Meiste Zeit des Jahres müssen wir Geld für ihre Häuser zu erwärmen. In dieser Situation wäre jede Hilfe überflüssig. Solarenergie ist für diesen Zweck so gut wie möglich geeignet: absolut sauber und frei.
Moderne Technologien ermöglichen Solarheizung Privathäuser, nicht nur in den südlichen Regionen, sondern auch in den Bedingungen des mittleren Bandes.
In diesem Artikel:
- Das kann moderne Technik bieten
- Vor- und Nachteile der Nutzung von Solarenergie
- Offene Solarkollektoren
- Tubuläre Solarkollektoren
- Vor- und Nachteile von Röhrenkollektoren
- Geschlossene flache Solarkollektoren
- Vergleich der Eigenschaften von Solarkollektoren
- Methoden zum Anschluss an das Heizsystem
- Die Schaltung, die die Wärmereservoir Verbindungs
- Schaltplan der Solarbatterie
- Wie die erforderliche Kapazität des Reservoirs berechnen
- Nützliche Videos zum Thema
Das kann moderne Technik bieten
Der Durchschnitt von 1 m2 Gesamtfläche Land 161 erhält Solarenergie W pro Stunde. Natürlich am Äquator, ist diese Zahl ein Vielfaches höher als in der Arktis. Darüber hinaus hängt die Dichte der Sonnenstrahlung auf die Zeit des Jahres.
In der Region Moskau die Intensität der Sonnenstrahlung im Dezember und Januar unterscheidet sich vom Mai und Juli mehr als fünf Mal. Allerdings ist das derzeitige System so effektiv, dass sie praktisch überall auf der Erde arbeiten können.
direkte Erwärmung eines thermischen Solarkollektoren und Photovoltaik-Batterien: Aufgabe Nutzung von solarer Strahlungsenergie mit maximaler Effizienz wird auf zwei Wegen erreicht.
Solarzellen wandeln die Energie des Anfangs von Sonnenlicht in Elektrizität, dann durch ein spezielles System für die Verbraucher, wie Elektroboiler.
Thermisches Reservoire durch Sonneneinstrahlung erhitzte Kühlmittelheizung und Warmwasseranlagen erwärmt.
Thermische Kollektoren kommen in verschiedenen Formen, einschließlich offene und geschlossene Systeme, flach und kugelförmige Struktur, halbkugeligen Naben Kollektoren und viele andere Optionen.
Die thermische Energie von Sonnenkollektoren zum Erwärmen von heißem Wasser oder Heizfluid verwendet wird, erhalten.
Trotz der offensichtlichen Fortschritte bei der Entwicklung des Sammelns Lösungen, Akkumulation und Nutzung der Sonnenenergie gibt es Vor- und Nachteile.
Vor- und Nachteile der Nutzung von Solarenergie
Der offensichtlichste Vorteil der Solarenergie ist die Zugänglichkeit. In der Tat, auch in dem düsteren und bewölkten Wetter kann Solarenergie gesammelt und verwendet werden.
Das zweite Plus - eine Null-Emissionen. In der Tat ist es die umweltfreundlichste Form der Energie und natürlich. Sonnenkollektoren und Sammler erzeugen keine Geräusche. In den meisten Fällen werden sie auf den Dächern von Gebäuden montiert, ohne wertvolle vorstädtischen Landfläche zu nehmen.
Nachteile, die mit der Nutzung von Sonnenenergie sind zu Unbeständigkeit Beleuchtung. In der Nacht, es nichts zu sammeln wird, wird die Situation durch die Tatsache, dass die Spitze der Heizperiode ist die am kurzen Licht Tage des Jahres.
Es ist notwendig, die Reinheit der optischen Platte, geringe Verschmutzung drastisch reduziert die Effizienz zu überwachen.
Darüber hinaus können wir nicht sagen, dass der Betrieb des Systems auf Solarenergie Kosten absolut kostenlos, dort sind die Fixkosten der Abschreibungskosten, Umwälzpumpe und Steuer Elektronik.
Offene Solarkollektoren
Outdoor-Solarkollektor ist ungeschützt vor äußeren Einflüssen Rohrsystem, das auf die Sonne direkt beheizte Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert. Als Kühlmittel wird Wasser verwendet, Gas, Luft, Frostschutzmittel. Rohr oder befestigt an der Tragplatte in Form einer Spule oder in parallelen Reihen an der Austrittsdüse verbunden ist.
Wir öffnen Sammler in der Regel keine Isolierung haben. Das Design ist sehr einfach, so ist es billig und wird oft unabhängig gemacht.
Durch nahezu die fehlende Isolierung der Energie von der Sonne speichert, hat einen niedrigen Wirkungsgrad. Verwendet sie vor allem im Sommer Wasser in Schwimmbädern oder Sommerdusche zu erwärmen. Eingebaut in sonnigen und warmen Regionen, mit kleinen Veränderungen in der Temperatur der Umgebungsluft und erwärmte Wassers. gut funktioniert nur in sonnigem, ruhigem Wetter.
Tubuläre Solarkollektoren
Die rohrförmigen Solarkollektoren sind aus Einzelrohren zusammengesetzt, die das Wasser, Gas oder Dampf ausgeführt wird. Dies ist eine Art von Solaranlagen geöffnet. Allerdings ist das Kühlmittel schon viel besser geschützt von der externen Negativität. Vor allem in Vakuumanlagen, angeordnet nach dem Prinzip der thermoses.
Jedes Rohr ist mit dem System verbunden getrennt, parallel zueinander. Bei Ausfall einer Röhre ist es leicht zu einem neuen zu ändern. Die gesamte Struktur kann auf dem Dach des Gebäudes direkt montiert werden, was die Installation erheblich erleichtert.
Plus eine starke Rohrsolarkollektoren ist in einem zylindrischen, die Grundelemente bilden, die zu machen aufgefangenen Sonnenstrahlung, die alle Tageslicht, ohne den Einsatz von teuren Tracking-Systeme für die Bewegung Leuchten.
Nach ihren Konstruktionsrohre Stift und koaxiale Sonnenkollektoren.
Koaxialrohr ist ein Behälter oder Dayura die bekannten Thermos. Aus zwei Kolben zwischen ihnen evakuiert. Die Innenfläche des Innenkerns, beschichtet mit einer hochselektiven Beschichtung Solarenergie wirksam zu absorbieren.
Wärmeenergie aus dem Innenrohr der selektiven Schicht von Wärme aus dem Innenwärmetauscher oder Aluminiumplatten überführt. In diesem Stadium treten unerwünschte Wärmeverluste.
Fountain Rohr ist ein Glaszylinder mit dem Inneren des Absorbers Stift eingesetzt ist.
Für eine gute Isolierung des evakuierten Röhrchens. Die Wärmeübertragung vom Absorber erfolgt verlustfrei, so dass die Effizienz der Brunnenrohre oben.
Durch die Wärmeübertragungsverfahren hat zwei Systeme: den Gleichstrom und Wärme- (Wärmerohr).
Es stellt heißgesiegelte Behälter mit einer flüchtigen Flüssigkeit.
Innen Wärme-flüchtige Flüssigkeit ist es, dass Wärme von der Innenwand des Kolbens oder durch Stift-Absorber aufnimmt. Unter dem Einfluß der Temperatur der Flüssigkeit siedet und der Dampf steigt. Nach der Wärme an das Kühlmittel gegebenen Heiz- oder Warmwasser, kondensiert der Dampf in die Flüssigkeit und nach unten fließt.
Als flüchtige Flüssigkeit wird häufig Wasser bei niedrigem Druck verwendet wird.
Der Gleichstrom-System verwendet U-förmigen Röhre, durch die das Kühlwasser oder Heizungsanlagen zirkuliert.
Die eine Hälfte des U-förmigen Rohres ist für kaltes Kühlmittel entwickelt, entfernt die zweite erwärmte. Wenn erwärmte Kühlmittel dehnt sich aus und tritt in den Tank, eine natürliche Zirkulation bereitstellt. Wie es der Fall mit Wärme-System ist, sollte der minimale Neigungswinkel mindestens 20⁰ sein.
Einmal durch Systeme sind effizienter, da einmal erwärmte Kühlmittel.
Wenn die Solaranlage geplant ist die ganze Jahr über verwendet werden, dann injizierte sie ein spezielles Frostschutzmittel.
Vor- und Nachteile von Röhrenkollektoren
Die Verwendung von rohrförmigen Solarkollektoren hat eine Reihe von Vorteilen und Nachteilen. Die Gestaltung des rohrförmigen Solarkollektor besteht aus identischen Elementen, die relativ leicht zu ersetzen.
Vorteile:
- geringer Wärmeverlust;
- Fähigkeit, bei Temperaturen bis -30⁰S zu betreiben;
- effektive Leistung während der Tagesstunden;
- gute Leistung in Regionen mit gemäßigten und kalten Klimazonen;
- Low windage, Sound-Systeme Fähigkeit, durch die röhrenförmige Luftmasse passieren selbst;
- Möglichkeit, eine hohe Kühlmitteltemperatur in der Herstellung.
Strukturell weist die röhrenförmige Struktur eine begrenzte Öffnungsfläche. Es hat die folgenden Nachteile:
- Es ist nicht in der Lage Selbstreinigung von Schnee, Eis, Frost,
- die hohen Kosten.
Trotz der anfänglich hohen Kosten, Röhrenkollektoren schnell amortisieren. Haben eine lange Lebensdauer.
Geschlossene flache Solarkollektoren
Flachkollektor besteht aus einem Aluminiumrahmen, spezielle absorbierende Schicht - Absorber, einer transparenten Beschichtung und Rohrisolierung.
Als Absorber Verwendung geschwärzte Kupferblech, ist idealerweise für die Erstellung von geliosistem Leitfähigkeit. Wenn die Absorption der Sonnenenergieabsorber übertragen wird Solarenergie erhalten, dass Kühlmittel durch die Rohre benachbart zu dem Absorbersystem zirkulieren.
An der Außenseite der geschlossenen Platte durch eine transparente Beschichtung geschützt. Es ist aus schlagfestem gehärtetem Glas ein Übertragungsband 0,4-1,8mkm aufweist. In diesem Bereich auf das Maximum der Sonnenstrahlung. Stoßfest Glas ist ein guter Schutz gegen Hagel. Auf der Rückseite der ganzen Platte ist sicher isoliert.
Die Liste der Vorteile des geschlossenen flachen Platten einschließlich:
- einfacher Aufbau;
- gute Leistung in Regionen mit warmem Klima;
- in jedem Winkel der Einbaumöglichkeit in Gegenwart von Geräten, den Neigungswinkel zu ändern;
- die Fähigkeit zur Selbstreinigung von Schnee und Frost;
- niedriger Preis.
Flachkollektoren sind besonders vorteilhaft, wenn ihre Verwendung in der Planungsphase ist geplant. Lebensdauer in qualitativ hochwertige Produkte beträgt 50 Jahre.
Die Nachteile sind:
- Der hohe Wärmeverlust;
- viel Gewicht;
- Hohe Windwiderstand an der Stelle der Platten in einem Winkel zum Horizont;
- Einschränkungen in der Leistung mit Änderungen in der Temperatur über 40 ° C
Scope geschlossen Reservoire sind viel breiter als die offene Typ Solaranlagen. Im Sommer können sie die Notwendigkeit von heißem Wasser treffen. An kühleren Tagen werden die Dienstprogramme nicht in der Heizperiode enthalten, können sie anstelle von Gas und elektrische Heizungen arbeiten.
Vergleich der Eigenschaften von Solarkollektoren
Der wichtigste Indikator ist die Effizienz des Solarkollektors. Nützliche Leistung verschiedener Konstruktionen von Solarkollektoren ist abhängig von der Temperaturdifferenz. In diesen Flachkollektoren deutlich weniger Rohr.
Wenn ein Solarkollektor Auswahl sollte die Aufmerksamkeit auf eine Reihe von Parametern zahlen, um die Effizienz und die Kapazität der Einrichtung widerspiegelt.
Es gibt mehrere wichtige Eigenschaften für Sonnenkollektoren:
- Adsorptionskoeffizient - gibt das Verhältnis der Gesamtenergie absorbiert;
- Emissionskoeffizient - ist das Verhältnis der Energie der absorbierten übertragen;
- und die Gesamtöffnungsfläche;
- Effizienz.
Aperturfläche - das ist ein Arbeitssolarkollektorfläche. In einer flachen Platte ist Kollektors Aperturfläche maximiert. Der Öffnungsbereich ist die Absorberfläche.
Methoden zum Anschluss an das Heizsystem
Da Solarenergie-Geräte können keine stabile Energieversorgung und Behinderte, ein System resistent gegen diese Mängel.
Für die zentralen Solaranlagen Russlands kann eine stabilen Energiefluss nicht gewährleistet, und werden daher als zusätzliches System verwendet. Integration in das bestehende Heizsystem und Warmwasser für die verschiedenen Solarkollektor und Solarbatterien.
Die Schaltung, die die Wärmereservoir Verbindungs
Je nach Einsatzzweck des Wärmekollektors verbinden unterschiedliche Systeme verwendet werden. Kann sein, mehrere:
- Sommer-Version für Warmwasser
- Winterversion für Heizung und Warmwasserversorgung
Sommer einfachsten Ausführung und auch ohne Umwälzpumpe kosten kann, eine natürliche Wasserzirkulation verwendet wird.
Wasser wird im Sonnenkollektor erhitzt und aufgrund der thermischen Ausdehnung wird in den Vorratsbehälter oder Kessel zugeführt. So gibt es eine natürliche Zirkulation: anstelle des Warmwasserspeichers wird kalt abgesaugt.
Wie jedes System basiert auf der natürlichen Zirkulation es nicht sehr effizient funktioniert, die die Einhaltung der geforderten Steigung. Darüber hinaus sollte der Puffertank höher sein als der Solarkollektor.
Um das Wasser zu halten, so lange wie möglich sollte die Whirlpool gründlich erwärmt werden.
Wenn Sie wirklich der effizienteste Betrieb eines Solarkollektors erreichen wollen, komplizierten Schaltplan.
Nach dem Solar-Kühlmittel zirkuliert nonfreezing Kollektorsystem. Es stellt Zwangsumwälzpumpe unter Steuerung des Controllers.
Die Steuerung steuert den Betrieb der Pumpe Zirkulation auf der Grundlage der Aussagen von mindestens zwei Temperatursensoren. Der erste Sensor misst die Temperatur im Vorratsbehälter, die zweite - auf dem Rohr heißes Kühlmittel Solarkollektor liefern. Sobald die Temperatur in dem Tank, um die Temperatur des Kühlmittels in dem Reservoir übersteigt Controller deaktiviert die Pumpe, um die Zirkulation des Kühlmittels durch das System zu stoppen.
Im Gegenzug, wenn die Temperatur in dem Vorratsbehälter unter dem Kessel vorbestimmten schaltet ist.
Schaltplan der Solarbatterie
Es wäre verlockend, ein ähnliches Schema der Solarenergie anzuwenden, ist, wie es im Fall eines Solarkollektors implementiert ist, Energie pro Tag empfangen zu akkumulieren. Leider, um der Akku ausreichend Kapazität zu schaffen, ist sehr teuer für das private Stromversorgungssystem nach Hause. Daher ist das Verbindungsschema wie folgt.
Mit der Solarpaneele an den Laderegler zugeführter Beschickung durchführt, die mehrere Funktionen: es stellt eine permanente Aufladung der Batterien und die Spannung stabilisiert. Als nächstes wird ein elektrischer Strom an den Wechselrichter zugeführt wird, in dem die Umwandlungskonstante 12V oder 24V Gleichstrom in Wechselstrom-220V einphasig.
Leider ist unser elektrische Energie nicht erhalten angepasst kann nur in eine Richtung von der Quelle zum Verbraucher betreiben. Aus diesem Grunde werden Sie nicht in der Lage, die entzogene Energie, oder zumindest die Zähler in der entgegengesetzten Richtung zu drehen zwingen, zu verkaufen.
Der Einsatz von Sonnenkollektoren ist insofern vorteilhaft, als sie bieten eine universellere Form von Energie, aber es kann die Effizienz von Solarkollektoren nicht überein. Diese haben jedoch nicht die Fähigkeit, Energie zu speichern, im Gegensatz zu Solar-Photovoltaik-Panels.
Wie die erforderliche Kapazität des Reservoirs berechnen
Wenn der Sonnenkollektor die erforderliche Leistung die Berechnung sehr oft fälschlicherweise führen Berechnungen auf der Grundlage der eingehenden Solarenergie in den kältesten Monaten des Jahres.
Die Tatsache, dass das gesamte System in dem Rest des Jahres ständig überhitzt. Die Temperatur des Kühlmittels im Sommer am Ausgang des Solarkollektors kann 200 ° C bei einem Erwärmungs Dampf oder Gas, 120 ° C Frostschutzmittel, 150 ° C Wasser erreichen. Wenn das Kühlmittel siedet, wird er teilweise verdampft. Als Ergebnis, wird es ersetzt werden.
Fertigungsunternehmen empfehlen, aus den folgenden Zahlen stammen:
- Bereitstellung von heißem Wasser nicht mehr als 70%;
- Heizungsanlage sichergestellt wird, nicht mehr als 30%.
Der Rest der Wärme erforderlich ist, sollte eine Standard-Heizungsanlagen entwickeln. Doch bei diesen Raten jährlich spart es im Durchschnitt etwa 40% auf Heizung und Warmwasser.
Leistung, die durch das Einzelrohr des Vakuumsystems erzeugt wird, hängt von der geographischen Lage. Abbildung der Sonnenenergie pro 1 m2 Land im Jahr fällt genannt Einstrahlungs. die Länge und der Durchmesser des Rohres zu kennen, ist es möglich, die Blende zu berechnen - die effektive Absorptionsfläche. Es bleibt Koeffizienten der Absorption und der Emissionsleistung für das Berechnen einer Röhre pro Jahr anzuwenden.
Berechnungsbeispiel:
Standard Rohrlänge von 1800 mm, einer effektiven - 1600 mm. Durchmesser 58 mm. Aperture - schraffierte Fläche durch das Rohr geschaffen. So ist der Schattenbereich des Rechtecks:
S = 1,6 * 0058 = 0,0928m2
der durchschnittliche Wirkungsgrad der Röhre beträgt 80%, die Sonneneinstrahlung für Moskau ist etwa 1170 kWh / m2 pro Jahr. Somit wird ein Rohr in einem Jahr produzieren:
W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = * h 86,86kVt
Es sei darauf hingewiesen, dass dies eine sehr ungefähre Berechnung ist. Die Menge der erzeugten Energie ist abhängig von der Einbaulage, Winkel, eine Durchschnittstemperatur, etc.
Nützliche Videos zum Thema
Demonstration der Wirkung des Sonnenkollektors im Winter:
Vergleichen Sie die verschiedene Modelle von Sonnenkollektoren:
Während seiner gesamten Existenz der Menschheit mehr und mehr Energie wird jedes Jahr verbraucht. Versuche, freie Sonneneinstrahlung zu nutzen wurden schon vor langer Zeit gemacht, aber erst seit kurzem möglich geworden, die Sonne in unseren Breiten effektiv zu nutzen. Es besteht kein Zweifel, dass die Zukunft der Solaranlagen.
