Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

«В ногу со временем» — надежное солнечное отопление личного дома

Обновлено: 13 августа 2019

Солнечное отопление

Неизменный рост тарифов и ветхое состояние коммуникаций вынуждают хозяев приватизированных домов активно искать альтернативные способы обогрева. Одним из мощных и неиссякаемых источников считается Солнце, каждый день поставляющее большое количество киловатт бесплатной энергии.

Нужно установить специальное оборудование, и зависимость от поставщиков сетевых ресурсов остается в прошлом.
Энергия солнца есть всегда, хотя и зависит от погоды или времени суток. Для регионов, где климатические и условия погоды дают возможность получать большое количество киловатт для обогрева, подобный вариант становится идеальным.

Солнечное отопление предоставляет очень много возможностей и положительных качеств, о которых следует побеседовать детальнее.

Устройство и рабочий принцип

Солнечное отопление личного дома — инновационная технология, о которой пока еще не все имеют хорошее представление. Между тем, все возможности для установки и применения надлежащих комплексов имеются фактически у любого владельца дома.

Необходимость вложений финансов есть исключительно для приобретения аппаратуры или оборудования, все другое он получит бесплатно.

Есть два способа организации солнечного отопления:
Применение фотоэлектрических панелей — более дорогой метод, требующий присутствия большого числа оборудования.

Применяются фотоэлектрические детали, находящиеся на площадке открытого типа под необходимым углом для максимально перпендикулярного падения солнечных лучей. Они вырабатывают переменный ток, который скапливается в аккумуляторных батареях, превращается в электрический ток с классическими параметрами, после этого направляется на радиаторы.
Отопление от фотоэлектрических панелей в приватном доме даёт массу дополнительных возможностей.

Подобный вариант имеет достаточно большое преимущество —переменный ток, который вырабатывают фотоэлектрические панели, можно применять не только на обогрев дома, но и на питание любых приборов, на освещение или другие необходимости.

Фотоэлектрические панели для дома для отапливания, цена которых очень большая, могут быть невыгодны с материальной точки зрения.

Солнечные коллекторы работают по иному принципу. Они не вырабатывают, а получают от солнечных лучей энергию тепла, которая нагревает тепловой носитель в емкостях или трубках.

Как правило, коллектором можно считать любую емкость с водой, поставленную на солнечных лучах, однако есть особые конструкции, которые способны показать самую большую результативность. Подобный вариант системы намного проще, доступнее и доступен для самостоятельного изготовления.
Полученное тепло сразу реализовывается в цвеличении температуры носителя тепла, который собирается в аккумулирующей ёмкости, откуда делится по контурам отопления дома.

Лучшим способом обогрева считается применение низкотемпературных систем, например как пол с подогревом. Они не нуждаются в сильном нагреве, что отвечает возможностям солнечных коллекторов.

Ночью расходуется тепловой носитель, нагретый за один день.

Для самой большой солнечных коллекторов эффективности нужно правильно утеплять аккумулирующую ёмкость.

Плюсы

Важное достоинство заключается в том, что Солнце — постоянный и неиссякаемый источник, стабильный и полностью прогнозируемый. В отличии от ветрогенераторов, которые могут томиться неделями, энергия солнца подается в заблаговременно знаменитые временные интервалы.

Единственным недостатком считается возможность пасмурной или прохладной погоды, когда рабочую эффективность батарей и коллекторов падает. Впрочем, современные конструкции дают возможность получать очень небольшое количество даже в очень сложных условиях, благодаря этому при правильном расчете никакие неожиданности системе отопления не угрожают.
Кроме того, нужно всегда помнить, что энергия солнца достается абсолютно бесплатно.

Если при домашнем отоплении газовыми или электробойлерами нужно покупать само оборудование и затем регулярно платить энергию или горючее, то энергия солнца не платится, что существенно изменяет уровень доходности аппаратуры и всей системы в общем.

Впрочем, нужно всегда помнить, что солнечное отопление личного дома, цена и затраты труда на монтаж которого очень часто становятся главной трудностью, выгодно только в регионах с подходящими климатическими и атмосферными условиями.

Ещё одним преимуществом считается высокая возможность ремонта системы и возможность наращивания ее продуктивности.

В этом вопросе никаких ограничений нет — сколько установлено панелей или коллекторов, столько энергии и будет получено. Если установленый набор оказался неспособен к эффективному обогреву дома, его всегда можно увеличить прибавлением необходимого количества оборудования. Это комфортно если необходимо изменить или увеличить дом, сделать пристройку и т.д.

Надобности приобретать новую систему полностью это не появляется.

Варианты отопления

Фотоэлектрические детали не работают только на обогрев, являющийся приватным случаем их применения, в то время как солнечные коллекторы служат только источниками питания контуров отопления. Благодаря этому рассмотрим собственно коллекторы, обеспечивающие отопление на батареях которые работают от солнечных лучей, цена которого намного меньше, чем у фотоэлектрических элементов.
Есть несколько конструкций солнечных коллекторов:

Данные конструкции обладают различными возможностями и применяются с целью решения задач, надлежащих их эффективности. Рассмотрим их внимательнее:

Открытые солнечные коллекторы

Открытые конструкции являются наиболее обычными и даже примитивными. Они собой представляют емкости, в большинстве случаев черные узкие продолговатые лотки из пластика, наполненные водой. Они ничем не накрыты, вода находится на чистом воздухе (отсюда и наименование).

Подобного рода конструкции имеют множество минусов:

  • возможность давать хороший эффект исключительно при плюсовых температурах;
  • нужен практически маленький температурный перепад в коллекторе и окружающей среде;
  • долговечность данных установок низка — в основном, один сезон;
  • как последствие сказанному выше — очень невысокий КПД.

С целью решения значительных задач аналогичные установки применять нереально, благодаря этому они используются для подогрева воды в открытых или мобильных бассейнах, летнем душе и т.п. но, есть и положительные качества — устройства такого типа очень просты.

Обогревательный прибор от фотоэлектрические панели легко может быть сделан своими силами, а в регионах с подходящими условиями климата его возможности ощутимо расширяются.

Трубчатые коллекторные разновидности

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

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

Результативность устройства обеспечивает наличие вакуума, проводимость тепла которого фактически отсутствует и дает возможность исключить потери.

Есть несколько типов трубчатых коллекторов, различающихся по конструкции распределителя и трубок:

  1. Коаксиальные трубки прямого нагрева. Подготовка носителя тепла происходит при прямом контакте с поглощающей поверхностью
  2. Система heat-pipe. Трубки соединяются с распределителем через особые гнезда и отдают через них нагретый тепловой носитель. Конструкция удобная из-за высокой ремонтопригодности.
  3. Система U-type. Трубки имеют двойную длину и согнуты надвое. Начало соединено с одним распределителем, а конец — с иным. Такая схема дает возможность повысить время контакта с теплом солнечных лучей, благодаря чему увеличивается результативность нагрева.
  4. Перьевые системы. Собой представляют модификацию системы heat-pipe, накрытую прозрачной пластиной с вакуумом под ней. Дают очень высокую результативность, но имеют большую стоимость и невысокую возможность ремонта.

Монтаж трубчатых коллекторов, в основном, делают на кровлю дома.

Плоские закрытые системы

Солнечное домашнее отопление при помощи плоских систем дает возможность получить большую эффективность при сравнительно невысоких затратах. Конструкция основывается на специализированной теплоизолированной пластине из металла с поглощающим покрытием, которая именуется адсорбер. На пластину зигзагами напаяна трубка с носителем тепла.

Внешняя сторона накрыта прозрачной крышкой, из-под которой выкачан воздух. Солнечный обогревательный прибор данного типа способен работать даже при низких температурах. Это дает возможность обеспечивать домашнее отопление фотоэлектрическими панелями во время зимы, отзывы пользователей дают возможность делать достаточно оптимистичные прогнозы о будущем этого метода обогрева.

Есть более обычные виды плоских коллекторов, где не имеется вакуума. Они практически не эффективны, но цена и возможность ремонта намного выше.

Отопление на батареях которые работают от солнечных лучей плоского типа безвакуумной конструкции будет стоить не очень дорого, а возможность восстановления панелей увеличивает эксплуатационный срок.

Выбор солнечного коллектора и его монтаж

Перед владельцем дома, решившим создать солнечное отопление личного дома собственными руками, становится задача подобрать самый приемлемый вид коллектора. Данный вопрос весьма непрост, но разобраться в нем нужно.
Открытые коллекторы не подходят из-за невысоких возможностей, благодаря этому про них нет смысла говорить.

В большинстве случаев выбор выполняется между трубчатыми и плоскими видами. Первым и самым значимым показателем выбора в большинстве случаев становится соотношение качества и стоимости изделий.

Этот подход оправдан, но нельзя сбрасывать со счётов возможность ремонта. Так, вакуумные трубки разрешается менять довольно таки не во всех видах коллекторов, что выполняет выбор рискованым.

При поломке одной из них у многих видов коллекторов понадобится менять всю панель, что попросит затрат. Вообще, все вакуумные устройства — довольно опасное приобретение, так как любое влияние механики грозит потерей источника энергии тепла.

Подобрав идеальный вариант, приступают к монтажу. Для него нужно подобрать подходящую площадку, расположенную недалеко от дома. Это важно, так как перевозка носителя тепла на длинные расстояния попросит хорошего утепления и установки циркулярного насоса.

В большинстве случаев коллекторы ставят на крышу, дабы получить возможность циркуляции самостоятельно. Единственной трудностью становится расположение скатов относительно положения солнечного света на небе — иногда приходится ставить трекинг-систему для поворота панелей.

Это не дешево и требует применения эластичных трубок, но эффект в результате выходит намного выше.

Схемы подсоединения к системе обогрева

Солнечное отопление собственными руками нужно целиком осуществить, подключив его к системе отопления. Лучшим способом станет применение пола с подогревом, температура носителя тепла для которого не превышает 55 градусов.

Рассмотрим схемы подсоединения, обеспечивающие обогрев дома энергией солнца:

С водяным коллектором

Водяные коллекторы конкретно подсоединяются к контуру отопления дома. Есть два способа присоединения: летний и зимний.

Летний вариант, в основном, применяется для подачи воды которая нагрелась в душ либо для других нужд, так как обогрев дома летом не требуется. Схема очень простая — коллектор ставится на площадке открытого типа, вода, нагреваясь, подымается в накопительный бак, установленый уровнем выше.

По мере разбора, емкость пустеет, благодаря этому в нее регулярно подается подпитка, поступающая в коллектор и получающая в нем энергию тепла. Данный способ несложен и может быть без проблем реализован собственными руками.
Зимний вариант труднее.

Коллектор, установленый на площадке открытого типа, подает нагретый тепловой носитель (лучше всего применять антифриз) в полотенцесушитель трубного змеевика. Он собой представляет вертикально установленную емкость со змеевиком в середине. Появляется две петли — в одной двигается антифриз (по кругу коллектор-теплообменник), в другой двигается тепловой носитель (из трубного змеевика в контур отопления и обратно).

Циркуляцию антифриза нужно обеспечить при помощи циркулярного насоса, иначе система работать не будет. Циркуляцию носителя тепла можно организовать как настоящим способом, так и принудительно, с применением насоса.

Идеальный вариант контура отопления — система пола с подогревом, позволяющая получить самый большой эффект как в дневное, так и ночью.

С фотоэлектрической панелью


Отопление от солнечных лучей собственными руками, созданное на базе фотоэлектрических панелей, выполняется путем установки электрического нагревателя. В этом случае фотоэлектрические детали лишь предоставляют питание Нагревательных элементов трубчатого типа, установленных в электрическом котле, не имея непосредственного отношения к контуру отопления.

Система обогрева и фотоэлектрические панели со всем комплексом аппаратуры устанавливаются отдельно. Способ соединения подбирается произвольно, исходя из свойств двух систем.

Подключение накопительного электрического водонагревателя, насоса и других устройств создается простым способом, никаких нестандартных условие не имеется.

Солнечное домашнее отопление собственными руками — принцип изготовления

Во многих богатых странах солнечные коллекторы для отапливания дома применяются везде. Подобного рода конструкции вытесняют классические системы обогрева не только на юге, но также и в регионах с климатом умеренных широт.

Кончено, можно приобрести готовые солнечные коллекторы для отапливания, такие, как представлены на фото, но их стоимость еще очень большая. Организовать солнечное домашнее отопление собственными руками большого труда не составит – чтобы это сделать понадобиться только время и основные познания в физике. Разумеется, сделать самостоятельно вакуумный солнечный коллектор под силу далеко не каждому.

Но есть и намного более простая система. Во время монтажа конструкции солнечного отопления придется не только установить коллекторы на крыше дома, но и внутридомовые детали.

Плюсы применения гелиосистем

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Солнечное отопление имеет следующие преимущества:

  • производительная работа и большая экономия на ключевой системе отопления дома;
  • безопасность применения;
  • большой служебный срок;
  • красивый внешний вид, право выбора показателей коллектора.

Характерности солнечных коллекторов

Солнечные системы обогрева личного дома самые продуктивные в регионах, где в течение года насчитывается немалое количество солнечных деньков. Более того, во время зимы солнечное освещение также должно быть довольно интенсивным. Во время монтажа подобной системы обогрева необходимо брать во внимание следующие характерности.

Чтобы конструкция обогрева была эффектной, нужно качественно выполнить утеплительные работы дома. Рекомендуется совмещать солнечное отопление с остальными видами — газовым или электрическим – это очень хороший вариант.

Интеграция элементов гелиосистемы в классическую схему обогрева значительность повышает результативность домашнего отопления и понижает финансовые затраты.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

В регионах, для которых свойственен невысокий уровень инсоляции (потока солнечных лучей на поверхность в горизонтальном положении), необходимо правильно проссчитать площадь коллекторов и точно исполнять инструкцию по монтажу, чтобы система работала очень эффективно. Эксперты советуют ставить коллекторы под угол, равным географической широте местности, в данном случае они будут очень продуктивны. А дело все в том, что высочайший уровень поглощения энергии солнца происходит в случае если их поверхности находятся под прямым углом в отношении к инсоляции.

При подсчете степени потока лучей необходимо не забывать про то, что его интенсивность намного выше в середине дня. Благодаря этому поверхности фотоэлектрических панелей для отапливания дома лучше всего располагать в южном направлении.

Допустимы небольшие отклонения в юго-восточном и юго-западном направлениях. Во время монтажа коллекторов нужно обязательно проконтролировать за тем, чтобы их не затеняли деревья или соседние постройки.

Организуя отопление от солнечных лучей собственными руками, необходимо слегка расширить наклонный угол, чтобы увеличить рабочую эффективность данных устройств во время зимы.

При этом летом результативность системы несколько понизится, однако это допускается, так как во всяком случае будет переизбыток энергии тепла.

Детали солнечной системы отопления

Набор элементов гелиосистемы может изменяться в зависимости от желаний заказчика и свойств производства завода, однако принцип комплектации остается постоянным.
Система солнечного отопления состоит из:

  • вакуумного коллектора;
  • наноса, передающего тепловой носитель от коллектора к накопительному баку;
  • контроллера, исполняющего функцию управления работой системы;
  • бака-аккумулятора для горячей воды емкостью 500-1000 литров (прочитайте также: «Устанавливаем аккумулятор тепла собственными руками»);
  • пикового доводчика, представленного электрическим нагревательным элементом, насосом для отопления или иным элементом.
Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Гелиосистемы также дают возможность оборудовать полы с подогревом, причем издержки, связанные с приобретением и монтажом оборудования быстро оправдаются.

Изготовления солнечного коллектора

Солнечная система обогрева может быть выполнена своими силами. Материалы для коллектора абсолютно доступны.

Благодаря этому солнечный коллектор для отапливания дома собственными руками можно создать дома. Один из самых простых вариантов – изготовление его из змеевика привычного холодильника. Читайте также: «Как провести отопление дома фотоэлектрическими панелями – доктрина и практика».

Для создания коллектора понадобятся такой материал:

  • полотенцесушитель от старого или поломанного холодильника;
  • планки для сборки каркаса;
  • фольга, силикатное стекло;
  • коврик из резины;
  • емкость для воды и трубы для ее подачи и слива.


Перед тем как начать делать солнечное отопление дома за городом, необходимо сделать коллектор. Перед этим полотенцесушитель промывают очень тщательно, удаляя остатки фреона, и подгоняют каркас, собранный из планок, под размеры.

В каркасе полотенцесушитель должен беспрепятственно вмещаться. Размеры коврика из резины обязаны быть сходственны размерам каркаса.

Читайте также: «Как работает солнечный коллектор для отапливания дома».

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Во время сборки коллектора нужно точно следовать указанной инструкции:

  1. На коврик из резины кладут фольгу, каркас из планок и полотенцесушитель, собственно в этой очередности. Во время сборки каркаса в его стенках делают маленькие отверстия, они обязаны быть достаточными для того, чтобы через них можно было вывести трубки змеевика.
  2. Полотенцесушитель прикрепляют при помощи хомутов с того же самого холодильника. С другой стороны их закрепляют винтами. Также с такой же стороны прибивают планки – это необходимо для того, чтобы конструкция приобрела требуемую жесткость.
  3. Щели, появившиеся между каркасом и фольгой, заклеивают скотчем. Из-за этого потери тепла минимизируются, и отопление солнцем станет более успешным. Уже готовый коллектор накрывают стеклом и по периметру проклеивают скотчем. Для добавочной герметизации конструкции и хорошей надежности стекло закрепляют несколькими саморезами. Потом солнечный коллектор крепят к специализированным опорам.


Как самому сделать солнечный коллектор, пример на видео:

Рабочий принцип системы

Есть различные типы коллекторов, и хотя рабочий принцип любого из них практически одинаков, все же между ними есть некоторые различия. В этом случае будет рассматриваться работа самодельной системы из змеевика.
Отопление от солнечных лучей в ясные дни обеспечивает нагрев воды до 70 градусов.

Движение воды по замкнутому контуру в системы происходит по настоящему. Вода, нагретая в коллекторе, за счёт снижения плотности, двигается вверх, в специализированный резервуар.

Холодная вода, имеющая высокую плотность, передвигается в нижнюю часть фотоэлектрические панели. После чего процесс повторяется. Схематическое изображение подобной системы можно посмотреть на фото.

Читайте также: «Какие бывают солнечные системы обогрева – виды, характеристики, важные факторы подбора».
Подобным образом, система для отапливания состоит из:

  • коллектора;
  • бака-резервуара;
  • труб для обеспечения горячей воды и ее слива;
  • трубы что бы поступить в коллектор холодной воды;
  • вентиля для сброса давления;
  • запорного клапана;
  • вентиля для подпитки (прочитайте также: «Автоматическая подпитка системы обогрева — схема узла и клапана подпитки»);
  • вентиля для слива.
Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Система обогрева работает автоматично, хозяевам дома нечасто приходится вмешиваться в данный процесс. Для хорошего функционирования системы, в зимнее время коллектор нужно чистить от налипшего снега, так как он будет отображать лучи солнца и сделает устройство бесполезным.
В наше время энергия солнца для отапливания дома применяется очень часто. Если у нас в государстве гелиосистемы нечасто можно встретить и являются даже диковинкой, то в странах Европы они установлены в фактически каждом доме.

И это происходит не только потому, что применить энергию солнца можно бесплатно. Подобные системы отопления абсолютно безопасны как для человеческого здоровья, так же и для экологии.

Классические приборы нагрева этим похвалиться не могут: продукты горения вызывают разные болезни и ухудшают состояние внешней среды. Читайте также: «Как установить солнечные коллекторы для отапливания – от выбора до монтажа гелиосистемы».
Солнечные коллекторы достаточно продуктивны и в регионах с климатом умеренных широт, а не только на юге. Если даже во время зимы много пасмурных дней, все равно сквозь тучи поступает достаточно ультрафиолетового излучения для того, чтобы хотя бы частично обогревать дом.

Правда, в данном случае одной лишь солнечной отопительной системой вряд ли можно обойтись – придется применять и дополнительные тепловые источники. Но во всяком случае, издержки на обогрев дома ощутимо уменьшаться.

Солнечное отопление личного дома: варианты и схемы устройства

Экология использования.Усадьба:Большую половину года мы вынуждены расходовать деньги на отопление собственных домов. В подобной ситуации любая помощь будет не ненужной. Солнечная энергия подойдет для этих целей идеально: полностью чистая экологически и бесплатная.

Большую половину года мы вынуждены расходовать деньги на отопление собственных домов. В подобной ситуации любая помощь будет не ненужной. Солнечная энергия подойдет для этих целей идеально: полностью чистая экологически и бесплатная.

Новые технологии дают возможность выполнять солнечное отопление личного дома не только в районах юга, но также и в условиях средней полосы.

Что способны предложить новые технологии

В среднем 1 м2 поверхности земли получает 161 Вт энергии солнца в час. Конечно, на экваторе данный показатель будет в несколько раз выше чем в Заполярье.

Более того, плотность излучения солнца зависит от времени года. В Московской области интенсивность излучения солнца в декабре-январе разнится от мая-июля более чем в пять раз.

Впрочем сегодняшние системы настолько продуктивны, что могут работать фактически повсюду на земля.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Задача применения энергии радиации солнца с самым большим КПД решается 2-мя путями: прямой нагрев в тепловых коллекторах и солнечные солнечные панели.
Фотоэлектрические панели сначала преобразуют энергию солнечных лучей в электричество, потом передают через специализированную систему потребителям, к примеру электрическому бойлеру.

Тепловые коллекторы нагреваясь под действием солнечных лучей греют тепловой носитель отопительных систем и горячего водообеспечения.
Тепловые коллекторы бывают разных видов, в числе которых закрытые и открытые системы, плоские и сферообразные конструкции, полусферические коллекторы концентраторы и остальные варианты.
Тепловая энергия, полученная с солнечных коллекторов применяется для нагревания горячей воды или носителя тепла системы обогрева.

Не обращая внимания на определенный прогресс в создании решений по собиранию, аккумулированию и применению энергии солнца, есть плюсы и минусы.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Преимущества, и недостатки от применения солнечной энергии

Самым очевидным плюсом применения солнечной энергии считается ее общедоступность. В действительности даже в самую хмурую и облачную погоду энергия солнца может быть собрана и применена.
Еще одно достоинство — это нулевые выбросы.

В сущности, это очень экологичный и природный вид энергии. Фотоэлектрические панели и коллекторы не делают шума.

Во многих случаях монтируются на крышах строений, не занимая полезную площадь участка за городом.
Минусы, связанные с применением солнечной энергии, заключаются в непостоянстве освещенности.

Ночью становится нечего собирать, ситуация становится хуже тем, что пик сезона отопления приходится на самые короткие световые дни в году.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Приходится следить за оптической чистотой панелей, небольшое засорение резко понижает КПД.
Кроме того, не скажешь, что работа системы на энергии солнца обходится полностью бесплатно, есть частые расходы на амортизацию оборудования, работу циркулярного насоса и управляющей электроники.

Открытые солнечные коллекторы

Открытый солнечный коллектор собой представляет незащищенную от воздействий извне систему трубок, по которой двигается нагреваемый конкретно солнцем тепловой носитель. В виде теплоносителя применяется вода, газ, воздух, антифриз.

Трубки либо крепятся на несущей панели в виде змеевика, либо подсоединяются параллельными рядами к выходному отрезку трубы.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

У открытых коллекторов нет в большинстве случаев никакой изоляции. Конструкция упрощённая, благодаря этому имеет низкую цену и часто делается своими силами.

Ввиду отсутствия изоляции почти не хранят получившуюся от солнечных лучей энергию, выделяются невысоким КПД. Используются их преимущественно летом для подогрева воды в бассейнах или летних душевых. Монтируются в солнечных и тёплых регионах, при маленьких температурных перепадах окружающего воздуха и подогреваемой воды.

Хорошо работают только в солнечную, спокойную погоду.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Трубчатые солнечные коллекторы

Трубчатые солнечные коллекторы собираются из некоторых трубок, по которой курсирует вода, газ или пар. Это одна из разновидностей гелиосистем открытого типа. Впрочем тепловой носитель уже гораздо лучше защищен от внешнего негатива.

Тем более в вакуумных установках, устроенных по принципу термосов.
Каждая трубка подсоединяется к системе отдельно, параллельно один к одному.

При поломке одной трубки ее легко заменить на новую. Вся система может собираться конкретно на кровле строения, что существенно облегчает монтаж.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Значительный плюс трубчатых солнечных коллекторов заключается в форме в виде цилиндра важных элементов, посредством которых солнце улавливается круглый световой день без использования очень дорогих систем слежения за передвижением светила.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

По конструкции трубок отличают перьевые и коаксиальные солнечные коллекторы.
Коаксиальная трубка собой представляет сосуд Дьаюра или всем знакомый термос. Сделаны из 2-ух колб между которыми откачан воздух.

На поверхность внутри внутренней колбы нанесено высокоселективное покрытие успешно поглощающее энергию солнца.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Тепловая энергия от внутреннего селективного слоя подается тепловой трубке или внутреннему теплообменному аппарату из металлических пластин. На данном шаге происходят нежелательные потери тепла.

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

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Как работает солнечная батарея

Для хорошей тепловой изоляции из трубки откачан воздух.

Теплопередача от абсорбера происходит без потерь, благодаря этому КПД перьевых трубок выше.
По способу теплопередачи имеется две системы: прямоточные и с термотрубкой (heat pipe).

Термотрубка собой представляет запаянную емкость с легкоиспаряющейся жидкостью.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

В середине термотрубки находится легкоиспаряющаяся жидкость, которая воспринимает тепло от внутренней стенки колбы или от перьевого абсорбера. Под действием температуры жидкость закипает и в виде пара подымается вверх. Как только тепло отдано тепловому носителю отопления или горячего водообеспечения, пар конденсируется в жидкость и течет вниз.

В качестве легкоиспаряющейся жидкости широко используется вода при невысоком давлении.
В прямоточной системе применяется U-образная трубка, по которой течет вода или тепловой носитель системы обогрева.
Одна половина U-образной трубки нужна для холодного носителя тепла, вторая отводит нагретый.

При нагревании тепловой носитель становится шире и поступает в накопительный бак, обеспечивая конвективную циркуляцию. Как и в случае систем с термотрубкой, самый маленький наклонный угол должен составлять не менее 20?.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Прямоточные системы очень продуктивны так как сразу греют тепловой носитель.
Если системы солнечных коллекторов запланированы к применению целый год, то в них закачивается особые антифризы.

Преимущества и минусы трубчатых коллекторов

Использование трубчатых солнечных коллекторов имеет ряд минусов и плюсов. Конструкция трубчатого солнечного коллектора состоит из похожих элементов, которые относительно легко заменить.

  • меньшие потери тепла;
  • способность работать при температуре до -30?С;
  • продуктивная продуктивность в течение всего светового дня;
  • хорошая трудоспособность в регионах с умеренным и холодным климатом;
  • невысокая парусность, обоснованная способностью трубчатых систем пропускать сквозь себя массы воздуха;
  • возможность производства большой температуры носителя тепла.

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

  • не способна к самоочистке от снега, льда, инея;
  • большая цена.

Не обращая внимания на сначала большую цену, трубчатые коллекторы быстрее окупятся. Имеют высокий эксплуатационный срок.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Плоские закрытые солнечные коллекторы

Плоский коллектор состоит из металлического каркаса, специализированного поглощающего слоя – абсорбера, прозрачного покрытия, трубопровода и материала для утепления.
В качестве абсорбера используют зачерненную листовую медь, отличающуюся замечательной для создания гелиосистем теплопроводимостью.

При поглощении энергии солнца абсорбером происходит передача получившейся им энергии солнца тепловому носителю, циркулирующему по примыкающей к абсорберу системе трубок.
Снаружи закрытая панель защищена прозрачным покрытием.

Оно сделано из противоударного сталинита, содержащего полосу пропускания 0,4-1,8мкм. На подобной диапазон приходится максимум излучения солнца. Ударостойкое стекло служит хорошей защитой от града.

С обратной стороны вся панель надежно утеплена.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

В списке положительных качеств закрытых плоских панелей числятся:

  • конструкционная простота;
  • прекрасная производительность в регионах с тёплым климатом;
  • возможность установки под самым разным углом если есть наличие устройств для изменения наклонного угла;
  • способность самоочищаться от снега и инея;
  • небольшая стоимость.

Плоские солнечные коллекторы особенно выгодны, если их использование задумано еще на стадии проектирования. Служебный срок у надежных изделий составляет 50 лет.

К минусам как правило относят:

  • высокие потери тепла;
  • внушительный вес;
  • высокая парусность при расположении панелей под угол к горизонту;
  • ограничения в продуктивности при температурных перепадах более 40°С.

Область использования закрытых коллекторов намного больше, чем гелиоустановок открытого типа. Летом они могут абсолютно удовлетворить необходимость в горячей воде.

В прохладные дни, не включенные коммунальщиками в отопительный сезон, они могут поработать взамен газовых и электрических обогревателей.

Сравнение параметров солнечных коллекторов

Очень важным показателем солнечного коллектора считается КПД. Полезная продуктивность различных по конструкции солнечных коллекторов зависит от разности температур.

При этом плоские коллекторы намного дешевле трубчатых.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

При подборе солнечного коллектора необходимо смотреть на ряд показателей показывающих результативность и мощность устройства.
Для солнечных коллекторов имеется несколько важных характеристики:

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

Апертурная площадь – это площадь для работы солнечного коллектора. У плоского коллектора апертурная площадь максимальна.

Апертурную площадь равна площади абсорбера.

Способы подсоединения к системе обогрева

Так как устройства на энергии солнца не обеспечивают стабильное и круглосуточное снабжение энергетикой, нужна система стабильная к данным недостаткам.
Для средней полосы России солнечные устройства не могут гарантировать стабильный приток энергии, поэтому применяются как добавочная система.

Интегрирование в существующую отопительную систему и горячего водообеспечения отличается для солнечного коллектора и фотоэлектрические панели.

Схема подключении теплового коллектора

В зависимости от целей применения теплового коллектора используются разнообразные системы подсоединения. Вариантов может быть несколько:

  1. Летний вариант для систем с горячим водоснабжением
  2. Зимний вариант для отапливания и горячего водообеспечения

Летний вариант самый простой и может обходится даже без циркулярного насоса, применяя естественную движение воды по замкнутому контуру.
Вода нагревается в солнечном коллекторе и за счёт температурного расширения поступает в бак-аккумулятор или накопительный электрический водонагреватель.

При этом происходит гравитационная циркуляция: на место горячей воды из бака засасывается холодная.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Сколько солнечных колле кторов на100% отопят дом (12-й тип 100 % солнечного отопления)

Как любая система которая основана на циркуляции естественной работает не довольно эффективно, требуя выполнения нужных уклонов.

Более того, накопляющий бак должен быть выше чем солнечный коллектор.
Чтобы вода оставалась подольше горячей бак следует внимательно утеплять.

Если у вас есть желание на самом деле достигнуть максимально производительной работы солнечного коллектора, схема подсоединения усложниться.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

По системе солнечного коллектора двигается незамерзающий тепловой носитель. Циркуляцию принудительного типа обеспечивает насос под управлением контроллера.

Контроллер управляет работой циркулярного насоса опираясь на показаниях как минимум 2-ух температурных датчиков. Первый измеритель меряет температуру в накопительном баке, второй — на трубе подачи горячего носителя тепла солнечного коллектора.

Как только температура в баке превысит температуру носителя тепла, в коллекторе контроллер выключает насос циркуляционный, прекращая циркуляцию носителя тепла по системе.
Со своей стороны при уменьшении температуры в накопительном баке ниже заданной включается котел отопления.

Схема подсоединения фотоэлектрические панели

Было бы заманчиво применить схожую схему включения фотоэлектрические панели к электрической сети, как это реализовано в случае солнечного коллектора, накапливая поступившую за один день энергию. К несчастью для системы электроснабжения личного дома создать блок аккумуляторов достаточной емкости неоправданно дорого.

Благодаря этому схема подсоединения выглядит так.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

С фотоэлектрических батарей заряд поступает на контроллер заряда, который делает пару функций: обеспечивает постоянную подзарядку аккумуляторов и стабилизирует напряжение. Дальше переменный ток поступает на преобразователь напряжения, где происходит переустройство постоянного тока 12В или 24В в переменный однофазный ток 220В.

К сожалению, наши электрической сети не приспособленые для получения энергии, как правило будут работать только в одном направлении от источника к потребителю. Поэтому вы не сумеете продавать добытую электрическую энергию или хотя бы заставить счетчик крутиться назад.

Применение фотоэлектрических панелей выгодно тем, что они представляют более многофункциональный вид энергии, но одновременно не могут сравнится по эффективности с солнечными коллекторами. Но последние не обладают возможностью собирать энергию в отличии от солнечных солнечных панелей.

Как сосчитать требуемую мощность коллектора

При расчитывании требуемой мощности солнечного коллектора довольно часто неправильно делают вычисления, исходя из поступающей энергии солнца в очень холодные месяцы года.
А дело все в том, что в другие месяцы года вся система будет регулярно сильно греться. Температура носителя тепла летом на выходе из солнечного коллектора достигает 200°С при нагревании пара или газа, 120°С антифриза, 150°С воды.

Если тепловой носитель закипит, он частично испариться. В результате его понадобится поменять.

Компании изготовители советуют исходить из подобных цифр:

  • обеспечение горячего водообеспечения не больше 70%;
  • обеспечение системы отопления не больше 30%.

Остальное нужное тепло должно производить стандартное оборудование для отопления. Но все таки при подобных показателях в течении года экономится в среднем около 40% на отоплении и горячем водоснабжении.
Мощность вырабатываемая одной трубкой вакуумной системы зависит от географического расположения. Критерий энергии солнца падающей в течении года на 1 м2 земли именуется инсоляцией.

Зная диаметр длину трубки, можно сосчитать апертуру – эффективную площадь поглощения. Остается применить коэффициенты абсорбции и эмиссии для вычисления мощности одной трубки в течении года.
Классическая длина трубки составляет 1800 мм, продуктивная — 1600 мм. Диаметр 58 мм.

Апертура – затененный участок создаваемый трубкой. Подобным образом площадь прямоугольника тени будет составлять:
КПД средней трубки составляет 80%, энергия солнечного света для Москвы будет примерно 1170 кВт*ч/м2 в течении года. Подобным образом одна трубка выработает в течении года:
W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86кВт*ч
Стоит добавить, что это очень примерный расчет. Кол-во вырабатываемой энергии зависит от ориентирования установки, угла, среднегодовой температуры и т.д. опубликовано econet.ru

Понравилась статья? Напишите собственное мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Собственными руками

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Солнечное отопление личного дома собственными руками

Соорудить солнечное отопление личного дома собственными руками – не такая и неразрешимая задача, как может показаться неосведомленному обывателю. Для этого будут нужны способности сварщика и материалы, доступные в каждом магазине, который продает строительные материалы и инструменты.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Востребованность создания солнечного отопления личного дома собственными руками

Получить полную автономию – мечта каждого владельца, затевающего приватное строительство. Но на самом деле ли энергия солнца способна обогревать дом жилого фонда, тем более если устройство для ее накопления собрано в гараже?

Расчет мощности солнечного коллектора

В зависимости от региона солнечный поток может давать от 50 Вт/кв.м в пасмурный день до 1400 Вт/кв.м при ясном летнем небе. При подобных показателях даже примитивный коллектор с невысоким КПД (45-50%) и площадью 15 кв.м. способен выдавать в течении года около 7000-10000 кВт*ч. А это сэкономленные 3 тонны дров для тт котла!

Как проссчитать нужную площадь солнечного коллектора для домашних потребностей:

  • в среднем на метр квадратный устройства приходится 900 Вт;
  • чтобы увеличить водную температуру, нужно потратить 1,16 Вт;
  • имея в виду также потери тепла коллектора, 1 кв.м сможет подогреть около 10 литров воды в час до температуры 70 градусов;
  • для обеспечения 50 л горячей воды, нужной одному человеку, понадобится потратить 3,48 кВт;
  • сверившись с данными гидрометцентра о мощности излучения солнца (Вт/кв.м) в регионе, нужно 3480 Вт поделить на получившуюся мощность излучения солнца – это и будет необходимая площадь солнечного коллектора для нагревания 50 л воды.

Как становится ясно, эффективное индивидуальное отопление исключительно с применением энергии солнца реализовать сложно. Потому что в хмурую зимнюю пору излучения солнца очень мало, а расположить на участке коллектор площадью 120 кв.м. не всегда выйдет.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Использование солнечных коллекторов

Так неужели солнечные коллекторы нефункциональны? Не нужно заблаговременно сбрасывать их со счётов. Так, при помощи аналогичного накопителя можно летом обходиться без накопительного электрического водонагревателя – мощности будет вполне хватать для обеспечения семьи горячей водой.

Во время зимы же получится снизить затраты на источники энергии, если подавать уже воду которая нагрелась из солнечного коллектора в водонагреватель накопительный.
Более того, солнечный коллектор будет прекрасным помощником насосу для отопления в доме с низкотемпературным отоплением (полами с подогревом).

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Так, во время зимы нагретый тепловой носитель будет применяться в полах с подогревом, а в летний период остатки тепла можно отправить в геотермальный контур. Это даст возможность уменьшить мощность насоса для отопления.
Ведь геотермальное тепло не возобновляется, так что с каким то периодом в толще грунта возникает все увеличивающийся «холодный мешок». К примеру, в обыкновенном геотермальном контуре на начало сезона отопления температура составляет +5 градусов, а в конце -2С.

При подогреве же начальная температура подымается до +15 С, а к концу сезона отопления не падает ниже +2С.

Устройство самодельного солнечного коллектора

Для уверенного в собственных силах мастера собрать тепловой коллектор большого труда не составит. Можно начать с маленького приспособления для обеспечения горячей воды на дачном участке, а в случае успешного эксперимента перейти к созданию полноценной солнечной станции.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Плоский солнечный коллектор из труб сделанных из металла

В исполнении достаточно прост коллектор – плоский. Для его устройства понадобится:

  • электросварочный аппарат;
  • трубы из нержавейки или меди;
  • лист стали;
  • стекло закаленное или прозрачный пластик;
  • доски из дерева для рамы;
  • негорючий теплоизолятор, способный выдерживать нагретый до 200 градусов металл;
  • черная матовая краска, стабильная к большим температурам.

Сборка солнечного коллектора неимоверно проста:

    Трубы свариваются в решётку – две горизонтальные большего размера, по которой будет подаваться тепловой носитель, а между ними вертикальные небольшого диаметра – по которой тепловой носитель будет циркулировать в процессе нагревания.
Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Собирается рама из досок по размерам сваренной решётки.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

Трубы привариваются к листу стали – он находится в роли адсорбера энергии солнца, благодаря этому прилегание труб должно быть максимально уплотненным. Все прокрашивается в матовый черный цвет.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

На лист с трубами кладется рама таким образом, чтобы трубы оказались изнутри. Высверливаются отверстия для входа и выхода труб. Ложится теплоизолятор.

Если применяется гигроскопичный материал, необходимо побеспокоиться о защите от негативного воздействия влаги – ведь намокших теплоизолятор больше не будет оберегать трубы от охлаждения.

Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство
Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство
  • Теплоизолятор крепится листом ОСБ, все стыки заполняются используя специальный герметик.
  • Со стороны адсорбера кладется прозрачное стекло или прозрачный пластик с меньшим воздушным зазором. Оно служит для устранения остывание листа стали.
  • Фиксировать стекло можно при помощи древесных оконных штапиков, заранее проложив герметик. Он устранит попадание холодного воздуха и убережет стекло от сжатия рамы при нагреве и охлаждении.
  • Для настоящего функционирования коллектора понадобится накопительный бак. Его можно создать из бочки из пластика, теплоизолированной с наружной стороны, в которой спиралью уложен теплообменный аппарат, совмещённый с солнечным коллектором. Вход воды которая нагрелась должен находиться сверху, а выход холодной – снизу.

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    Важно правильно расположить бак и коллектор. Чтобы обеспечить естественную движение воды по замкнутому контуру, бак должен находиться выше коллектора, а трубы – иметь постоянный Наклон.

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    Если же солнечный коллектор находится на крыше дома, будет нужно включить в систему насос, который гарантирует движение воды.

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    Солнечный нагреватель из материалов которые всегда под рукой

    Если со инверторным аппаратом дружбу свести так и не получилось, можно создать простой солнечный нагреватель из того, что рядом. К примеру, из жестяных банок. Для этого в дне выполняются отверстия, сами банки крепятся между собой герметиком, на него же садятся в соединительных местах с ПВХ-трубами.

    Красятся в черный цвет и ложатся в раму под стекло также, как и обыкновенные трубы.

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    А вот работать с бутылками из платика еще легче – достаточно нанизать их на окрашенные в черный цвет Поливинилхлоридные трубы.

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    С целью улучшения нагревания в каждую бутылку вкладывается черная подложка, сами же бутылки делают эффект парника, так что не просят накрывания стеклом.

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    Фасад дома из фотоэлектрических панелей

    Отчего же взамен привычного сайдинга не отделать дом чем-то полезным? К примеру, сделав на южной стороне на всю стенку солнечный нагреватель.

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    Такое заключение даст возможность уменьшить затраты на отопление сразу по двум направлениям – сократить затраты на носитель энергии и значительно уменьшить потери тепла за счёт дополнительного фасадного утепления.
    Устройство просто до безобразия и не требует особенных инструментов:

    • на теплоизолятор уложен покрашенный стальной лист покрытый толстым слоем цинка;
    • поверх уложена гофрированная труба из нержавейки, также покрашенная в черный;
    • все прикрыто поликарбонатными листами и зафиксировано металлическими уголками.

    Если же и данный способ кажется сложным, на видео представлен вариант из жести, труб ПП и пленки. Куда уж легче!

    Отопление личного дома фотоэлектрическими панелями: схемы и устройство

    Отопление частного дома солнечными батареями схемы и устройство

    Солнечные батареи для дома цена | Опыт | Расчет окупаемости

    Причины популярности экологически чистых источников энергии вполне объяснимы: есть возможность сэкономить на топливе и осуществить мечты об чистых в экологическом плане системах обеспечения жизни.

    Мастерски применяя солнечную энергию, ветра и воды, можно обычный домик за городом превратить в современный экодом.
    Мы постараемся рассказать, как в приватном доме обустроить отопление на батареях которые работают от солнечных лучей, разберем с вами вместе, насколько это выгодно.

    Для того чтобы точно осветить вопросы использования энергии дневного светила, мы детально описали все распространенные варианты, получившие использование на практике и хорошие отзывы пользователей.
    С учетом наших советов вы сумеете соорудить эффективную гелиосистему для дачного домика или дома за городом.

    Чтобы сделать легче восприятие непростого материала, информацию мы дополнили наглядными схемами, иллюстрациями и видео-руководствами.

    Варианты применения энергии солнца

    Методы использования энергии небесного светила не относятся к инновационным технологиям, тепло солнца применяют давно и очень удачно. Однако касается это, по большей части, Австралии, отдельных Европейских стран, Америки и южных регионов, где альтернативную энергию можно получать в течение круглого года.
    Некоторые северные области испытывают дефицит естественного излучения, благодаря этому его используют в качестве дополнительного или запасного варианта.

    Посредниками между лучами солнца и образующим энергию механизмом являются фотоэлектрические панели или коллекторы, которые выделяются и назначением, и конструкцией.
    Батареи аккумулируют солнечную энергию и дают возможность применять ее для питания бытовых электроприборов.

    Они собой представляют панели с фотоэлементами с одной стороны и фиксирующим механизмом со второй. Можно провести эксперимент и собрать батарею своими силами, но легче приобрести готовые детали – выбор очень широк.
    Гелиосистемы (солнечные коллекторы) служат частью системы отопления дома.

    Большие утепленные короба с носителем тепла, как и батареи, закрепляют на поднятых щитах, обращенных к солнцу, или скатах крыши.

    Для увеличения эффективности панели помещают на динамические механизмы, напоминающие систему слежения – они поворачиваются вслед за движением солнечного света. Процесс изменения энергии происходит в трубках, размещенных в середине коробов.
    Основное отличие гелиосистем от фотоэлектрических панелей в том, что первые греют тепловой носитель, а вторые аккумулируют электрическую энергию.

    Существует возможность прогревать помещение и при помощи фотоэлементов, но схемы устройства нерациональны и годятся исключительно для тех для районов, где солнечных деньков в году не менее 200.

    Преимущества, и недостатки альтернативной системы отопления

    Положительных качеств у солнечной системы отопления мало, но любое из них весомо и будет причиной для приватных экспериментов:

    • Экологические положительные качества. Это безопасный для жителей дома и находящейся вокруг природы, чистый тепловой источник, который не требует использования классических видов топлива.
    • Автономность. Хозяева систем вовсе не зависят от расценок на источники энергии и от экономичной обстановки в государстве.
    • Экономность. При сохранении централизованной системы отопления возникает возможность сократить затраты на оплату горячего водообеспечения.
    • Общедоступность. Для установки солнечных систем не надо разрешения из государственных инстанций.

    Однако есть и плохие моменты, которые способны повредить единую картину. Например, для определения рабочей эффективности системы потребуется длительный период – не менее 3 лет (при условиях, что энергии солнца достаточно и она применяется активно).

    Пользователи отмечают следующие минусы:

    • большие цены на оборудование, нужное для запуска системы в эксплуатирование;
    • прямая зависимость количества произведенного тепла от расположения и погоды;
    • принудительное наличие запасного источника, к примеру, котла на газу (в действительности очень часто резервной оказывается гелиосистема).

    Чтобы достигнуть большей отдачи, приходится постоянно наблюдать за исправностью коллекторов, чистить их от мусора и оберегать от образования наледи в заморозки. Если температура часто спускается ниже метки 0?С, необходимо побеспокоиться о добавочной теплоизоляции не только элементов гелиосистемы, но и дома в общем.

    Энергия солнца для отапливания

    Основное назначение фотоэлементов, накопляющих энергию, состоит в обеспечении дома электротоком. Чтобы включить их в схему устройства системы отопления и достигнуть благоприятного функционирования, нужно собрать цепь с накопительным баком.

    Собственно в нем произойдет нагрев воды, которая, достигнув конкретной температуры, заполнит трубы и отопительные приборы в требующих обогрева помещениях (гостиной, ванной).

    Попробуем разобрать особенности конструкции фотоэлектрических панелей и определить их потенциальную роль в системе отопления.

    Рабочий принцип панелей с фотоэлементами

    Есть три популярных вида элементов для устройства фотоэлектрических панелей:

    • Монокристаллические. Это тонкие пластины наиболее чистого кремния, нарезанные из выращенного в искусственных условиях кристалла. Самая производительная разновидность с КПД около 17-18 %. Комфортная температура для эксплуатирования – от 5 ?С до 25 ?С.
    • Поликристаллические. Сделаны из пластин, полученных при постепенном охлаждении кремниевого расплава. Технологиях их изготовления менее трудная, но и КПД фотоэлектрических элементов из поликристалла значительно ниже – не больше 12 %.
    • Аморфные. Они же пленочные. Сделаны методом испарительной фазы, из-за которого кремний в виде тонкой пленки садится на полимерной пластичной основе. Очень недорогой производственный способ комбинируется с намой невысокой работоспособностью, исчисляемой до 7 %.

    Для установки независимых систем отопления на севере самым лучшим вариантом считают солнечные панели, собранные из монокристаллических элементов. Впрочем батареи с аморфными модулями легче в установке, почти не требовательны к основе и намного дешевле.

    Задача внешних элементов – поглощать и преобразовывать лучи солнца. Высвобожденная энергия поступает дальше и сосредотачивается в накопляющем накопителе.

    Маленькой компонент даёт около 100-250 Вт, а сборная панель площадью 25-30 м? обеспечивает электротоком маленькой домик. Для устройства системы отопления потребуется энергии в 2-3 раза больше.
    В роли преобразователя постоянного тока солнечного «производства» в электричество выступает преобразователь напряжения, так как для работы бытовых электрических приборов и источников освещения нужен электрический ток.

    Если говорить именно о системе отопления, то электробойлер для водонагрева также работает на переменном токе. Для обеспечения дома светом ночью понадобятся аккумуляторы, сохраняющие дневные залежи.

    Результативность применения фотоэлементов

    Легче всего приобрести солнечные коллекторы и применить одну из обычных, проверенных годами схем. Впрочем обстоятельства иногда диктуют собственные условия. Предположим, у вас есть замечательная функционирующая рабочая система с солнечным генератором, но пока она служит для подачи электричества и обеспечения дома горячей водой.

    Ясно, что приобретать новое оборудование невыгодно, благодаря этому легче расширить мощности, прикупив определенное количество фотоэлектрических преобразователей. Экономный вариант – кремниевые панели с работоспособностью до 23-25%.

    К источнику тока нужно подключить радиатор, работающий на электричестве. Многофункциональный вариант – котел, оборудованного распределительной разводкой.

    Если правильно организовать подачу электрической энергии, ее должно хватить и для систем с горячим водоснабжением, и для отапливания. Есть варианты, когда дом полностью гарантирован теплом – его можно выяснить по крыше, фактически полностью покрытой панелями.
    Иногда требуется сооружение специализированных отдельно стоящих конструкций, если площади кровли не хватает.

    Выходит, что с целью увеличения мощности нужна добавочная свободная площадь.
    Даже самые подробные расчеты не смогут помочь вам определить точное кол-во возможный энергии и быстро создать эффективную, отлаженную систему.

    А дело все в том, что в действительности появляются препятствия, возникновение которых предугадать весьма не легко.
    Вот некоторые из факторов:

    • Непостоянство погоды. Четкое кол-во солнечных деньков неизвестно даже в южных областях. Достоверно предсказать их число в районах севера как правило невозможно.
    • Нерегулярность получения электричества. К примеру, на севере во время зимы короткий световой день, благодаря этому много переработанной энергии солнца уходит на освещение. Также интенсивность излучения солнца зимой значительно уменьшается.
    • Периодические неполадки. Как и все технические системы фотоэлектрические батареи могут иногда выходить из строя из-за повреждения индивидуальных элементов, контрактных соединений, защитной поверхности и т.д.

    Стало быть, об эффективности вы можете выяснить только через конкретный зазор времени, минимум – спустя год. Возможно, придется расширить кол-во фотоэлементов или аккумуляторов, взвесить дополнительную тепловую изоляцию дома, сделать меньше отапливаемую территорию.

    Предположим, в районах севера Германии для экономии спальни часто не отаплюются вообще.

    Установочная схема домашней электростанции

    Наиболее простой вариант установки солнечного генератора – обращение в компанию, которая реализует системные элементы и предлагающую услуги по их монтажу. Преимущества – профессиональный проект с учетом индивидуальных свойств, гарантия на всю продукцию и установку, минус – большая цена.

    Если вы имеете подходящий навык, можно самим собрать мини-электростанцию с фотоэлектрическими панелями для отапливания личного дома.

    Все детали системы обогрева реализовываются в специальных магазинах.
    Нужно приобрести следующие элементы:

    • набор кремниевых или пленочных солнечных модулей;
    • аккумуляторную батарею, накапливающую энергию;
    • контроллер заряда, выверяющий процесс зарядки-разрядки аккумулятора;
    • преобразователь напряжения, преобразующий постоянный ток в переменный;
    • набор объединяющих кабелей.

    Лучше всего, чтобы аккумуляторы были похожими (с учетом марки, емкости и даже партии) и могли сохранять энергию на протяжении 3-4 дней. Длительность их работы зависит от температуры помещения – в холодных условиях они быстренько разряжаются.

    Если суточное употребление равно 2400 Вт-ч, нужны батареи общей емкостью не менее 1000 А-ч.

    Качество тока, вырабатываемого синусоидальными преобразователями напряжения для солнечных систем, выше критериев тока из централизованной сети. Характерность оборудования состоит в синхронизации фазы напряжения, при которой переход 12 В в 220 В выполняется без перерыва в функционировании бытовых электроприборов.

    После того как провели монтажные работы всех элементов солнечной системы нужно к преобразователю напряжения подключить электрический бак, нагревающий воду, а к баку, со своей стороны, трубопровод отопления.

    Коллекторная система обогрева

    Самой большой эффективности и отдачи можно достигнуть, установив взамен солнечных модулей коллекторы – внешние установки, в которых под действием излучения солнца происходит нагрев воды. Система такого типа считается более логической и естественной, так как не попросит нагревания носителя тепла иными устройствами.

    Рассмотрим конструкцию и рабочий принцип приборов 2-ух главных видов: плоских и трубчатых.

    Плоский вариант для самостоятельного изготовления

    Конструкция плоских установок до такой степени проста, что квалифицированные мастера-умельцы собирают кустарные аналоги собственными руками, часть деталей купив в специальном магазине, часть соорудив из материала который находится под рукой.

    Солнечные батареи.Установка и схема подключения.

    В середине стального или металлического теплоизолированного короба закреплена пластина, адсорбирующая тепло солнца. Очень часто она покрыта слоем черного хрома.

    Сверху поглотитель тепла защищен герметичной прозрачной крышкой.
    Водонагрев происходит в трубках, уложенных змейкой и скреплённых с пластиной.

    Вода или антифриз поступает вовнутрь короба через впускной отрезок трубы, нагревается в трубках и передвигается на выход – к выпускному отрезку трубы.

    Есть несколько видов подсоединения, однотрубное и двухтрубное, большой разницы в подборе нет. Но есть существенная разница в том, каким вариантом тепловой носитель будет подаваться к коллекторам – самотечным или с применением насоса.

    Первый вариант признали малоэффективным из-за слабой скорости передвижения воды, по принципу нагрева он напоминает емкость для летнего душа.
    Функционирование варианта номер происходит за счет подключению циркулярного насоса, который подает тепловой носитель в принудительном порядке.

    Энергетическим источником для работы насосного оборудования может стать энергосистема на батареях которые работают от солнечных лучей.

    Трубчатые коллекторы – решение для северных регионов

    Общий рабочий принцип напоминает функционирование плоских заменителей, но с одной разницей – теплообменные трубки с носителем тепла находятся в середине колб из стекла. Сами трубки бывают перьевыми, запаянными с одной стороны и наружным видом напоминающие перья, и коаксиальными (вакуумными), вставленными друг в друга и запаянными с двух сторон.

    Теплообменные аппараты также могут быть очень разными:

    • система изменения энергии солнца в тепловую Heat-pipe;
    • обыкновенная трубка для движения носителя тепла U-type.

    Второй вид трубных змеевиков признали более успешным, однако недостаточно востребованным из-за стоимости ремонта: при поломке одной трубки придется делать замену всей части.
    Трубка Heat-pipe не считается частью целого сегмента, благодаря этому заменить ее можно за 2-3 минуты.

    Вышедшие из строя коаксиальные детали ремонтируют, просто сняв заглушку и заменив повреждённый канал.

    Проанализировав технические свойства коллекторов различного типа и подитожив навык их применения, решили, что для южных областей лучше подойдут плоские коллекторы, а для северных – трубчатые. Достаточно хорошо себя зарекомендовали в условиях сурового климата установки с системой Heat-pipe.

    Они обладают нагревательной способностью даже в пасмурные дни и ночью, «питаясь» очень малым количеством солнца.

    Метод увеличения продуктивности

    В большинстве случаев, поэкспериментировав с маленьким количеством солнечных модулей, хозяева приватизированных домов идут дальше и улучшают систему всевозможными вариантами.

    Что сделать, если есть дефицит доступной площади? Вот пару советов для увеличения эффективности солнечной станции (с фотоэлементами или коллекторами):

    • Изменение ориентации модулей. Перемещение элементов относительно положения солнечного света. Конкретнее говоря, установка главной части панелей с южной стороны. При длинном световом дне также оптимально применять поверхности, выходящие на восток и запад.
    • Регулировка наклонного угла. Изготовитель в большинстве случаев указывает, какой угол считается самым оптимальным (к примеру, 45?), однако иногда во время монтажа приходится вносить собственные корректировки с учетом географической широты.
    • Хороший выбор места установки. Крыша подходит, так как очень часто считается самой высокой плоскостью и не затеняется иными объектами (предположим, садовыми деревами). Но еще существуют намного лучшие площади – поворотные устройства слежения за солнцем.

    При перпендикулярном расположении элементов к лучам солнечного света система работает намного эффективнее, впрочем на стабильно закрепленной поверхности (к примеру, крыше) это реально лишь не надолго. Чтобы его сделать больше, выдумали удобные устройства слежения.

    Большим минусом устройств слежения считается их большая цена. В большинстве случаев она не возмещается, благодаря этому нет смысла вкладываться в ненужные механизмы.

    Подсчитано, что 8 панелей – очень небольшое количество, при котором расходы с каким то периодом оправдают себя. Можно применить и 3-4 модуля, но есть одно условие: если они напрямую, в обход аккумуляторов, подключены к водяному насосу.
    Буквально пару дней назад компания Тесла Моторс объявила о создании современного типа крыши – с интегрированными фотоэлектрическими панелями.

    Илон Маск объявил, что модифицированная крыша обойдется дешевле, чем обыкновенная кровля с установленными на нее коллекторами или модулями.

    Выводы и полезное видео по теме

    Тематичные видеоролики смогут помочь вам лучше представить устройство домашних солнечных станций и раскроют определенные хитрости монтажа оборудования.
    Видео #1. Доступно изложенная техническая информация о фотоэлектрических панелях и контроллерах заряда:


    Видео #2.

    Практичный навык применения фотоэлектрических панелей в Подмосковье:

    Видео #3. Пример удачно работающей солнечной станции, полностью собранной своими силами, обеспечивающей и ГВС, и домашнее отопление:


    Как можно заметить, система отопления на батареях которые работают от солнечных лучей – вполне реальное явление, которое вы можно самим осуществить. Сфера других вариантов получения энергии развивается регулярно, возможно, на следующий день вы услышите о новом открытии.

    Приглашаем активно прокомментировать материал. Выразить собственное отношение к “зеленой энергетике”, поделиться опытом в устройстве системы из фотоэлектрических панелей, сообщить именно вам знаменитые тонкости вы сумеете в блоке, расположенном ниже.

    Related Posts