Solarheizung für ein Privathaus: Optionen

Die Gründe für die Beliebtheit alternativer Energiequellen liegen auf der Hand: Es besteht die Möglichkeit, Kraftstoff zu sparen und die Träume von umweltfreundlichen Lebenserhaltungssystemen zu verwirklichen. Mit der Energie von Sonne, Wind und Wasser können Sie ein gewöhnliches Landhaus in ein modernes Öko-Haus verwandeln.

Wir erklären Ihnen, wie Sie Solarwärme in einem Privathaus ausrüsten und analysieren mit Ihnen, wie rentabel diese ist. Um die Fragen der Nutzung der Energie des Tageslichts ausführlich zu beleuchten, haben wir alle gängigen Optionen, die praktische Anwendung und positives Feedback von Benutzern erhalten haben, ausführlich beschrieben.

Unter Berücksichtigung unserer Empfehlungen können Sie ein effektives Heliosystem für ein Ferienhaus oder ein Landhaus bauen. Um die Wahrnehmung von schwierigem Material zu erleichtern, haben wir die Informationen mit anschaulichen Diagrammen, Abbildungen und Video-Tutorials ergänzt.

Sonnenenergie Wege

Anwendungsmethoden Energien des Himmelskörpers gehören nicht zu innovativen technologien, solarwärme wird schon lange und sehr erfolgreich genutzt. Dies gilt jedoch hauptsächlich für Australien, einige Länder in Europa, Amerika und den südlichen Regionen, in denen das ganze Jahr über alternative Energie gewonnen werden kann.

Einige nördliche Gebiete weisen einen Mangel an natürlicher Strahlung auf, daher wird es als zusätzliche oder Ersatzoption verwendet.

Die Vermittler zwischen den Sonnenstrahlen und dem Energieerzeugungsmechanismus sind Solarzellen oder Kollektoren, die sich in Zweck und Aufbau unterscheiden.

Batterien speichern Sonnenenergie und ermöglichen den Betrieb elektrischer Haushaltsgeräte. Es handelt sich um Platten mit Fotozellen auf der einen Seite und einem Verriegelungsmechanismus auf der anderen Seite. Sie können selbst experimentieren und die Batterie zusammenbauen, aber es ist einfacher, vorgefertigte Elemente zu kaufen - die Auswahl ist ziemlich groß.

Solaranlagen (Solarkollektoren) sind Teil der Heizungsanlage zu Hause. Große wärmeisolierte Wärmeleitkanäle sind wie Batterien auf erhöhten Schilden montiert, die der Sonne oder den Dachschrägen zugewandt sind.

Um die Effizienz zu steigern, werden die Paneele auf dynamischen Mechanismen platziert, die einem Nachführsystem ähneln - sie drehen sich nach der Bewegung der Sonne. Der Prozess der Energieumwandlung findet in den Rohren statt, die sich in den Kästen befinden.

Der Hauptunterschied zwischen Solaranlagen und Solarmodulen besteht darin, dass die erste das Kühlmittel erwärmt und die zweite Strom speichert. Es ist möglich, den Raum mit Photovoltaikzellen zu beheizen, aber die Stromkreise des Geräts sind irrational und nur für Bereiche geeignet, in denen es mindestens 200 Sonnentage im Jahr gibt.

Vor- und Nachteile eines alternativen Heizsystems

Die Vorteile einer Solaranlage sind nicht so zahlreich, aber jede davon ist gewichtig und kann ein Grund für private Experimente sein:

• Ökologische Vorteile. Es ist sicher für die Bewohner des Hauses und der umliegenden Natur, eine saubere Wärmequelle, für die keine traditionellen Brennstoffe benötigt werden.
• Autonomie. Die Systembetreiber sind völlig unabhängig von den Energiepreisen und der wirtschaftlichen Situation im Land.
• Effizienz. Unter Beibehaltung des traditionellen Heizungssystems können die Kosten für die Warmwasserbereitung gesenkt werden.
• Zugänglichkeit. Für die Installation von Solaranlagen ist keine Genehmigung der staatlichen Behörden erforderlich.

Aber es gibt unangenehme Momente, die das Gesamtbild verderben können. Die Bestimmung der Wirksamkeit des Systems erfordert beispielsweise einen langen Zeitraum von mindestens 3 Jahren (vorausgesetzt, dass genügend Sonnenenergie vorhanden ist und diese aktiv genutzt wird).

Benutzer haben folgende Nachteile:

• hohe Preise für Geräte, die zur Inbetriebnahme des Systems erforderlich sind;
• direkte Abhängigkeit der erzeugten Wärmemenge von der geografischen Lage und dem Wetter;
• obligatorische Verfügbarkeit einer Backup-Quelle, beispielsweise eines Gaskessels (in der Praxis ist eine Solaranlage oft ein Backup).

Um eine höhere Rendite zu erzielen, müssen Sie den Zustand der Sammler regelmäßig überwachen, sie von Ablagerungen reinigen und vor Frost schützen. Wenn die Temperatur häufig unter 0 ° C sinkt, müssen Sie nicht nur für die Elemente der Solaranlage, sondern auch für das gesamte Haus auf eine zusätzliche Wärmedämmung achten.

Sonnenenergie zum Heizen

Der Hauptzweck von Photovoltaikzellen, die Energie speichern, besteht darin, das Haus mit Strom zu versorgen. Um sie in das Schema aufzunehmen Heizungssystem Geräte und um eine optimale Funktion zu erreichen, ist es notwendig, eine Kette mit einem Speichertank zusammenzubauen.

Hier wird das Wasser erwärmt, das bei Erreichen einer bestimmten Temperatur die Rohre und Heizkörper in den zu beheizenden Räumen (Wohnzimmer, Badezimmer) füllt.

Lassen Sie uns versuchen, die Konstruktionsmerkmale von Solarzellen herauszufinden und ihre mögliche Rolle im Heizsystem zu bestimmen.

Das Funktionsprinzip der Paneele mit Photovoltaikzellen

Es gibt drei gängige Arten von Elementen für Solargeräte:

• Einkristallin. Dies sind dünne Platten aus reinstem Silizium, die aus einem unter künstlichen Bedingungen gezüchteten Kristall geschnitten wurden. Die produktivste Sorte mit einem Wirkungsgrad von ca. 17-18%. Die optimale Betriebstemperatur liegt zwischen 5 ° C und 25 ° C.

• Polykristallin. Hergestellt aus Wafern, die durch allmähliches Abkühlen der Siliziumschmelze erhalten werden. Ihre Produktionstechnologien sind weniger arbeitsintensiv, aber der Wirkungsgrad polykristalliner Photovoltaikzellen ist signifikant niedriger - nicht mehr als 12%.

• Amorph. Sie sind Film. Hergestellt nach dem Verfahren der Verdampfungsphase, wodurch Silizium in Form eines dünnen Films auf polymerer flexibler Basis abgeschieden wird. Die billigste Produktionsmethode wird mit unserer geringen Produktivität kombiniert, die auf bis zu 7% geschätzt wird.

Für die Installation von autonomen Heizungssystemen in den nördlichen Regionen wird die am besten geeignete Option in Betracht gezogen Photovoltaik-Batterienaus monokristallinen Elementen gesammelt. Batterien mit amorphen Modulen sind jedoch einfacher zu installieren, praktisch ohne Sockel und viel billiger.

Die Aufgabe der äußeren Elemente besteht darin, die Sonnenstrahlen zu absorbieren und umzuwandeln. Die freiwerdende Energie fließt weiter und wird im Akku konzentriert. Ein kleines Element liefert ca. 100-250 W und eine 25-30 m² große Fertigplatte liefert Strom für ein kleines Haus. Für die Installation der Heizungsanlage wird 2-3 mal mehr Energie benötigt.

Der Wechselrichter wandelt Gleichstrom aus der solaren "Produktion" in Strom um, da für den Betrieb von Haushaltsgeräten und Leuchten Wechselstrom benötigt wird.

Wenn wir speziell über die Heizungsanlage sprechen, wird der Elektroboiler zum Erhitzen von Wasser auch mit Wechselstrom betrieben. Um das Haus nachts mit Licht zu versorgen, werden Batterien benötigt, um die tägliche Versorgung aufrechtzuerhalten.

Fotozellen-Effizienz

Der einfachste Weg, um zu kaufen Sonnenkollektoren und wenden Sie eines der einfachen, im Laufe der Jahre bewährten Verfahren an. Die Umstände diktieren jedoch manchmal ihre Bedingungen. Angenommen, Sie haben ein gut funktionierendes System mit einem Solargenerator, der jedoch vorerst zur Stromversorgung und Warmwasserversorgung des Hauses dient.

Es ist klar, dass der Kauf neuer Geräte unrentabel ist. Daher ist es einfacher, die Leistung durch den Kauf einer bestimmten Menge von Photovoltaikzellen zu erhöhen. Die Budget-Option - Silikonplatten mit einer Kapazität von bis zu 23-25%.

Es ist notwendig, das an der Elektrizität arbeitende Heizgerät an eine Stromquelle anzuschließen. Universalversion - Kessel mit Verteilerkabel.

Wenn die Stromversorgung ordnungsgemäß organisiert ist, sollte dies sowohl für die Warmwasserversorgung als auch für die Heizung ausreichen. Es gibt Beispiele, wenn das Haus vollständig mit Wärme versorgt wird - es ist auf dem Dach zu erkennen, das fast vollständig mit Paneelen bedeckt ist.

Manchmal erfordert es den Bau spezieller freistehender Strukturen, wenn die Dachfläche nicht ausreicht. Es stellt sich heraus, dass zur Erhöhung der Leistung ein zusätzlicher freier Bereich benötigt wird.

Selbst die sorgfältigsten Berechnungen helfen Ihnen nicht dabei, die genaue Menge der potenziellen Energie zu bestimmen und schnell ein effizientes, optimiertes System zu erstellen. Tatsache ist, dass es in der Praxis Hindernisse gibt, deren Auftreten schwer vorherzusagen ist.

Hier sind einige der Faktoren:

• Die Variabilität des Wetters. Eine eindeutige Anzahl sonniger Tage ist auch in den südlichen Gebieten nicht bekannt. Ihre Anzahl ist in den nördlichen Regionen kaum verlässlich vorhersehbar.
• Unregelmäßigkeit bei der Strombeschaffung. In den nördlichen Regionen beispielsweise wird im Winter an einem kurzen hellen Tag viel recycelte Sonnenenergie für die Beleuchtung aufgewendet. Darüber hinaus wird die Intensität der Sonneneinstrahlung in der Winterperiode erheblich reduziert.
• Periodische Ausfälle. Wie alle technischen Systeme können Sonnenkollektoren von Zeit zu Zeit aufgrund von Schäden an einzelnen Elementen, Vertragsfugen, Schutzoberflächen usw. ausfallen.

Daher können Sie die Effizienz erst nach einer bestimmten Zeitspanne erlernen, zumindest nach einem Jahr. Es kann notwendig sein, die Anzahl der Fotozellen oder Batterien zu erhöhen, eine zusätzliche Isolierung des Hauses in Betracht zu ziehen und die Heizfläche zu reduzieren. Nehmen wir an, in den nördlichen Regionen Deutschlands werden die Schlafzimmer zur Einsparung oft gar nicht beheizt.

Home Power Plant Installationsschema

Einfachster Weg Installation eines Solargenerators - Kontaktaufnahme mit einem Unternehmen, das Systemkomponenten verkauft und Dienstleistungen für deren Installation anbietet. Vorteile - ein professionelles Projekt mit individuellen Merkmalen, eine Garantie für alle Produkte und Installation, abzüglich der hohen Kosten.

Mit entsprechender Erfahrung können Sie eigenständig ein Minikraftwerk mit Solarzellen zur Beheizung eines Privathauses aufbauen.

Alle Teile für die Montage der Heizungsanlage sind im Fachhandel erhältlich.

Sie müssen die folgenden Komponenten erwerben:

• ein Satz von Silizium- oder Filmsolarmodulen;
• Energiespeicherbatterie;
• Laderegler, der den Lade- und Entladevorgang des Akkus regelt;
• Wechselrichter, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt;
• Verbindungskabelsatz.

Es ist wünschenswert, dass die Batterien gleich sind (unter Berücksichtigung der Marke, Kapazität und sogar der Partei) und die Möglichkeit haben, Energie für 3-4 Tage zu speichern. Die Dauer ihrer Arbeit hängt von der Raumtemperatur ab - bei Kälte entladen sie sich schnell. Bei einem Tagesverbrauch von 2400 Wh benötigen die Batterien eine Gesamtkapazität von mindestens 1000 Ah.

Die Qualität des durch Sinus erzeugten Stroms Wechselrichter für Solaranlagen, über dem Strom aus dem zentralen Netzwerk. Das Merkmal des Gerätes ist die Synchronisation der Spannungsphase, bei der der Übergang von 12 V auf 220 V ohne Unterbrechung der Funktion elektrischer Haushaltsgeräte erfolgt.

Nach der Installation aller Elemente der Solaranlage ist es erforderlich, einen elektrischen Speicher, der das Wasser erwärmt, an den Wechselrichter und eine Heizungsleitung an den Speicher anzuschließen.

Kollektorheizung

Der größte Wirkungsgrad und die größte Wirkung werden erzielt, wenn Kollektoren anstelle von Solarmodulen installiert werden - Installationen im Freien, bei denen Wasser durch Sonneneinstrahlung erwärmt wird. Ein solches System ist logischer und natürlicher, da das Kühlmittel nicht durch andere Geräte erwärmt werden muss.

Berücksichtigen Sie den Aufbau und das Funktionsprinzip von Geräten zweier Haupttypen: flach und rohrförmig.

Flache Option für unabhängige Produktion

Das Design flacher Installationen ist so einfach, dass erfahrene Handwerker handwerkliche Analoga zusammenbauen Mach es selbst, kaufe einige der Teile in einem Fachgeschäft und baue einige der improvisierten Teile Material.

In der mit Stahl oder Aluminium isolierten Kanalplatte ist die von der Sonne absorbierte Wärme fixiert. Meistens ist es mit einer Schicht aus schwarzem Chrom überzogen. Oben ist der Wärmeabsorber durch eine versiegelte transparente Abdeckung geschützt.

Wasser wird in Rohren erhitzt, die mit einer Schlange gelegt und mit der Platte verbunden werden. Wasser oder Frostschutzmittel dringen durch den Einlass in das Innere des Kanals ein, erwärmen sich in den Rohren und wandern zum Auslass - zum Auslass.

Es gibt zwei Verbindungsarten, Einrohr und Zweirohr, es gibt keinen grundsätzlichen Unterschied in der Wahl. Es gibt jedoch einen großen Unterschied in der Art und Weise, wie das Kühlmittel den Kollektoren zugeführt wird - Schwerkraftströmung oder mittels einer Pumpe. Die erste Option wird aufgrund der schwachen Geschwindigkeit der Wasserbewegung als unwirksam angesehen und ähnelt nach dem Prinzip der Erwärmung einem Behälter für eine Sommerdusche.

Der Betrieb der zweiten Option beruht auf dem Anschluss der Umwälzpumpe, die das Kühlmittel in Kraft fördert. Die Energiequelle für den Betrieb von Pumpanlagen kann ein solarbetriebenes Netz sein.

Röhrenkollektoren - die Lösung für die nördlichen Regionen

Das allgemeine Funktionsprinzip ähnelt der Funktionsweise von flachen Analoga, mit einem Unterschied: Wärmeaustauschröhren mit Wärmeträger befinden sich in Glaskolben. Die Röhren selbst sind federförmig, einseitig verlötet und sehen aus wie Federn, und koaxial (Vakuum), ineinander gesteckt und beidseitig abgedichtet.

Wärmetauscher sind auch anders:

• System zur Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme Heatpipe;
• herkömmliches Rohr zum Bewegen des Kühlmittels U-Typ.

Der zweite Wärmetauschertyp gilt als effizienter, ist aber aufgrund der Reparaturkosten nicht populär genug: Wenn ein Rohr ausfällt, muss der gesamte Abschnitt ausgetauscht werden.

Das Heatpipe-Rohr ist nicht Teil des gesamten Segments, sodass Sie es in 2-3 Minuten wechseln können. Die fehlerhaften Koaxialelemente werden einfach durch Entfernen der Kappe und Ersetzen des beschädigten Kanals repariert.

Nachdem wir die technischen Eigenschaften von Sammlern verschiedener Typen analysiert und die Erfahrungen mit ihrer Verwendung zusammengefasst hatten, entschieden wir uns, dass Flachkollektoren für die südlichen Regionen und Rohrkollektoren für die nördlichen Regionen geeigneter sind. Besonders gut etabliert in einer rauen Klimainstallation mit dem System Heat-Pipe. Sie haben auch an bewölkten Tagen und in der Nacht eine Heizkapazität und „fressen“ nur eine minimale Menge Sonnenlicht.

Leistungsmethode

Nach dem Experimentieren mit einer kleinen Anzahl von Solarmodulen gehen Eigentümer von Privathäusern in der Regel noch weiter und verbessern das System auf verschiedene Weise.

Was tun bei Platzmangel? Hier einige Richtlinien zur Steigerung des Wirkungsgrades einer Solarstation (mit Photovoltaikzellen oder Kollektoren):

• Ändern Sie die Ausrichtung der Module. Bewegliche Elemente relativ zum Sonnenstand. Einfach ausgedrückt, die Installation des Hauptteils der Paneele auf der Südseite. Bei langem Tageslicht ist es auch optimal, die nach Osten und Westen gerichteten Flächen zu nutzen.

• Neigungswinkeleinstellung. Der Hersteller gibt normalerweise an, welcher Winkel am meisten bevorzugt wird (z. B. 45 °), aber manchmal muss man während der Installation seine eigenen Einstellungen vornehmen, um den geografischen Breitengrad zu berücksichtigen.

• Die richtige Wahl des Installationsortes. Das Dach passt, weil es meistens die höchste Ebene ist und nicht durch andere Objekte (z. B. Gartenbäume) verdeckt wird. Es gibt aber noch geeignetere Bereiche - Wendeeinrichtungen zur Verfolgung der Sonne.

Wenn die Elemente senkrecht zu den Sonnenstrahlen stehen, arbeitet das System jedoch effizienter Auf einer stabilen festen Oberfläche (z. B. einem Dach) ist dies nur für kurze Zeit möglich der Zeit. Um dies zu erhöhen, erfanden sie praktische Ortungsgeräte.

Ein großer Nachteil von Ortungsgeräten sind ihre hohen Kosten. In einigen Fällen zahlt es sich nicht aus, sodass es keinen Sinn macht, in nutzlose Mechanismen zu investieren.

Es wird geschätzt, dass 8 Panels der Mindestbetrag sind, zu dem sich die Kosten im Laufe der Zeit rechtfertigen. Sie können 3-4 Module verwenden, aber unter einer Bedingung: Wenn sie direkt die Batterien umgehen, werden sie an eine Wasserpumpe angeschlossen.

Erst neulich kündigte Tesla Motors die Schaffung eines neuen Dachtyps an - mit integriertem Dach Sonnenkollektoren. Ilon Mask sagte, dass ein modifiziertes Dach billiger wäre als ein normales Dach, auf dem Sockel oder Module installiert sind.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Mithilfe von thematischen Videos können Sie das Gerät von Solarstationen zu Hause besser präsentieren und einige Geheimnisse der Geräteinstallation aufdecken.

Video Nr. 1 Verfügbare technische Informationen zu Solarbatterien und Ladereglern:

Video Nr. 2 Nützliche Erfahrungen mit der Verwendung von Sonnenkollektoren in der Region Moskau:

Video Nr. 3 Ein Beispiel für eine erfolgreich betriebene Solarstation, die komplett selbst aufgebaut ist und sowohl Warmwasserversorgung als auch Heizung bietet:

Wie Sie sehen, ist das solarbetriebene Heizsystem ein sehr reales Phänomen, das Sie selbstständig zum Leben erwecken können. Die Sphäre der alternativen Wege zur Energiegewinnung entwickelt sich ständig weiter, vielleicht werden Sie morgen von einer neuen Entdeckung erfahren.

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