Solární vytápění pro soukromý dům: možnosti

Důvody pro popularitu alternativních zdrojů energie jsou zcela pochopitelné: existuje možnost ušetřit na palivu a realizovat sny o životně důležitých systémech podpory života. Dovedně využíváte energii slunce, větru a vody a můžete obyčejný venkovský dům proměnit v moderní eko-dům.

Řekneme vám, jak vybavit solární vytápění v soukromém domě a analyzovat s vámi, jak je to výhodné. Abychom důkladně zdůraznili problematiku využívání energie denního světla, podrobně jsme popsali všechny populární možnosti, které obdržely praktickou aplikaci a pozitivní zpětnou vazbu od uživatelů.

S ohledem na naše doporučení můžete vybudovat účinný heliosystém pro letní chatu nebo venkovský dům. Abychom usnadnili vnímání obtížného materiálu, doplnili jsme informace o ilustrativní schémata, ilustrace a videonávody.

Způsoby solární energie

Aplikační metody energie nebeského těla nepatří k inovativním technologiím, solární teplo se dlouhodobě využívá a velmi úspěšně. To se však týká především Austrálie, některých zemí Evropy, Ameriky a jižních regionů, kde lze alternativní energii získat během celého roku.

Některé severní oblasti mají nedostatek přírodního záření, takže se používají jako doplňková nebo záložní možnost.

Zprostředkovatelé mezi slunečními paprsky a mechanismem generujícím energii jsou solární články nebo kolektory, které se liší svým účelem a designem.

Baterie akumulují sluneční energii a umožňují její použití k napájení domácích elektrických spotřebičů. Jsou to panely s fotočlánky na jedné straně a blokovací mechanismus na straně druhé. Můžete experimentovat a sestavit baterii sami, ale je to jednodušší koupit ready-made prvky - výběr je poměrně široký.

Solární systémy (solární kolektory) jsou součástí topného systému doma. Velké tepelně izolované tepelně vodivé kanály, jako jsou baterie, se montují na vyvýšené štíty, které směřují ke slunci nebo ke svahu střechy.

Pro zvýšení efektivnosti jsou panely umístěny na dynamických mechanismech připomínajících systém sledování - otočí se po pohybu slunce. Proces přeměny energie probíhá v trubkách umístěných uvnitř krabic.

Hlavní rozdíl mezi solárními systémy a solárními panely spočívá v tom, že první zahřívá chladicí kapalinu a druhá akumuluje elektřinu. Místnost je možné vytápět fotovoltaickými články, ale obvody zařízení jsou iracionální a vhodné pouze pro oblasti, kde je minimálně 200 slunečních dnů v roce.

Výhody a nevýhody alternativního systému vytápění

Výhody systému solárního ohřevu nejsou tolik, ale každý z nich je závažný a může být důvodem pro soukromé experimenty:

• Ekologické výhody. Je to bezpečné pro obyvatele domu a okolní přírodu, čistý zdroj tepla, který nevyžaduje použití tradičních paliv.
• Autonomie. Vlastníci systému jsou zcela nezávislí na cenách energií a ekonomické situaci v zemi.
• Účinnost. Při zachování tradičního systému vytápění je možné snížit náklady na zaplacení teplé vody.
• Přístupnost. Pro instalaci solárních systémů není třeba povolení státních orgánů.

Ale jsou tu nepříjemné momenty, které mohou zkazit celkový obraz. Například pro určení účinnosti systému bude vyžadovat dlouhou dobu nejméně 3 roky (za předpokladu, že je dostatek sluneční energie a je aktivně využíván).

Uživatelé mají následující nevýhody:

• vysoké ceny za vybavení nezbytné pro uvedení systému do provozu;
• přímá závislost množství tepla produkovaného na zeměpisné poloze a počasí;
• povinná dostupnost záložního zdroje, např. plynového kotle (v praxi je solární soustava často záloha).

Pro dosažení větších výnosů musíte pravidelně monitorovat zdraví sběratelů, očistit je od nečistot a chránit je před mrazem. Pokud teplota často klesne pod 0 ° C, je třeba dbát na dodatečnou tepelnou izolaci nejen prvků solárního systému, ale i celého domu.

Solární energie pro vytápění

Hlavním účelem fotovoltaických článků, které akumulují energii, je dodávka elektřiny do domu. Zahrnout je do systému zařízení topení Pro dosažení optimálního fungování je nutné sestavit řetěz se zásobníkem.

Je to v tom, že voda bude ohřívána, což po dosažení určité teploty naplní potrubí a radiátory v místnostech, které vyžadují vytápění (obývací pokoj, koupelna).

Pokusme se zjistit konstrukční vlastnosti solárních článků a určit jejich potenciální úlohu v topném systému.

Princip činnosti panelů s fotovoltaickými články

Existují tři běžné typy prvků pro solární zařízení:

• Monokrystalický. Jedná se o tenké desky z nejčistšího křemíku, řezané z krystalu pěstovaného za umělých podmínek. Nejproduktivnější odrůda s účinností cca 17-18%. Optimální teplota pro provoz je od 5 ° C do 25 ° C.

• Polykrystalické. Vyrobeno z oplatek získaných postupným ochlazováním taveniny křemíku. Jejich výrobní technologie jsou méně náročné na pracovní sílu, ale účinnost polykrystalických fotovoltaických článků je výrazně nižší - ne více než 12%.

• Amorfní. Jsou to filmy. Vyrobeno způsobem odpařovací fáze, v důsledku čehož se křemík ve formě tenkého filmu nanáší na polymerní pružnou bázi. Nejlevnější výrobní metoda je spojena s naší nízkou produktivitou, odhadovanou až na 7%.

Pro instalaci autonomních systémů vytápění v severních oblastech je zvažována nejvhodnější volba fotovoltaické baterieshromážděné z monokrystalických prvků. Nicméně, baterie s amorfními moduly jsou snadněji instalovatelné, prakticky bez základny a mnohem levnější.

Úkolem vnějších prvků je absorbovat a měnit sluneční paprsky. Uvolněná energie dále proudí a je koncentrována v akumulátoru. Malý prvek dává asi 100-250 W, a 25-30 m² panelový panel poskytuje elektřinu pro malý dům. Pro instalaci topného systému bude vyžadovat energii 2-3 krát více.

Střídač slouží jako převodník stejnosměrného proudu ze solární "výroby" na elektřinu, protože střídavý proud je nezbytný pro provoz domácích spotřebičů a svítidel.

Pokud hovoříme konkrétně o topném systému, elektrický kotel pro ohřev vody také pracuje na střídavý proud. Aby bylo zajištěno osvětlení domácnosti v noci, budou k udržení denní spotřeby potřebné baterie.

Účinnost fotobuňky

Nejjednodušší způsob nákupu solární kolektory a aplikovat jeden z jednoduchých, osvědčených systémů. Jejich podmínky však někdy diktují okolnosti. Předpokládejme, že máte skvěle fungující pracovní systém se solárním generátorem, ale nyní slouží k dodávce elektřiny a poskytování teplé vody do domu.

Je jasné, že nákup nového zařízení je nerentabilní, takže je snazší zvýšit výkon nákupem určitého množství fotovoltaických článků. Možnost rozpočtu - křemíkové panely s kapacitou až 23-25%.

Je nutné připojit topné zařízení pracující na elektřinu na zdroj proudu. Univerzální verze - kotel, vybavený rozvody.

Pokud je přívod elektřiny řádně organizován, měl by být dostatečný jak pro zásobování teplou vodou, tak pro vytápění. Existují příklady, kdy je dům plně vybaven teplem - může být rozpoznán na střeše, téměř kompletně pokrytý panely.

Někdy to vyžaduje výstavbu speciálních oddělených konstrukcí, pokud plocha střechy nestačí. Ukazuje se, že pro zvýšení výkonu je potřeba další volný prostor.

Dokonce i ty nejopatrnější výpočty vám nepomohou určit přesné množství potenciální energie a rychle vytvořit efektivní a efektivní systém. Faktem je, že v praxi existují překážky, jejichž vzhled je obtížné předvídat.

Zde jsou některé z následujících faktorů:

• Nepříjemnost počasí. Jasný počet slunečných dnů není znám ani v jižních oblastech. Je téměř nemožné spolehlivě předpovědět jejich počet v severních regionech.
• Nesrovnalost při získávání elektřiny. Například v severních oblastech v zimě krátký světelný den, takže hodně recyklované sluneční energie je vynaloženo na osvětlení. Intenzita slunečního záření v zimním období je navíc výrazně snížena.
• Periodické členění. Stejně jako všechny technické systémy se mohou solární panely čas od času rozpadat v důsledku poškození jednotlivých prvků, smluvních spár, ochranných ploch atd.

O efektivitě se proto můžete dozvědět až po určité době, minimálně za rok. Může být nutné zvýšit počet fotobuňek nebo baterií, zvážit dodatečnou izolaci domu, snížit vytápěný prostor. Předpokládejme, že v severních oblastech Německa, aby se ušetřily ložnice, se často nevyhřívá vůbec.

Schéma instalace elektrárny

Nejjednodušší způsob instalace solárního generátoru - kontaktování společnosti, která prodává systémové komponenty a nabízí služby pro jejich instalaci. Pros - profesionální projekt s individuálními vlastnostmi, záruka na všechny produkty a instalace, mínus - vysoké náklady.

Pokud máte příslušné zkušenosti, můžete samostatně sestavit mini-elektrárnu se solárními panely pro vytápění soukromého domu.

Všechny díly pro montáž topného systému se prodávají ve specializovaných prodejnách.

Musíte zakoupit následující součásti:

• souprava silikonových nebo filmových solárních modulů;
• akumulátory energie;
• regulátor nabíjení, který reguluje proces nabíjení baterie;
• měnič, který převádí DC na AC;
• sada propojovacích kabelů.

Je žádoucí, aby baterie byly stejné (s přihlédnutím ke značce, kapacitě a dokonce i straně) a mají možnost uchovávat energii po dobu 3 - 4 dnů. Doba jejich práce závisí na teplotě místnosti - v chladných podmínkách se rychle vypouštějí. Pokud je denní spotřeba 2400 Wh, baterie potřebují celkovou kapacitu alespoň 1000 Ah.

Kvalita proudu generovaného sinusoidem střídače pro solární systémy, nad proudem z centralizované sítě. Charakteristickým znakem zařízení je synchronizace napěťové fáze, při které je přechod 12 V na 220 V prováděn bez přerušení fungování domácích elektrických spotřebičů.

Po instalaci všech prvků solární soustavy je nutné připojit elektrickou nádrž, která ohřívá vodu na střídač, a ohřívací potrubí do nádrže.

Systém kolektorového vytápění

Největší účinnosti a dopadu lze dosáhnout instalací kolektorů místo solárních modulů - venkovních instalací, ve kterých je voda ohřívána slunečním zářením. Takový systém je logičtější a přirozenější, protože nevyžaduje zahřívání chladiva jinými zařízeními.

Zvažte konstrukci a princip provozu zařízení dvou hlavních typů: plochých a trubkových.

Bytová varianta pro nezávislou výrobu

Konstrukce plochých instalací je tak jednoduchá, že zkušení řemeslníci sestavují řemeslné analogy Udělej to sám, kup si některé části ve specializovaném obchodě a postav si některé improvizované materiálu.

Uvnitř ocelové nebo hliníkové izolační desky upevněna adsorbce tepla ze slunce. Nejčastěji je pokryta vrstvou černého chromu. Na horní straně absorbéru tepla je chráněn uzavřený průhledný kryt.

Voda se zahřívá v trubkách položených hadem a připojuje se k desce. Voda nebo nemrznoucí kapalina vstupuje do vnitřku potrubí skrz vstup, ohřívá se v trubkách a pohybuje se do vývodu - do vývodu.

Existují dva typy připojení, jedno-trubkové a dvou-trubkové, neexistuje žádný zásadní rozdíl ve výběru. Existuje však velký rozdíl ve způsobu, jakým bude chladivo dodáváno do kolektorů - gravitačním průtokem nebo pomocí čerpadla. První varianta je považována za neúčinnou vzhledem ke slabé rychlosti pohybu vody, podle principu vytápění se podobá nádobě na letní sprchu.

Ovládání druhé možnosti je způsobeno připojením oběhového čerpadla, které dodává chladicí kapalinu. Zdrojem energie pro provoz čerpacího zařízení může být solární síť.

Trubkové kolektory - řešení pro severní regiony

Obecný princip činnosti se podobá fungování plochých analogů, ale s jedním rozdílem - trubice pro výměnu tepla s nosičem tepla jsou uvnitř skleněných lahví. Trubky samotné jsou z peří, na jedné straně pájené a vypadají jako peří a koaxiální (vakuum), vložené do sebe a utěsněné na obou stranách.

Výměníky tepla jsou také různé:

• systém přeměny sluneční energie na teplo Tepelná trubka;
• konvenční trubice pro pohyb chladiva typu U.

Druhý typ výměníku tepla je uznán za účinnější, ale není dostatečně populární kvůli nákladům na opravy: když jedna trubka selže, bude třeba vyměnit celý úsek.

Trubka tepelného potrubí není součástí celého segmentu, takže jej můžete měnit za 2-3 minuty. Neúspěšné koaxiální prvky jsou opraveny jednoduše odstraněním víčka a nahrazením poškozeného kanálu.

Po analýze technických charakteristik sběratelů různých typů a shrnutí zkušeností z jejich využití jsme se rozhodli, že ploché kolektory jsou vhodnější pro jižní regiony a tubulární pro severní regiony. Zvláště dobře zavedený v drsné klimatické instalaci se systémem Heat-pipe. Mají topný výkon i při zamračených dnech a v noci, „krmení“ minimálním množstvím slunečního světla.

Metoda výkonu

Obvykle, když experimentovali s malým počtem solárních modulů, majitelé soukromých domů jdou dále a systém vylepšují různými způsoby.

Co dělat, když je nedostatek volného místa? Zde jsou některé pokyny pro zvýšení účinnosti solární stanice (s fotovoltaickými články nebo kolektory):

• Změňte orientaci modulů. Pohyblivé prvky vzhledem k poloze slunce. Jednoduše řečeno, instalace hlavní části panelů na jižní straně. S dlouhým denním světlem je také optimální použít povrchy orientované na východ a na západ.

• Nastavení sklonu. Výrobce obvykle udává, který úhel je nejvhodnější (například 45 °), ale někdy během montáže je třeba provést vlastní úpravy s přihlédnutím k zeměpisné šířce.

• Správná volba umístění instalace. Střecha se hodí proto, že je nejčastěji nejvyšší letadlo a není zakryta jinými objekty (řekněme zahradní stromy). Existují však ještě vhodnější oblasti - soustružení pro sledování slunce.

Když jsou prvky kolmé na sluneční paprsky, systém funguje efektivněji na stabilní pevnou plochu (například střechu) je to možné pouze na krátkou dobu času. Pro jeho zvýšení vynalezli praktická sledovací zařízení.

Velkou nevýhodou sledovacích zařízení je jejich vysoká cena. V některých případech se nevyplácí, takže nemá smysl investovat do zbytečných mechanismů.

Odhaduje se, že 8 panelů je minimální částka, při které se náklady časem zdůvodní. Můžete použít 3-4 moduly, ale za jedné podmínky: pokud jsou přímo, obchází baterie, jsou připojeny k vodnímu čerpadlu.

Tesla Motors oznámila, že právě na druhý den vznikl nový typ střechy - s integrovaným solární panely. Ilon Mask řekl, že upravená střecha by byla levnější než obyčejná střecha se záhlavími nebo moduly na ní instalovanými.

Závěry a užitečné video na toto téma

Tematická videa vám pomohou lépe prezentovat zařízení domácích solárních stanic a odhalit některá tajemství instalace zařízení.

Video č. 1. Dostupné technické informace o solárních bateriích a regulátorech nabíjení:

Video č. 2. Užitečné zkušenosti s využitím solárních panelů v Moskevské oblasti:

Video č. 3. Příklad úspěšně fungující solární stanice, která je kompletně smontovaná sama o sobě, zajišťující jak zásobování teplou vodou, tak i vytápění domácností:

Jak vidíte, solární systém je velmi skutečným fenoménem, ​​který můžete nezávisle oživit. Koule alternativních způsobů získávání energie se neustále vyvíjí, možná zítra uslyšíte o novém objevu.

Zveme vás k aktivnímu komentování materiálu. Vyjádřete svůj postoj k „zelené energii“, podělte se o své zkušenosti s budováním systému solárních panelů, sdělte si jen jemnosti, které poznáte v níže uvedeném bloku.