Solárne vykurovacie systémy: analýza vykurovacích technológií založených na solárnych systémoch

Otázka hľadania alternatívnych zdrojov tepla je čoraz naliehavejšia. Tomu napomáhajú rastúce ceny plynu, uhlia a ropy.Veľmi sľubným smerom sú solárne vykurovacie systémy, ktoré dokážu efektívne vykurovať miestnosť po mnoho rokov.

Uvažujete o inštalácii solárneho systému, no máte pochybnosti a otázky? Pomôžeme vám zistiť, kedy je vhodné využiť na vykurovanie solárnu energiu a popíšeme možné možnosti organizácie vykurovania. Okrem toho ponúkneme návod na výrobu domácich solárnych systémov - plochých a trubicových kolektorov.

Slnečná energia je alternatívnym zdrojom tepla

Myšlienka využitia slnečnej energie na vykurovanie nie je nová. Navyše, uskutočniteľnosť jeho použitia bola preukázaná Američanmi, Číňanmi, Španielmi, Izraelčanmi a Japoncami.

Trh je preplnený ponukami rôznych zariadení na premenu slnečnej energie a jej ďalšie využitie pre ekonomické potreby.

Solárne systémy sa aktívne využívajú ako hlavný zdroj tepla v mnohých krajinách sveta. V našich zemepisných šírkach sa stále používa ako doplnok k vykurovaciemu systému

Náklady na systémy závisia od ich typu, oblasti a materiálu použitého pri výrobe. Z roka na rok je u všetkých typov solárnych zariadení – solárnych systémov, neustále klesajúci trend.

Vďaka tomu sú dostupnejšie pre širšiu populáciu. Nie každý je však na takýto nákup ešte pripravený.

Ak však chcete, môžete si vytvoriť efektívny solárny vykurovací systém vlastnými rukami, pričom utratíte podstatne menej peňazí.

Bežný vykurovací systém, ktorý dlhé roky dokonale plnil svoje funkcie, je čoraz drahší. Dôvodom je globálny rast cien energetických zdrojov na celom svete. Prirodzenou túžbou majiteľa je ušetriť na kúrení, ktoré zaberá značnú časť rodinného rozpočtu.

Solárny vykurovací systém tak môže plne nahradiť bežné tuhé palivo, plyn alebo akékoľvek iné. Všetko závisí od typu a veľkosti miestnosti, v ktorej sa bude používať.

Možnosť vhodná pre sýpku nebude vhodná pre obytnú budovu a systém, ktorý uspokojí potreby letného domu, sa nedokáže vyrovnať s vykurovaním 2-poschodového sídla.

Úplne nahradiť klasické vykurovanie solárnym je niekedy problematické. Majiteľ sa obáva, že si systém nemusí poradiť alebo fyzicky nie je dostatok miesta na inštaláciu potrebného počtu panelov.

Preto často používajú kombinovaný vykurovací systém bez úplného opustenia inštalovaného plynového (elektrického alebo iného) zariadenia. Miera náhrady klasického vykurovania solárnym môže dosiahnuť 90 %.

Dôležitý je aj ročný počet slnečných dní v oblasti, v ktorej sa dom nachádza. Navyše priemerná denná teplota nie je až taká dôležitá. Mnohé inštalácie účinne absorbujú svetlo v mrazivých zimných dňoch (slnečné kolektory používajúce nemrznúcu zmes ako chladiacu kvapalinu).

Okrem vykurovania môže solárna inštalácia poskytnúť domovu teplú vodu a elektrinu.

Kde bude solárna inštalácia najúčinnejšia?

Pri výmene vykurovania solárnym systémom je potrebné vziať do úvahy množstvo faktorov, ktoré ovplyvňujú jeho účinnosť.

Po prvé, treba si vybrať správne typ solárnej sústavy. V tejto veci by ste mali brať do úvahy plochu miestnosti a jej účel. Najčastejšie ide o súkromný dom, v ktorom žije rodina 4-5 ľudí.

Po druhé, starostlivo vypočítajte svoje potreby tepla na základe maximálnej spotreby v chladnom období. Porovnajte tieto čísla s množstvom energie vyrobenej na meter štvorcový. m solárna inštalácia. Zostáva len vypočítať plochu solárnej konštrukcie, ktorá sa dokáže vyrovnať s vykurovaním konkrétnej miestnosti.

Výsledná hodnota sa stane hlavným faktorom pri určovaní umiestnenia systému. Majitelia domácností zvyčajne radšej používajú strechu alebo stenu domu. Zriedkavo využívajte priľahlú plochu alebo strechu garáže. Niekedy sú na montáž inštalácie postavené špeciálne stojany.

Konštrukcia špeciálnych stojanov na inštaláciu solárnych systémov umožňuje ich najpohodlnejšie umiestnenie v okolí

Je dôležité, aby nič nebránilo voľnému prenikaniu slnečného žiarenia na svetlo pohlcujúci povrch. Treba zvoliť južnú, juhovýchodnú alebo juhozápadnú stenu alebo časť strechy.

Po rozhodnutí, kde budú solárne panely umiestnené, je potrebné vykonať predbežnú prípravu domu:

• Uvoľnite miesto. Prebytočnú výsadbu zrežte, ak vám prekáža.
• Posilnite strechu. Tu nesmieme zabudnúť na hmotnosť navrhovanej konštrukcie.
• Dodatočné zateplenie budovy. Koniec koncov, nemá zmysel vykurovať ulicu.

Po tretie, musíte sa rozhodnúť, či si kúpite alebo postavíte vykurovací systém svojpomocne. Všetko závisí od finančných možností a túžby tráviť čas výrobou konštrukcie.

Po výbere druhej možnosti musíte pochopiť princíp fungovania požadovaného systému, aby ste všetko správne zostavili.

Možné možnosti usporiadania solárneho ohrevu

Možnosti výstavby solárneho vykurovacieho systému úplne závisia od želania majiteľa domácnosti:

• Aplikácia továrenských produktov. Nákup hotových kolektorov so samoinštaláciou a montážou.
• Výstavba pilotného projektu. Pre ďalšie presné výpočty je potrebné skontrolovať účinok používania systému.
• Nezávislé vykonávanie celého cyklu práce. Výpočet, návrh, výstavba solárneho systému od základov, jeho inštalácia.

Možnosť 1. To znamená výber správneho miesta pre solárne zariadenia, pretože od toho bude závisieť efektívnosť ich využitia. Inštalácia bude tiež vyžadovať špeciálne zručnosti.

Nie je potrebné počítať počet panelov - bude stačiť vyjadriť všetky svoje želania dodávateľovi zariadenia.Budete tiež musieť odpovedať na objasňujúce otázky od manažérov - to je všetko, výber optimálneho počtu panelov (zberačov) prebehne bez akýchkoľvek problémov.

Ak chcete nainštalovať solárnu inštaláciu na strechu sami, musíte získať podporu aspoň jedného asistenta. Túto prácu nemôžete robiť sami

Možnosť č.2 — vybudovanie pilotného projektu. Bude to optimálne riešenie pre pochybujúcich ľudí. Koniec koncov, konečné rozhodnutie o výmene vykurovacieho systému je ťažké urobiť hneď. Postaviť solárny kolektor (vzduchový alebo vodný) malej veľkosti a otestovať ho „v akcii“ bude obohacujúcim zážitkom.

Po posúdení skutočných výrobných nákladov, ich porovnaní s trhovou hodnotou podobných systémov a vypočítaní úspor z používania na farme bude ľahké urobiť zodpovedné rozhodnutie.

Možnosť #3 – výber skutočných majstrov.

Na úplné zahriatie zariadenia bude potrebné obrovské množstvo práce:

• Vypočítajte požadovanú plochu slnečnej sústavy.
• Určite miesto budúcej inštalácie a posilnite ju.
• Dodatočná izolácia domu.
• Kúpte si všetky prvky na zostavenie systému.
• Stavať solárna batéria.
• Nainštalujte skonštruovaný systém so zameraním na základné požiadavky - uhol sklonu vzhľadom na dopad slnečného žiarenia.

Vykonanie celého cyklu práce na inštalácii systému nemožno nazvať jednoduchou úlohou, ale tento proces je mimoriadne vzrušujúci. Okrem toho vám umožňuje ušetriť pomerne značnú sumu.

Pri výbere typu vykurovania využívajúceho solárnu energiu by ste sa mali rozhodnúť, či sa bude dodatočne využívať na ohrev vody a výrobu elektriny (kliknite pre zväčšenie)

Typy zariadení na premenu slnečnej energie

V závislosti od princípu činnosti existujú dva typy zariadení, ktoré absorbujú slnečné svetlo:

• Batérie na báze fotoelektrických meničov. Znázorňujúce systémy sériovo alebo paralelne zapojených polovodičových prvkov. Dodávajú prúd na napájanie ohrievačov v domácnosti.
• Slnečné kolektory. Panely so systémom rúrok naplnených chladiacou kvapalinou: vzduch, nemrznúca zmes alebo voda. Do vykurovacieho okruhu privádzajú chladiacu kvapalinu ohriatu slnkom.

Zvážme každú možnosť samostatne.

Solárne panely

Solárna batéria premieňa absorbované svetlo na elektrinu. Pozostáva z fotočlánkov (najčastejšie kremíkových), schopných okamžite odoberať jednosmerný elektrický prúd zo slnečného žiarenia.

Takáto inštalácia môže byť použitá na zabezpečenie funkčnosti elektrického vykurovacieho zariadenia. Musí byť pripojený k domácej elektrickej sieti.

Účinnosť premeny slnečného žiarenia pri tejto inštalácii je od 5 % do 20 % v závislosti od typu zariadenia spracovávajúceho slnečné žiarenie. Kapacita 1 m² solárna batéria – 120W.

Zostáva vypočítať, koľko štvorcových metrov priestoru bude potrebných na uspokojenie potrieb konkrétnej domácnosti na základe veľkosti domu, individuálnych potrieb tepla a úrovne izolácie konštrukcií.

Najvýhodnejšie je umiestniť solárne panely na strechu domu, pričom si na tento účel zvolíte jej južný sklon

Na vykurovanie sú solárne panely najúčinnejšie v južných oblastiach. Ich hlavnou nevýhodou je zníženie účinnosti za súmraku a zamračeného počasia a úplný nedostatok výkonu v noci.

Ak chcete vyrobiť solárnu batériu vlastnými rukami, musíte najskôr zostaviť rám, spájkovať solárne články, potom všetko opatrne položiť a použiť tmel.

Na výrobu rámu sa používajú drevené lamely a hliníkové rohy.Všetko závisí od veľkosti montovanej konštrukcie a miesta jej inštalácie. Solárne články – kremíkové doštičky – sú najspotrebiteľnejšou časťou konštrukcie. Sú monokryštalické a polykryštalické. Prvé sú o niečo drahšie, ale ich výkon je o 5% vyšší.

Je nemožné ich vyrobiť sami. Je lepšie zakúpiť fotoelektrické meniče s už spájkovanými vodičmi.

Musia byť umiestnené na podložke z drevovláknitej dosky, potom upevnené v ráme, viesť drôty z prvkov von a vyplniť všetky otvory tmelom. Nechajte štruktúru dôkladne vysušiť a prikryte skleneným alebo priehľadným plastovým vekom.

Inštalačné schémy a spôsoby pripojenia solárnych panelov sú popísané v tento článok.

Slnečné kolektory

Kolektory majú zásadne odlišný spôsob premeny absorbovaného svetla. Ich práca je založená na prechode chladiacej kvapaliny potrubím.

V závislosti od konštrukcie možno rozlíšiť tri hlavné typy kolektorov, ktoré sa najčastejšie používajú na stavbu solárneho vykurovacieho systému:

• Plochý. Chladič - ich absorbér je vyrobený z plechu s čiernym vonkajším povrchom. Pri zahrievaní prenáša energiu do chladiacej kvapaliny vykurovacieho systému.
• Vákuum. Zberateľ systém vákuového typu vyrobené podľa dizajnu termosky, vďaka čomu je teplo prijaté zo slnka zachované takmer dvojnásobne.
• Náboje. Zariadenie je vybavené konkávnou zrkadlovou časťou s veľkou plochou, ktorá sústreďuje slnečné svetlo na malú plochu absorbéra.

Najbežnejšie solárne inštalácie v každodennom živote sú vybavené trubicovým systémom vyrobeným vo forme paralelne spojených prvkov alebo cievky. Rúry sa plnia buď technickou vodou alebo zmesou vody s nemrznúcou kvapalinou alebo vzduchom.

Po vizualizácii hlavných častí solárnej inštalácie je jednoduchšie rozhodnúť sa, kde je najlepšie umiestniť určité komponenty (+)

Vzduchovú inštaláciu je možné použiť ako doplnkový zdroj vykurovania. Nie je schopný úplne zabezpečiť domov teplom bez ohľadu na región, kde sa nachádza. Hlavnou črtou tohto typu solárneho systému je vzduch, ktorý pôsobí ako chladivo.

Rúrkové systémy sa celkom aktívne používajú na vykurovanie po celý rok. Nemrznúca zmes alebo nemrznúca zmes sa ohrieva slnečnými lúčmi, potom prechádza cez vnútorné trubice na výmenu tepla a potom sa posiela do zásobníka.

Pohyb kvapaliny je stimulovaný čerpadlom, vďaka ktorému sa pohybuje z nádrže do vykurovacieho systému. Ohriata chladiaca kvapalina vytlačí ochladenú časť kvapaliny, ktorá sa musí vrátiť do kolektora a zahriať sa.

Princíp činnosti plochého solárneho systému je založený na prenikaní slnečného žiarenia do panelu, kde je umiestnený absorbér tepla. Zohrieva sa a vydáva teplo, ktoré sa odovzdáva kvapaline cirkulujúcej cez kovové rúrky (najčastejšie medené).

Čo môžete postaviť svojpomocne?

Solárny vykurovací systém pomocou kolektora vzduchového typu si môžete postaviť vlastnými rukami. Najlepšie je umiestniť ho na južnú stenu budovy.

Čím väčšia je plocha vykurovanej miestnosti, tým väčšiu plochu bude kolektor zaberať - možno celú stenu domu. Tento solárny systém je možné postaviť aj v podkroví.

Pri plánovaní inštalácie vzduchového vykurovacieho systému v podkroví sa musíte uistiť, že vydrží hmotnosť inštalácie (+)

Slnečný kolektor, ktorý ohrieva vzduchovú hmotu, plní svoje vykurovacie funkcie vďaka prúdeniu vzduchu prechádzajúcemu vnútri systému.Chladiaca kvapalina cirkuluje cez okruh, ochladzuje sa a opäť vstupuje do systému. Pohyb prúdov vzduchu sa môže uskutočňovať prirodzene alebo pomocou ventilátora.

Pokiaľ ide o materiály na výrobu vzduchového potrubia, môžete použiť rôzne dostupné nástroje. Jednotné pravidlo neexistuje.

Domáci majstri vylepšujú tento typ solárneho systému, zostaveného doma. Niektorí ľudia sa snažia získať lacnejšiu možnosť, pričom obetujú efektivitu, zatiaľ čo iní robia opak.

Po pochopení hlavných prvkov vzduchového kolektora je jednoduchšie rozhodnúť o mieste jeho inštalácie - strecha alebo stena (+)

Pozrime sa na hlavné metódy.

Vlastnosti inštalácie rúrkového solárneho systému

Rúrkový solárny vykurovací systém je možné použiť v rôznych regiónoch. Nezávisí od vonkajšej teploty. Hlavná vec je, že inštalácia dostane maximálne množstvo slnečného svetla.

Nemrznúca zmes používaná ako chladiaca kvapalina nezamŕza pri nízkych teplotách. Počas jasných zimných dní množstvo slnečného svetla prevyšuje množstvo svetla prijatého v lete.

Rúrkový solárny kolektor pozostáva zo systému navzájom spojených priehľadných vákuových trubíc. Obsahujú látku s nízkym bodom varu. Pri vare sa vyparí, odovzdá svoje teplo medenému hrotu a steká dole, kde sa všetko opakuje.

Vákuové trubice vyrobené z ohňovzdorného skla sú vo vnútri naplnené látkou, ktorá môže vrieť pri nízkych teplotách (+)

Vákuové trubice absorbujú až 90 % všetkého slnečného žiarenia (viditeľného aj infračerveného). Slnečná energia premenená na teplo sa dodáva do chladiacej kvapaliny. Túto energiu odovzdáva ďalej cez systém – do výmenníka tepla umiestneného v špeciálnej akumulačnej nádrži.

Pohyb chladiacej kvapaliny a vody cez vykurovacie systémy nastáva v dôsledku čerpadiel. Je dôležité, aby nádrž mala dobrú tepelnú izoláciu. Spravidla existujú dva výmenníky tepla: jeden je pripojený k prídavnému ohrievaču, druhý je pripojený ku kolektorom.

V domoch s týmto typom solárnej inštalácie je výhodné dodatočne pripojiť vyhrievaný podlahový systém. To umožňuje efektívnejšie vykurovanie budovy.

Pokiaľ ide o inštaláciu rúrkových kolektorov, môžete si ju nainštalovať sami. Jediné, čo by ste mali brať do úvahy, je pracovný uhol sklonu – ten musí byť minimálne 20°.

Trubicový solárny kolektor sa umiestňuje na strechu, pričom volí smer najslnečnejšieho svetla. Je dôležité, aby v blízkosti neboli žiadne výškové budovy, ktoré zasahujú do voľného prenikania slnečného žiarenia

Nebude možné postaviť vákuovú inštaláciu vlastnými rukami - nie je možné vyrobiť vákuové trubice doma. Robia to továrne špecializujúce sa na výrobu vákuových solárnych systémov.

Plochá solárna inštalácia

Na vykurovanie sa často používa plochý solárny kolektor.

Na jeho zostavenie budete potrebovať:

• kovový rám;
• odolné dno;
• tepelnoizolačná vrstva;
• čierna vrstva absorbéra slnečného žiarenia (adsorbér);
• priehľadný kryt - plast, sklo;
• rúrky na kvapalinu (meď, hliník).

Konštrukcia musí byť vybavená vstupným a výstupným potrubím a čerpadlom pre efektívnu cirkuláciu tekutiny.

Plochú solárnu inštaláciu môžete zostaviť vlastnými rukami. Na tento účel často používajú improvizované prostriedky a vyberajú lacnejšie materiály ako analóg (+)

Plochý kolektor je možné inštalovať pod ľubovoľným uhlom, podmienkou je očistiť ho od snehu a prachu. Je vhodný najmä pre teplé podnebie.

Počas chladnej sezóny sa pozoruje nízky výkon a vysoké tepelné straty.Čo spochybňuje samotné využitie tohto solárneho systému na kompletné vykurovanie. Optimálne by bolo použiť plochú solárnu inštaláciu spolu s plynovým, elektrickým alebo pevným vykurovaním.

Pozývame vás, aby ste si prečítali články o domácich solárnych vykurovacích systémoch:

1. Ako vyrobiť solárny kolektor na vykurovanie vlastnými rukami - krok za krokom
2. Ako vyrobiť solárnu batériu vlastnými rukami: metódy montáže a inštalácie solárneho panelu

Ešte raz o účelnosti

Na vykurovanie je výhodné využívať slnečnú energiu namiesto klasických energetických zdrojov. V závislosti od zvoleného typu solárneho systému môže byť úspora na platenej spotrebe tepla až 100 %.

Možnosť úplnej výmeny vykurovacieho systému je použitie kolektorov s vákuovými trubicami. V počiatočnej fáze ide o pomerne drahý projekt. V budúcnosti môže zaručiť úplnú energetickú nezávislosť, pričom sa zaplatí za 6-8 rokov.

Vynaliezavosť domácich majstrov nepozná hraníc – obyčajnú hadicu možno použiť ako labyrint na cirkuláciu kvapaliny vo vnútri rozdeľovača

Životnosť solárnych inštalácií je až 25 rokov. Vyžadujú malú údržbu - pravidelné čistenie povrchov od snehu, prachu a nečistôt. Pokiaľ ide o opravy, môžete to urobiť sami. Významnou nevýhodou je, že ploché kolektory a solárne panely sa „boja“ hurikánov.

Takéto vykurovanie je bezpečné pre obyvateľov domu a životné prostredie. Je úplne zadarmo a nezávisí od výmenných kurzov ani cien energií.

Závery a užitočné video na túto tému

Video ukáže proces výstavby solárnej batérie vlastnými rukami:

Vizuálna pomôcka pre konštrukciu vzduchového vykurovacieho systému:

Technológia výroby plochej solárnej inštalácie vlastnými rukami:

Solárne elektrárne alebo solárne vykurovacie systémy sa osvedčili po celom svete. Umožňujú vám prijímať teplo zadarmo, čím znižujú náklady na platenie účtov za vykurovanie o 30 %.

Vo vašom vykurovacom systéme je možné úplne nahradiť energetické zdroje solárnou energiou. Ďalšou významnou výhodou je, že solárnu inštaláciu si môžete zostaviť sami.

Máte praktické zručnosti v oblasti montáže alebo prevádzky solárnych vykurovacích systémov? Podeľte sa o svoje nahromadené vedomosti, pýtajte sa na danú tému a zapájajte sa do diskusií. Formulár komentárov sa nachádza nižšie.