареи, как правило, являются более выгодным вложением: их электричество может использоваться любым устройством, и они также могут покрыть расходы на кондиционирование воздуха летом.

Тепловые насосы также доступны для систем горячего водоснабжения, и они имеют много преимуществ по сравнению с водонагревателями на основе сопротивления. Если избыток электроэнергии от солнечных панелей используется для питания теплового насоса и хранения горячей воды, вы можете использовать его ночью, когда панели перестают работать.

Использование систем отопления помещений во время отключения электроэнергии

Во время зимней бури в феврале 2021 года отключились электричество в больших районах США, в результате чего миллионы людей остались без отопления. Использование солнечных батарей непосредственно для запуска системы отопления во время отключения электроэнергии нецелесообразно по нескольким причинам:

Они не производят электричество ночью, именно тогда, когда достигаются самые низкие температуры.
Учтите, что зимние бури приносят пасмурную погоду, что снижает производительность солнечных батарей даже днем.

Система отопления на солнечной энергии может быть дополнена накоплением энергии, что делает ее полезной даже во время отключения электроэнергии. В хорошо изолированном баке может храниться горячая вода, а домашняя аккумуляторная система может обеспечивать электроэнергией для обогрева помещения, в идеале с помощью теплового насоса. Когда солнечные батареи являются продуктивными, их мощность может быть использована для пополнения любого из двух накопительных устройств.

Еще одно преимущество этой конфигурации — не ограничиваться солнечными батареями, и вы можете использовать другие источники электроэнергии.Например, если ваш тариф на электроэнергию имеет переменные цены в течение дня, вы можете заряжать батареи и хранить горячую воду после полуночи, когда взимаются самые низкие тарифы. Хотя это невозможно во время отключения электроэнергии, систему умного дома можно запрограммировать заранее, чтобы всегда поддерживать достаточный уровень заряда аккумулятора и горячей воды.