Solarni sustavi grijanja: analiza tehnologija grijanja temeljenih na solarnim sustavima

Pitanje pronalaženja alternativnih izvora topline postaje sve hitnije. Tome pridonose rastuće cijene plina, ugljena i nafte.Vrlo obećavajući smjer su solarni sustavi grijanja koji mogu učinkovito grijati sobu dugi niz godina.

Razmišljate o ugradnji solarnog sustava, ali imate nedoumica i pitanja? Pomoći ćemo vam da shvatite kada je prikladno koristiti sunčevu energiju za grijanje i opisat ćemo moguće mogućnosti organiziranja grijanja. Osim toga, ponudit ćemo upute za izradu kućnih solarnih sustava - ravnih i cijevnih kolektora.

Solarna energija je alternativni izvor topline

Ideja korištenja sunčeve energije za grijanje nije nova. Štoviše, izvedivost njegove uporabe dokazali su Amerikanci, Kinezi, Španjolci, Izraelci i Japanci.

Tržište je prepuno ponude raznih instalacija za pretvorbu sunčeve energije i njezino daljnje korištenje za gospodarske potrebe.

Solarni sustavi se aktivno koriste kao glavni izvor topline u mnogim zemljama svijeta. U našim geografskim širinama još uvijek se koristi kao dodatak sustavu grijanja

Cijena sustava ovisi o njihovoj vrsti, površini i materijalu koji se koristi u proizvodnji. Iz godine u godinu bilježi se stalni trend pada cijena svih vrsta solarnih instalacija – solarnih sustava.

Time su dostupniji široj populaciji. Ali još nisu svi spremni na takvu kupnju.

Ali, ako želite, možete izgraditi učinkovit solarni sustav grijanja vlastitim rukama, trošeći znatno manje novca.

Konvencionalni sustav grijanja koji godinama savršeno obavlja svoje funkcije postaje sve skuplji. Razlog tome je globalni rast cijena energenata u cijelom svijetu. Prirodna želja vlasnika je ušteda na grijanju, koje jede značajan dio obiteljskog budžeta.

Dakle, solarni sustav grijanja može u potpunosti zamijeniti uobičajeno kruto gorivo, plin ili bilo koje drugo. Sve ovisi o vrsti i veličini prostorije u kojoj će se koristiti.

Opcija prikladna za žitnicu neće biti prikladna za stambenu zgradu, a sustav koji zadovoljava potrebe ljetne kuće ne može se nositi s grijanjem dvokatnice.

Potpuna zamjena tradicionalnog grijanja solarnim ponekad je problematična. Vlasnik se boji da se sustav možda neće nositi ili fizički nema dovoljno prostora za ugradnju potrebnog broja ploča.

Stoga često koriste kombinirani sustav grijanja bez potpunog napuštanja instalirane plinske (električne ili druge) opreme. Razina zamjene klasičnog grijanja solarnim može doseći 90%.

Također, bitan je godišnji broj sunčanih dana područja u kojem se dom nalazi. Štoviše, prosječna dnevna temperatura nije toliko važna. Mnoge instalacije učinkovito apsorbiraju svjetlost u hladnim zimskim danima (solarni kolektori koji koriste antifriz kao rashladno sredstvo).

Osim grijanja, solarna instalacija može domu osigurati toplu vodu i struju.

Gdje će solarna instalacija biti najučinkovitija?

Kada je riječ o zamjeni grijanja solarnim sustavom, potrebno je uzeti u obzir niz čimbenika koji utječu na njegovu učinkovitost.

Prvo, morate odabrati pravu tip solarnog sustava. U ovom slučaju, trebali biste uzeti u obzir područje sobe i njegovu namjenu. Najčešće je to privatna kuća u kojoj živi obitelj od 4-5 ljudi.

Drugo, pažljivo izračunajte svoje potrebe za toplinom na temelju maksimalne potrošnje tijekom hladne sezone. Usporedite ove brojke s količinom energije proizvedene po kvadratnom metru. m solarne instalacije. Ostaje samo izračunati površinu solarne strukture koja se može nositi s grijanjem određene prostorije.

Dobivena vrijednost postat će glavni čimbenik u određivanju lokacije sustava. Tipično, vlasnici kućanstava radije koriste krov ili zid kuće. Rijetko koristite susjedni prostor ili krov garaže. Ponekad se za montažu instalacije grade posebni stalci.

Izgradnja posebnih postolja za ugradnju solarnih sustava omogućuje njihovo najprikladnije postavljanje u lokalnom području

Važno je da ništa ne sprječava slobodno prodiranje sunčeve svjetlosti na površinu koja apsorbira svjetlost. Potrebno je odabrati južni, jugoistočni ili jugozapadni zid ili dio krova.

Odlučivši gdje će se postaviti solarni paneli, potrebno je izvršiti preliminarnu pripremu kuće:

• Oslobodite prostor. Odrežite višak zasada ako vam smeta.
• Ojačati krov. Ovdje ne smijemo zaboraviti na težinu predložene strukture.
• Dodatna izolacija objekta. Uostalom, nema smisla grijati ulicu.

Treći, trebate odlučiti hoćete li sami kupiti ili izgraditi sustav grijanja. Sve ovisi o financijskim mogućnostima i želji da se potroši vrijeme na proizvodnju strukture.

Nakon što ste odabrali drugu opciju, morate razumjeti princip rada željenog sustava kako biste sve ispravno sastavili.

Moguće mogućnosti uređenja solarnog grijanja

Mogućnosti izgradnje solarnog sustava grijanja u potpunosti ovise o željama vlasnika kućanstva:

• Primjena tvorničkih proizvoda. Kupnja gotovih kolektora uz samostalnu ugradnju i ugradnju.
• Izgradnja pilot projekta. Potrebno je provjeriti učinak korištenja sustava za daljnje točne izračune.
• Samostalno obavljanje punog ciklusa rada. Proračun, projektiranje, izgradnja solarnog sustava od nule, njegova instalacija.

Opcija 1. To podrazumijeva odabir pravog mjesta za solarne instalacije jer o tome ovisi učinkovitost njihovog korištenja. Instalacija će također zahtijevati posebne vještine.

Nema potrebe izračunavati broj panela - dovoljno je da sve svoje želje izrazite dobavljaču opreme.Također ćete morati odgovoriti na pojašnjavajuća pitanja menadžera - to je to, odabir optimalnog broja ploča (kolektora) dogodit će se bez ikakvih poteškoća.

Da biste sami postavili solarnu instalaciju na krovu, trebate angažirati podršku barem jednog pomoćnika. Ne možete sami obaviti ovaj posao

Opcija br. 2 — izgradnja pilot projekta. Bit će to optimalno rješenje za ljude koji sumnjaju. Uostalom, konačnu odluku o zamjeni sustava grijanja teško je donijeti odmah. Izgradnja solarnog kolektora (zračni ili vodeni) male veličine i njegovo testiranje "na djelu" bit će korisno iskustvo.

Procijenivši stvarne troškove proizvodnje, usporedivši ih s tržišnom vrijednošću sličnih sustava i izračunavši uštede od korištenja na farmi, bit će lako donijeti odgovornu odluku.

Opcija #3 – izbor pravih majstora.

Za potpuno zagrijavanje objekta bit će potrebna ogromna količina posla:

• Izračunajte potrebnu površinu Sunčevog sustava.
• Odredite mjesto buduće instalacije i ojačajte ga.
• Dodatna izolacija kuće.
• Kupite sve elemente za izgradnju sustava.
• Izgraditi solarna baterija.
• Instalirajte izgrađeni sustav, usredotočujući se na osnovne zahtjeve - kut nagiba u odnosu na incidenciju sunčeve svjetlosti.

Provođenje cijelog ciklusa rada na instaliranju sustava ne može se nazvati lakim zadatkom, ali proces je izuzetno uzbudljiv. Osim toga, omogućuje vam uštedu prilično značajne količine.

Prilikom odabira vrste grijanja koja koristi sunčevu energiju treba odlučiti hoće li se ona dodatno koristiti za grijanje vode i proizvodnju električne energije (kliknite za povećanje)

Vrste instalacija za pretvorbu sunčeve energije

Ovisno o principu rada, postoje dvije vrste uređaja koji apsorbiraju sunčevu svjetlost:

• Baterije na bazi fotoelektričnih pretvarača. Predstavljanje sustava serijski ili paralelno povezanih poluvodičkih elemenata. Oni daju struju za napajanje kućanskih grijača.
• Solarni kolektori. Ploče sa sustavom cijevi ispunjenih rashladnim sredstvom: zrakom, smjesom protiv smrzavanja ili vodom. Oni dovode rashladnu tekućinu zagrijanu od sunca u krug grijanja.

Razmotrimo svaku opciju zasebno.

Solarni paneli

Solarna baterija pretvara apsorbiranu svjetlost u električnu energiju. Sastoji se od fotoćelija (najčešće silicijevih), koje mogu odmah izvući istosmjernu električnu struju iz sunčevog zračenja.

Takva instalacija može se koristiti za osiguranje funkcionalnosti opreme za električno grijanje. Mora biti spojen na kućni sustav napajanja.

Učinkovitost pretvaranja sunčevog zračenja ovom instalacijom je od 5% do 20%, ovisno o vrsti uređaja za obradu sunčevog zračenja. Kapacitet 1 m² solarna baterija – 120 W.

Ostaje izračunati koliko četvornih metara prostora će biti potrebno za potrebe pojedinog kućanstva, na temelju veličine kuće, individualnih potreba za toplinom i stupnja izolacije objekata.

Najprikladnije je postaviti solarne ploče na krov kuće, odabirući njegovu južnu padinu za tu svrhu

Za grijanje, solarni paneli su najučinkovitiji u južnim regijama. Njihov glavni nedostatak je smanjenje učinkovitosti u sumrak i oblačno vrijeme, te potpuni nedostatak performansi noću.

Da biste vlastitim rukama napravili solarnu bateriju, najprije ćete morati sastaviti okvir, zalemiti solarne ćelije, zatim sve pažljivo položiti i koristiti brtvilo.

Za izradu okvira koriste se drvene letvice i aluminijski uglovi.Sve ovisi o veličini građevine koja se sastavlja i mjestu njezine instalacije. Solarne ćelije - silicijske pločice - najpotrošniji su dio strukture. Oni su monokristalni i polikristalni. Prvi su nešto skuplji, ali im je učinak 5% veći.

Nemoguće je napraviti ih sami. Bolje je kupiti fotoelektrične pretvarače s već zalemljenim vodičima.

Moraju se postaviti na podlogu od vlaknaste ploče, zatim učvrstiti u okvir, izvesti žice od elemenata van i ispuniti sve rupe brtvilom. Ostavite strukturu da se temeljito osuši i pokrijte staklenim ili prozirnim plastičnim poklopcem.

Instalacijski dijagrami i načini spajanja solarnih panela opisani su u ovaj članak.

Solarni kolektori

Kolektori imaju bitno drugačiji način pretvaranja apsorbirane svjetlosti. Njihov rad se temelji na prolasku rashladne tekućine kroz cijevi.

Ovisno o izvedbi, razlikuju se tri glavne vrste kolektora koji se najčešće koriste za izgradnju solarnog sustava grijanja:

• Ravan. Hladnjak - njihov apsorber izrađen je od lima s pocrnjenom vanjskom površinom. Kada se zagrije, prenosi energiju rashladnoj tekućini sustava grijanja.
• Vakuum. Kolektor sustav vakuumskog tipa izrađen prema dizajnu termosice, zahvaljujući kojoj se toplina dobivena od sunca čuva gotovo dvostruko bolje.
• Čvorišta. Uređaj je opremljen konkavnim zrcalnim dijelom velike površine koji fokusira sunčevu svjetlost na malu površinu apsorbera.

Najčešće solarne instalacije u svakodnevnom životu opremljene su sustavom cijevi izrađenim u obliku paralelno povezanih elemenata ili spirale. Cijevi se pune tehničkom vodom ili mješavinom vode s tekućinom koja se ne smrzava ili zrakom.

Nakon vizualizacije glavnih dijelova solarne instalacije, lakše je odlučiti gdje je najbolje postaviti pojedine komponente (+)

Zračna instalacija se može koristiti kao dodatni izvor grijanja. Nije u mogućnosti u potpunosti osigurati toplinu kuće, bez obzira na regiju u kojoj se nalazi. Glavna značajka ove vrste solarnog sustava je zrak koji djeluje kao rashladno sredstvo.

Cjevasti sustavi prilično se aktivno koriste za grijanje tijekom cijele godine. Antifriz ili mješavina antifriza zagrijavaju se sunčevim zrakama, zatim prolaze kroz unutarnje cijevi za izmjenu topline, a zatim se šalju u spremnik.

Kretanje tekućine potiče pumpa, zahvaljujući kojoj se kreće iz spremnika u sustav grijanja. Zagrijana rashladna tekućina istiskuje ohlađeni dio tekućine, koja se mora vratiti u kolektor i zagrijati.

Princip rada ravnog solarnog sustava temelji se na prodoru sunčeve svjetlosti u panel u kojem se nalazi apsorber topline. Zagrijava se i emitira toplinu koja se kroz metalne cijevi (najčešće bakrene) prenosi na tekućinu koja cirkulira.

Što možete izgraditi sami?

Možete izgraditi solarni sustav grijanja pomoću kolektora zračnog tipa vlastitim rukama. Najbolje ga je postaviti na južni zid zgrade.

Što je veća površina grijane prostorije, to će veće područje zauzimati kolektor - možda cijeli zid kuće. Također, ovaj solarni sustav može se graditi iu potkrovlju.

Kada planirate instalirati sustav grijanja zraka u potkrovlju, morate biti sigurni da može izdržati težinu instalacije (+)

Solarni kolektor koji zagrijava zračnu masu obavlja svoje funkcije grijanja zahvaljujući protoku zraka koji prolazi unutar sustava.Rashladna tekućina cirkulira kroz krug, hladi se i ponovno ulazi u sustav. Kretanje strujanja zraka može se izvesti prirodno ili pomoću ventilatora.

Što se tiče materijala za izradu zračnog razvodnika, možete koristiti različite dostupne alate. Nema jedinstvenog pravila.

Domaći majstori poboljšavaju ovu vrstu solarnog sustava, sastavljenog kod kuće. Neki ljudi žele dobiti jeftiniju opciju, žrtvujući učinkovitost, dok drugi rade suprotno.

Nakon što smo razumjeli glavne elemente kolektora zraka, lakše je odlučiti o mjestu njegove ugradnje - krov ili zid (+)

Pogledajmo glavne metode.

Značajke ugradnje cjevastog solarnog sustava

Cjevasti solarni sustav grijanja može se koristiti u različitim regijama. Ne ovisi o vanjskoj temperaturi. Glavna stvar je da instalacija dobije maksimalnu količinu sunčeve svjetlosti.

Antifriz koji se koristi kao rashladno sredstvo ne smrzava se na niskim temperaturama. Za vedrih zimskih dana količina sunčeve svjetlosti premašuje količinu svjetlosti primljenu ljeti.

Cijevasti solarni kolektor sastoji se od sustava prozirnih vakuumskih cijevi međusobno povezanih. Sadrže tvar s niskim vrelištem. Kad prokuha, ispari, preda toplinu bakrenom vrhu i teče dolje, gdje se sve opet ponavlja.

Vakuumske cijevi od vatrootpornog stakla iznutra su napunjene tvari koja može ključati na niskim temperaturama (+)

Vakuumske cijevi apsorbiraju do 90% cjelokupnog sunčevog zračenja (vidljivog i infracrvenog). Solarna energija, pretvorena u toplinu, dovodi se u rashladnu tekućinu. Tu energiju prenosi dalje kroz sustav - do izmjenjivača topline koji se nalazi u posebnom spremniku.

Kretanje rashladne tekućine i vode kroz sustave grijanja događa se zbog pumpi. Važno je da spremnik ima dobru toplinsku izolaciju. U pravilu postoje dva izmjenjivača topline: jedan je spojen na dodatni grijač, drugi je spojen na kolektore.

U kućama s ovakvom vrstom solarne instalacije povoljno je dodatno priključiti sustav podnog grijanja. To omogućuje učinkovitije grijanje zgrade.

Što se tiče ugradnje cijevnih kolektora, možete ga sami postaviti. Jedino o čemu treba voditi računa je radni kut nagiba - on mora biti najmanje 20°.

Cijevni solarni kolektor postavlja se na krov, birajući najsunčaniji smjer. Važno je da u blizini nema visokih zgrada koje ometaju slobodan prodor sunčeve svjetlosti

Neće biti moguće izgraditi vakuumsku instalaciju vlastitim rukama - nemoguće je napraviti vakuumske cijevi kod kuće. To rade tvornice specijalizirane za proizvodnju vakuumskih solarnih sustava.

Ravna solarna instalacija

Često se za grijanje koristi ravni solarni kolektor.

Za njegovu izgradnju trebat će vam:

• metalni okvir;
• izdržljivo dno;
• toplinski izolacijski sloj;
• crni sloj apsorbera sunčevog zračenja (adsorber);
• prozirni poklopac - plastika, staklo;
• cijevi za tekućinu (bakar, aluminij).

Struktura mora biti opremljena ulaznim i izlaznim cijevima i pumpom za učinkovitu cirkulaciju tekućine.

Ravnu solarnu instalaciju možete sastaviti vlastitim rukama. Da bi to učinili, često koriste improvizirana sredstva, odabirući jeftinije materijale kao analog (+)

Plosnati kolektor se može montirati pod bilo kojim kutom, a preduvjet je da se očisti od snijega i prašine. Posebno je dobar za tople klime.

Tijekom hladne sezone opažaju se niske performanse i veliki gubici topline.Što dovodi u pitanje korištenje samo ovog solarnog sustava za potpuno grijanje. Optimalno bi bilo koristiti ravnu solarnu instalaciju uz grijanje na plin, struju ili kruta goriva.

Pozivamo vas da pročitate članke o kućnim solarnim sustavima grijanja:

1. Kako napraviti solarni kolektor za grijanje vlastitim rukama - korak po korak vodič
2. Kako napraviti solarnu bateriju vlastitim rukama: metode sastavljanja i ugradnje solarne ploče

Još jednom o ekspeditivnosti

Korisno je koristiti solarnu energiju za grijanje umjesto konvencionalnih izvora energije. Ovisno o odabranom tipu solarnog sustava, ušteda na plaćenoj potrošnji topline može biti i do 100%.

Mogućnost potpune zamjene sustava grijanja je korištenje kolektora s vakuumskim cijevima. Ovo je prilično skup projekt u početnoj fazi. U budućnosti može jamčiti potpunu energetsku neovisnost, otplaćujući se za 6-8 godina.

Genijalnost domaćih majstora ne poznaje granice - obično crijevo može se koristiti kao labirint za cirkuliranje tekućine unutar razdjelnika

Vijek trajanja solarnih instalacija je do 25 godina. Zahtijevaju malo održavanja - povremeno čišćenje površina od snijega, prašine i krhotina. Što se tiče popravaka, to možete učiniti sami. Značajan nedostatak je što se ravni kolektori i solarni paneli "boje" uragana.

Takvo grijanje je sigurno za stanovnike kuće i okoliš. Potpuno je besplatan i ne ovisi o tečaju ili cijeni energije.

Zaključci i koristan video na tu temu

Videozapis će pokazati proces izgradnje solarne baterije vlastitim rukama:

Vizualna pomoć za izgradnju sustava grijanja zraka:

Tehnologija izrade ravne solarne instalacije vlastitim rukama:

Solarne elektrane ili solarni sustavi grijanja dokazali su se u cijelom svijetu. Omogućuju vam besplatno primanje topline, smanjujući troškove plaćanja komunalnih računa za grijanje za 30%.

Moguće je u potpunosti zamijeniti energente sunčevom energijom u vašem sustavu grijanja. Još jedna značajna prednost je što možete sami sastaviti solarnu instalaciju.

Imate li praktične vještine u sastavljanju ili upravljanju solarnim sustavima grijanja? Podijelite svoje akumulirano znanje, postavljajte pitanja o temi i sudjelujte u raspravama. Obrazac za komentare nalazi se ispod.