La plupart de l'année, nous devons dépenser de l'argent sur le chauffage de leurs maisons. Dans cette situation, toute aide serait superflue. L'énergie solaire convient à cet effet aussi bien que possible: absolument propre et libre.
Les technologies modernes permettent des maisons privées de chauffage solaire, non seulement dans les régions du sud, mais aussi dans les conditions de la bande du milieu.
Dans cet article:
- Cela peut offrir la technologie moderne
- Avantages et inconvénients de l'utilisation de l'énergie solaire
- Ouvrez capteurs solaires
- capteurs solaires tubulaires
- Avantages et inconvénients des collecteurs tubulaires
- Fermé capteurs solaires plats
- Comparaison des caractéristiques des capteurs solaires
- Méthodes de connexion à l'installation de chauffage
- Le circuit reliant le réservoir de chaleur
- Le schéma de câblage de la batterie solaire
- Comment calculer la capacité requise du réservoir
- vidéos utiles sur le sujet
Cela peut offrir la technologie moderne
La moyenne de 1 m2 de terrain de surface 161 reçoit de l'énergie solaire W par heure. Bien sûr, à l'équateur, ce chiffre est beaucoup plus élevé que dans l'Arctique. En outre, la densité du rayonnement solaire dépend de la période de l'année.
Dans la région de Moscou l'intensité du rayonnement solaire en Décembre et Janvier est différent du mois de mai et Juillet plus de cinq fois. Cependant, le système actuel est tellement efficace qu'ils sont capables de fonctionner pratiquement partout sur la terre.
l'utilisation des tâches de l'énergie du rayonnement solaire avec une efficacité maximale est obtenue de deux façons: le chauffage direct d'un des capteurs solaires thermiques et photovoltaïques batteries.
Les cellules solaires convertissent l'énergie du début de la lumière du soleil en électricité, passer ensuite à travers un système spécial aux consommateurs, tels que la chaudière électrique.
réservoirs thermiques étant chauffés par les rayons solaires de chauffage du liquide de refroidissement chauffé et chauffe-eau.
capteurs thermiques se présentent sous plusieurs formes, y compris les systèmes ouverts et fermés, structure plate et sphérique, moyeux hémisphériques collectionneurs et beaucoup d'autres options.
L'énergie thermique obtenue à partir des capteurs solaires utilisés pour chauffer l'eau chaude ou d'un fluide chauffant.
En dépit des progrès apparent dans le développement de solutions de collecte, l'accumulation et l'utilisation de l'énergie solaire, il y a des avantages et des inconvénients.
Avantages et inconvénients de l'utilisation de l'énergie solaire
L'avantage le plus évident d'utiliser l'énergie solaire est son accessibilité. En fait, même dans le temps sombre et nuageux, l'énergie solaire peut être recueillie et utilisée.
La deuxième plus - un zéro émission. En fait, il est la forme la plus respectueuse de l'environnement et de l'énergie naturelle. panneaux et capteurs solaires ne produisent pas de bruit. Dans la plupart des cas, ils sont montés sur les toits des bâtiments, sans prendre la superficie des terres de banlieue précieux.
Les inconvénients associés à l'utilisation de l'énergie solaire, sont à l'illumination de l'inconstance. La nuit, il devient rien à recueillir, la situation est aggravée par le fait que le pic de la saison de chauffage est le plus court jours légers de l'année.
Il est nécessaire de surveiller la pureté du panneau optique, la contamination mineure réduit l'efficacité de manière drastique.
De plus, nous ne pouvons pas dire que le fonctionnement du système sur le coût de l'énergie solaire est complètement libre, il y a des coûts fixes de l'amortissement de l'équipement, pompe de circulation et de contrôle électronique.
Ouvrez capteurs solaires
Capteur solaire extérieure est non protégé par le système de tuyauterie de influences externes qui circule un fluide de transfert de chaleur chauffé directement au soleil. Comme le fluide de refroidissement, l'eau est utilisée, le gaz, l'air, l'antigel. Tube ou fixé à la plaque de support sous la forme d'une bobine, ou bien est joint à des rangées parallèles à la buse de sortie.
Nous ouvrons les collectionneurs ne sont généralement pas ne sont pas isolés. Le design est très simple, il est donc peu coûteux et est souvent fait indépendamment.
En raison du manque d'isolation stocke pratiquement l'énergie du soleil, ont une faible efficacité. les ont utilisés principalement dans l'été pour chauffer l'eau dans les piscines ou d'une douche d'été. Installé dans les régions chaudes et ensoleillées, avec de petites variations de la température de l'air ambiant et de l'eau chauffée. Seulement bien travailler par temps ensoleillé, calme.
capteurs solaires tubulaires
Les capteurs solaires tubulaires sont assemblés à partir de tubes individuels, ce qui va à l'eau, de gaz ou de vapeur. Ce type de centrales solaires ouvertes. Cependant, le liquide de refroidissement est déjà beaucoup mieux protégé de la négativité externe. En particulier dans les systèmes de vide, disposés selon le principe de thermos.
Chaque tube est relié au système séparément, en parallèle les uns avec les autres. Lorsque l'échec d'un tube, il est facile de passer à un nouveau. peut être assemblé toute la structure directement sur le toit du bâtiment, ce qui facilite grandement l'installation.
Plus un des capteurs solaires tubulaires solides est sous une forme cylindrique des éléments de base qui le rayonnement solaire capté toutes les heures du jour sans l'utilisation de systèmes de suivi coûteux pour le mouvement sommités.
Selon leur construction tubes coaxiaux stylo et des capteurs solaires.
tube coaxial est un récipient ou Dayura les thermos familiers. Fait de deux flacons entre les évacués. La surface intérieure de l'âme interne revêtue d'un revêtement hautement sélectif absorbant efficacement l'énergie solaire.
L'énergie thermique du tube interne de la couche sélective de la chaleur transférée par l'échangeur de chaleur intérieur ou plaques aluminium. A ce stade, les pertes de chaleur indésirables se produisent.
Fontaine tube est un cylindre en verre avec la insérée à l'intérieur de l'absorbeur de stylo.
Pour une bonne isolation du tube sous vide. Le transfert de chaleur de l'absorbeur se déroule sans perte, de sorte que l'efficacité des tubes à encre ci-dessus.
Par la méthode de transfert de chaleur comporte deux systèmes: le flux direct et materieux (tuyau en chaleur).
Elle représente récipient scellée à chaud avec un liquide volatil.
A l'intérieur du liquide volatil à la chaleur, il est qui reçoit la chaleur de la paroi intérieure de la fiole ou en absorbant du stylo. Sous l'influence de la température du liquide bout et la vapeur augmente. Après la chaleur pour le chauffage du liquide de refroidissement ou d'eau chaude, la vapeur se condense dans le liquide et coule vers le bas.
Comme un liquide volatil, l'eau est utilisée fréquemment à une basse pression.
Le système de co-courant utilise le tube en forme de U à travers lequel le fluide de refroidissement circule de l'eau ou des systèmes de chauffage.
Une moitié du tube en forme de U est conçu pour liquide de refroidissement froid, enlève la seconde chauffée. Lorsque du liquide de refroidissement chauffé se dilate et entre dans le réservoir, en fournissant une circulation naturelle. Comme cela est le cas avec les systèmes de chaleur, l'angle minimum d'inclinaison doit être au moins 20⁰.
Les systèmes à travers sont plus efficaces depuis liquide de refroidissement une fois chauffé.
Si le système de capteur solaire est prévu pour être utilisé toute l'année, puis ils ont injecté un antigel spécial.
Avantages et inconvénients des collecteurs tubulaires
L'utilisation de capteurs solaires tubulaires a un certain nombre d'avantages et des inconvénients. La conception du capteur solaire tubulaire est constitué d'éléments identiques qui sont relativement faciles à remplacer.
avantages:
- faible perte de chaleur;
- capacité de fonctionner à des températures allant -30⁰S;
- une performance efficace tout au long des heures de jour;
- une bonne performance dans les régions à climat tempéré et froid;
- Faible fardage, systèmes de son aptitude à passer à travers la masse d'air tubulaire lui-même;
- possibilité de fabriquer une température élevée du liquide de refroidissement.
Structurellement, la structure tubulaire a une surface d'ouverture limitée. Il présente les inconvénients suivants:
- Il n'est pas capable d'auto-nettoyage de la neige, la glace, le gel;
- le coût élevé.
Malgré le coût initial élevé, les capteurs à tubes rapidement récupéré. Avoir une longue durée de vie.
Fermé capteurs solaires plats
Collecteur plat se compose d'un châssis en aluminium, la couche absorbante spéciale - absorbeur, un revêtement transparent isolant, et le tuyau.
Comme une feuille de cuivre noirci utilisation de l'absorbeur, est idéalement pour créer une conductivité geliosistem. Lorsque l'absorption de l'absorbeur d'énergie solaire est transmise l'énergie solaire reçue que le réfrigérant circule à travers les tubes adjacents pour le système d'absorption.
Sur le côté externe du panneau fermé est protégé par un revêtement transparent. Il est en verre trempé résistant aux chocs ayant une 0,4-1,8mkm de bande de transmission. A cette distance au maximum de rayonnement solaire. verre anti-choc est une bonne protection contre la grêle. Sur le dos du panneau entier est correctement isolé.
La liste des avantages des écrans plats fermés, y compris:
- structure simple;
- une bonne performance dans les régions à climat chaud;
- possibilité d'installation à un angle quelconque en présence de dispositifs pour modifier l'angle d'inclinaison;
- la capacité d'auto-nettoyage de la neige et le gel;
- prix bas.
capteurs solaires plats sont particulièrement avantageux, si leur utilisation est prévue au stade de la conception. Durée de vie des produits de haute qualité est de 50 ans.
Les inconvénients sont les suivants:
- la perte de chaleur élevée;
- beaucoup de poids;
- Haute résistance au vent à l'emplacement des panneaux à un angle par rapport à l'horizon;
- limitations de performance avec des changements de température supérieure à 40 ° C.
Champ d'application réservoirs fermé est beaucoup plus large que les unités solaires de type ouvert. En été, ils peuvent satisfaire pleinement les besoins en eau chaude. Les jours les plus froids, les services publics ne sont pas inclus dans la période de chauffage, ils peuvent travailler au lieu du gaz et des radiateurs électriques.
Comparaison des caractéristiques des capteurs solaires
L'indicateur le plus important est l'efficacité du capteur solaire. le rendement utile des différentes constructions de capteurs solaires est fonction de la différence de température. Dans ce collecteurs plats beaucoup moins tubulaire.
Lors du choix d'un capteur solaire doit prêter attention à un certain nombre de paramètres reflétant l'efficacité et la capacité du dispositif.
Il y a plusieurs caractéristiques importantes pour les capteurs solaires:
- coefficient d'adsorption - indique le rapport de l'énergie totale absorbée;
- coefficient d'émission - est le rapport entre l'énergie transmise à l'absorption;
- et la zone d'ouverture totale;
- Efficacité.
Surface d'ouverture - c'est une surface de capteurs solaires de travail. Dans la zone d'ouverture du capteur à plaque plane est maximisée. La zone d'ouverture est la zone d'absorption.
Méthodes de connexion à l'installation de chauffage
Étant donné que les dispositifs d'énergie solaire ne peuvent pas fournir un approvisionnement en énergie stable et handicapées, un système résistant à ces lacunes.
Pour les appareils solaires Russie centrale ne peut pas assurer un flux stable d'énergie, et donc sont utilisés comme système supplémentaire. L'intégration dans le système de chauffage existant et de l'eau chaude pour les différents capteurs solaires et des batteries solaires.
Le circuit reliant le réservoir de chaleur
En fonction du but d'utilisation du collecteur de chaleur pour relier les différents systèmes sont utilisés. Peut-être plusieurs:
- Version été pour l'eau chaude
- Version hiver pour le chauffage et l'alimentation en eau chaude
Été forme de réalisation la plus simple et peut même coûter sans pompe de circulation, en utilisant une circulation naturelle de l'eau.
L'eau est chauffée dans le capteur solaire et en raison de la dilatation thermique est amené dans le réservoir de stockage ou de la chaudière. Il y a donc une circulation naturelle: à la place du réservoir d'eau chaude est aspiré à froid.
Comme tout système basé sur la circulation naturelle, il ne fonctionne pas de façon très efficace, exigeant le respect de la pente requise. En outre, le réservoir tampon doit être supérieure à capteur solaire.
Pour garder l'eau aussi longtemps que possible le bain à remous doit être soigneusement réchauffé.
Si vous voulez vraiment obtenir le fonctionnement le plus efficace d'un capteur solaire, schéma de câblage compliqué.
Selon les circule un fluide caloporteur du système de capteur solaire. Il fournit la pompe de circulation forcée sous le contrôle du contrôleur.
Le contrôleur commande le fonctionnement de la pompe de circulation sur la base de la déposition d'au moins deux capteurs de température. Le premier capteur mesure la température dans le réservoir de stockage, la seconde - sur le tuyau d'alimentation capteur solaire de liquide de refroidissement chaud. Une fois que la température dans le réservoir dépasse la température du réfrigérant dans le dispositif de commande de réservoir désactive la pompe, l'arrêt de la circulation du fluide réfrigérant à travers le système.
À son tour, lorsque la température dans le réservoir de stockage en dessous de la chaudière est sous tension prédéterminée.
Le schéma de câblage de la batterie solaire
Il serait tentant d'appliquer un schéma similaire de l'énergie solaire, est la façon dont il est mis en œuvre dans le cas d'un capteur solaire, emmagasinant l'énergie reçue par jour. Malheureusement la batterie pour créer une capacité suffisante est très coûteux pour le système d'alimentation à domicile privé. Par conséquent, le schéma de connexion est la suivante.
Avec les panneaux solaires charge fournie au dispositif de commande de charge qui remplit plusieurs fonctions: il fournit une charge permanente des batteries et la tension se stabilise. Ensuite, un courant électrique est fourni à l'onduleur, où la constante de conversion de 12 V ou 24 V en courant continu en courant alternatif monophasé 220V.
Malheureusement, notre électrique non adaptée pour obtenir de l'énergie ne peut fonctionner que dans une direction de la source au consommateur. Pour cette raison, vous ne serez pas en mesure de vendre l'énergie extraite, ou au moins forcer le compteur à tourner dans le sens inverse.
L'utilisation de panneaux solaires est avantageux en ce qu'ils fournissent une forme plus universelle d'énergie, mais il ne peut pas correspondre à l'efficacité des capteurs solaires. Cependant, ceux-ci ne sont pas la capacité de stocker de l'énergie, à la différence des panneaux solaires photovoltaïques.
Comment calculer la capacité requise du réservoir
Lors du calcul de la puissance requise du capteur solaire est très souvent effectuer des calculs par erreur sur la base de l'énergie solaire entrant pendant les mois les plus froids de l'année.
Le fait que tout le système est en surchauffe constante dans le reste de l'année. La température du liquide de refroidissement en été à la sortie du capteur solaire peut atteindre 200 ° C à une vapeur de chauffage ou de gaz, antigel 120 ° C, 150 ° C l'eau. Si le liquide de refroidissement se résume, il est partiellement évaporé. En conséquence, il devra être remplacé.
Les entreprises de fabrication recommandent proviennent des chiffres suivants:
- la fourniture d'eau chaude ne dépasse pas 70%;
- assurer que le système de chauffage ne dépasse pas 30%.
Le reste de la chaleur nécessaire devrait mettre au point un équipement de chauffage standard. Cependant, ces taux chaque année enregistre une moyenne d'environ 40% sur le chauffage et l'eau chaude.
L'électricité produite par le tube unique du système de vide dépend de la situation géographique. Figure de l'énergie solaire par 1 m2 de terrain tombant dans l'année appelée rayonnement solaire. Connaissant la longueur et le diamètre du tube, il est possible de calculer l'ouverture - la zone d'absorption efficace. Il reste à appliquer des coefficients d'absorption et de puissance d'émission destiné à calculer un tube par an.
Exemple de calcul:
longueur du tube standard de 1800 mm, une efficacité - 1600 mm. Diamètre 58 mm. Ouverture - zone ombragée créée par le tube. Ainsi, la zone d'ombre du rectangle:
S = 1,6 * 0058 = 0,0928m2
l'efficacité moyenne du tube est de 80%, le rayonnement solaire solaire pour Moscou est d'environ 1170 kWh / m2 par an. Ainsi, un tube produira en un an:
W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = * h 86,86kVt
Il convient de noter que c'est un calcul très approximatif. La quantité d'énergie produite dépend de l'orientation d'installation, l'angle, une température moyenne, etc.
vidéos utiles sur le sujet
Démonstration d'action du capteur solaire en hiver:
Comparer les différents modèles de capteurs solaires:
Pendant toute la durée de son existence l'humanité de plus en plus d'énergie est consommée chaque année. Les tentatives d'utiliser le rayonnement solaire libre ont été faites il y a longtemps, mais est récemment devenu possible d'utiliser le soleil sous nos latitudes efficacement. Il ne fait aucun doute que l'avenir des systèmes solaires.
