Alternatiivsete energiaallikate populaarsuse põhjused on üsna arusaadavad: on võimalus säästa kütust ja realiseerida keskkonnasõbralike elutugi süsteemide unistusi. Oskuslikult kasutada päikese, tuule ja vee energiat, saate tavalise maamaja muuta kaasaegseks öko-majaks.
Me räägime teile, kuidas varustada päikesekütet eramaja ja analüüsida teiega, kui kasulik see on. Päevavalguse energiakasutuse küsimuste põhjalikuks esiletoomiseks kirjeldasime üksikasjalikult kõiki populaarseid võimalusi, mis on saanud praktilist rakendust ja positiivset tagasisidet kasutajatelt.
Võttes arvesse meie soovitusi, saate luua tõhusa heliosüsteemi suvila või maamaja jaoks. Keerulise materjali tajumise hõlbustamiseks täiendasime infot illustratiivsete diagrammide, illustratsioonide ja videomaterjalidega.
Artikli sisu:
- Päikeseenergia viisid
- Alternatiivse küttesüsteemi plussid ja miinused
-
Päikeseenergia kütmiseks
- Fotogalvaaniliste elementidega paneelide töö põhimõte
- Fotosilma tõhusus
- Koduvõimsuse paigaldamise skeem
-
Kollektori küttesüsteem
- Kortervalik sõltumatuks tootmiseks
- Toru kollektorid - lahendus põhjapoolsetele piirkondadele
- Toimivuse meetod
- Järeldused ja kasulik video antud teemal
Päikeseenergia viisid
Rakendusmeetodid taevase keha energia ei kuulu uuenduslike tehnoloogiate hulka, päikeseenergiat kasutatakse pikka aega ja väga edukalt. See kehtib peamiselt Austraalia, mõnede Euroopa, Ameerika ja lõunapoolsete piirkondade riikide kohta, kus on võimalik saada alternatiivset energiat kogu aasta jooksul.
Mõned põhjapoolsed piirkonnad on loodusliku kiirgusega puudulikud, mistõttu seda kasutatakse täiendava või varukoopia valikuna.
Pildigalerii
Foto kohta
Päikesepaneelid on üks viis, kuidas saada taevakeha poolt peaaegu tasuta energia
Autonoomsete päikeseenergiajaamade seade on otstarbekas piirkondades, kus on palju päikesepaistet päevi, mis ei ole seotud keskmise aastase temperatuuriga.
Autonoomsed päikesesüsteemid asuvad peamiselt väikeste hoonete katustel ja puudeta aladel.
Külmade ajal varustavad päikeseenergia süsteemid õhu, auru või vee soojendamiseks, suvel pakuvad nad sooja vett
Päikeseenergia elektrijaamad on rohelised, keskkonnasõbralikud ja võimelised pidevalt uuendama energiatootmist.
Seni on päikeseenergiaelektrijaamade tõhusus liiga sõltuv päikesepaisteliste päevade arvust. See on tulus ainult lõunapoolsetel laiuskraadidel. Keskel ja põhjaosas saab kasutada ainult varuallikat
SRÜ riikide lõunaosas asuvad päikesepaneelid suudavad pakkuda maapiirkonda, kus on elektri, sooja vee ja jahutusvedelik kütteahelatele
Päikesesüsteemid, mida kasutatakse isegi varuenergiaallikana, toovad üsna suure majandusliku mõju, vähendades energiatootmise peamiste võimaluste koormust.
Päikeseenergia passiivne kasutamine
Päikesepaneeli paigaldamise valik
Privaatse päikesesüsteemi optimaalne asukoht
Päikesepaneeli asukoht räästa
Heliosüsteem katuse õrnal kallakul
Päikeseenergiajaam kui varuallikas
Aku kasutamine SRÜ riikide lõunapiirkondades
Päikesesüsteemide tegelik kasu erasektoris
Päikesekiirte ja energiat genereeriva mehhanismi vahelised vahendajad on päikesepatareid või kollektorid, mis erinevad oma eesmärgist ja disainist.
Patareid koguvad päikeseenergiat ja võimaldavad seda kasutada elektriliste kodumasinate toitmiseks. Need on paneelid, mille ühel küljel on fotosilmad ja teisel pool lukustusmehhanism. Akut saab ise katsetada ja kokku panna, kuid valmis elemente on lihtsam osta - valik on üsna lai.
Päikesesüsteemid (päikesekollektorid) on osa küttesüsteemist kodus. Suured soojusisolatsiooniga soojust kandvad kanalid, nagu patareid, on paigaldatud tõstetud kilpidele päikese või katusekalde poole.
Eeldades, et absoluutselt kõik põhjapoolsed piirkonnad saavad palju vähem looduslikku soojust kui lõunapoolsed, ekslikult. Oletame, et Chukotkas või Kesk-Kanadas on palju päikesepaistelisemaid päevi kui Suurbritannia lõunaosas
Tõhususe suurendamiseks paigutatakse paneelid jälgimissüsteemile sarnanevatele dünaamilistele mehhanismidele - nad pöörduvad pärast päikese liikumist. Energia muundamise protsess toimub torude sees olevates torudes.
Päikesepaneelide päikesesüsteemide peamine erinevus on see, et esimene soojendab jahutusvedelikku ja teine kogub elektrit. Ruumi on võimalik soojendada fotogalvaaniliste elementidega, kuid seadme vooluringid on irratsionaalsed ja sobivad ainult nendele aladele, kus on aastas vähemalt 200 päikesepaistelist päeva.
Küttekeha diagramm, kus on boileriga ühendatud päikesekollektor, ja traditsioonilise kütusega töötav varuallikas (näiteks gaasikatel) (+)
Alternatiivse küttesüsteemi plussid ja miinused
Päikeseküttesüsteemi eelised ei ole nii palju, kuid igaüks neist on kaalukas ja võib olla põhjuseks erakatsetustele:
- Ökoloogilised eelised. See on turvaline maja elanikele ja ümbritsevale loodusele, puhas soojusallikas, mis ei nõua traditsiooniliste kütuste kasutamist.
- Autonoomia. Süsteemi omanikud on energiahindadest ja riigi majanduslikust olukorrast täiesti sõltumatud.
- Tõhusus. Traditsioonilise küttesüsteemi säilitamisel on võimalik vähendada sooja vee maksmise kulusid.
- Kättesaadavus. Päikesesüsteemide paigaldamiseks ei ole vaja riigiasutuste luba.
Kuid on ebameeldivaid hetki, mis võivad pilti rikkuda. Näiteks süsteemi efektiivsuse määramiseks on vaja pikka vähemalt kolmeaastast perioodi (eeldusel, et päikeseenergia on piisavalt ja seda kasutatakse aktiivselt).
Ainult päikesemoodulite paigaldamine nõuab suuri investeeringuid: odavaimad ränipaneelid maksavad vähemalt 2200 rubla. ja esimese kategooria polükristallilised kuue-dioodielemendid - kuni 17000 tk. Arvuta 30 mooduli hind on üsna lihtne (+)
Kasutajal on järgmised puudused:
- süsteemi käivitamiseks vajalike seadmete kõrged hinnad;
- otsene sõltuvus soojuse kogusest geograafilisest asukohast ja ilmastikust;
- kohustuslik varuallikas, näiteks gaasikatel (praktikas on päikesesüsteem sageli varukoopia).
Suurema tulu saavutamiseks peate korrapäraselt jälgima kogujate tervist, puhastama neid prahist ja kaitsma neid külma eest. Kui temperatuur langeb sageli alla 0 ° C, peate hoolitsema mitte ainult päikesesüsteemi elementide, vaid ka kogu maja soojusisolatsiooni eest.
Pildigalerii
Foto kohta
Aastaringselt 120 vatti mahutavusega päikesepaneelid pakuvad maamaja valgustusliinidele ja seadmetele energiat.
Väikese energiatarbega päikeseenergia elektrijaama toodavad otse päikesepatarei, aku ja laadimiskontroller
Päikesepatarei energiatarbijad riigis on energiasäästlikud lambid, elektrilised tööriistad, raadio, TV
Umbes 650 W võimsusega päikesepiirkonnas kasutatakse maja sisemuses olevat plokki 1 kW inverteriga.
Päikesepaneelid maamaja katusel
Dacha heliosüsteemi patareide paigaldamine
Välisvarustus Solar Power Station
Maja sees paiknevad tehnilised seadmed
Päikeseenergia kütmiseks
Energiat koguvate fotogalvaaniliste elementide peamine eesmärk on anda majale elektrit. Nende lisamiseks skeemi küttesüsteemi seadmed optimaalse funktsioneerimise saavutamiseks on vaja paigutada ketid hoiupaagiga.
See on see, et vesi kuumeneb, mis pärast teatud temperatuuri saavutamist täidab torud ja radiaatorid ruumides, mis vajavad kütmist (elutuba, vannituba).
Päikesega töötav süsteem koos kaheahelalise paagiga, mis korraldab kütte- ja soojaveevarustust kahes suunas: kütte-radiaatoritele ja parsimise punktidele (+)
Proovime koostada päikesepatareide projekteerimisomadused ja määrata nende potentsiaalne roll küttesüsteemis.
Fotogalvaaniliste elementidega paneelide töö põhimõte
Päikeseseadmete elemente on kolm:
- Monokristalne. Need on kõige puhtama räni õhukesed plaadid, mis on lõigatud kunstlikes tingimustes kasvatatud kristallidest. Kõige produktiivsem sort, mille efektiivsus on umbes 17-18%. Optimaalne temperatuur töötamiseks on vahemikus 5 ºС kuni 25 ºС.
- Polükristalliline. Valmistatud vahvlitest, mis on saadud silikooni sulatamise järkjärgulise jahutamisega. Nende tootmistehnoloogiad on vähem töömahukad, kuid polükristalliliste fotogalvaaniliste elementide efektiivsus on oluliselt väiksem - mitte üle 12%.
- Amorfne. Need on film. Valmistatakse aurustamisfaasi meetodil, mille tulemusena sadestatakse õhuke kile kujul räni polümeeri paindlikul alusel. Odavaim tootmisviis on kombineeritud meie madala tootlikkusega, mis on hinnanguliselt kuni 7%.
Autonoomsete küttesüsteemide paigaldamiseks põhjapoolsetesse piirkondadesse kaalutakse kõige sobivamat võimalust fotogalvaanilised akudkogutud ühekristallilistest elementidest. Amorfsete moodulitega patareisid on siiski lihtsam paigaldada, praktiliselt baasivaba ja palju odavam.
Monokristallmoodul koosneb moodulitesse ühendatud seeriaga ühendatud elementidest. Päikesepaneeli moodustavad mitmed moodulid. Fotogalvaaniliste päikesesüsteemide tume pind optimeerib päikesevalguse imendumist
Väliste elementide ülesanne on päikesekiirte neelamine ja muutmine. Vabanenud energia voolab edasi ja kontsentreerub akusse. Väike element annab umbes 100–250 W ja 25–30 m² suurune paneel pakub väikese maja jaoks elektrienergiat. Küttesüsteemi paigaldamiseks on vaja energiat 2-3 korda rohkem.
Muundur töötab alalisvoolu muundurina päikeseenergiast „elektrit”, kuna majapidamisseadmete ja valgustite tööks on vajalik vahelduvvool.
Kui me räägime spetsiaalselt küttesüsteemist, töötab ka elektriküttel töötav boiler vahelduvvoolul. Kodu öösel valguse tagamiseks on vaja igapäevast tarnimist hoida patareid.
Invertermoodulid on paigaldatud mugavasse hoolduspaika, kuigi see ei vaja pidevat juhtimist ja töötab automaatrežiimis (+)
Fotosilma tõhusus
Lihtsaim viis osta päikesekollektorid ja rakendage ühte lihtsatest, tõestatud aastatest. Mõnikord dikteerivad asjaolud nende tingimusi. Oletame, et sul on päikeseenergiaga töötav töökorrasüsteem, kuid praegu on see elektrienergia tarnimiseks ja maja sooja vee varustamiseks.
On selge, et uute seadmete ostmine on kahjumlik, seega on võimsuse suurendamine teatud fotogalvaaniliste elementide ostmise abil lihtsam. Eelarve valik - räni paneelid mahuga kuni 23-25%.
On vaja ühendada elektriga töötav kütteseade vooluallikaga. Universaalne versioon - katel, mis on varustatud jaotusvõrguga.
Venemaa turul on polümeersed filmielemendid palju vähem levinud kui silikoonmono- ja polükristallilised analoogid. Need on mugavad paigaldamiseks, kuid neil on madal efektiivsus - ainult 6%
Kui elektrivarustus on korralikult korraldatud, peaks see olema piisav nii sooja tarbevee kui ka kütte jaoks. On näiteid, kui maja on soojusega täielikult varustatud - seda on võimalik katusel tuvastada, peaaegu täielikult paneelidega kaetud.
Mõnikord on vaja spetsiaalsete eraldatud ehitiste ehitamist, kui katuse pindala ei ole piisav. Tuleb välja, et võimsuse suurendamiseks on vaja täiendavat vaba ala.
Isegi kõige hoolikamad arvutused ei aita teil kindlaks määrata võimaliku energia täpse koguse ja luua kiiresti tõhusa, sujuva süsteemi. Fakt on see, et praktikas on takistusi, mille ilmumist on raske ennustada.
Siin on mõned tegurid:
- Ilmastikukindlus. Selged päikesepaistelised päevad on isegi lõunapiirkondades teadmata. Põhjamaades on nende arvu usaldusväärselt ennustatav peaaegu võimatu.
- Elektri saamise eiramine. Näiteks põhjapoolsetes piirkondades talvel on lühike valguspäev, seega kulutatakse valgustusele palju ringlussevõetud päikeseenergiat. Lisaks väheneb märgatavalt päikesekiirguse intensiivsus talveperioodil.
- Perioodilised jaotused. Nagu kõik tehnilised süsteemid, võivad päikesepaneelid aeg-ajalt puruneda üksikute elementide, lepinguliste liigeste, kaitsepindade jms tõttu.
Seetõttu saate tõhususest õppida ainult teatud aja jooksul, vähemalt - aasta pärast. Võib osutuda vajalikuks suurendada fotoelementide või patareide arvu, kaaluda maja täiendavat isolatsiooni, vähendada soojendusega ala. Oletame, et Saksamaa põhjapoolsetes piirkondades ei ole magamistubade säästmiseks sageli üldse kuumutatud.
Paigaldatud fotosilmade hooldus ei vaja erilisi oskusi ja koosneb korrapärasest puhastamisest: lumepuhastus talvel ja praht sooja perioodi vältel, klaasipinna pesemine voolikust veega
Koduvõimsuse paigaldamise skeem
Lihtsaim viis päikese generaatori paigaldamine - süsteemi komponentide müüjaga ühendust võtmine ja teenuste pakkumine nende paigaldamiseks. Plussid - professionaalne projekt, millel on individuaalsed omadused, garantii kõigile toodetele ja paigaldamisele, miinus - kõrge hind.
Kui teil on asjakohane kogemus, saate oma maja kütmiseks iseseisvalt koostada päikesepaneelidega mini-elektrijaama.
Kõige tõhusam on õhu-päikesesüsteemi seadme hübriidskeem, milles fotokellasid kasutatakse energia, veekuumutite kogumiseks ja täiendavalt paigaldatud tuulegeneraator Seda saab asendada varukütuse allikaga (+)
Kõik küttesüsteemi montaažiosad müüakse spetsialiseeritud kauplustes.
Peate ostma järgmised komponendid:
- räni või kile päikesemoodulite komplekt;
- energia salvestamise aku;
- laadimiskontroller, mis reguleerib aku laadimisprotsessi;
- muundur, mis muundab alalisvoolu AC-ks;
- ühenduskaablite komplekt.
On soovitav, et patareid oleksid samad (võttes arvesse brändi, võimsust ja isegi pidu) ning neil on võimalus hoida energiat 3-4 päeva. Nende töö kestus sõltub ruumi temperatuurist - külmades tingimustes tühjenevad nad kiiresti. Kui ööpäevane tarbimine on 2400 Wh, siis peavad akud olema vähemalt 1000 Ah.
Autode patareide kasutamisel pidage meeles, et nende maksimaalne efektiivsus on 70-75% ( 3 aastat), on päikesesüsteemide eriseadmed parimad - kuni 85% (kasutusiga - 10 aastat). Säilitamisel ja teisendamisel kaob mõni energia.
Sinusoidse tekitatud voolu kvaliteet päikesesüsteemide inverterid, tsentraliseeritud võrgu voolu kohal. Seadme tunnuseks on pinge faasi sünkroniseerimine, kus 12 V kuni 220 V üleminek toimub elektriliste kodumasinate töö katkematult.
Võimsusmuundurid - 250 W kuni 6000 W ja rohkem. Saate väljundvõimsust suurendada mitme seadme paralleelse ühenduse tühjendamisega. Näiteks 3 x 3000 W = 9000 W (+)
Pärast kõigi päikesesüsteemi elementide paigaldamist on vaja ühendada elektriline paak, mis soojendab vett inverterisse, ja küttejuhtme paaki.
Kollektori küttesüsteem
Suurimat efektiivsust ja mõju saab saavutada kollektorite paigaldamisega päikesemoodulite asemel - välitingimustes paigaldatavatele seadmetele, kus vett kuumutab päikesekiirgus. Selline süsteem on loogilisem ja loomulikum, kuna see ei nõua jahutusvedeliku kuumutamist teiste seadmetega.
Kaaluge kahe põhitüübi seadmete - lamedate ja torukujuliste - konstruktsiooni ja tööpõhimõtet.
Kortervalik sõltumatuks tootmiseks
Korterite paigaldamine on nii lihtne, et kogenud käsitöölised koguvad käsitööanalooge tehke seda ise, ostke osa eriala kauplusest ja ehitage mõned improviseeritud materjali.
Terasest või alumiiniumist isoleeritud kanali plaadil on fikseeritud päikesekiirgus. Enamasti on see kaetud musta kroomikihiga. Soojuse neelduri peal on kaitstud suletud läbipaistva kattega.
Vesi kuumutatakse madratsiga kaetud torudes, mis on ühendatud plaadiga. Vesi või antifriis siseneb kanali sisemusse sisselaskeava kaudu, soojendab torudes ja liigub väljalaskeava - väljalaskeava.
Kaane valgusläbivus on seletatav läbipaistva materjali - tugeva karastatud klaasi või plastikuga (näiteks polükarbonaat) kasutamisega. Päikesekiirte peegeldumise vältimiseks on klaas või plastpind mattitud (+)
On kahte tüüpi ühendusi: ühe toru ja kahe toru, valik ei ole põhimõtteliselt erinev. Kuid on suur erinevus selles, kuidas jahutusvedelikku kollektoritele tarnitakse - gravitatsioonivool või pumba abil. Esimene võimalus on tunnistatud ebaefektiivseks vee liikumise nõrga kiiruse tõttu, mis vastavalt kuumutamise põhimõttele sarnaneb suvise duši mahutiga.
Teise variandi kasutamine on tingitud tsirkulatsioonipumba ühendamisest, mis jõuab kehtiva jahutusvedeliku. Pumbamisseadmete käitamise energiaallikas võib olla päikeseenergiaga võrk.
Päikesekollektoriga kuumutatava jahutusvedeliku temperatuur jõuab 45-60 ºС, maksimaalne indikaator väljundi juures on 35-40 ºС. Küttesüsteemi efektiivsuse parandamiseks koos radiaatoritega kasutage "soojaid põrandaid" (+)
Toru kollektorid - lahendus põhjapoolsetele piirkondadele
Üldine tööpõhimõte sarnaneb lamedate analoogide toimimisega, kuid ühe erinevusega - soojuskandjaga soojusvahetid on klaaspudelites. Torud ise on sulgedega, joodetud ühele küljele ja näevad välja nagu suled ja koaksiaalsed (vaakum), mis on sisestatud üksteisesse ja suletud mõlemale küljele.
Soojusvahetid on samuti erinevad:
- päikeseenergia muundamise süsteem soojuseks toru;
- tavaline toru jahutusvedeliku U-tüüpi liigutamiseks.
Teist tüüpi soojusvahetid on tunnistatud efektiivsemateks, kuid mitte piisavalt populaarseteks remondikulude tõttu: kui üks toru ei tööta, tuleb kogu osa välja vahetada.
Soojustoru toru ei ole osa kogu segmendist, nii et saate seda 2-3 minuti jooksul muuta. Ebaõnnestunud koaksiaalelemendid parandatakse lihtsalt korgi eemaldamise ja kahjustatud kanali asendamise teel.
Skeem, mis selgitab kuumutamisprotsessi tsüklilist iseloomu vaakumtorudes: külma vedeliku all päikeseenergiaga kokkupuude soojeneb ja aurustub, andes teed külma järgmisele osale soojuskandja (+)
Pärast eri tüüpi kollektsiooni tehniliste omaduste analüüsimist ja nende kasutamise kokkuvõtet otsustasime, et lamedad kollektorid sobivad lõunapoolsetele piirkondadele ja põhjapoolsetele piirkondadele torukujulised. Eriti hästi väljakujunenud karmis kliimaseadmes koos soojustoruga. Neil on kuumutamisvõimsus isegi pilvistel päevadel ja öösel, mis toovad kaasa minimaalse päikesevalguse.
Näide päikesekollektorite katla seadmetega ühendamise standardskeemist: pumbajaam tsirkuleerib vett, kontroller kontrollib küttesüsteemi
Toimivuse meetod
Tavaliselt on väikeste päikesemoodulite katsetamisega eramute omanikud kaugemale ja parandavad süsteemi mitmel viisil.
Lihtsaim viis on vastavalt suurendada moodulite arvu, et meelitada nende paigutamiseks lisaruumi ja osta võimsamaid seonduvaid seadmeid.
Mida teha, kui on vaba ruumi? Siin on mõned juhised päikesejaama (fotogalvaaniliste elementide või kollektoritega) tõhususe suurendamiseks:
- Moodulite orientatsiooni muutmine. Liikuvad elemendid päikese suhtes. Lihtsamalt öeldes on paneelide peamise osa paigaldamine lõunapoolsele küljele. Pika päevavalgusega on ka optimaalne kasutada ida- ja läänepoolseid pindu.
- Kaldenurga reguleerimine. Tavaliselt näitab tootja, milline nurk on kõige eelistatum (näiteks 45º), kuid mõnikord tuleb paigaldamise ajal teha ise kohandusi, võttes arvesse geograafilist laiust.
- Paigalduskoha õige valik. Katus sobib, sest see on kõige sagedamini kõrgeim lennuk, mida teised objektid (näiteks aiapuud) ei varja. Kuid on veel sobivamaid alasid - päikese jälgimise seadmeid.
Kui elemendid on päikesekiirte suhtes risti, töötab süsteem siiski tõhusamalt stabiilsel fikseeritud pinnal (näiteks katusel) on see võimalik vaid lühikest aega aega. Selle suurendamiseks leiutasid nad praktilised jälgimisseadmed.
Jälgimismehhanismid on dünaamilised platvormid, mis pöörlevad pärast päikest. Tänu neile kasvab generaatori jõudlus suvel umbes 35-40%, talvel - 10-12%
Jälgimisseadmete suureks puuduseks on nende kõrge hind. Mõnel juhul ei tasu see ära, seega pole mõtet investeerida kasutud mehhanismidesse.
Hinnanguliselt on 8 paneeli minimaalne summa, millega kulud aja jooksul õigustavad. Võite kasutada 3-4 moodulit, kuid ühe tingimusega: kui need on otse, patareid mööda, on need ühendatud veepumpaga.
Just teisel päeval teatas Tesla Motors uue katusetüübi loomisest - integreeritud päikesepaneelid. Iloni mask ütles, et modifitseeritud katus oleks odavam kui tavaline katus, millel on pealdised või moodulid.
Järeldused ja kasulik video antud teemal
Temaatilised videod aitavad teil paremini esitada koduse päikesejaamade seadmeid ja paljastada seadmete paigaldamise saladusi.
Video # 1. Saadaval tehniline teave päikesepatareide ja laadimiskontrollerite kohta:
Video # 2. Kasulik kogemus päikesepaneelide kasutamisel Moskva piirkonnas:
Video # 3. Näide edukalt tegutsevast päikesepaneelist, mis on täielikult kokku pandud, pakkudes nii sooja tarbevett kui ka küttekeskkonda:
Nagu näete, on päikeseenergial põhinev küttesüsteem väga reaalne nähtus, mida saate iseseisvalt elada. Alternatiivsete energiaallikate valdkond areneb pidevalt, võib-olla homme kuulete uue avastuse kohta.
Kutsume Teid aktiivselt kommenteerima materjali. Väljendage oma suhtumist „rohelisse energiasse”, jagage oma kogemusi päikesepaneelide süsteemi ehitamisel, ütle teile ainult allpool toodud plokis teadaolevad nüansid.
