Väčšinu roka budeme musieť míňať peniaze za vykurovanie svojich domovov. V tejto situácii pomôcť by bolo nadbytočné. Solárna energia je pre tento účel vhodné, rovnako ako je to možné: absolútne čistý a bez.
Moderné technológie umožňujú solárne vykurovanie rodinných domov, a to nielen v južných oblastiach, ale aj v podmienkach stredného pásma.
V tomto článku:
- Že môže ponúknuť moderné technológie
- Výhody a nevýhody využitia slnečnej energie
- Otvorené solárne kolektory
- Trubicové solárne kolektory
- Výhody a nevýhody trubicových kolektorov
- Uzavreté ploché solárne kolektory
- Porovnanie charakteristík solárnych kolektorov
- Spôsoby pripojenia na vykurovaciu sústavu
- Obvod pripojenia zásobníka tepla
- Schéma zapojenia solárne batérie
- Ako vypočítať potrebnú kapacitu zásobníka
- Užitočná videá na tému
Že môže ponúknuť moderné technológie
Priemer 1 m2 povrchu pôdy 161 prijíma slnečnej energie W za hodinu. Samozrejme, že na rovníku, toto číslo je niekoľkonásobne vyššia ako v Arktíde. Okrem toho je hustota slnečného žiarenia je závislá na ročnom období.
V Moskovskej oblasti je intenzita slnečného žiarenia v decembri a januári, sa líši od mája do júla viac ako päťnásobok. Avšak súčasný systém je tak účinný, že sú schopní pracovať prakticky kdekoľvek na svete.
využitie Úloha slnečného žiarenia s maximálnou účinnosti je dosiahnuté dvoma spôsobmi: priamy ohrev termálne solárne kolektory a fotovoltaické batérie.
Solárne články premieňajú energiu na začiatok slnečného žiarenia na elektrinu, potom prejdú špeciálnym systémom pre spotrebiteľov, napríklad elektrickým kotlom.
Tepelné záchytky sú ohrievanou slnečnými lúčmi zahrieva vykurovacie kvapaliny a systémy teplej vody.
Tepelné kolektory sa v niekoľkých formách, vrátane otvorených aj uzavretých systémoch, ploché a sférické štruktúry, pologuľovitých hrdiel kolektory a mnoho ďalších možností.
Tepelná energia získaná zo solárnych kolektorov používaných na ohrev teplej vody alebo ohrievanie kvapaliny.
Cez zjavné pokrok vo vývoji zberného riešení, akumuláciu a využitie solárnej energie, sú výhody a nevýhody.
Výhody a nevýhody využitia slnečnej energie
Najviac zrejmá výhoda využitia slnečnej energie je jej dostupnosť. V skutočnosti, dokonca v ponuré a zatiahnutej počasie, slnečná energia môže byť využívaná a zhromažďované.
Druhý plus - s nulovými emisiami. V skutočnosti, to je najviac šetrné k životnému prostrediu formou energie a prirodzené. Solárne panely a kolektory neprodukujú hluk. Vo väčšine prípadov, ktoré sú umiestnené na strechách budov, bez toho aby cenné prímestskej rozlohy.
Nevýhody spojené s využitím solárnej energie, sú k nestálosti osvetlenie. V noci sa stáva čo zbierať, situácia je ešte umocnený tým, že vrchol vykurovacej sezóny je veľmi krátkych svetelných dní v roku.
Je nutné sledovať čistotu optického panelu, menšie znečistenie významne znižuje účinnosť.
Okrem toho nemôžeme povedať, že prevádzku systému na cenu solárnej energie je úplne zadarmo, tam sú fixné náklady na odpisov zariadení, obehové čerpadlo a kontroly elektroniky.
Otvorené solárne kolektory
Vonkajšie solárne kolektor je bez ochrany proti vonkajším vplyvom potrubia systému, ktorý cirkuluje ohriate teplonosné médium priamo k slnku. Ako chladiacej kvapaliny, používa voda, plyn, vzduch, nemrznúcej zmesi. Rúrka alebo upevnený na nosnej doske v tvare špirály, alebo spojené v rovnobežných radoch na výstupnej tryskou.
Otvárame zberatelia zvyčajne nemajú žiadnu izoláciu. Konštrukcia je veľmi jednoduchá, takže je lacný a je často vykonáva nezávisle.
Vzhľadom k nedostatočnej izolácii prakticky ukladá energiu zo slnka, majú nízku účinnosť. Používa sa ich väčšinou v lete pre ohrev vody v bazénoch alebo letné sprchu. Inštalovaný na slnečných a teplých oblastiach, s malými zmenami teploty okolitého vzduchu a ohriatej vody. dobre fungovať iba za slnečného, bezvetrie.
Trubicové solárne kolektory
Trubicové solárne kolektory sú zostavené z jednotlivých rúrok, ktorá vedie vodu, plyn alebo pary. Jedná sa o typ solárnych elektrární otvorené. Avšak, chladiacej kvapaliny je už oveľa lepšie chránené z vonkajšej negativity. Najmä vo vákuových systémoch, usporiadané podľa princípu termosky.
Každá rúra je pripojená k systému oddelene, a to súbežne so sebou. Keď porucha jednej skúmavky je ľahké prejsť na novú. Celá štruktúra môže byť zmontované priamo na streche budovy, čo značne uľahčuje montáž.
A silný trubicové kolektory je vo valcovom tvoria základné prvky, ktoré tvoria slnečné žiarenie zachytené všetky denného svetla bez použitia drahých sledovacích systémov pre pohyb svietidlá.
Podľa ich konštrukcia rúrky pero a koaxiálny solárnych kolektorov.
Koaxiálny potrubia je nádoba alebo Dayura dôverne známe termosky. Vyrobený z dvoch baniek medzi nimi evakuovaných. Vnútorný povrch vnútorné jadro potiahnuté vysoko selektívny povlak účinne absorbuje solárnu energiu.
Tepelná energia z vnútornej rúrky selektívnej vrstvy preneseného tepla z vnútorných výmenníkov tepla alebo hliníkových plechov. V tejto fáze dochádza k nežiaducej tepelné straty.
Fontána trubica je sklenený valec s vloženým vnútri absorbéra pera.
Pre dobrú izoláciu obalové rúrky. Prenos tepla z absorbéra prebieha bez strát, takže účinnosť plniacich rúrok vyššie.
Podľa spôsobu prenosu tepla má dva systémy: priamy tok a teplo- (tepelné trubice).
Predstavuje Tepelne utesnené nádoby s prchavú kvapalinou.
Vnútri Tepelne prchavé kvapaliny to je, že prijíma teplo z vnútornej stene banky alebo pera absorbéra. Pod vplyvom teploty varu a stúpa para. Po tepelnom udeleného ohreve chladiacej kvapaliny alebo horúcej vody, para kondenzuje do kvapaliny a prúdi dole.
Ako prchavé kvapaliny, voda sa často používajú pri nízkom tlaku.
Co-súčasný systém používa rúrka tvaru U, prostredníctvom ktorého chladivo cirkuluje voda alebo vykurovacích systémov.
Jedna polovica rúrky tvaru U je určený pre chladné chladiacej kvapaliny, odstraňuje druhá zahrieva. Pri zahriatí chladiacej kvapaliny expanduje a vstupuje do nádrže, ktoré poskytujú prirodzenú cirkuláciu. Rovnako ako je tomu u tepelne systémy, minimálny uhol sklonu by mal byť aspoň 20⁰.
Prietokové systémy sú účinnejšie, pretože raz vyhrievanú chladiva.
Ak je solárny systém kolektor plánuje využiť po celý rok, potom sa vstrekne špeciálnou nemrznúcu kvapalinu.
Výhody a nevýhody trubicových kolektorov
Použitie trubicových solárnych kolektorov má rad výhod a nevýhod. Konštrukcia rúrkového solárny kolektor pozostáva zo zhodných prvkov, ktoré sú pomerne ľahko vymeniť.
výhody:
- nízke tepelné straty;
- schopnosť pracovať pri teplotách do -30⁰S;
- efektívny výkon po celú dobu denného svetla;
- dobrý výkon v oblastiach s miernym a chladným podnebím;
- Nízka náporu vetra, sound systémy schopnosť prejsť rúrkovým vzduchové hmoty samotnej;
- možnosť vyrábať vysokú teplotu chladiacej kvapaliny.
Štrukturálne je rúrková konštrukcia má obmedzenú povrch s clony. To má nasledujúce nevýhody:
- Nie je schopný samočistenie snehu, ľadu, mráz;
- vysoké náklady.
Cez počiatočné vysoké náklady, trubicové kolektory rýchlo získať späť. Majú dlhú životnosť.
Uzavreté ploché solárne kolektory
Plochý kolektor pozostáva z hliníkového rámu, špeciálne absorpčná vrstve - absorbéra, transparentný povlak, a izolácie potrubia.
Ako použitie absorbéru očernetý medeného plechu, je ideálny pre vytvorenie geliosistem vodivosť. Ak je vysielaný absorpcie slnečnej energie absorbéra slnečnej energie prijatej že chladiacej kvapaliny cirkulujúce skrze rúrky priliehajúce k absorbéra systému.
Na vonkajšej strane uzavretého panelu je chránený transparentným povlakom. Je vyrobený z odolného temperovaného skla, ktorý má prenosové pásmo 0,4-1,8mkm. V tomto rozsahu na maximum slnečného žiarenia. Nárazuvzdorné sklo je dobrá ochrana proti krupobitiu. Na zadnej strane celého panelu je bezpečne izolované.
Zoznam výhod uzavretých plochých panelov, vrátane:
- jednoduchá konštrukcia;
- dobrý výkon v oblastiach s teplým podnebím;
- možnosť montáže v ľubovoľnom uhle v prítomnosti zariadení pre zmenu uhla naklonenia;
- schopnosť samočistenia od snehu a mrazu;
- nízka cena.
Ploché slnečné kolektory sú zvlášť výhodné, ak je ich použitie v pláne vo fáze projektu. Životnosť vysoko kvalitných výrobkov je 50 rokov.
Nevýhody sú:
- strata vysoká tepelná;
- veľa hmotnosti;
- Vysoká odolnosť proti vetru v mieste panelov pod uhlom k horizontu;
- obmedzenia vo výkonnosti so zmenami teploty nad 40 ° C,
Rozsah uzavretej nádrže je oveľa širší, než solárnych jednotiek otvorený typ. V letných mesiacoch môžu plne uspokojiť potrebu teplej vody. Na chladnejších dňoch nástroje nie sú zahrnuté vo vykurovacom období, môžu pracovať namiesto plynových a elektrických ohrievačov.
Porovnanie charakteristík solárnych kolektorov
Najdôležitejším ukazovateľom je účinnosť solárneho kolektora. Užitočný výkon rôznych konštrukcií solárnych kolektorov je závislá od rozdielu teplôt. V tejto ploché kolektory podstatne menšie rúrkovité.
Pri výbere solárneho kolektora by mal venovať pozornosť celej rade parametrov, odrážajúcich účinnosť a kapacitu zariadenia.
Existuje niekoľko dôležitých vlastností pre solárne kolektory:
- adsorpčný koeficient - udáva pomer k celkovej energie absorbovanej;
- koeficient emisie - je pomer energie, prenášané na absorbovaná;
- a celková plocha clony;
- Efektivitu.
Aperture oblasť - jedná sa o pracovný solárny kolektor priestor. V ploché maximalizovaná apertúrnou plocha kolektora. Plocha otvoru je absorbér oblasť.
Spôsoby pripojenia na vykurovaciu sústavu
Vzhľadom k tomu, solárne zariadenia nemôžu poskytnúť stabilné dodávky energie a vypnutá, systém odolný na tieto nedostatky.
Pre centrálne solárne zariadenia Rusko nemôže zabezpečiť stabilné tok energie, a preto sa používajú ako ďalší systém. Integrácia do existujúceho vykurovacieho systému a ohrev teplej vody pre rôzne solárny kolektor a solárne batérie.
Obvod pripojenia zásobníka tepla
V závislosti od účelu použitia tepelného kolektora pripojiť sa používajú rôzne systémy. Môže byť niekoľko:
- Letné verzia pre teplú vodu
- Zimná verzia pre vykurovanie a prípravu teplej vody
Letné najjednoduchšie prevedenie a môže dokonca stať bez obehového čerpadla, pomocou prirodzenú cirkuláciu vody.
Voda sa zahrieva v solárnom kolektore a v dôsledku tepelnej rozťažnosti je dodávaný v zásobnej nádrži alebo kotlami. Preto je prirodzené cirkulácia: namiesto zásobníka teplej vody je nasávaný studený.
Rovnako ako akýkoľvek systém založený na prirodzenej cirkulácie to nefunguje veľmi efektívne, čo vyžaduje dodržanie požadovanej svahu. Okrem toho je vyrovnávacia nádrž by mala byť vyššia ako solárneho kolektora.
Udržať vodu tak dlho, ako je možné, že vírivka je potrebné dôkladne ohriať.
Ak naozaj chcete, aby sa dosiahlo čo najefektívnejšie prevádzku solárneho kolektora, schéma zapojenia komplikuje.
Podľa Solárny kolektor systému nemrznúcou cirkuluje chladivo. Poskytuje nútenej obehové čerpadlo pod kontrolou riadiacej jednotky.
Regulátor riadi prevádzku obehového čerpadla na základe svedectva aspoň dvoch snímačov teploty. Prvý senzor meria teplotu v zásobníku, druhý - na potrubí pre dodávanie horúcej chladiacej kvapaliny solárneho kolektora. Akonáhle teplota v nádrži prekročí teplotu chladiacej kvapaliny v regulátora zásobníku vypne čerpadlo, zastavenie cirkulácie chladiva v systéme.
Na druhej strane, keď je teplota v zásobníku pod kotlom je prepnutý vopred stanovená.
Schéma zapojenia solárne batérie
Bolo by lákavé použiť podobný plán solárnej energie, je to, ako je vykonávaná v prípade solárnych kolektorov, akumuláciu prijatej energie za deň. Bohužiaľ je akumulátor na vytvorenie dostatočnej kapacity je veľmi drahé, na súkromnom systéme domáceho napájania. Preto je schéma zapojenia je nasledujúci.
S solárne panely dobíjanie privádza do regulátora nabíjania, ktorá plní niekoľko funkcií: zaisťuje trvalé nabíjanie akumulátorov a napätia nestabilizuje. Ďalej elektrický prúd je dodávaný do meniča, kde konverzie konštantná 12V alebo 24V DC na 220V AC jednofázový.
Bohužiaľ, náš elektrický nie sú prispôsobené na získanie energie môžu fungovať iba v jednom smere od zdroja k spotrebiteľovi. Z tohto dôvodu nebude môcť predávať vyťažené energiu, alebo aspoň vynútiť počítadlo otáčať v opačnom smere.
Použitie solárnych panelov je výhodné v tom, že poskytujú väčšiu univerzálny formu energie, ale nemôže zodpovedať účinnosť solárnych kolektorov. Tie však nemajú schopnosť ukladať energiu, na rozdiel od solárnych fotovoltaických panelov.
Ako vypočítať potrebnú kapacitu zásobníka
Pri výpočte požadovaný výkon solárneho kolektora je veľmi často mylne vykonávať výpočty na základe prichádzajúce slnečnej energie počas najchladnejších mesiacov v roku.
Skutočnosť, že celý systém je neustále prehrieva vo zvyšku roka. Teplota chladiacej kvapaliny v lete na výstupe zo solárneho kolektora môže dosiahnuť 200 ° C na vykurovacie pary alebo plynu, 120 ° C, nemrznúca zmes, 150 ° C vo vode. V prípade, že chladiaca kvapalina varí sa čiastočne odparí. V dôsledku toho bude musieť byť nahradený.
Výrobné spoločnosti odporúčajú pochádzajú z nasledujúcich čísel:
- Poskytovanie teplej vody nie je väčšie ako 70%;
- zabezpečenie vykurovacieho systému nie je viac ako 30%.
Zvyšok tepla potrebného mali vytvoriť štandardné ohrievacie zariadenia. Avšak, v týchto sadzieb ročne ušetrí v priemere asi o 40% na vykurovanie a prípravu teplej vody.
Energia vyrábaná jednej rúry z podtlakového systému závisí na zemepisnej polohe. Obrázok solárnej energie na 1 m2 pozemku, ktoré spadajú do roku s názvom oslnenie. Znalosti dĺžky a priemeru rúrky, je možné vypočítať hodnotu clony - efektívne absorpčnej plochy. Zostáva použiť koeficienty absorpcie a sily emisií pre výpočet jednej rúrky za rok.
Príklad výpočtu:
Štandardná dĺžka trubice 1800 mm, efektívne - 1600 mm. Priemer 58 mm. Clona - v tieni priestor vytvorený rúrky. Tak tieň plocha obdĺžnika:
S = 1,6 * 0058 = 0,0928m2
Priemerná účinnosť rúrky je 80%, slnečného ožiarenia pre Moskva je asi 1170 kWh / m2 za rok. Tak sa rúrka bude vyrábať v roku:
W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = * H 86,86kVt
Je potrebné poznamenať, že sa jedná o veľmi približný výpočet. Množstvo vyrobenej energie závisí na inštalačnom orientáciu, uhol, priemernou teplotou, atď
Užitočná videá na tému
Demonštrácia pôsobenie slnečného kolektora v zime:
Porovnať rôzne modely slnečných kolektorov:
Počas celej svojej existencie ľudstva sa stále viac a viac energie spotrebovanej každým rokom. Pokusy využiť bezplatné slnečného žiarenia boli už dávno, ale len nedávno bolo možné efektívne využiť slnko v našich zemepisných šírkach. Niet pochýb o tom, že budúcnosť solárnych systémov.
