Соларни системи грејања: анализа технологија грејања заснованих на соларним системима

Питање проналажења алтернативних извора топлоте постаје све хитније. Ово је олакшано повећањем цена гаса, угља и нафте.Веома обећавајући правац су соларни системи грејања који могу ефикасно загревати просторију дуги низ година.

Да ли размишљате о инсталирању соларног система, али имате недоумице и питања? Помоћи ћемо вам да схватите када је погодно користити соларну енергију за грејање, а ми ћемо описати могуће опције за организовање грејања. Поред тога, понудићемо и упутства за израду домаћих соларних система – равних и цевастих колектора.

Соларна енергија је алтернативни извор топлоте

Идеја коришћења соларне енергије за грејање није нова. Штавише, изводљивост његове употребе доказали су Американци, Кинези, Шпанци, Израелци и Јапанци.

Тржиште је препуно понуда разних инсталација за претварање соларне енергије и њено даље коришћење за економске потребе.

Соларни системи се активно користе као главни извор топлоте у многим земљама широм света. У нашим географским ширинама и даље се користи као додатак систему грејања

Цена система зависи од врсте, површине и материјала који се користи у производњи. Из године у годину постоји стални тренд пада цена свих врста соларних инсталација – соларних система.

То их чини доступнијим широј популацији. Али још увек нису сви спремни да направе такву куповину.

Али, ако желите, можете изградити ефикасан систем соларног грејања сопственим рукама, трошећи знатно мање новца.

Конвенционални систем грејања који већ дуги низ година савршено обавља своје функције постаје све скупљи. Разлог за то је глобални раст цена енергената широм света. Природна жеља власника је да уштеди на грејању, што једе значајан део породичног буџета.

Дакле, соларни систем грејања може у потпуности заменити уобичајено чврсто гориво, гас или било који други. Све зависи од врсте и величине просторије у којој ће се користити.

Опција погодна за житницу неће бити погодна за стамбену зграду, а систем који задовољава потребе летње куће не може се носити са грејањем двоспратне виле.

Потпуна замена традиционалног грејања соларним је понекад проблематична. Власник се плаши да се систем можда неће снаћи или да физички нема довољно простора за уградњу потребног броја панела.

Због тога често користе комбиновани систем грејања без потпуног напуштања инсталиране гасне (електричне или друге) опреме. Ниво замене конвенционалног грејања соларним може да достигне 90%.

Такође, битан је и годишњи број сунчаних дана подручја у којем се дом налази. Штавише, просечна дневна температура није толико важна. Многе инсталације ефикасно апсорбују светлост у мразним зимским данима (соларни колектори који користе антифриз као расхладну течност).

Поред грејања, соларна инсталација може обезбедити дом топлом водом и струјом.

Где ће соларна инсталација бити најефикаснија?

Када је у питању замена грејања соларним системом, потребно је да узмете у обзир низ фактора који утичу на његову ефикасност.

Прво, потребно је да изаберете праву тип соларног система. У овом случају, требало би да узмете у обзир површину собе и њену намену. Најчешће је ово приватна кућа у којој живи породица од 4-5 људи.

Друго, пажљиво израчунајте своје потребе за топлотом на основу максималне потрошње током хладне сезоне. Упоредите ове бројке са количином произведене енергије по квадратном метру. м соларне инсталације. Остаје само израчунати површину соларне структуре која може да се носи са загревањем одређене просторије.

Добијена вредност ће постати главни фактор у одређивању локације система. Обично власници домаћинстава више воле да користе кров или зид куће. Ретко користите суседно подручје или кров гараже. Понекад се граде посебни постољи за монтажу инсталације.

Изградња посебних постоља за уградњу соларних система омогућава њихово најпогодније постављање у локалном подручју

Важно је да ништа не спречава слободан продор сунчеве светлости на површину која упија светлост. Потребно је да изаберете јужни, југоисточни или југозападни зид или део крова.

Након што сте одлучили где ће бити постављени соларни панели, потребно је извршити прелиминарну припрему куће:

• Ослободите простор. Одрежите вишак засада ако вам смета.
• Ојачајте кров. Овде не смемо заборавити на тежину предложене структуре.
• Додатна изолација објекта. На крају крајева, нема смисла загревати улицу.

Треће, потребно је да одлучите да ли ћете сами купити или изградити систем грејања. Све зависи од финансијских могућности и жеље да се потроши време на производњу структуре.

Одабравши другу опцију, потребно је да разумете принцип рада жељеног система како бисте све правилно саставили.

Могуће опције за уређење соларног грејања

Опције за изградњу соларног система грејања у потпуности зависе од жеља власника домаћинства:

• Примена фабричких производа. Куповина готових колектора са самоуградњом и монтажом.
• Изградња пилот пројекта. Потребно је проверити ефекат коришћења система за даље тачне прорачуне.
• Самостално извођење пуног циклуса рада. Прорачун, пројектовање, изградња соларног система од нуле, његова монтажа.

Опција 1. То подразумева одабир праве локације за соларне инсталације, јер ће од тога зависити ефикасност њиховог коришћења. Инсталација ће такође захтевати посебне вештине.

Нема потребе за израчунавањем броја панела - биће довољно да све своје жеље изнесете добављачу опреме.Такође ћете морати да одговорите на појашњавајућа питања менаџера - то је то, одабир оптималног броја панела (колекционара) ће се десити без икаквих потешкоћа.

Да бисте сами поставили соларну инсталацију на кров, потребно је да добијете подршку најмање једног помоћника. Не можете сами да радите овај посао

Опција бр.2 — изградња пилот пројекта. То ће бити оптимално решење за сумњиве људе. На крају крајева, коначну одлуку о замени система грејања тешко је донети одмах. Изградња соларног колектора (ваздух или вода) мале величине и тестирање „у акцији“ биће корисно искуство.

Након процене стварних трошкова производње, упоређивања са тржишном вредношћу сличних система и израчунавања уштеда од употребе на фарми, биће лако донети одговорну одлуку.

Опција #3 – избор правих мајстора.

За потпуно загревање објекта биће потребна огромна количина посла:

• Израчунајте потребну површину Сунчевог система.
• Одредите локацију будуће инсталације и ојачајте је.
• Додатна изолација куће.
• Купите све елементе за изградњу система.
• Буилд соларна батерија.
• Инсталирајте изграђени систем, фокусирајући се на основне захтеве - угао нагиба у односу на упад сунчеве светлости.

Извођење пуног циклуса рада на инсталирању система не може се назвати лаким задатком, али је процес изузетно узбудљив. Поред тога, омогућава вам да уштедите прилично значајну количину.

Приликом одабира типа грејања који користи соларну енергију, треба да одлучите да ли ће се додатно користити за загревање воде и производњу електричне енергије (кликните за увећање)

Врсте инсталација за претварање соларне енергије

У зависности од принципа рада, постоје две врсте уређаја који апсорбују сунчеву светлост:

• Батерије на бази фотоелектричних претварача. Представља системе серијски или паралелно повезаних полупроводничких елемената. Они снабдевају струју за напајање кућних грејача.
• Соларни колектори. Панели са системом цеви напуњених расхладном течношћу: ваздухом, мешавином антифриза или водом. Они снабдевају расхладну течност загрејану сунцем у круг грејања.

Размотримо сваку опцију одвојено.

Соларни панели

Соларна батерија претвара апсорбовану светлост у електричну енергију. Састоји се од фотоћелија (најчешће силицијумских), способних да одмах извуку једносмерну електричну струју из сунчевог зрачења.

Таква инсталација се може користити за осигурање функционалности електричне опреме за грејање. Мора бити прикључен на систем за напајање куће.

Ефикасност претварања сунчевог зрачења са овом инсталацијом је од 5% до 20%, у зависности од врсте уређаја за обраду сунчевог зрачења. Капацитет 1 м² соларна батерија - 120 В.

Остаје да се израчуна колико ће квадратних метара простора бити потребно за задовољавање потреба одређеног домаћинства, на основу величине куће, индивидуалних потреба за топлотом и нивоа изолације конструкција.

Најпогодније је поставити соларне панеле на кров куће, бирајући за ту сврху њену јужну падину

За грејање, соларни панели су најефикаснији у јужним регионима. Њихов главни недостатак је смањење ефикасности у сумрак и облачно време и потпуни недостатак перформанси ноћу.

Да бисте направили соларну батерију сопственим рукама, прво ћете морати да саставите оквир, лемите соларне ћелије, а затим пажљиво положите све и користите заптивач.

За израду оквира користе се дрвене летвице и алуминијумски углови.Све зависи од величине конструкције која се склапа и локације њене инсталације. Соларне ћелије - силицијумске плочице - су део структуре који се највише троши. Оне су монокристалне и поликристалне. Први су нешто скупљи, али њихов учинак је 5% већи.

Немогуће је направити их сами. Боље је купити фотоелектричне претвараче са већ залемљеним проводницима.

Морају се поставити на подлогу од влакнасте плоче, затим причврстити у оквир, извести жице од елемената споља и попунити све рупе заптивачем. Оставите да се структура добро осуши и покријте стакленим или провидним пластичним поклопцем.

Инсталациони дијаграми и методе за повезивање соларних панела описани су у Овај чланак.

Соларни колектори

Колектори имају фундаментално другачији начин претварања апсорбоване светлости. Њихов рад се заснива на проласку расхладне течности кроз цеви.

У зависности од дизајна, могу се разликовати три главна типа колектора, који се најчешће користе за изградњу соларног система грејања:

• Раван. Расхладни елемент - њихов апсорбер је направљен од лима са поцрнелом спољашњом површином. Када се загрева, преноси енергију на расхладну течност система грејања.
• Вакуум. Цоллецтор систем вакуумског типа израђен по термос дизајну, захваљујући коме се топлота добијена од сунца чува скоро двоструко боље.
• Чворишта. Уређај је опремљен конкавним огледалом са великом површином која фокусира сунчеву светлост на малу површину апсорбера.

Најчешће соларне инсталације у свакодневном животу опремљене су цевним системом направљеним у облику паралелно повезаних елемената или завојнице. Цеви се пуне или техничком водом или мешавином воде са течношћу која се не смрзава или ваздухом.

Након визуелизације главних делова соларне инсталације, лакше је одлучити где је најбоље поставити одређене компоненте (+)

Ваздушна инсталација се може користити као додатни извор грејања. Није у стању да у потпуности обезбеди топлоту дому, без обзира на регион где се налази. Главна карактеристика овог типа соларног система је ваздух, који делује као расхладна течност.

Цевни системи се прилично активно користе за грејање током целе године. Антифриз или смеша против смрзавања се загревају сунчевим зрацима, затим пролазе кроз унутрашње цеви за размену топлоте, а затим се шаљу у резервоар за складиштење.

Кретање течности стимулише пумпа, захваљујући којој се креће од резервоара до система грејања. Загрејана расхладна течност истискује охлађени део течности, који се мора вратити у колектор и загрејати.

Принцип рада равног соларног система заснива се на продирању сунчеве светлости у панел где се налази апсорбер топлоте. Загрева се и емитује топлоту, која се преноси на течност која циркулише кроз металне цеви (најчешће бакарне).

Шта можете сами да изградите?

Својим рукама можете изградити соларни систем грејања помоћу колектора ваздушног типа. Најбоље је поставити на јужни зид зграде.

Што је већа површина загрејане просторије, већа ће површина заузети колектор - можда цео зид куће. Такође, овај соларни систем се може изградити у поткровљу.

Када планирате да инсталирате систем ваздушног грејања у поткровљу, морате бити сигурни да може издржати тежину инсталације (+)

Соларни колектор који загрева ваздушну масу обавља своје функције грејања због протока ваздуха који пролазе унутар система.Расхладна течност циркулише кроз круг, хлади се и поново улази у систем. Кретање ваздушних токова може се одвијати природним путем или помоћу вентилатора.

Што се тиче материјала за израду ваздушног колектора, можете користити различите доступне алате. Не постоји једно правило.

Кућни мајстори побољшавају ову врсту соларног система, састављеног код куће. Неки људи теже да добију јефтинију опцију, жртвујући ефикасност, док други раде супротно.

Пошто сте разумели главне елементе колектора ваздуха, лакше је одлучити о локацији његове уградње - кров или зид (+)

Хајде да погледамо главне методе.

Карактеристике уградње цевастог соларног система

Цевни соларни систем грејања се може користити у различитим регионима. Не зависи од спољне температуре. Главна ствар је да инсталација добије максималну количину сунчеве светлости.

Антифриз који се користи као расхладна течност не смрзава се на ниским температурама. У јасним зимским данима, количина сунчеве светлости је већа од количине светлости примљене лети.

Цевни соларни колектор се састоји од система провидних вакуумских цеви повезаних једна са другом. Садрже супстанцу са ниском тачком кључања. Када прокључа, испарава, преноси своју топлоту на бакарни врх и отиче доле, где се све поново понавља.

Вакумске цеви од ватроотпорног стакла изнутра су напуњене супстанцом која може да кључа на ниским температурама (+)

Вакумске цеви апсорбују до 90% целокупног сунчевог зрачења (видљивог и инфрацрвеног). Соларна енергија, претворена у топлоту, испоручује се расхладној течности. Он ову енергију преноси даље кроз систем - до измењивача топлоте који се налази у посебном резервоару за складиштење.

Кретање расхладне течности и воде кроз системе грејања настаје због пумпи. Важно је да резервоар има добру топлотну изолацију. По правилу постоје два измењивача топлоте: један је прикључен на додатни грејач, други је повезан са колекторима.

У кућама са овом врстом соларне инсталације, пожељно је додатно прикључити систем грејања. Ово омогућава ефикасније загревање зграде.

Што се тиче уградње цевастих колектора, можете га сами инсталирати. Једина ствар коју треба узети у обзир је радни угао нагиба - он мора бити најмање 20 °.

Цевасти соларни колектор се поставља на кров, бирајући најсунчанији правац. Важно је да у близини нема високих зграда које ометају слободан продор сунчеве светлости

Неће бити могуће изградити вакуумску инсталацију сопственим рукама - немогуће је направити вакуумске цеви код куће. То раде фабрике специјализоване за производњу вакуумских соларних система.

Равна соларна инсталација

Често се за грејање користи равни соларни колектор.

Да бисте га изградили, требаће вам:

• метални рам;
• издржљиво дно;
• термоизолациони слој;
• црни слој апсорбера сунчевог зрачења (адсорбер);
• провидни поклопац - пластика, стакло;
• цеви за течност (бакар, алуминијум).

Конструкција мора бити опремљена улазним и излазним цевима и пумпом за ефикасну циркулацију течности.

Можете саставити равну соларну инсталацију сопственим рукама. Да би то урадили, често користе импровизована средства, бирајући јефтиније материјале као аналог (+)

Равни колектор се може поставити под било којим углом, предуслов је да се очисти од снега и прашине. Посебно је добар за топлу климу.

Током хладне сезоне примећују се ниске перформансе и високи губици топлоте.Што доводи у питање употребу самог овог соларног система за потпуно загревање. Оптимално би било користити равну соларну инсталацију заједно са грејањем на гас, струју или чврсто гориво.

Позивамо вас да прочитате чланке о домаћим соларним системима за грејање:

1. Како направити соларни колектор за грејање сопственим рукама - корак по корак водич
2. Како направити соларну батерију својим рукама: методе састављања и уградње соларне плоче

Још једном о експедитивности

Корисно је користити соларну енергију за грејање уместо конвенционалних извора енергије. У зависности од одабраног типа соларног система, уштеде на плаћеној потрошњи топлоте могу бити и до 100%.

Опција за потпуну замену система грејања је коришћење колектора са вакумским цевима. Ово је прилично скуп пројекат у почетној фази. У будућности може гарантовати потпуну енергетску независност, исплативши се за 6-8 година.

Генијалност домаћих мајстора не познаје границе - обично црево се може користити као лавиринт за циркулацију течности унутар колектора

Век трајања соларних инсталација је до 25 година. Захтевају мало одржавања - периодично чишћење површина од снега, прашине и остатака. Што се тиче поправки, то можете учинити сами. Значајан недостатак је што се колектори са равним плочама и соларни панели „плаше“ урагана.

Такво грејање је безбедно за становнике куће и животну средину. Потпуно је бесплатан и не зависи од курса или цене енергије.

Закључци и користан видео на тему

Видео ће показати процес изградње соларне батерије сопственим рукама:

Визуелна помоћ за изградњу система ваздушног грејања:

Технологија израде равне соларне инсталације властитим рукама:

Соларне електране или соларни системи грејања доказали су се широм света. Они вам омогућавају да добијате топлоту бесплатно, смањујући трошкове плаћања комуналних рачуна за грејање за 30%.

Могуће је у потпуности заменити енергетске ресурсе соларном енергијом у вашем систему грејања. Још једна значајна предност је што можете сами саставити соларну инсталацију.

Да ли имате практичне вештине у монтажи или руковању соларним системима за грејање? Поделите своје стечено знање, постављајте питања на тему и учествујте у дискусијама. Образац за коментар се налази испод.