Солнечные батареи для отопления: Страница не найдена – Совет Инженера

Солнечные батареи для дома – сколько нужно панелей для отопления

Полупроводниковые панели, преобразующие энергию солнца в электричество, обычно устанавливаются с одной целью – обеспечить работу домашних бытовых приборов. Настоящие энтузиасты на достигнутом не останавливаются и пытаются приспособить солнечные батареи для отопления дома. Предлагаем обсудить эту идею, рассмотреть возможные способы обогрева с помощью фотоэлектрических панелей. Рентабельность электростанций альтернативной энергетики и прочие финансовые вопросы разбирать нет смысла, это отдельная тема.

Как работает солнечная электростанция

Мы не собираемся отнимать ваше время и рассказывать, как полупроводниковые модули генерируют ток. Но если вы хотите организовать солнечное отопление частного дома, нужно представлять принцип работы фотоэлектрической станции и знать все нюансы, влияющие на ее мощность.

Солнечная энергетическая установка (СЭС) состоит из следующих элементов (показаны ниже на схеме):

  • одна либо несколько панелей, воспринимающих излучение солнца;
  • аккумуляторные батареи (АКБ), накапливающие произведенную электроэнергию;
  • контроллер следит за уровнем заряда, направляет ток в нужную цепь;
  • инвертор преобразует постоянное напряжение солнечных батарей в переменный ток 220 В.

Интересный момент. Цена модулей составляет не более 30% от стоимости полного комплекта оборудования. Остальные 70% – это аккумуляторы, инверторный блок и контроллер. Комплектующие подбираются под одно рабочее напряжение 12, 24 или 48 вольт.

Схема солнечной установки с инвертором и контроллером

Упрощенно поясним алгоритм работы системы:

  1. В течение светового дня батареи вырабатывают ток, проходящий через контроллер.
  2. Электронный блок оценивает уровень заряда АКБ, затем направляет энергию в нужную линию – на зарядку либо потребителям (к инвертору).
  3. Инверторный блок преобразует постоянный ток в переменный со стандартными параметрами – 220 В / 50 Гц.

Существует 2 типа контроллеров – ШИМ и MPPT. Разница между ними состоит в способе зарядки элементов электропитания и величине потерь напряжения. Блоки MPPT более современные и экономичные. Аккумуляторы применяются разные: свинцово-кислотные, гелевые и так далее.

В состав СЭС входят специальные АКБ, не боящиеся глубокого разряда

Если планируется использование нескольких модулей, то они соединяются между собой 3 способами:

  1. Параллельная схема подключения позволяет нарастить ток в цепи. «Минусовые» контакты всех батарей присоединяются к одной линии, «плюсовые» – к другой. Напряжение на выходе остается неизменным.
  2. Применение последовательной схемы дает возможность увеличить выходное напряжение. «Минусовая» клемма первой панели соединяется с «плюсом» второй и так далее.
  3. Комбинированный способ применяется, когда нужно изменить оба параметра – силу тока и напряжение. Несколько модулей соединяется последовательно, потом группа подключается к общей сети параллельно другим аналогичным группам.

Как выглядят солнечные панели для дома и сопутствующее оборудование, расскажет мастер-электромонтажник на видео:

Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома

Казалось бы, все просто. На обогрев небольшого загородного коттеджа площадью 100 м² пойдет приблизительно 10 кВт = 10 000 Вт тепловой энергии. Это 100 панелей по 0.1 кВт или 34 больших модуля по 300 Вт. Столько батарей на крышу дома не поставишь, а о квартире и речи нет.

Справка. Размер 1 фотоэлектрического элемента мощностью 100 Вт, изготовленного по поликристаллической технологии, составляет около 1020 х 700 мм или 0.71 м². Аналогичная батарея на 300 Вт займет 1.68 м² (170 х 99 см).

Сразу оговоримся, полученный результат – неправильный, поскольку не учитывает особенности эксплуатации солнечных энергетических систем:

  1. Фотоэлектрический модуль выдает максимальную мощность, когда лучи падают под углом 90° к плоскости батареи. Если не сделать трекер – следящий механизм, поворачивающий панель вслед за движением солнца, потеряем около 40% энергии. С другой стороны, подобное устройство тоже расходует электричество.

    Трекер поворачивает модули вслед за светилом, обеспечивая угол падения лучей 90°

  2. Величина солнечного излучения на 1 м² – инсоляция – зависит от региона проживания, высоты над уровнем моря, затененности участка. Перечисленные факторы напрямую влияют на производительность батарей.
  3. С течением времени полупроводниковое покрытие модулей деградирует, в результате теряется примерно 1% электрической мощности ежегодно.
  4. Если фотоэлектрический слой перегревается солнцем, производительность панели тоже уменьшается.
  5. Малая толика энергии теряется в сопутствующем оборудовании – инверторах, контроллерах, АКБ. Это банальный нагрев деталей – трансформаторов, микросхем и прочих элементов.
  6. Когда рабочая поверхность загрязняется пылью либо засыпается снегом, возникают дополнительные потери.
  7. Заметьте, для отопления солнцем зимой вырабатываемого электричества должно хватать на обогрев дома и зарядку аккумуляторов на ночь.

Вывод. Универсального расчета электрической мощности батарей, подходящего ко всем странам и регионам, не существует. Но озвученную выше цифру 10 кВт нужно удвоить (как минимум), чтобы получить пристойный результат на практике. Понадобится от 200 стоваттных панелей, занимающих площадь свыше 140 м².

Есть надежный способ получить точные данные по инсоляции и рассчитать производительность солнечных батарей – обратиться в местную организацию, занимающуюся их монтажом. Либо самому изучать карту инсоляции района.

На карте видно, что центральные регионы РФ получают довольно мало радиации солнца – в среднем 3–3.5 кВт на метр квадратный за день

Предлагаем пойти другим путем – использовать опыт владельцев солнечных автономных электростанций, почитать их отзывы на тематических форумах. Отыщите там пользователей, проживающих в вашей местности, если хотите получить реальные цифры бесплатно. Приведем примеры:

  1. Автономная система солнечного электроснабжения, расположенная в Ленинградской области, РФ. Установлено 6 панелей по 0.22 кВт (всего 1.32 кВт), пиковая мощность в зимний безоблачный день – 1157 Вт. Тема обсуждается на известном русскоязычном форуме.
  2. г. Анапа, производительность батарей – 2.2 кВт, количество не указывается. За световой день электростанция генерирует порядка 9 кВт.
  3. г. Москва, мощность СЭС 2.64 кВт. За весь июнь установка выработала 304 кВт энергии.

Примечание. Отзывы и другие полезные данные по эксплуатации СЭС вы найдете по этому адресу.

Обратите внимание: нами учитывалась только солнечная энергия для отопления, подогрев воды и прочие хозяйственные нужды в расчет не принимались. Как рассчитать число батарей на практике, смотрите в видеосюжете:

Реальные способы обогрева

Как вы поняли их вышесказанного, реализовать полноценное электрическое отопление дома солнечными батареями довольно сложно (и дорого). Далеко не каждый хозяин решится купить и установить панели на площади 100–150 м², дабы прогреть небольшой дом или дачу. Значит, схема электрокотел + водяная система + отопительные радиаторы отпадает.

Но идею обогрева солнечными модулями все же нельзя назвать утопией. Перечислим варианты, реализованные домовладельцами на практике:

  • панели плюс инверторные кондиционеры с коэффициентом эффективности COP 3.5–4;
  • подключение батарей напрямую к электрическим обогревателям без инвертора;
  • строительство полноценной СЭС, продажа электроэнергии государству, вырученные средства идут на оплату традиционного отопления.

Дополнение. Применение панелей в качестве дополнительных источников энергии для основного отопления обсуждать нет смысла – это очевидное решение.

Начнем с третьего варианта, который интересен предпринимателям. В странах, где государством установлен так называемый зеленый тариф, домовладелец может получать электричество из возобновляемых источников и отдавать в общую энергетическую сеть, получая прибыль. То есть, домовладелец приобретает те же 200–300 солнечных панелей, но продает энергию по хорошей цене, а не расходует почем зря.

Большое количество батарей на крыше жилого дома не поместится, станцию большой мощности придется размещать на участке

Например, в Украине зеленый тариф превышает обычный в 3 раза (по состоянию на июнь 2019 г.). Необходимо выдержать 1 условие: минимальная производительность СЭС – 30 кВт. Строите электростанцию, поставляете энергию в сеть, а сами покупаете втрое дешевле.

Оставшиеся 2 варианта рассмотрим поподробнее.

Отопление кондиционерами

Способ основан на эффективности инверторных сплит-систем, доставляющих внутрь дома вчетверо больше тепла, чем затрачено электроэнергии. Как реализовать такое отопление:

  1. Первым делом максимально снижаем теплопотери здания – утепляем стены, полы и крышу, устанавливаем энергосберегающие окна. Идеальный показатель теплопотребления для жилища 100 м² – 6 кВт.
  2. Приобретаем 2 кондиционера с инверторными компрессорами, работающими при отрицательной уличной температуре. Суммарная производительность агрегатов должна равняться теплопотерям дома, в нашем случае – 6 кВт. Потребление таких «сплитов» не превысит 2 кВт.
  3. Монтируем солнечную станцию, способную круглосуточно обеспечивать электричеством кондиционеры.
  4. Для отопления в самые холодные сутки стоит установить любой традиционный источник тепла – котел, дровяную печь.
Тепловые насосы Mitsubishi Zubadan расходуют энергии еще меньше, чем кондиционеры, а тепла приносят вчетверо больше (COP = 4)

Видео в конце данного раздела подтверждает, что описанная схема вполне работоспособна. Один существенный минус: при отрицательной температуре эффективность кондиционеров резко снижается, без помощи котла не обойтись. В условиях умеренного и северного климата солнечные модули в одиночку не справятся.

Примечание. Большинство инверторных сплит-систем способны функционировать при морозе до —15 °C. Коэффициент эффективности COP снижается до 1.5–2 (тепла выделяется вдвое больше, чем потребляется электричества).

Использование местных обогревателей

Речь идет о значительном удешевлении системы в случае использования неприхотливых потребителей – обычных тепловентиляторов. Ввиду отсутствия инвертора к солнечным модулям придется подключать 12-вольтовые обогреватели (можно взять автомобильный либо сделать своими руками).

Как собрать солнечный генератор электроэнергии:

  1. Устанавливаем нужное количество батарей с рабочим напряжением 12 вольт.
  2. Соединяем их проводами 2.5 мм² согласно приведенной ниже схеме – без инвертора.
  3. Подключаем нагрузку – маломощный тепловентилятор на 12 В.

Ниже на видео специалист подробно описывает все нюансы такого подключения. Способ годится для обогрева отдельных комнат тепловентиляторами 1–1.5 кВт. Отопить весь дом сложнее – нужно собирать несколько отдельных контуров с солнечными панелями, чтобы не увеличивать сечение проводов.

Заключительный вывод

Сделать полноценное отопление частного дома на солнечных батареях очень непросто. Единственный более-менее реалистичный сценарий – это применение сплит-систем, а лучше – геотермального теплового насоса, мало зависящего от уличной температуры. Установка потребляет мало электричества, поэтому сможет работать от домашней СЭС.

Мы специально исключили из статьи финансовые вопросы, поскольку речь шла о технических моментах. Но надо понимать, что оборудование солнечной энергетики – аккумуляторы, батареи, инверторы и блоки управления – стоят больших денег. Чтобы успешно решить задачу, нужно быть хорошо зарабатывающим энтузиастом.

Схема с вакуумными коллекторами, подключенными к косвенному водонагревателю, обойдется дешевле. Но в данном варианте есть свои трудности, например, аккумулирование тепла и стагнация коллектора при жаре. В нелегком деле освоения солнечной энергии нет простых решений.

Солнечные батареи для отопления дома

Отопление – самая затратная статья в квитанции об оплате за жилище. Современная тенденция развития рынка такова, что традиционные источники энергии дорожают. Однако расходы можно снизить, если задействовать возобновляемые природные ресурсы, которые доступны совершенно каждому.

Одно из решений проблемы – установить солнечные батареи для отопления дома. Всего один квадрат покрываемой площади позволит получить и переработать до 1300 кВт*ч энергии Солнца, часть которой можно направить на другие хозяйственные нужды (электроснабжение, подогрев воды и т. д.).

Современные солнечные кремниевые батареи представляют собой приборы, которые захватывают энергию солнца и преобразуют ее в электрическую. Основной принцип их работы основывается на физическом явлении фотоэлектрической реакции.

Содержание статьи:

Принцип работы

Выпускаемые сегодня модели способны вырабатывать электроэнергию даже в облачную и слишком пасмурную погоду. Однако

КПД одного модуля сравнительно невысок и составляет скромные 15-25%, вырабатывая в среднем 50-300 Вт электроэнергии в зависимости от текущей окружающей обстановки. Для достижения высокой производительности необходимо подключение нескольких, а иногда и десятков элементов в единую сеть.

Фотографии частных домов с подключенной системой солнечного отопления

Если говорить об отопительной системе на основе солнечных батарей, классическая схема состоит из трех элементов:

  1. Рассмотренный солнечный модуль, вырабатывающий электроэнергию
  2. Тепловой аккумулятор – изолированный от тепловых потерь бак, в котором находится нагреваемый Тэнами теплоноситель
  3. Отопительный контур, состоящий из трубных магистралей и радиаторов отопления, по которому теплоноситель циркулирует принудительным или естественным образом и отдает тепло окружающей среде

Видео — Дом на солнечных батареях

В зависимости от предпочтений и конкретной выбранной реализации солнечные батареи для отопления дома могут использоваться в других модифицированных схемах отопления, когда вместо коллектора устанавливается электрический котел проточного типа. Покупка необходимого оборудования обойдется дороже, однако отопление будет более практичным и экономичным.



Клик для увеличения

Еще один из вариантов реализации отопления на солнечных батареях – использование электрических обогревателей, теплых полов, электрических конвекторов и т. д. Таким образом, полученная электроэнергия потребляется для питания отопительных электроприборов. К подобным схемам прибегают лишь в небольших загородных домах.

Устанавливать солнечные коллекторы рекомендуется на крыше дома с южной стороны. Чтоб обогреть коттедж площадью свыше 100 квадратов, необходимо покрыть фотоэлементами до 35-40 кв. м. В доме нужно отвести отдельное помещение для размещения монтируемого отопительного оборудования – котельную.

Положительные и отрицательные стороны

Использование альтернативного отопления частных домов имеет свои неоспоримые преимущества. Установка и последующая эксплуатация солнечных модулей обладает следующими положительными сторонами:

  • Продолжительный эксплуатационный срок – до 25-40 лет без необходимости дорогостоящих профилактических работ
  • Лишнюю накопленную и переработанную солнечную энергию можно будет расходовать на другие нужды
  • Независимость от служб ЖКХ и значительное уменьшение счетов за отопление
  • Дом будет обогреваться на протяжении всего года

Однако имеются некоторые нюансы, которые ограничивают эксплуатацию отопления на солнечных батареях. Самый первый из них – географическое проживание. В том или ином районе солнце греет по-разному. Если оно появляется через сутки или лишь на пару часов в день, переоборудовать отопительную систему становится экономически невыгодно и следует подумать о других альтернативных источниках энергии (тепловые насосы, ветряные станции, биологическое топливо).



Клик для увеличения

Среди прочих отрицательных сторон можно отметить:

  • Высокие первоначальные затраты
  • Сложность монтажа оборудования
  • Необходимость в резервном источнике отопления

Выбираем подходящий солнечный коллектор

Необходимо ознакомиться с рынком и выбрать самые подходящие солнечные батареи для отопления дома. Они бывают 3-х типов:

  • Воздушные – внутри них располагается воздух и абсорбирующий тепло элемент. Несмотря на скромную стоимость, они должного распространения не получили, так как характеризуются низким КПД
  • Вакуумные – внутри располагаются определенного диаметра стекло трубки, содержащие в себе трубки меньшего диаметра, по которым циркулирует теплоноситель. Между трубками создается вакуум, характеризующийся высокими теплопроводящими свойствами
  • Плоские – наиболее распространенные коллекторы. Они представляют собой короб, лицевая сторона которого накрыта стеклом. Под ним пролегает абсорбирующий тепло элемент, который контактирует с трубками, содержащими теплоноситель. Энергия последнего забирается и аккумулируется в электрическую

Видео тест

Когда стоит обратить внимание на солнечные батареи

Переоборудовать стандартную отопительную систему в более современную и установить солнечные батареи для отопления дома можно в любой момент. Однако останавливаться на таком решении стоит лишь при выполнении нескольких важных правил:

  • Была произведена проверка уровня инсоляции мастером, на основании результатов которой удалось узнать, насколько эффективным будет каждый квадратный метр установленных батарей. Она даст возможность определить наиболее оптимальную покрываемую модулями площадь
  • Дом необходимо обязательно утеплить, чтобы снизить уровень нежелательных потерь тепла
  • Стоит проанализировать каждый из месяцев отопительного периода. Если количество солнечных дней менее 20, большую часть времени небо затягивают тучи и облака, гелиосистемы рекомендуется заменить тепловыми насосами
  • Обязательно должна присутствовать резервная отопительная система, чтобы обезопасить себя от непредвиденных обстоятельств

Как подключить солнечную батарею

Прежде чем начать подключение солнечных батарей к отопительной системе, необходимо определиться с типом циркуляции теплоносителя по трубным магистралям:

  • Принудительная
  • Естественная

Наиболее востребованной считается система с принудительной циркуляцией. Ее обустройство обойдется дороже за счет приобретения дополнительного оборудования и автоматики. Однако многие владельцы собственных домов ставят превыше комфорт и практичность.



Клик для увеличения

Классическая схема подключения солнечной батареи к потребителю выглядит следующим образом:

  1. Вначале по всем правилам на крыше размещают закупленные солнечные элементы и соединяют их друг с другом
  2. В отведенном помещении необходимо установить контроллер, который будет следить, сколько энергии производится в данный момент
  3. За контроллером должны идти аккумуляторы, которые будут накапливать в себе лишнюю энергию и снабжать ею в тех ситуациях, когда солнечные модули не справляются со своей задачей
  4. За аккумуляторами устанавливается инвертор, который служит для преобразования электрической энергии к требуемым характеристикам
  5. За инвертором располагаются потребители, роль которых может выполнять электрический котел отопления, накопительные баки с Тэнами, обогреватели и прочие греющие установки

Если солнечная батарея подключается к водяному отоплению с принудительной циркуляцией, на выход коллектора, обратку и бак-накопитель устанавливают датчики температуры (термостаты), которые подсоединяются к автоматике. Последняя в свою очередь будет управлять работой всей системы, при определенных условиях включать или выключать ее.

Наиболее просто осуществляется подключение солнечных модулей к отоплению с естественной циркуляцией. Однако автоматизировать ее будет очень сложно. Необходимо придерживаться следующих правил:

  • Накопительный бак располагают выше уровня коллектора
  • Нижний вывод подключается к обратке
  • Верхний вывод подключается ко входу разогретого теплоносителя

Прочие нюансы подключения

Предусмотреть солнечные батареи для отопления дома необходимо на этапе проектирования или строительства дома, чтобы избежать лишних хлопот. Нужно придерживаться нескольких важных правил:

  1. Установка батарей должна вестись преимущественно на южной стороне. Перед модулями не должно располагаться деревьев или более высоких построек, которые будут преграждать путь свету или отбрасывать на них свою тень – это существенно снизит эффективность
  2. Необходимо убедиться, что стропильная система обладает достаточным запасом прочности. Она должна выдерживать не только закрепленные модули, но и снежный покров в зимний период, иначе может произойти обрушение кровли

  1. Оптимальный угол ската крыши – в интервале 30-45 градусов в зависимости от того, как высоко поднимается на протяжении суток солнце
  2. Чтобы увеличить эффективность отопительной системы или распараллелить несколько контуров, иногда ставят более одного накопительного коллектора
  3. К гелиосистемам рекомендуется подключать отопительные контуры с более низкой температурой циркулирующего теплоносителя (панельные змеевики, водяные теплые полы и т. д.)

В заключении

Решившись установить солнечные батареи для отопления дома, необходимо быть готовым к большим первоначальным затратам.

Стоимость требуемого оборудования и проводимых работ обойдется от 30 тыс. и выше в зависимости от сложности отопительной системы, выбранных модулей и их количества.

Окупаемость также зависит от большого числа факторов. Если зимы холодные, солнечные и продолжительные, сэкономить затраченные средства удастся через 2-3 года при эксплуатационном сроке до 30 лет. Однако не стоит торопиться, узнав подробнее о других альтернативных методах отопления.

Солнечные батареи для отопления дома: отзывы реальных владельцев

Современные технологии значительно расширили возможные способы создания автономных отопительных систем для частных и загородных домов.

Cолнечные батареи для отопления на крыше частного дома

Если еще век назад практически все жилища отапливались дровяными печами, то за прошедшее время в больших городах были построены системы магистрального теплоснабжения, а способы прогрева помещений в частных дома существенно увеличились. Современный дом можно отапливать с помощью автономных систем, работающих на газе, при помощи эффективного оборудования, работающего на различных типах твердого и жидкого топлива. В последнее время все большую популярность приобретают отопительные и энергетические системы, работающие на возобновляемых источниках энергии. Для отопления частных домов всё чаще начинают применять солнечные батареи, но так ли они хороши, как про них рассказывают продавцы? Давайте вместе разберемся в этом вопросе, ведь стоимость установки не самая маленькая, а срок окупаемости отопительной системы на солнечных батареях может превысить срок службы элементов из которых она состоит, что лишает её всякого смысла в размещении, так что же делать?

Что такое солнечные батареи?

Солнечные батареи – это высокотехнологичный прибор, которые преобразует неиссякаемую энергию солнца в электрическую энергию. Такие устройства широко используются уже несколько десятков лет и успешно работают во многих бытовых приборах, например в часах или в микрокалькуляторах. Современное производство позволило сделать изготовление солнечных батарей достаточно дешевым, что позволило не только запитывать от них миниатюрные устройства, но и создавать на основе солнечной энергии автономные системы сравнительно больших размеров для отопления загородных домов и обеспечения в них устойчивого энергоснабжения.

Преимущества солнечных батарей

Несмотря на довольно высокую стартовую стоимость оборудования частного дома полноценным пакетом солнечных батарей – общая эксплутационная стоимость такого оборудования является сравнительно низкой, так как в итоге цена киловатт-часа будет состоять только из стартовых расходов на покупку и цены необходимых регламентных работ. Разделенная на довольно долгий срок службы такого оборудования – итоговая цена киловатт часа будет стремительно падать.

На какую помощь можно рассчитывать от государства при установке солнечных батарей для отопления частного дома

Если вы владелец частного сектора и у вас появилось желание снизить затраты на обслуживание своего дома, в частности на отопление — вы можете смело рассчитывать на помощь от государства. В зависимости от страны в которой вы живете, вам могут быть предложены некоторые способы компенсации ваших затрат из местного или федерального бюджета. Вам может быть выделена помощь в виде:

  • частичной компенсации затрат на саму установку системы;
  • государство в лице органа, занимающегося обслуживанием электросетей, выкупает у вас «Зеленую Энергию» по завышенной цене.

Мы расскажем вам о наиболее выгодном, втором варианте.

Её особенность заключается в том, что вы постоянно торгуете электроэнергией с государством туда-сюда. В светлое время суток, когда солнце находится на пике своей активности — ваши солнечные батареи вырабатывают повышенное количество электроэнергии, которой полностью хватает на ваши затраты, а излишки вы «отдаете» назад в общую электросеть, в этом случае вы выступаете как производитель и продавец энергии. Ночью, когда ваша выработка на нуле — вы покупаете энергию обратно из сети для своих нужд: для обогрева дома, для подогрева воды в кране, для стиральной машинки, для освещения. Этот процесс повторяется изо дня в день и по итогу месяца у вас остается либо положительный, либо отрицательный баланс КилоВатт на счетчике, в зависимости от мощности солнечных батарей, которые вы установили. Если за прошедший месяц вы выработали больше КВт/ч, чем израсходовали — остаток КВт/ч выкупает у вас государство примерно за 12 евроцентов, это так называемый «Зеленый Тариф». Эти деньги приходят вам на карточку и с их помощью вы компенсируете расходы, которые вы понесли на установку этой системы. Конечно в данном случае нужен специальный счетчик, который регулирует кто-кому и что продает, но при этом вы экономите на аккумуляторах, которые устанавливались в таких системах ранее и требовали к себе повышенного ухода при огромной стоимости! Сейчас же вашим «аккумулятором» выступают городские электросети, которые могут выкупить у вас бесконечное количество электроэнергии!

В любом случае, вам необходимо обратиться в компанию, которая занимается обслуживанием и поставкой электричества в ваш дом, для уточнения деталей. Это настолько стремительно развивающийся рынок, что условия тут могут меняться по несколько раз в месяц!

Устройство автономных систем на солнечных батареях

Но что делать, когда на небе нет солнца, или оно закрыто тучами?

схема отопления дома от солнечной энергии

Прежде всего стоит предусмотреть резервные источники энергопитания. Это может быть как обыкновенная электрическая сеть, так и автономный генератор, способный самостоятельно производить электрическую энергию. Кроме того, разумным решением будет оборудования частного дома батареями резервного питания, в которых будет накапливаться энергия во время малого потребления. Такая система аккумулирует электричество днем или в светлое время суток и возвращает его в сеть вашего дома ночью или в пасмурную погоду.

Расчет энергоэффективности солнечных батарей

При расчете необходимой площади солнечных батарей необходимо учитывать, что один квадратный метр такого оборудования даст в вашу сеть около 120 ватт. А теперь пройдитесь по своему дому и прикиньте, какую мощность имеют имеющиеся у вас бытовые электрические приборы и оборудование. Разумно будет также прикинуть, какую экономию электричества может дать замена некоторых устройств на энергоэффективные. После этого вы можете приступать к расчетам необходимого количества и площади солнечных батарей, стараясь учитывать время солнечной активности в вашей местности.

 Отопление частного дома от солнечной энергии

Кроме добычи электроэнергии из солнечной энергии – наше светило вполне может и обогреть ваш дом. Конечно, можно воспользоваться самым простым способом и подключить электрическую систему отопления к солнечным батареям. Но скорее всего это будет довольно неэффективно, особенно учитывая не очень большое количество солнечных дней в году на наших широтах.

Лучше всего будет комбинировать систему добычи электричества с помощью солнечных батарей и систему автономного отопления, основанную на нагреве солнечным теплом жидкости, поступающей затем в радиаторы отопления вашего дома.

 Принцип работы отопления на солнечной энергии

Ключевым звеном такой автономной системы солнечного отопления будут являться нагревательные коллекторы. Это специализированные устройства, которые с минимальными потерями передают солнечную лучистую энергию на теплоноситель, в качестве которого может выступать вода или специальный антифриз.

схема солнечного нагревателя

Немаловажным преимуществом такого высокотехнологичного подхода является то, что такая система будет эффективно работать даже в самых суровых климатических условиях, ее коэффициент полезного действия не снижается даже при низких отрицательных температурах на улице.

Такие системы, называемые также солнечными коллекторами отлично зарекомендовали себя, например, в северных районах Китая – в местности с весьма суровым климатом. При этом в тех регионах они устанавливаются даже на многоквартирных домах.

После нагрева в коллекторе теплоноситель обычно попадает в аккумулирующих бак, оснащенный отличной теплоизоляцией. Температура жидкости в таком баке сохраняется довольно продолжительное время. В случае, если в качестве теплоносителя используется обычная водопроводная вода, то, помимо отопления – такую жидкость также можно использовать для бытовых целей, например, для умывания или мытья посуды.

Разновидности солнечных отопительных коллекторов

В настоящее время используются следующие разновидности солнечных отопительных коллекторов:

  1. плоские;
  2. вакуумные.

Отличаются они друг от друга устройством передачи лучистой энергии Солнца.

 

самодельный коллектор

В плоском солнечном отопительном коллекторе устройством для сбора такой энергии служит ящик, заполненный специальным адсорбирующим материалам. В толще материала проложены трубопроводы системы теплоснабжения. Жидкость, циркулирующая по ним, нагревается от воздействия солнечных лучей и затем сбрасывается в бак теплоаккумулятора.

В вакуумном отопительном коллекторе вместо плоского ящика используется система прозрачных трубок, из которых откачан воздух. Внутри трубок имеются трубопроводы системы теплоснабжения различной конфигурации. Интересный физический эффект такого устройства заключается в том, что солнечные лучи беспрепятственно проходят через наружный слой стекла и вакуум, и затем нагревают жидкость в трубопроводах. А вот обратно тепло от жидкости в трубопроводах уже не утекает, так как вакуум является отличным теплоизолятором. В общем. Такая конструкция в миниатюре напоминает нашу планету: ведь у нас тоже имеется теплоизолятор в виде межзвездного вакуума, который, тем не менее не мешает солнечным лучам эффективно нагревать землю.

Преимущества солнечных систем и особенности их проектирования и монтажа

Для того, чтобы система на возобновляемых источниках энергии стала действительно эффективной для вашего частного дома – необходимо провести тщательный расчет. Прежде всего определяется необходимый уровень энергопотребления в доме, рассчитывается суммарная мощность всех бытовых приборов и их максимальная нагрузка. Затем рассчитывается максимально возможная эффективность предполагаемых к использованию солнечных батарей и их площадь. Возможно, потребное количество батарей для добычи солнечной энергии просто не поместятся на крыше вашего дома и вам придется подыскивать дополнительные источники энергии или другие площади для размещения.

чертеж коллектора

В любом случае – система с энергоснабжением от солнечной энергии должна иметь резервный источник питания, что позволит вам не зависеть от капризов погоды.

Аналогичный подход необходимо применить и при проектировании солнечных систем отопления. Производители как правило указывают возможность солнечных отопительных коллекторов по работе в определенных температурных условиях. Не стоит пренебрегать этими сведениями. И опять же – на случай длинной зимней и пасмурной непогоды ваш дом должен быть оборудован альтернативным источником теплоснабжения – это может быть любой отопительный котел на ваш выбор, начиная от традиционной русской каменной печи на дровах, оканчивая новомодными электрическими бойлерами.

При разумном сочетании новшеств в области теплоснабжения и традиционного, проверенного временем подхода вы сможете в полной мере насладиться всеми преимуществами солнечной энергии, достающейся нам абсолютно даром.

Солнечные батареи для отопления дома — видео обзор

Солнечные батареи для отопления дома своими руками — видео

Солнечные батареи для отопления частного дома, схема, преимущества

Благодаря современным технологиям каждый из нас имеет возможность твердо идти в ногу со временем. Наиболее значимое достижение научного мира – это извлечение энергии из некоторых природных феноменов. Современный человек давно уже научился использовать энергию таких стихий, как ветер и вода. Сегодня настало время для получения энергии от солнечного тепла. Солнечная энергия является неиссякаемым источником, поэтому грех ее не использовать на благо всего человечества. Солнечные батареи для отопления дома приобретают все большую популярность среди владельцев частных и загородных домов.

Отопление частного дома солнечными батареями

Что представляют собой солнечные батареи?

Уже давно датируется тот день, когда были изобретены устройства, которые могут заряжаться от света. Еще в 90-х годах человечество ознакомилась с такими изобретениями, как батарейки для часов, калькуляторов и других мелких устройств. Ученые из других стран научились использовать энергию солнечных лучей несколько раньше, чем наши отечественные исследователи. Некоторый опыт есть и у наших специалистов, поэтому сейчас необходимо только заняться усовершенствованием некоторых достижений и результатов.

Строение солнечной батареи

Удачным достижением можно назвать использование солнечных лучей для организации отопительной системы частного или загородного дома. Солнечная система отопления входит в категорию альтернативных, особенно в тех странах, где солнце светит более 20 дней в месяц. Стандартные системы отопления дорогостоящие не только в плане организации, но и в плане коммунальных тарифов. Альтернативные отопительные системы помогут избавиться от зависимости коммунальных контор.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

  • Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
  • Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
  • Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
  • У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания. Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево. Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Продолжительность солнечного сияния на территории России

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Рекомендуем к прочтению:

Для того чтобы получать около 500кВт тепла в месяц, нужно чтобы в месяце было около 20 солнечных дней.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов. Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы. Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Солнечные батареи как правило размешают на крыше дома

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий. Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день. Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Типы солнечных батарей, а также их комплектации

Батареи можно разделить на два основных типа:

  • Малые фотоэлектрические системы.
  • Большие фотоэлектрические системы.

К первой категории можно отнести аккумуляторные панели, работающие от напряжения в 12-24В. Такие системы обеспечат электроэнергией, необходимой для работы телевизора и нескольких осветительных приборов в доме. Большие системы могут не только полностью обеспечить дом необходимой электроэнергией, но и сыграть важную роль в организации отопительной системы. Стоит учитывать, что солнечные батареи не смогут обеспечить необходимым теплом и электричеством большие дома с несколькими этажами.

Солнечные батареи различного типа и размера

Комплектация солнечных батарей может несколько отличаться. В базовую комплектацию входят такие компоненты, как:

  • Вакуумный солнечный коллектор.
  • Контроллер, который способен следить за тем, чтобы работа системы была максимально эффективной.
  • Насос, который будет подавать теплоноситель от коллектора в отопительный бак.
  • Емкость для горячей воды, которая имеет объем от 500 до 1000 литров.
  • Электрический тэн или тепловой насос.

Схема системы отопления работающей на солнечных батареях

Если вы оборудуете достаточно мощное отопление частного дома солнечными батареями, то дом можно обеспечить еще и горячим водоснабжением. Кроме того, можно дополнительно оборудовать такую систему, как теплый пол.

Рекомендуем к прочтению:

Перед тем, как устанавливать систему отопления, нужно убедиться в том, что ее мощности хватит на ваши нужды. Для этого учитываются такие показатели, как общая площадь дома,  количество жильцов, которые в нем проживают и необходимый расход энергии.

Если семья состоит из трех человек, то потребуется от 200 до 500 кВт энергии в месяц. Если вы планируете организовать горячее водоснабжение, то потребуется больше электроэнергии. Наиболее эффективной считается комбинированная отопительная система. Она позволяет подстраховать жильцов дома на случай непредвиденных или аварийных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Перед тем, как остановить свой выбор на определенной отопительной системе, нужно тщательно изучить ее возможности. Обязательным условием будет расчет площади дома, а также необходимого количества тепла, которое уйдет на его обогрев. Также необходимо максимально правильно подобрать место, куда она будет установлена.

Лучше всего обратиться за помощью к высококвалифицированным специалистам, так как даже незначительный просчет может значительно снизить ее эффективность во время работы.

Если отопительная система будет установлена правильно, то она прослужит не менее 25 лет. Такая система окупит себя полностью максимум через 3 года. Для многих такой срок наверняка не покажется слишком долгим. К тому же, вы полностью не будете зависеть от коммунальных служб.

Солнечный коллектор должен быть установлен на площади с максимальным солнечным освещением. Если здание непригодно для установки коллектора, такое устройство можно установить на соседнем строении. Накопитель можно разместить в подвале. Нередко встречаются такие системы, где накопителей несколько. В таком случае они будут обладать более компактным размером.

Те, кто выбрал для обогрева своего дома такую отопительную систему, как солнечные батареи, может сказать, что он поступил правильно. Солнечная энергия не стоит денег и, к тому же, является неиссякаемым источником тепла. Все, что нужно, — это вложить некоторые средства в оборудование и установку такой системы, зато потом она себя полностью окупит и избавит вас от зависимости платить деньги коммунальным службам.

панели солнечного отопления частного дома, котел от системы солнечных батарей, отопление с помощью солнечных батарей, как отопить дом

Содержание:

Использование возобновляемых источников энергии стало в наше время одним из перспективных направлений в энергетике. Запасы природных ресурсов постепенно истощаются, а энергии для отопления и электроснабжения нужно все больше. В данном материале мы расскажем о системах солнечных батарей для частного дома, которые позволяют преобразовывать энергию солнца в тепло и при этом экономить на потреблении природных ископаемых.


Немного о солнечных батареях

Примитивные устройства на солнечной энергии известны уже давно. Однако в зарубежных странах намного раньше, чем у нас, научились использовать солнечную энергию для обогрева домов. В настоящее время технологии все больше совершенствуются, чтобы солнечные батареи стали доступны широкому кругу потребителей.

Безусловно, приобрести панели солнечного отопления не так уж дешево, да и для их применения требуется наличие солнечной погоды. Однако в перспективе они себя вполне оправдывают, ведь счета за электричество или природный газ, чтобы отапливать дом, все время растут.


Солнечные батареи позволяют потребителям обустроить индивидуальную систему отопления без зависимости от коммунальных служб и грабительских тарифов. Многие потребители, испробовавшие такие системы, остались ими очень довольны.

Достоинства

Приведем несколько преимуществ использования солнечных батарей:

  1. Они позволяют отапливать дом без привязки к отопительному сезону, в отличие от централизованных систем.
  2. Возможна регулировка температуры обогрева до комфортных значений.
  3. Нет необходимости оплачивать большие счета за отопление от коммунальных организаций.
  4. Батареи генерируют достаточно энергии не только для отопления, но и для прочих нужд.
  5. Устройства отличаются долговечностью, долго не нуждаются в ремонте и профилактике.

Стоит отметить, что использование солнечных панелей для отопления дома сопряжено с некоторыми тонкостями, о которых стоит знать прежде, чем приобретать оборудование.

Тонкости применения солнечных панелей для отопления дома

Чтобы отопление дома солнечными батареями было успешным, стоит учесть несколько тонкостей:

  1. Применение системы солнечных батарей для отопления дома будет эффективным лишь в том случае, если в регионе проживания достаточное количество солнечных дней в году.
  2. Сами по себе солнечные батареи стоят достаточно дорого. Так, для обеспечения семьи энергией в достаточном объеме потребуется примерно 15-20 м2 солнечных элементов, поскольку 1 м2 панелей вырабатывает всего 120 Вт. Поэтому вся система выльется в приличную сумму.
  3. Монтаж панелей нужно производить только с южной стороны крыши, так как в этом месте будет попадать больше всего солнца. При этом общая площадь должна быть не менее 40 м2, иначе, все напрасно.
  4. Чтобы батареи вырабатывали порядка 500 кВт энергии ежемесячно, в регионе должно быть солнечно примерно 20 дней.
  5. Обустройство отопления с помощью солнечных батарей мощностью в 7 кВт обойдется вначале достаточно дорого – очень высоки цены на оборудование. Однако затраты окупятся уже спустя несколько лет использования. Для небольшого дома такой мощности будет достаточно.
  6. Оптимальный уклон крыши для установки солнечных батарей — 45°. При этом вокруг дома не должно быть высоких деревьев и других зданий, создающих тень и препятствующих попаданию солнца на оборудование.
  7. Важно проверить надежность стропильной системы кровли, поскольку масса оборудования будет создавать на нее дополнительную нагрузку. Кроме того, в зимнее время на крыше собирается снег.

Несмотря на значительную стоимость отопления от солнечных батарей, оно пользуется популярностью во многих странах. Причем даже в тех, где не очень жарко. Симпатии потребителей обусловлены долговечностью и надежностью таких установок. Максимально эффективно они функционируют летом, но даже зимой вполне себя оправдывают. Правда, для этого система должна быть достаточно большой.

Стоит отметить, что если вы всерьез задумываетесь об организации отопления дома солнечными батареями, их наличие нужно предусмотреть на стадии проектирования дома. Важно правильно разместить оборудование на крыше, предусмотреть усиленную стропильную систему и достаточную площадь кровли.

Разновидности батарей

Различают два типа солнечных батарей – большие и малые. К малым фотоэлектрическим системам относят панели с аккумулирующими устройствами, напряжением в пределах 12-24 В. Этого хватит для питания осветительных приборов и телевизора в доме. А вот большие панели способны генерировать достаточно электроэнергии для отопления дома среднего размера.

В состав системы с котлом на солнечных батареях входит:

  1. Вакуумный солнечный коллектор.
  2. Контроллер, который отвечает за эффективность функционирования системы.
  3. Циркуляционный насос, подающий теплоноситель от коллектора к накопительному баку.
  4. Емкость для горячей воды на 500-1000 л.
  5. ТЭН или тепловой насос.

Благодаря обустройству в частном доме отопления от солнечных батарей, можно не только обеспечить жильцов горячей водой, но и дополнительно предусмотреть систему теплого пола. Обратите внимание, что необходимо предварительно рассчитать мощность солнечных батарей.

При этом учитывают количество членов семьи, площадь дома, а также среднемесячный расход электроэнергии. Как правило, бытовыми приборами расходуется порядка 200-500 кВт энергии ежемесячно.

Кроме того, дополнительная энергия потребуется для прогрева воды. Если немного упростить расчеты, то в среднем на одного жильца потребуется 1м2 солнечных панелей.

Расход энергии теплыми полами высчитывается, исходя из нормы в 1м2 солнечных батарей на 10 м2 пола.

Прежде чем решиться на отопление дачи солнечными батареями, обратите внимание на следующие факторы:

  • уклон скатов крыши должен быть не менее 30°;
  • оптимальной для установки панелей будет южная сторона;
  • сколько солнечных дней в году бывает в регионе;
  • есть ли рядом высокие объекты, которые могут затенять солнце.

Если 1 м2 солнечных батарей генерирует порядка 1000 кВт/ч в течение года, то их можно приравнять к использованию 100 л газа на тот же объем энергии.

Некоторые модели солнечных батарей с общей площадью около 4 м2 способны вырабатывать порядка 2000 кВт/ч энергии ежегодно, обеспечивая горячей водой небольшую семью.

Если вы задумались, как отопить дом солнечными батареями, но в вашем регионе бывает не так много ясных дней, не отказывайтесь от альтернативных вариантов отопления.

Стоит отметить, что оптимальной схемой считается комбинированное отопление, в котором в случае недостатка солнечного света для работы гелиопанелей обогрев дома будет осуществляться за счет дополнительных приборов.

Выбор и монтаж

Чтобы отопление частного дома солнечными батареями было эффективным, важно правильно подобрать мощность и площадь панелей.

Особенно тщательно нужно отнестись к размещению солнечных батарей, ведь данная покупка совершается надолго и обойдется достаточно дорого. Чтобы не ошибиться, стоит обратиться за помощью к специалистам.

Обратите внимание, что средний срок службы солнечных батарей составляет 25 лет и более, а их установка полностью окупится спустя 2-3 года. Все это время вам не нужно будет оплачивать счета за электричество и отопление, а также волноваться из-за возможных отключений энергии.

Солнечный коллектор нужно разместить так, чтобы на него попадало как можно больше солнца. Отклонение от юга на восток или запад допускается в пределах 30°. В некоторых случаях коллектор размещают на соседнем здании, если оно лучше подходит.


Накопители разрешено устанавливать в подвальных помещениях, если нет альтернативы. Иногда их собирают из нескольких устройств небольшой емкости, доставляя на объект по частям.

Стоит отметить, что эффективность гелиосистемы будет выше, если выставить не слишком высокую температуру отопления. По данному показателю такие системы считаются оптимальными.

Чтобы повысить эффективность солнечных батарей, стоит позаботиться о качественном утеплении частного дома.

Безусловно, выбор отопительной системы в пользу солнечных батарей можно считать экономически обоснованным и целесообразным, поскольку энергия солнца возобновляема и бесплатна. При условии соблюдения некоторых условий и финансовых вложений вы получите автономную и долговечную систему отопления.


Как солнечное отопление поможет отказаться от газа и электричества знает умелец из Запорожья

Олег Павловский из Запорожья своими руками изготовил солнечные батареи и воздушный коллектор для обеспечения частного дома электроэнергией и теплом.

Поэтому рационализатор, который живет вместе с семьей по ул. Уютной в Шевченковском районе областного центра, не использует природный газ и электричество, передает EcoTown со ссылкой на Индустриалку.

В новом доме Павловские живут с осени – раньше они жили в трехкомнатной квартире. «Мы четвертый год строимся: за полгода с товарищем сделали коробку, потом с женой – крышу, сейчас еще идет ремонт, — рассказывает 43-летний запорожец. — У нас 150 кв. м. жилой площади и 150 кв. м. занимает гараж под домом, где я занимаюсь машинами».

К электричеству и газу не подключались, потому что это стоит больших денег, объясняет Олег.

«Солнца много – решил собирать бесплатную энергию для дома: почитал в интернете, что это эффективно работает, — вспоминает Олег Павловский. — Воздушный солнечный коллектор делал практически из отходов, которые валяются под ногами: алюминиевые банки, доски, стекло, пенопласт, вата, фольга».

Читайте также: Как выбрать солнечный коллектор для отопления дома: типы вакуумных трубок и качество воды

По словам запорожского умельца, такой коллектор можно сделать за неделю и уложиться в 1000 гривен.

«Алюминиевые банки пробовал собирать сам и просил друзей, но, учитывая, что я веду здоровый образ жизни, понял, что это слишком долго и поехал на приемку, где для меня за неделю собрали триста банок по гривне за штуку, — рассказывает мастер. — В мой солнечный коллектор уместилось 17 рядов из соединенных между собой 221 банки, тоненькие стенки которых быстро нагреваются».

Воздушный солнечный коллектор позволяет поддерживать тепло в доме и значительно уменьшить использование дров для отопления, объясняет Олег.

Читайте также: Как утеплить дом за 100 тыс, если это стоит миллион. «70/30» и другие местные и госпрограммы по термомодернизации жилья

«Зимой, когда было минус 6-10 градусов, коллектор закачивал в дом (при чистом небе) 92 градуса, — делится опытом хозяин дома. — Например, в комнате 10 кв. м. утром было 17 градусов, а в обед — уже 22 градуса».

«В декабре солнца было мало и приходилось заводить машины, чтобы зарядить аккумуляторы, — признается запорожец. — А вот в январе и феврале солнца достаточно, даже сжигаю «дуйчиком» лишнее электричество, потому что никуда его употребить».

Олег Павловский планирует обустроить на собственном доме еще три-четыре воздушных солнечных коллектора. «Когда будет несколько коллекторов, вообще не буду топить дровами», — отмечает умелец.

Уже третий год Павловские используют электроэнергию, генерируемую солнечными панелями.

«Верхние солнечные батареи собирал самостоятельно, нижние – уже заводские, так как раньше было очень дорого, а сейчас доступнее, — рассказывает Олег. — Мощность сейчас два киловатта, в планах поставить на четыре-пять».

Читайте также: Как правильно выбирать солнечные панели. Классы Tier и качество оборудования для домашних СЭС

В общем Павловские расходуют 60 кВт*ч в месяц.

«Используем холодильник, электрическую печь, чайник, ноутбук, телевизор практически не выключается, — говорит хозяин. — Думали подключаться к электричеству, когда переедем, а сейчас не вижу уже и смысла — платежки, веерные отключения: одни соседи генератор запускают, другие – ждут пока включат, а у нас свет есть всегда ».

В ближайшей перспективе Олег Павловский планирует установить на крыше дома еще и ветряк. «Бывает, что солнца нет, а ветер дует замечательно, особенно ночью, — рассказывает запорожец. — Нужен ветряк мощностью 200 Вт – если его покупать, то это будет стоить 500-1000 долларов, поэтому сделаю сам».

Читайте также: Как сделать солнечный водонагреватель из отходов знают в Аргентине (видео)

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

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Как отапливать дом солнечными батареями. Отопление дома солнечными батареями.

Используя солнечные батареи для отопления дома, в качестве альтернативы другим источникам энергии, можно сэкономить бюджет.

Особенно финансовая течь заметна зимой, когда газовый или электрический счетчик работает беспрерывно, наматывая кубы или киловатты. А ведь за них ежемесячно приходится отдавать половину заработной платы.

Так как солнечные батареи являются неисчерпаемым энергетическим источником, отопление на солнечных батареях можно считать идеальным решением для поддержания комфортных климатических условий в доме.

С их применением можно обеспечить не только полноценное отопление дома, но и питание для различных бытовых электроприборов.

Солнечная батарея является устройством, функционирующим под воздействием энергии солнца.

Подобный принцип действия можно было наблюдать еще в ХХ веке, когда на прилавках появились калькуляторы, работающие за счет миниатюрных солнечных батарей.

С тех пор экспериментировать и использовать силы природы на благо человечеству, ученые стали еще интенсивнее.

В результате, помимо техники и устройств (электромобили, самолет HB-SIA, фонариков, плееров) работающих от тепловой энергии солнца, появились солнечные батареи.

Установить своими руками систему из солнечных панелей на кровле частного дома может практически каждый человек, имеющий базовый опыт в электрике и готовый выделить средства на их приобретение.

Как правило, окупаемость солнечных батарей составляет от 2-х до 5-ти лет – сроки зависят от типа и технических характеристик установленного оборудования.

В течение этого времени затраченные деньги возвращаются в дом теплом, за которое не надо больше платить.

Имея резерв солнечной энергии, можно отапливать дом и не иметь ничего общего с коммунальными службами.

При этом жить в тепле можно сколько угодно, время от времени регулируя температурный режим в помещении.

Фотоэлектрические батареи также смогут стать источником питания для осветительных устройств дома и бытовых электроприборов.

Излучение от солнца постоянно притягивается солнечными пластинами, поэтому их можно эксплуатировать в любое время года и в любой климатической зоне.

Оборудование не подвергается атмосферным воздействиям, его конструкция хорошо защищена и тщательно продумана.

Из недостатков солнечных пластин, используемых для отопления и освещения дома, стоит указать, что эффективнее батареи эксплуатируются в зимнее время первые полдня, когда сильнее светит солнце.

При этом рабочая площадь крыши частного дома должна быть не менее 40 кв. м., что позволит обеспечить нужное количество энергии.

При необходимости использовать 500 кВт энергии в течение 30 календарных дней, необходимо учитывать, что около 20-ти из них должны быть солнечными.

Второй весомый недостаток – это высокая стоимость установки, но все затраты, как уже говорилось выше, окупаются в течение 2-5 лет.

Особенно, когда монтаж оборудования для отопления дома был тщательно спланирован.

Ведь эффективность его работы во многом зависит от угла наклона крыши, который должен составлять примерно 450.


Кроме того, не должно быть никаких преград перед пластинами, которые мешали бы получать энергию, например, бросающих на дом тень зданий или больших деревьев.

Виды солнечных батарей и особенности их комплектации

На сегодняшний день существует два вида солнечных панелей, их технические свойства свободно можно использовать для снабжения жилплощади электроэнергией.

К первой группе относятся малые фотоэлектрические системы, вырабатывающие напряжение от 12 до 24 вольт – этого достаточно, чтобы дом полноценно освещался и круглосуточно работал телевизор.

Ко второй группе относятся большие фотоэлектрические установки, которые при грамотном монтаже обеспечивают отопление и освещение среднего по размеру дома.

Батареи при монтаже комплектуются следующими вспомогательными элементами:

  • вакуумный солнечный коллектор;
  • прибор контроля или контроллер – следит за функционированием системы;
  • насос – обеспечивает подачу теплоносителя к резервуару от коллектора;
  • емкость под горячую воду, ее объем от 500 до 1000 л;
  • электрический тэн.

Водоснабжение дома теплой водой, отопительная система «теплый пол» – все эти удовольствия можно получить с помощью природного явления бесплатно, при условии установки мощного оборудования.

На бытовые нужды семьи, состоящей из трех человек, может понадобиться от 200 до 500 кВт/месяц.

Так как зимой эффективность работы батарей снижается, после обустройства фотоэлектрических панелей своими руками не стоит полностью отказываться от привычного отопления с целью перестраховки.


Срок эксплуатации солнечных батарей превышает 25 лет, проблемы с их ремонтом и техническим обслуживанием на протяжении указанных лет – редкость.

Единственное, что в обязательном порядке придется делать, это очищать их от оседающей пыли и, время от времени, менять внешние аккумуляторы, как только их мощности перестает хватать на удержание полной емкости.

Общий принцип работы солнечной батареи

Конструкция фотоэлектрических установок состоит из большого количества фотоэлементов.

В свою очередь, они обладают способностью поглощать лучи солнца, за счет чего в их структуре происходит электрохимическая реакция.

При этом в каждом отдельном фотоэлементе образуется минимальное количество тока, который соединяется в один поток и выходит из батареи.

Одна солнечная батарея способна вырабатывать около 250 вольт.

Так как этой цифры недостаточно для полноценного электроснабжения дома, устанавливают сразу несколько таких панелей, соединив их в одну единую систему.

В результате чего удается достичь нужной мощности. Если разместить батареи на площади 20-30 м2, удастся с излишком обеспечить электроэнергией дом среднестатического семейства.

Вырабатываемая в процессе химической реакции электроэнергия, поступает через контроллер на аккумуляторные батареи, затем подается через инвертор в электрическую сеть.

Внешние аккумуляторы должны иметь объем, соответствующий нерабочему времени солнечной системы, имеется ввиду темное время суток, когда снижается выработка напряжения панелями.

При этом заряжаются аккумуляторные батареи в течение всего светового дня, как правило, в это время электричества в избытке.

Что касается функционального назначения инвертора, то устройство используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, который впоследствии становится пригодным для питания современных электроприборов.

Среди них и электрические котлы, которые могут использоваться для отопления частного дома посредством солнечных батарей.

Вложив средства и установив солнечное оборудование один раз, можно добиться эффективной работы панелей круглый год.

При этом не исключается темное время суток, что стало возможным после разработки и производства фотоэлементов для панелей, функционирующих от инфракрасного излучения, которое имеет свойство проходить сквозь густые облака и темноту.

Последнее время все больше владельцев загородной недвижимости для создания комфортных условий проживания стараются использовать солнечную энергию. В данной статье попробуем рассказать, как можно эффективно организовать отопление дома солнечными батареями.

Специальная рамка, объединяющая соединенные между собой в единое целое несколько фотоэлектрических элементов. Каждая ячейка предназначена для преобразования энергии солнечного потока в электрическую.

Виды солнечных батарей.

Сегодня производители предлагают в основном три вида солнечных батарей.

Монокристаллические.

Позволяют создать наиболее эффективное отопление загородного дома солнечными батареями. Они набираются из большого количества силиконовых ячеек. При попадании солнечного потока на поверхность этих фотоэлементов, внутри активируются электрохимические процессы. В основном монокристаллические батареи содержат 36 ячеек. Это оптимальное количество позволяет создавать легкие и компактные панели. Оригинальное соединение фотоэлементов обеспечивает небольшую гибкость рамке. Благодаря этому параметру монокристаллические батареи легко устанавливаются на неровных поверхностях, обеспечивая правильный угол наклона к световому потоку. Максимальная их мощность достигается при средней температуре окружающего воздуха около 15–25 °C.


Тонколистовые.

В отличие от аналогов предоставляют ряд неоспоримых преимуществ:

  • для активации фотосинтеза необязательно обеспечивать поток света, перпендикулярно направленный на поверхность солнечных панелей;
  • благодаря этому их можно устанавливать в любом удобном пользователю месте: крыше, стене здания, на отдельной конструкции;
  • максимальные потери на тонколистовых батареях в пасмурную погоду составляют всего 15%;
  • тонкая пленка обеспечивает отличную работу панелей в условиях повышенной запыленности;
  • прекрасное отопление частного дома солнечными батареями тонколистового типа можно организовать в любом регионе.


Поликристаллические.

Для создания элементов приема солнечного потока на батареях используют поликристаллы кремния яркого синего цвета. Монокристаллические панели применяются при освещении улиц, парков, для электрического снабжения частного дома или дачи, кафе и ресторанов.

Принцип работы.

Специальные панели с большим количеством фотоэлементов поглощают энергию солнечного потока. При попадании лучей на поверхность принимающих устройствах, в них активируется электрохимическая реакция. Выделяемая каждым элементов электрическая энергия концентрируется и выводится на общий накопитель.

С одной солнечной панели стандартных размеров выводится около 250 Вт. Вследствие этого понятно, что для обеспечения нормального функционирования загородного дома необходимо объединить несколько панелей в единую систему. Практические данные показывают, что площадь солнечных батарей 20–30 кв.метров вполне достаточно для полноценного функционирования электрических приборов в доме обычной семьи.


Понятно, что в ночное время фотосинтез на солнечных батареях не протекает. Вследствие этого для накопления электроэнергии необходимо наличие аккумуляторов. Количество их напрямую зависит от интенсивности расхода электричества в темное время. Подзарядка аккумуляторов осуществляется за счет избыточной электроэнергии, вырабатываемой при фотосинтезе в светлое время суток.

Для преобразования постоянного тока, полученного в результате синтеза солнечного потока, в рабочее электричество в комплекте оборудования предусмотрен инвертор . Все современные электроприборы функционируют от переменного тока. Электрические котлы также работают на этом виде электричества.

Достоинства применения солнечных батарей.

Использование этих источников электрической энергии для водонагревателей в частном доме предоставляет широкий спектр преимуществ перед другими отопительными устройствами:

  • нет токсичных выбросов в окружающую атмосферу благодаря отсутствию процесса сжигания энергоносителей;
  • изготовление их различной мощности дает возможность получить от солнечных батарей достаточное количество электрической энергии для полноценного функционирования отопительной системы и других электрических приборов;
  • отсутствие горючих энергоносителей исключает возможность случайного возгорания , конечно, если электрические соединения и проводка выполнены с соблюдением всех требований безопасности;
  • применение фотоэлементов, преобразующих инфракрасное излучение, позволяет получать электроэнергию даже при большой плотной облачности ;
  • обеспечивается полная электрификация дома независимо от других энергоносителей;
  • установленное оборудование не требует дополнительных вложений на протяжении длительного периода;
  • технология отопления с помощью солнечных батарей предоставляет возможность полной автоматизации всего цикла рабочих процессов: получения электрической энергии, отапливания дома, контроль и поддержание необходимой температуры;
  • производители гарантируют надежную эксплуатацию солнечных батарей без дополнительных вложений в течение 30 лет.


Особенности выбора.

Выбирая солнечные батареи для отопления дома необходимо учесть несколько нюансов:

Мощность – один из основных параметров, влияющий на стоимость солнечных панелей. Поэтому перед их приобретением необходимо определить ориентировочное потребление электроэнергии. В сопроводительной документации всегда указывается максимальная мощность, вырабатываемая батареями за час в ваттах. Но необходимо учитывать, что в пасмурную погоду она будет немного меньшая. Также мощность зависит от вида солнечных батарей.

Размер – существенно зависит от мощности панелей и типа их фотоэлементов. Крыша должна иметь необходимые размеры для монтажа нужного количества панелей.

В среднем 1 кв. метр солнечных батарей дает за 1 час около 120 Вт.

Панели суммарной площадью в 20 кв. метров обеспечат электроэнергией одноэтажный загородный дом в полном объеме.

Тип – поли- и монокристаллические солнечные батареи имеют значительно высшую стоимость, чем кремневые тонколистовые. Но вырабатывают больше электроэнергии и требуют меньшей поверхности крыши.

Возможность при необходимости наращивания мощности. Ее можно легко увеличить за счет добавления дополнительных солнечных панелей. Замена батарей путем приобретения новых более эффективных экономически невыгодно. Поэтому необходимо учесть небольшой запас поверхности крыши.

Солнечные батареи от ведущих производителей гарантировано выдержат срок эксплуатации больше 25 лет. Надежность их зависит от фирмы производителя. Желательно отдать предпочтение известному производителю. Он обеспечивает бесплатную замену панелей по гарантии, оказывает помощь при монтаже, наладке, ремонте, наращивании мощности.

Солнечные батареи для отопления дома рекомендуется монтировать на южном склоне крыши . В идеальном варианте их наклон желательно обеспечить в соответствии с географической широтой местности. Поверхность панелей в таком положение будет получать под прямым углом максимальный поток света. Тень от деревьев, соседних сооружений, от антенны. Ведь даже небольшой затененный участок будет значительно снижать эффективность выработки электроэнергии.

Дополните статью вашими комментариями , фото и видео .

Современные технологии позволяют каждому из нас идти в ногу со временем довольно твердыми шагами. Одним из самых значимых достижений научного мира можно считать извлечение энергии из определенных природных феноменов. уже не первое десятилетие получает энергию из таких стихий, как вода и ветер. Сейчас активно развивается направление получения энергии из солнечного тепла. Она является неиссякаемой, поэтому ее стоит использовать на благо человечества. Солнечные батареи для отопления дома становятся с каждым годом все популярнее среди владельцев загородного и частного домостроения.

Особенности устройства

Приборы, способные заряжаться от света, появились уже довольно давно. Еще в девяностых годах прошлого века людям стали доступны батарейки для калькуляторов, часов и прочих мелких устройств, которые работали благодаря получаемой энергии от солнечного света. Западные ученые стали пользоваться этими ресурсами гораздо раньше, чем отечественные исследователи. У наших специалистов тоже есть определенный опыт, поэтому сейчас есть необходимость в серьезном совершенствовании определенных достижений и результатов.

Строение солнечной батареи

Использование солнечных лучей для организации отопительной системы для дома можно считать довольно удачной идеей. Такая система отопления стала активно применяться в качестве альтернативного источника тепла особенно в странах, где две трети дней в месяце являются солнечными. Использование стандартной системы отопления является дорогим удовольствием не только в плане ее организации, но и в плане коммунальных тарифов. Солнечные батареи для отопления дома способы помочь в избавлении от зависимости от коммунальных служб. А ведь именно этого так хотят многие люди.

Преимущества

Солнечная батарея для отопления дома обладает несколькими довольно весомыми преимуществами:

Ваш дом будет обеспечен необходимым теплом на протяжении всего года. Температурный режим можно регулировать так, как вам этого захочется.

Вы обретете независимость от жилищно-коммунальных служб. Ваши счета за отопление уже не будут пугать вас страшными суммами.

Солнечная энергия вполне может использоваться и на обеспечение иных нужд бытового плана.

Для отопления дома характеризуется большим сроком эксплуатации. Устройство редко выходит из строя, поэтому не потребуется беспокоиться о таких нюансах, как замена или ремонт каких-то компонентов.

Если вас заинтересовала солнечная батарея для отопления дома, то следует знать о важных нюансах, на которые требуется обратить внимание перед окончательным выбором. Подобная система не подходит для всех. География проживания — это один из факторов, влияющих на эффективность системы. Если регион вашего проживания характеризуется тем, что солнце светит не слишком часто, то подобные решения не будут настолько эффективными. Еще один недостаток заключается в том, что солнечная батарея для отопления дома стоит довольно дорого. Но тут важно помнить, что подобное решение окупит себя очень быстро.


Каких размеров должны быть батареи

Чтобы снабдить дом требуемым количеством тепла, требуется 15-20 квадратных метров площади батарей. От одного квадратного метра получается примерно 120 ватт тепла. Чтобы за месяц получить примерно кВт тепла, необходимо около 20 солнечных дней. Солнечная батарея для отопления дома должна быть установлена на южной стороне крыши, так как тепла на нее распространяется максимальное количество. Для максимальной эффективности такого отопления требуется соблюсти угол наклона крыши примерно 45 градусов. Возле дома не должно расти высоких деревьев, размещаться иных предметов, способных формировать тень. Дом должен иметь стропильную систему, достаточно прочную и надежную, чтобы выдержать вес всей этой конструкции. Солнечные батареи для отопления дома зимой, отзывы о которых говорят, что они характеризуются своим большим весом, необходимо устанавливать так, чтобы они не спровоцировали разрушительные процессы и не нанесли зданию вреда. Особенно это касается зимнего времени, так как на крыше в это время накапливается снег, что дополняет и так немалый вес батарей.


При том, что стоит солнечная батарея для отопления дома довольно много, популярность этого продукта растет с каждым днем. Ее можно использовать и там, где климат сложно назвать жарким. Если вас заинтересуют солнечные батареи для отопления дома, отзывы о них говорят о возможности использовать их в качестве дополнительного источника тепла. Эти системы максимально эффективны в летние месяцы, когда почти каждый день можно видеть солнечный свет. Но важно понимать, что дом нуждается в отоплении чаще всего зимой.

Типы и комплектации солнечных батарей

Все условно можно разделить не два типа: малые и большие фотоэлектрические системы. К первой категории относятся аккумуляторные панели, которые работают от напряжения 12-24 В. Эти системы способны обеспечить электрической энергией работающий телевизор в комбинации с несколькими отопительными приборами. Использование больших систем предназначено не только для обеспечения жилища электрической энергией, но и для организации системы отопления. Однако с их помощью невозможно обеспечить большие дома с несколькими этажами.

Различается и комплектация устройств. В базовый набор входит такой перечень компонентов:

Вакуумный солнечный коллектор;

Контроллер, следящий за работой системы на максимально эффективном уровне;

Насос, подающий теплоноситель от коллектора в бак отопительной системы;

Емкость для объем которой составляет 500-1000 литров;

Тепловой насос или электрический тэн.


Солнечные батареи для отопления дома: отзывы

В Украине и России, как и в остальных странах, можно использовать подобное инновационное решение. Сейчас можно увидеть много отзывов о том, что подобная система является весьма эффективной, дом небольших размеров можно полностью перевести на такой альтернативный источник, а также прочие. При достаточной мощности оборудования можно обеспечить не только отопление, но и а это довольно значимый момент, позволяющий достичь дополнительной экономии. Можно дополнительно оборудовать систему теплых полов.

Какую выбрать систему

Перед выбором и монтажом системы отопления требуется убедиться в том, что она достаточно мощная для обеспечения ваших нужд. Отопление частного дома солнечными батареями должно организовываться с учетом таких показателей, как площадь жилища, число жильцов, а также необходимый энергетический ресурс. Если в семье насчитывается три человека, то требуется примерно 200-500 кВт энергии ежемесячно. При необходимости организовать горячее водоснабжение энергии потребуется еще больше. Комбинированная отопительная система признана наиболее эффективной. С ее помощью жильцы дома могут подстраховаться на случай аварийных или форс-мажорных ситуаций.


Выбор системы и ее установка

Первое, что требуется при выборе определенной системы — тщательно изучить ее возможности. Обязательно требуется рассчитать площадь жилища, а также то количество тепла, которое требуется для его отопления. Место установки — это еще один значимый момент. Отзывы говорят в пользу того, что правильнее всего будет воспользоваться помощью квалифицированных специалистов в данной области. Связано это с тем, что даже при незначительном просчете можно сильно снизить эффективность готового решения во время работы. Если солнечная батарея для отопления дома будет установлена правильно, то прослужит она не менее 25 лет. Всего 3 года нужно для ее полной окупаемости. Такой срок многие не считают слишком долгим, судя по тем же отзывам пользователей. Это позволяет стать полностью независимым от коммунальных служб, а это очень важно.


Выводы

Солнечная батарея для отопления дома должна устанавливаться так, чтобы солнечное освещение в этом месте было максимальным. Если выбранное здание не пригодно для монтажа такой системы, то можно воспользоваться соседним строением. Накопитель вполне можно разместить в подвальном помещении. встречаются и такие системы, где используется несколько накопителей. В этом случае их размеры будут немного скромнее. Те, кто решил для себя выбрать отопление частного дома солнечными батареями, может смело говорить о правильности своего решения. Солнечная энергия — это неиссякаемый источник тепла, при этом абсолютно бесплатный. Для этого требуется только вложить определенную сумму в оборудование и монтаж системы, а потом она себя не только полностью окупит, но еще и избавит от необходимости платить деньги коммунальным службам.

Можно ли использовать солнечные батареи для отопления воды и помещений?

Да, вы можете использовать солнечные батареи для солнечного отопления , но это не рекомендуется. Электропитание вашего горячей воды , теплого пола или отопления помещений с помощью фотоэлектрических систем было бы неэффективно и довольно дорого, и есть хорошие альтернативы. Технически вы можете использовать солнечные батареи для выработки электроэнергии, а затем этой энергией питать свой водогрейный котел . Это не рекомендуется, потому что это потребует значительных инвестиций в солнечные панели, а стоимость установки такой большой солнечной энергосистемы, способной запустить котел, будет значительно выше, чем для ее работы от сети.

Каковы ограничения солнечных систем?

Когда вы планируете инвестировать в экономичную солнечную систему, важно понимать, что солнечные системы имеют свои ограничения . Хотя это отличный вариант для питания небольших нагрузок, большие нагрузки обычно увеличивают размер солнечной батареи и, следовательно, ваши авансовые расходы на общую систему питания. Если у вас есть доступ к электросети, вам следует рассчитать, является ли электросеть или солнечная энергия наиболее экономичным вложением для обеспечения горячего водоснабжения или отопления помещений.Обычно в жилищных проектах наилучшее использование электроэнергии, генерируемой солнечными батареями, — это питание небольших бытовых нагрузок, бытовых приборов и энергоэффективного освещения .

Солнечное отопление: солнечный водонагреватель

Используйте солнечную тепловую энергию для отопления

Отличная альтернатива фотоэлектрической энергии, для нагрева горячей воды или пола — это солнечное отопление с помощью солнечных тепловых панелей. Солнечная тепловая энергия — это механизм, который напрямую использует солнечную тепловую энергию для нагрева воды или воздуха и является более эффективным, чем использование солнечной панели для таких применений.Как правило, все солнечные водонагревательные системы имеют солнечный коллектор , который поглощает солнечную тепловую энергию. Это тепло, в зависимости от системы, передается либо воде, чтобы нагреть ее, либо другой циркулирующей жидкости, которая нагревает воду и распространяет ее по дому. Инвестиции в солнечные тепловые коллекторы предотвратят увеличение солнечной батареи только для нагрева горячей воды. Как для сетевых, так и для автономных солнечных систем, солнечные тепловые панели являются хорошим дополнительным продуктом для солнечного отопления, который можно установить на крыше.

Как обогреть дом с помощью солнечного отопления | Home Guides

Солнечные тепловые или тепловые коллекторы похожи на солнечные элементы или фотоэлектрические элементы, которые преобразуют солнечный свет в электричество. Однако вместо использования химической реакции для создания электрического заряда солнечные тепловые коллекторы поглощают тепло и свет, генерируемые солнцем, для нагрева жидкости или воздуха, которые переносят тепло в ваш дом.

Passive Solar

В пассивном солнечном отоплении используются большие окна, выходящие на юг, через которые солнечный свет проникает в дом.Солнечное излучение (как свет, так и тепло) поглощается накопительным элементом, например каменной стеной, полом или большим резервуаром для воды, например черными бочками с водой, которые ставятся друг на друга вдоль стены. Бочки с водой и каменные полы или стены излучают тепло, поглощаемое солнечным светом, в дом, чтобы повысить температуру воздуха. Горячий воздух поднимается по комнате за счет конвекции, создавая воздушный поток, который распространяет тепло по всему дому.

Active Solar

Активное солнечное отопление использует солнечные коллекторы, содержащие воздух или жидкости, такие как антифриз из нетоксичного пропиленгликоля и воды, которые нагреваются солнцем.Солнечные воздухонагреватели нагревают воздух, хранящийся в солнечном коллекторе или солнечном элементе. Нагретый воздух используется для обогрева отдельных комнат или предварительного нагрева воздуха, который направляется в вентилятор с рекуперацией тепла или тепловой насос, который направляет теплый воздух через весь дом. Жидкостные солнечные нагреватели подключены к насосу, который циркулирует нагретую жидкость и перемещает ее из солнечного коллектора по трубам в доме.

Liquid Active Solar

Чтобы использовать активное солнечное отопление для обогрева вашего дома, в пол или стены вашего дома устанавливаются панели из труб или труб, называемые системой излучающих плит.Когда жидкость нагревается, она прокачивается по дому и излучает тепло из трубок, чтобы нагреть воздух в комнате. Возможно, вам понадобится установить резервуар для воды в подвале, чтобы удерживать горячую воду и передавать ее тепло тепловому насосу. Центральные печи с принудительной подачей воздуха, плинтусы или радиаторы горячей воды используют накопленную горячую воду для излучения тепла в комнату и повышения ее температуры. Нагретую жидкость можно направить в резервуар для хранения или теплообменник, а также использовать для нагрева воды в доме.

Комбинация солнечной и геотермальной энергии

Солнечные нагреватели, в которых используются абсорбционные тепловые насосы, используют воду, нагретую в солнечном коллекторе. Вода, нагретая в солнечном коллекторе, также может быть нагрета с помощью геотермальной системы отопления. Геотермальное отопление требует, чтобы водопроводные трубы были закопаны в землю рядом с вашим домом. Эти трубы соединяются с трубами теплового насоса и передают воду, нагретую от земли, к насосу, который, в свою очередь, выдувает ее в дом. Геотермальная энергия может использоваться в сочетании с солнечным отоплением в районах с очень холодными зимами или длительными периодами недостаточного солнечного света.

Автор биографии

Алексис Рохлин — профессиональный писатель для различных веб-сайтов. Она продюсировала работы для Red Anvil Publishing и была одной из 10 лучших финалистов конкурса рассказов Midnight Hour 2007 для OnceWritten.com. Рохлин имеет степень бакалавра изящных искусств по английскому языку Университета Мадонны.

Нагреваются ли солнечные панели? Как температура влияет на солнечные панели

При ежегодном росте мощности солнечной энергии в среднем на 25% в течение последних пяти лет солнечная энергия стала самым быстрорастущим возобновляемым источником энергии.Однако солнечные панели представляют собой значительное отличие от традиционных методов, и домовладельцы, желающие инвестировать в солнечную систему, естественно, будут иметь вопросы, связанные с теплом и эффективностью солнечных панелей. Здесь мы стремимся ответить на некоторые из наиболее распространенных вопросов, связанных с тем, как внешняя температура может влиять на эффективность солнечных панелей.

Нагреваются ли солнечные панели?

Короткий ответ — да, и чем больше солнечного света и теплее климат, тем жарче становится. Солнечная панель поглощает солнечный свет и преобразует его в электричество.Однако не весь поглощенный солнечный свет будет преобразован в электричество. Скорее, часть поглощенного солнечного света будет преобразована в тепло, и в результате солнечная панель нагреется. Высокая температура окружающей среды может снизить выработку энергии. Тем не менее, испытания солнечных панелей подвергают их воздействию температур в диапазоне от -40 ° по Фаренгейту до 185 ° по Фаренгейту, условия, как правило, намного более экстремальные, чем в Калифорнии.

Могут ли солнечные панели перегреться?

Как упоминалось выше, часть солнечного света, поглощаемого солнечными панелями, будет преобразовываться в тепло и вызывать повышение температуры солнечной панели.Если температура поднимется слишком сильно, это может отрицательно повлиять на эффективность солнечной панели. Температурный коэффициент солнечной панели показывает, насколько снизится эффективность солнечной панели при повышении температуры панели. Солнечные панели обеспечивают максимальную эффективность при температуре от 59 ° F до 95 ° F. При повышении температуры эффективность будет падать, и солнечная панель будет производить меньше энергии. Насколько упадет эффективность, зависит от типа солнечных панелей.

Как температурный коэффициент соотносится с солнечными батареями?

Более высокие температуры снижают выработку энергии фотоэлектрическими элементами, и производители панелей используют температурный коэффициент для прогнозирования потери эффективности на каждый градус выше 25 ° C или 77 ° по Фаренгейту.В общем, температурный коэффициент солнечной панели покажет вам, как будет зависеть эффективность вашей солнечной панели, когда солнечная панель станет более горячей. В частности, коэффициент предсказывает снижение эффективности на каждый градус выше 25 ° C (или 77 ° F). Типичный температурный коэффициент составляет 0,5% / ° C. Итак, если в жаркий день ваша солнечная панель нагревается до 35 ° C, вы можете ожидать, что эффективность вашей солнечной панели упадет примерно на 5%.

Солнечные панели выделяют слишком много тепла? Они обогреют ваш дом?

Солнечные панели не нагревают дом и могут помочь (немного) охладить дом.В доме без солнечных панелей солнечный свет будет напрямую попадать на крышу, в результате чего интерьер дома становится более горячим. Но с солнечными панелями на крыше они сначала поглощают солнечный свет и преобразуют часть этого солнечного света в электричество, а это означает, что не так много солнечной энергии достигает крыши дома, и, по сути, внутреннее пространство дома не нагревается. как дом без солнечных батарей. Еще одно преимущество включает повышение общей энергоэффективности дома за счет предотвращения утечки тепла в более прохладные вечерние температуры.

Какое влияние оказывает температура окружающей среды на солнечные батареи?

Причудливое название обычной температуры воздуха, температура окружающего воздуха влияет на эффективность фотоэлектрических или солнечных элементов. Как упоминалось выше, эффективность солнечных панелей будет снижаться по мере их нагрева. Таким образом, если температура окружающей среды составляет 100 ° F, эффективность солнечной панели будет немного ниже, чем в день с температурой окружающей среды 80 ° F. SFGate отмечает, что производство энергии происходит за счет солнечных лучей, но погода может снизить выработку энергии.Хотя солнечные элементы надежно работают в широком диапазоне температур, они достигают максимальной эффективности, когда работают при температуре ниже 77 ° по Фаренгейту.

Так действительно ли температура панели имеет значение?

Солнечные панели зависят от солнечного света для производства энергии, и горячие или низкие температуры не влияют на него. Производство энергии происходит более эффективно в холодных и солнечных помещениях, в то время как эффективность снижается в более высоких зонах нагрева. Солнечные панели напоминают все электроприборы своей способностью лучше работать в более холодную погоду.

Какой рейтинг эффективности дает наилучшие результаты?

В то время как эффективность некоторых солнечных панелей может достигать 22 процентов или даже немного больше, большинство из них вырабатывают уровень от 15 до 20 процентов. Некоторые экспериментальные солнечные панели могут достигать даже 40% эффективности. Понятно, что более эффективная панель производит больше электроэнергии, чем менее эффективная. Означает ли это, что вам следует выбрать наиболее эффективную солнечную панель для своего дома или бизнеса? Не обязательно.

Несмотря на то, что эффективность является важным фактором, площадь, доступная для солнечных панелей, и цена солнечных панелей также являются очень важными факторами при принятии решения о том, какая панель лучше всего подходит для вас.Если у вас достаточно места, менее эффективная солнечная панель может производить столько же электроэнергии, как и высокоэффективная солнечная панель. Менее эффективная солнечная панель будет больше и займет больше места, но также, вероятно, будет стоить меньше, чем более эффективная панель.

Все еще интересуетесь солнечными батареями? Мы приглашаем вас просмотреть наши часто задаваемые вопросы для получения дополнительных ответов или поговорить со специалистом по солнечным батареям сегодня!

Все о солнечном отоплении и производстве энергии

Солнечная энергия

Наше будущее действительно зависит от продолжения разработки и внедрения систем возобновляемой энергии . В Канаде Онтарио находится в авангарде этого движения, предлагая домовладельцам сильные финансовые стимулы для производства собственной энергии.

Некоторые из других провинций, похоже, отстают, предлагая искусственно заниженные ставки и не планируя обратного выкупа, что делает производство возобновляемой энергии в домашних условиях по сути благородным, но убыточным делом для домовладельцев.

Тем не менее, независимо от финансовой отдачи, любая домашняя система возобновляемых источников энергии является чистой энергией и снизит потребность в нашей энергетической инфраструктуре и, как следствие, выбросы.

Пассивное солнечное отопление

Пассивное солнечное отопление — это концепция использования домашнего дизайна и ориентации для сбора тепла непосредственно от солнца. Ни панелей, ни проводов, ни трубок, поэтому это называется «пассивным».

Если 60% ваших окон выходят на юг и построить дом в пределах 15 градусов от оси восток / запад, вы можете снизить свои потребности в отоплении на 25% и более.

Успешный пассивный дом на солнечных батареях также предполагает размещение материалов с высоким поглощением солнечного света (камень, кирпич, керамика) на прямом пути солнечных лучей; а более темные цвета поглощают больше тепла, чем более светлые.

Высококачественные окна (тройное остекление, аргон, низкий E) обеспечивают приток тепла и снижают потери тепла в ночное время.

Для дома с пассивными солнечными батареями важно иметь правильное затенение. Отсутствие этой детали может означать, что то, что вы сэкономите на отоплении, летом просто будет переведено на охлаждение. Этого можно добиться с помощью навесов на крышах, навесов, внутренних светоотражающих жалюзи или лиственных деревьев, которые создают летнюю тень, но теряют листья и допускают воздействие зимы.

Окна должны быть спроектированы и расположены таким образом, чтобы обеспечить максимальное пребывание на солнце 21 декабря и полностью затенять 21 июня.

  • Плюсы: Это должно быть первой мыслью для любого домашнего дизайна. Это позволяет снизить расходы на отопление и повысить качество жизни. Долгая канадская зима кажется короче в ярком солнечном доме.
  • Минусы: Плохо спроектированные, эти дома склонны к перегреву. Более того, эту систему трудно внедрить в существующие дома.
  • Срок службы и стоимость: Без дополнительных затрат, и он будет продолжать обеспечивать тепло, пока стоит ваш дом.

Гелиотермическое отопление и солнечные водонагреватели

Это относится к использованию солнечных панелей для поглощения тепла жидкостью (смесь гликоля и воды) и его перераспределения по всему дому через радиаторы или лучистое тепло пола. Система может работать для обогрева вашего дома, а также для предварительного нагрева воды для бытового потребления.

Он может легко обеспечить 60% и более отопления и горячей воды зимой и почти все ваши потребности в горячей воде летом. Хорошо построенный дом с пассивными солнечными батареями может обеспечить все ваши потребности в отоплении.

  • Плюсы: Бесспорно экологичный, очень низкие эксплуатационные расходы. Их можно комбинировать для обогрева дома, а также для предварительного нагрева воды для бытового потребления.
  • Минусы: Системы дороги (от 7000 долларов) и имеют довольно длительный срок окупаемости — от 10 до 15 лет, но при этом должны обеспечивать окончательную чистую экономию. Вам все равно понадобится обычный водонагреватель и, вероятно, другая система отопления.
  • Стоимость и срок службы: Цена от 7000 долларов и выше будет для установленных панелей и подвального резервуара.Вам все равно нужно будет учитывать вашу систему распределения тепла, будь то радиаторы или теплый пол. Оценки срока службы различаются, но большинство производителей говорят, что вы можете рассчитывать на срок службы системы от 20 до 25 лет.

Фотоэлектрические (PV) солнечные панели

Не вдаваясь в технические подробности, фотоэлектрические солнечные панели по сути преобразуют солнечные лучи в электричество. Системы могут быть достаточно большими, чтобы обеспечить все потребности вашего дома в электроэнергии, и они могут храниться в батареях или подаваться обратно в электросеть.

Когда вы слышите слово «чистый замер», это означает, что вы подаете избыточную мощность обратно в сеть и отключаете ее, когда она вам нужна. То, что вы предоставляете, по сравнению с тем, что вы потребляете, рассчитывается, и вы получаете скорректированный счет или, что еще хуже, чек.

Наибольший рост солнечной энергии приходится на полуденное солнце, время, когда большинства из нас нет дома. А наибольшее потребление вы обычно получаете по вечерам, когда мало солнца. Чистое измерение устраняет необходимость в аккумуляторных системах, чтобы получить выгоду от вырабатываемой энергии.

В идеале, ваше годовое потребление будет удовлетворяться за счет ваших панелей или даже превышать его, поэтому обратите внимание на местные программы для планов обратного выкупа. В Онтарио, если у вас крыша с южной стороны, вы гарантированно сэкономите или заработаете. Онтарио выкупает электроэнергию по цене, превышающей рыночную стоимость киловатт-часа установки.

Новые инновации в нанотехнологиях выглядят многообещающе, благодаря которым панели будут значительно меньше, тоньше, эффективнее и дешевле.

Плюсы:

  • Чистая энергия означает более чистую окружающую среду.

  • В зависимости от того, где вы находитесь, вы действительно можете зарабатывать деньги, устанавливая солнечные батареи.

  • Увеличение доли рынка означает, что затраты продолжают снижаться, в то время как технологические достижения делают его более эффективным.

  • Солнечные панели

    PV работают и в пасмурные дни, но менее эффективно.

  • Правительственные льготы иногда доступны, но, похоже, они могут измениться без особого уведомления. Исследуйте это, прежде чем принимать какие-либо решения.

Минусы:

  • Фотоэлектрические панели

    стоят больше, чем солнечные тепловые панели, гранты и льготы могут принести некоторое облегчение.

  • Требуется довольно большая площадь крыши, фотоэлектрические панели могут быть довольно большими.

  • Линии крыши и ориентация дома не всегда поддаются легкой установке, но их можно установить за пределами вашего дома на столбах. Также доступны системы отслеживания, но это будет стоить вам денег.

Стоимость и срок службы : Большинство производителей предлагают 20-25-летнюю гарантию, но вы, вероятно, увидите более длительный срок службы. Стоимость во многом зависит от вашего региона и государственных стимулов. По крайней мере, рассчитывайте на хорошие 20 000 долларов, но с налоговыми льготами вы можете увидеть, что они значительно снизятся.

ФВ кровельная черепица:

Кровельная черепица — относительно необычная система фотоэлектрических панелей, она намного меньше и тоньше обычных фотоэлектрических панелей.Они не так эффективны, как их более крупные аналоги, и при нынешних конструкциях возможности выработки электроэнергии, как правило, начинают падать через 10 лет.

Солнечная черепица, изготовленная из более тонкой пленки солнечных элементов, менее эффективна при ярком солнечном свете и более эффективна в пасмурные дни, а также в сумерки и на рассвете.

Затраты на покупку и установку по-прежнему довольно высоки для той мощности, которую они обеспечивают, поэтому они не являются ярым конкурентом обычных фотоэлектрических панелей.

Чтобы сделать этот вариант немного более экономичным, установка не слишком сложна, она требует времени, так что вы можете многое сделать самостоятельно и сэкономить деньги.

Необходимо просверлить отверстие под каждой панелью и пропустить через него провод, затем вы встаете на чердак и соединяете все провода, что может показаться вечностью, в зависимости от времени года.

Возможно, это еще не сильная сила на рынке, но концептуально у нее огромный потенциал. В ближайшем будущем, по мере того как нанотехнологии повышают эффективность, идея объединения кровли и солнечной энергии приобретает большой смысл.

Появляется продукт, который должен обеспечивать такую ​​же выработку электроэнергии, что и обычные фотоэлектрические панели, и крепиться непосредственно к стропильным конструкциям крыши, устраняя необходимость в обшивке и кровельных материалах.

Заменяя листы и кровельные покрытия, это потенциально дает чистую экономию на кровле новым домом еще до того, как вы их подключите. Если легенды верны, это может оставить после себя как солнечную черепицу, так и существующие панели. Оставайтесь с нами, подробнее об этом позже.

Эффект фотоэлектрического острова тепла: более крупные солнечные электростанции повышают локальную температуру

Производство электроэнергии крупномасштабными фотоэлектрическими (PV) установками за последние десятилетия увеличилось в геометрической прогрессии 1,2,3 . Такое увеличение портфелей возобновляемых источников энергии и фотоэлектрических электростанций демонстрирует рост признания и экономической эффективности этой технологии 4,5 . В связи с увеличением количества инсталляций возросла оценка воздействия PV 4,6,7,8 в масштабе коммунальных предприятий, в том числе на эффективность фотоэлектрических систем для компенсации потребностей в энергии 9,10 .Растущее беспокойство, которое остается малоизученным, заключается в том, вызывают ли фотоэлектрические установки эффект «теплового острова» (PVHI), который нагревает окружающие районы, тем самым потенциально влияя на среду обитания диких животных, функцию экосистемы в диких землях, здоровье человека и даже ценности дома в жилых районах 11 . Как и в случае с эффектом городского острова тепла (UHI), большие фотоэлектрические электростанции вызывают изменение ландшафта, которое снижает альбедо, так что измененный ландшафт становится более темным и, следовательно, менее отражающим. Снижение земного альбедо с ~ 20% в естественных пустынях 12 до ~ 5% на фотоэлектрических панелях 13 изменяет энергетический баланс поглощения, накопления и высвобождения коротковолнового и длинноволнового излучения 14,15 .Однако некоторые различия между UHI и потенциальными эффектами PVHI затрудняют простое сравнение и создают конкурирующие гипотезы о том, будут ли крупномасштабные фотоэлектрические установки создавать эффект теплового острова. К ним относятся: ( i ) Фотоэлектрические установки затеняют часть земли и, следовательно, могут снизить поглощение тепла поверхностными почвами. 16 , ( ii ) Фотоэлектрические панели тонкие и имеют небольшую теплоемкость на единицу площади, но фотоэлектрические модули излучают тепловое излучение как вверх, так и вниз, и это особенно важно в дневное время, когда фотоэлектрические модули часто на 20 ° C теплее, чем температура окружающей среды, ( iii ) растительность обычно удаляется с фотоэлектрических станций, уменьшая количество охлаждения из-за транспирации 14 , ( iv ) электроэнергия отводит энергию от фотоэлектрических электростанций, а ( v ) фотоэлектрические панели отражают и поглощают восходящее длинноволновое излучение и, таким образом, могут предотвратить охлаждение почвы настолько, насколько это возможно под темным небом ночью, вечером.

Опасения общественности по поводу эффекта PVHI в некоторых случаях приводили к сопротивлению крупномасштабному развитию солнечной энергетики. По некоторым оценкам, почти половина недавно предложенных энергетических проектов была отложена или прекращена из-за местного противодействия 11 . Тем не менее, существует значительная нехватка данных о том, является ли эффект PVHI реальным или это просто проблема, связанная с восприятием изменений окружающей среды, вызванных установками, которые приводят к мышлению «не на моем заднем дворе» (NIMBY). Некоторые модели предполагают, что фотоэлектрические системы могут фактически вызывать охлаждающий эффект в окружающей среде, в зависимости от эффективности и размещения фотоэлектрических панелей 17,18 .Но эти исследования ограничены в их применимости при оценке крупномасштабных фотоэлектрических установок, поскольку они учитывают изменения в альбедо и обмене энергией в городской среде (а не в естественной экосистеме) или в европейских регионах, которые не являются репрезентативными для полузасушливой динамики энергии, где большие — масштабные фотоэлектрические установки сосредоточены 10,19 . Таким образом, большинство предыдущих исследований основано на непроверенной теории и численном моделировании. Следовательно, возможность возникновения эффекта PHVI должна быть исследована с использованием эмпирических данных, полученных с помощью строгих экспериментальных условий.

Значимость эффекта ПВХ зависит от энергетического баланса. Поступающая солнечная энергия обычно либо отражается обратно в атмосферу, либо поглощается, накапливается и позже повторно излучается в форме скрытого или явного тепла (рис. 1) 20,21 . В естественных экосистемах растительность снижает накопление и накопление тепла в почвах, создавая поверхностное затенение, хотя степень затенения варьируется в зависимости от типа растений 22 . Энергия, поглощаемая растительностью и поверхностными почвами, может выделяться в виде скрытого тепла при переходе жидкой воды в водяной пар в атмосферу посредством эвапотранспирации — комбинированной потери воды почвой (испарение) и растительностью (транспирация).Этот рассеивающий тепло скрытый обмен энергией резко снижается в типичной фотоэлектрической установке (переход от A к B на рис. 1), что потенциально приводит к большему поглощению тепла почвой в фотоэлектрических установках. Это повышенное поглощение, в свою очередь, может повысить температуру почвы и привести к большему оттоку тепла из почвы в виде излучения и конвекции. Кроме того, поверхности фотоэлектрических панелей поглощают больше солнечной инсоляции из-за уменьшения альбедо 13,23,24 . Фотоэлектрические панели будут повторно излучать большую часть этой энергии в виде длинноволнового ощутимого тепла и преобразовывать меньшее количество (~ 20%) этой энергии в полезную электроэнергию.Фотоэлектрические панели также пропускают часть световой энергии, что, опять же, на нерастущих почвах приведет к большему поглощению тепла. Это повышенное поглощение может привести к большему оттоку тепла из почвы, которое может задерживаться под фотоэлектрическими панелями. Эффект PVHI будет результатом заметного увеличения потока явного тепла (атмосферного потепления) в результате изменения баланса входящих и исходящих потоков энергии из-за трансформации ландшафта. Разработка полной тепловой модели является сложной задачей 17,18,25 , и существуют большие неопределенности, связанные с несколькими терминами, включая вариации альбедо, облачности, сезонности в адвекции и эффективности панели, которая сама по себе является динамичной и зависит от местной окружающей среды.Эти неопределенности усугубляются отсутствием эмпирических данных.

Рисунок 1

Иллюстрация полуденного энергообмена.

Предполагая равные скорости поступающей энергии от солнца, переход от ( A ) экосистемы с растительностью к ( B ) фотоэлектрической (фотоэлектрической) электростанции значительно изменит динамику потока энергии в этом районе. В естественных экосистемах растительность снижает улавливание и накопление тепла в почвах (оранжевые стрелки), а инфильтрированная вода и растительность высвобождают рассеивающие тепло скрытые потоки энергии при переходе водяного пара в атмосферу посредством эвапотранспирации (синие стрелки).Эти скрытые тепловые потоки резко снижаются в типичных фотоэлектрических установках, что приводит к увеличению явных тепловых потоков (красные стрелки). Также показаны переизлучение энергии от фотоэлектрических панелей (коричневая стрелка) и энергия, переданная в электричество (фиолетовая стрелка).

Мы решили проблему недостаточности прямого количественного определения эффекта PVHI путем одновременного мониторинга трех участков, которые представляют собой естественную экосистему пустыни, традиционную искусственную среду (парковка, окруженная коммерческими зданиями) и фотоэлектрическую электростанцию.Мы определяем эффект PVHI как разницу в температуре окружающего воздуха между фотоэлектрической электростанцией и ландшафтом пустыни. Точно так же UHI определяется как разница температур между застроенной средой и пустыней. Мы уменьшили мешающие эффекты изменчивости местной поступающей энергии, температуры и осадков, используя участки, расположенные в пределах 1 км области.

На каждом объекте мы непрерывно отслеживали температуру воздуха в течение более одного года с помощью аспирационных датчиков температуры 2.5 м над поверхностью почвы. Средняя годовая температура в фотоэлектрической установке составляла 22,7 + 0,5 ° C, в то время как в близлежащей пустынной экосистеме было всего 20,3 + 0,5 ° C, что указывает на эффект PVHI. Разница температур между областями значительно варьировалась в зависимости от времени суток и месяца года (рис. 2), но фотоэлектрическая установка всегда была выше или равна температуре на других участках. Как и в случае с эффектом UHI в засушливых регионах, эффект PVHI задерживает охлаждение окружающей температуры в вечернее время, обеспечивая наиболее значительную разницу ночных температур во все сезоны.Среднегодовая температура в полночь в фотоэлектрической установке составляла 19,3 + 0,6 ° C, в то время как в близлежащей пустынной экосистеме она составляла всего 15,8 + 0,6 ° C. Этот эффект PVHI был более значительным с точки зрения фактических степеней потепления (+3,5 ° C) в теплые месяцы (весна и лето; рис. 3, справа).

Рисунок 2

Средние месячные температуры окружающей среды в течение 24-часового периода свидетельствуют о наличии эффекта фотоэлектрического теплового острова (PVHI).

Рис. 3

(слева) Среднемесячные уровни фотоэлектрического теплового острова (разница температур окружающей среды между фотоэлектрической установкой и пустыней) и городского теплового острова (разница температур окружающей среды между городской парковкой и пустыней).(Справа) Средние дневные и ночные температуры за четыре сезонных периода, демонстрирующие значительный эффект PVHI во все сезоны с наибольшим влиянием на температуру окружающей среды в ночное время.

Как в сценариях PVHI, так и в сценариях UHI, большее количество открытых поверхностей земли по сравнению с естественными системами поглощает большую часть высокоэнергетической коротковолновой солнечной радиации в течение дня. В сочетании с минимальной скоростью рассеивания тепла растительностью пропорционально большее количество накопленной энергии переизлучается ночью в виде длинноволнового излучения в форме явного тепла (рис.1) 15 . Поскольку фотоэлектрические установки создают затенение с помощью материала, который сам по себе не должен удерживать много входящего излучения, можно предположить, что эффект PVHI будет меньше, чем эффект UHI. Здесь мы обнаружили, что разница в вечерней температуре окружающего воздуха была постоянно больше между фотоэлектрической установкой и пустынным участком, чем между стоянкой (UHI) и пустыней (рис. 3). Эффект PVHI привел к тому, что температура окружающей среды по вечерам регулярно приближалась или была на 4 ° C выше, чем в естественной пустыне, что существенно удваивало повышение температуры из-за измеренного здесь UHI.Это более значительное потепление под PVHI, чем под UHI, может быть связано с улавливанием тепла повторно излучаемого явного теплового потока под фотоэлектрическими батареями в ночное время. Дневные отличия от естественной экосистемы были одинаковыми для фотоэлектрической установки и городских парковок, за исключением весенних и летних месяцев, когда эффект PVHI был значительно больше, чем эффект UHI в дневное время. В эти теплые сезоны средняя температура в полночь составляла 25,5 + 0,5 ° C в фотоэлектрической установке и 23,2 + 0,5 ° C на стоянке, в то время как в близлежащей экосистеме пустыни было только 21.4 + 0,5 ° С.

Представленные здесь результаты демонстрируют, что эффект PVHI реален и может значительно повысить температуру над установками фотоэлектрических станций по сравнению с близлежащими дикими землями. Необходимы более подробные измерения основных причин эффекта PVHI, потенциальных стратегий смягчения и относительного влияния PVHI в контексте внутренней компенсации углерода от использования этой возобновляемой энергии. Таким образом, мы поднимаем несколько новых вопросов и выделяем важные неизвестные, требующие дальнейшего исследования.

Панели солнечных батарей для центрального отопления

В среднем на наши системы отопления и горячего водоснабжения приходится около 70% наших счетов за электроэнергию. Представьте, если бы вы могли самостоятельно производить горячую воду бесплатно и уменьшить сумму, которую вам нужно покупать у поставщика? С солнечными системами центрального отопления это именно то, что вы можете сделать.

Солнечные тепловые панели вырабатывают тепло для производства горячей воды, а солнечные фотоэлектрические панели производят электричество, но важно то, что обе они используют естественную энергию солнца, чтобы обеспечить нас бесплатной и возобновляемой энергией в нашем доме.Если мы примем солнечные технологии, мы сможем снизить наши затраты на электроэнергию и ограничить наше воздействие на окружающую среду. Вот как это работает.



Использование солнечных тепловых панелей для отопления

Солнечные тепловые панели для центрального отопления используют естественное тепло, выделяемое солнцем, для нагрева воды в накопительном баке, который затем можно использовать в своем доме. Панели устанавливаются на крыше, где они подвергаются воздействию солнечных лучей. Панели включают трубки, заполненные жидкостью, которая поглощает тепло и передает его в водонагреватель, совместимый с солнечной батареей, в вашем доме.Это тепло является бесплатным и возобновляемым и позволит вам сократить количество газа, масла и / или электроэнергии, которое вы покупаете для питания цилиндра

.

Ознакомьтесь с нашей статьей о солнечном нагреве воды для получения более подробной информации о солнечных тепловых панелях.

Использование солнечных фотоэлектрических панелей для отопления

Солнечные фотоэлектрические или солнечные фотоэлектрические панели используют солнечную энергию для производства электроэнергии для вашей бытовой техники и, возможно, электромобиля. Электроэнергия, производимая панелями, не только бесплатна, но также лучше для окружающей среды, поскольку, в отличие от электричества, обеспечиваемого большинством поставщиков, в процессе производства не выделяется углерод.

Это означает, что если у вас есть электрическая система отопления, вы можете питать ее бесплатным электричеством. Фактически, даже если ваша система отопления не полностью работает на электричестве, солнечные фотоэлектрические панели могут быть полезны. Даже газовый или масляный котел будет иметь электрические компоненты, требующие питания. Более того, если у вас есть водонагреватель с погружным нагревателем, он будет работать от электричества.

Многие домовладельцы уже пользуются преимуществами солнечных фотоэлектрических систем, направляя излишки электроэнергии на свой погружной нагреватель через переключатель солнечной энергии.Для получения дополнительной информации взгляните на Солнечные фотоэлектрические системы с погружными нагревателями.



Солнечные фотоэлектрические тепловые (PVT)

Если вас интересует лучшее из обоих миров, вы можете рассмотреть солнечную фотоэлектрическую тепловую систему (PVT). Это гибрид солнечной тепловой и фотоэлектрической энергии, поэтому она может использовать солнечную энергию для выработки электричества и тепла для производства горячей воды. Солнечные фотоэлектрические панели производят тепло в качестве побочного продукта, а в системе PVT — отдельный блок, который берет это остаточное тепло (которое в противном случае было бы потрачено впустую) и использует его для нагрева водонагревателя.Это также позволяет солнечным фотоэлектрическим панелям поддерживать более низкую и, следовательно, более эффективную рабочую температуру.

А как насчет тепловых насосов на солнечных батареях?

Тепловой насос с использованием солнечной энергии (SAHP) представляет собой комбинацию солнечной энергии и теплового насоса. Это также относится к термодинамическим солнечным панелям, которые устанавливаются снаружи, где они подвергаются воздействию тепла от солнца и с помощью хладагента могут преобразовывать тепло в газ. Затем этот газ проходит через термодинамический блок, превращается обратно в жидкость и проходит через теплообменник, так что он может нагревать воду, хранящуюся в водонагревателе с горячей водой.

Стимулы для солнечного отопления

Несмотря на то, что установка солнечных панелей требует предварительных затрат, схема стимулирования использования возобновляемых источников тепла (RHI) может окупить значительную часть этих инвестиций. RHI — это государственная схема, которая платит владельцам возобновляемых источников тепла за тепло, вырабатываемое их системой. Он доступен для нескольких технологий, включая солнечные тепловые панели и тепловые насосы.

Узнайте больше о программе поощрения использования возобновляемых источников тепла для солнечных панелей.

Если вы решите установить солнечные фотоэлектрические панели для выработки электроэнергии, вы можете иметь право подать заявку на участие в государственной программе Smart Export Guarantee (SEG). Эта схема заменила льготный тариф и позволяет владельцам солнечных фотоэлектрических панелей продавать электроэнергию, которую они не используют в доме, поставщику энергии.

Узнайте больше о гарантии Smart Export для солнечных фотоэлектрических панелей.

Сколько стоит установка солнечного центрального отопления?

Стоимость установки солнечных тепловых панелей или фотоэлектрических панелей в вашем доме будет зависеть от нескольких факторов.Для домов разного размера потребуется система разного размера, чтобы она могла справляться с потреблением тепла или электроэнергии в доме. На цены также повлияет производитель, у которого вы покупаете, и установщик, которого вы используете для установки панелей на крышу.

Сказав это, есть некоторые средние затраты, которые могут помочь с точки зрения «приблизительной» цифры. В среднем солнечная тепловая система может стоить от 3000 до 5000 фунтов стерлингов за дом с 4 спальнями, но эта сумма может вырасти до 6000 фунтов стерлингов, если спрос на горячую воду будет выше.Согласно отраслевым рекомендациям, вам понадобится около 1 м2 панели на человека, живущего в доме.

Существующая система отопления Возможная экономия по счетам на топливо в год Потенциальная экономия CO2 в год
Газ £ 50 270 кг
Масло £ 55 350 кг
Уголь £ 65 5450 кг
Электроэнергия £ 80 390 кг
СНГ £ 95 310 кг

На стоимость также повлияет сложность установки, т.е.е. насколько просто солнечная технология интегрируется в существующую систему водопровода и нужны ли строительные леса. Вам также потребуется установить водонагреватель на солнечной энергии (если у вас еще нет водонагревателя, совместимого с солнечными батареями, например, Megaflo Eco Solar), что увеличит стоимость.

Получите бесплатные расценки на солнечное отопление

Если вы считаете, что солнечная система водяного отопления может быть правильным выбором для вашего дома, следующим шагом будет получение нескольких предложений по установке. Это лучший способ сравнить цены и получить профессиональный совет, чтобы вы могли выбрать систему нужного размера и типа.

Мы можем бесплатно и без каких-либо обязательств связать вас с 3 ведущими британскими специалистами по установке солнечных батарей. Воспользуйтесь нашей простой онлайн-формой и получите расценки на солнечную энергию от проверенных трейдеров в вашем районе.



Солнечное отопление и охлаждение | SEIA

Знаете ли вы? Факты о солнечном отоплении и охлаждении
  • Солнечные системы отопления доступны для семей. Окупаемость инвестиций может составлять всего 3-6 лет. Коммерческие системы помогают компаниям сокращать счета за электроэнергию и управлять ими, управляя долгосрочными затратами.Между тем цены на ископаемое топливо значительно колеблются и, как ожидается, значительно вырастут в течение следующего десятилетия.
  • На водяное отопление, обогрев помещений и охлаждение помещений приходилось 72 процента энергии, используемой в среднем домохозяйстве в США в 2010 году, что представляет собой огромный рыночный потенциал для технологий солнечного отопления и охлаждения!
  • В 2010 году в США было установлено 35 464 солнечных водонагревательных систем и 29 540 солнечных систем для обогрева бассейнов, которые обогревают в общей сложности более 65 000 домов, предприятий и бассейнов.
  • С 2010 года в США также было произведено несколько рекордных установок для солнечного нагрева воздуха с системами площадью до 10 000–50 000 кв. Футов на одной стене, установленными по всей стране, что демонстрирует широкие возможности в области энергетики для решения проблемы обогрева помещений / вентиляции.
  • Трое из четырех (74 процента) американцев согласны с тем, что «рост отрасли солнечного нагрева воды создаст рабочие места и поможет американской экономике». Эта поддержка сильна во всех регионах страны и по партийным линиям.
Основы технологии солнечного нагрева воды

Солнечные водонагревательные системы могут быть установлены в большинстве домов в США и состоят из трех основных элементов: солнечного коллектора, изолированных трубопроводов и резервуара для хранения горячей воды. Также могут быть включены электронные элементы управления, а также система защиты от замерзания для более холодного климата. Солнечный коллектор собирает тепло солнечного излучения и передает его питьевой воде. Эта нагретая вода вытекает из коллектора в резервуар для горячей воды и используется по мере необходимости.Дополнительный нагреватель может оставаться подключенным к резервуару для горячей воды для резервного питания, если это необходимо.

Основы солнечной фотоэлектрической + тепловой технологии

Солнечные фотоэлектрические + тепловые (PVT) панели — это усовершенствованные солнечные электрические панели, которые вырабатывают электричество и нагревают воду с помощью одного солнечного модуля на одном ценном пространстве на крыше. Наиболее распространенный тип коллектора PVT охлаждает электрические фотоэлектрические компоненты для повышения выработки электроэнергии и в то же время обеспечивает полезную тепловую энергию.Благодаря этому панели PVT могут увеличить электрическую мощность модуля до 20%. Размеры систем варьируются от малых до промышленных. Включая тепловую энергию, PVT-панели могут генерировать в четыре раза больше мощности, чем один только фотоэлектрический модуль.

Основы солнечной воздушной техники

Солнечное воздушное отопление — это солнечная тепловая технология, используемая для коммерческих и промышленных зданий, в которой энергия солнца улавливается и используется для нагрева воздуха. В нем рассматривается один из самых больших видов использования энергии зданий в климатических условиях отопления, а именно отопление помещений .Он также используется для сушки сельскохозяйственных культур.

Большинство солнечных систем воздушного отопления монтируются на стену, что позволяет им улавливать максимальное количество солнечной радиации зимой. Специально перфорированные панели солнечных коллекторов устанавливаются в нескольких дюймах от южной стены, создавая воздушную полость. Воздух обычно забирается через верхнюю часть стены и нагревается на 30-100 градусов по Фаренгейту выше температуры окружающей среды в солнечный день. Затем нагретый солнечными батареями воздух направляется в здание через соединение с воздухозаборником HVAC.

В более холодном климате с возможностью отрицательных температур используется непрямая система. Раствор антифриза, такой как нетоксичный пропиленгликоль, нагревается в солнечном коллекторе и циркулирует в резервуаре для горячей воды через теплообменник. Питьевая вода в резервуаре для хранения нагревается горячим теплообменником, заполненным антифризом, и затем нагретая вода может использоваться по мере необходимости, в то время как охлажденный гликоль возвращается по трубопроводу в солнечный коллектор для повторного нагрева.

Другой распространенный тип конструкции солнечных водонагревательных систем для холодного климата называется «обратный дренаж».Этот тип солнечной энергетической системы обычно использует воду в качестве теплоносителя и предназначен для того, чтобы вся вода из солнечного коллектора «стекла обратно» в накопительный бак в отапливаемой части здания, в котором она используется. Когда солнечный свет недоступен для обогрева, солнечный насос выключается, и вода под действием силы тяжести перетекает в сливной бак.

Независимо от того, какой тип солнечной энергетической системы используется, можно ожидать, что правильно спроектированная и установленная система водяного отопления Soalr обеспечит значительный процент (от 40 до 80 процентов) потребности здания в горячей воде.

Как работают солнечные водонагревательные коллекторы

Солнечные водонагревательные коллекторы вырабатывают тепловую энергию, что отличает их от фотоэлектрических модулей, вырабатывающих электричество. Существует несколько типов коллекторов: плоская пластина, откачиваемая трубка, интегральный коллектор-накопитель (ICS), термосифон и концентрирующий. Коллекторы с плоскими пластинами являются наиболее распространенным типом коллекторов в США; медные трубы прикреплены к пластине-поглотителю, находящейся в изолированной коробке, покрытой защитной пластиной из закаленного стекла или полимера.

Вакуумные трубчатые коллекторы состоят из рядов параллельных прозрачных стеклянных трубок, из которых «откачан» воздух, создавая высокоэффективный теплоизолятор для жидкости, которая течет по длине трубки. Системы с откачанными трубами обычно используются, когда требуются более высокие температуры или большие объемы воды, а также в системах технологического отопления и солнечных систем кондиционирования воздуха.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *