Solvärme för ett privat hus: alternativ

Anledningen till populariteten hos alternativa energikällor är helt förståeligt: ​​det finns möjlighet att spara på bränsle och förverkliga drömmarna om miljövänliga livsstödssystem. Färdigt att använda solenergi, vind och vatten, kan du förvandla ett vanligt lanthus till ett modernt miljöhus.

Vi kommer att berätta hur du utrusta solvärme i ett privat hus och analysera med dig hur lönsamt det är. För att noggrant lyfta fram problemen med användning av dagsljusets energi har vi beskrivit i detalj alla de populära alternativen som har fått praktisk tillämpning och positiv feedback från användarna.

Med tanke på våra rekommendationer kan du bygga ett effektivt heliosystem för sommarstuga eller ett lanthus. För att underlätta uppfattningen av svårt material kompletterade vi informationen med illustrativa diagram, illustrationer och videotutorials.

Solenergi sätt

Ansökningsmetoder den himmelska kroppens energier tillhör inte innovativ teknik, solvärme används länge och mycket framgångsrikt. Detta gäller emellertid främst för Australien, vissa länder i Europa, Amerika och de södra regionerna, där alternativ energi kan erhållas under hela året.

Vissa norra områden är bristfälliga i naturlig strålning, så det används som ett tillval eller backup alternativ.

Förmedlarna mellan solens strålar och den energigenererande mekanismen är solceller eller samlare, vilka skiljer sig åt i deras syfte och design.

Batterier ackumulerar solenergi och låter den användas för att driva elektriska hushållsapparater. De är paneler med fotoceller på ena sidan och en låsmekanism å andra sidan. Du kan experimentera och montera batteriet själv, men det är lättare att köpa färdiga element - valet är ganska brett.

Solsystem (solfångare) ingår i värmesystemet hemma. Stora värmeisolerade värmebärande kanaler, som batterier, är monterade på upphöjda sköldar mot solen eller takhöjderna.

För att öka effektiviteten placeras panelerna på dynamiska mekanismer som liknar ett spårningssystem - de vänder sig efter solens rörelse. Processen för omvandling av energi sker i rören belägna inuti lådorna.

Den största skillnaden i solsystem från solpaneler är att den första värmen kylvätskan, och den andra ackumulerar el. Det är möjligt att värma rummet med fotovoltaiska celler, men enhetens kretsar är irrationella och lämpar sig endast för de områden där det finns minst 200 soldagar per år.

Fördelar och nackdelar med ett alternativt värmesystem

Fördelarna med ett solvärmesystem är inte så många, men var och en av dem är viktiga och kan vara en orsak till privata experiment:

• Ekologiska fördelar. Det är säkert för invånarna i huset och den omgivande naturen, en ren värmekälla som inte kräver användning av traditionella bränslen.
• autonomi. Systemägare är helt oberoende av energipriser och den ekonomiska situationen i landet.
• Ekonomi. Medan det traditionella värmesystemet upprätthålls kan man minska kostnaden för att betala för varmt vatten.
• tillgänglighet. Att installera solsystem behöver inte tillstånd från statliga myndigheter.

Men det finns obehagliga stunder som kan förstöra den övergripande bilden. Till exempel, för att bestämma systemets effektivitet krävs en lång period på minst 3 år (förutsatt att det finns tillräckligt med solenergi och den används aktivt).

Användarna har följande nackdelar:

• höga priser på utrustning som behövs för att starta systemet,
• direkt beroende av mängden värme som produceras på den geografiska platsen och vädret
• Obligatorisk tillgång till backupkälla, till exempel en gaspanna (i praktiken är ett solsystem ofta en backup).

För att uppnå högre avkastning måste du regelbundet övervaka kollektorernas hälsa, rengöra dem från skräp och skydda dem mot frost. Om temperaturen ofta sjunker under 0 ° C, måste du ta hand om ytterligare värmeisolering inte bara av solsystemelementen utan även av huset som helhet.

Solenergi för uppvärmning

Huvudsyftet med fotovoltaiska celler som ackumulerar energi är att tillhandahålla el till huset. Att inkludera dem i systemet värmesystemenheter och för att uppnå optimal funktion är det nödvändigt att montera en kedja med en lagertank.

Det är i det att vattnet kommer att värmas upp, vilket, efter att ha nått en viss temperatur, kommer att fylla rören och radiatorer i de rum som kräver uppvärmning (vardagsrum, badrum).

Låt oss försöka ta fram solcellernas designfunktioner och bestämma deras potentiella roll i värmesystemet.

Principen för drift av paneler med fotovoltaiska celler

Det finns tre vanliga typer av element för solenheter:

• monokristallint. Dessa är tunna plattor av den renaste kiseln, skuren från en kristall odlad under konstgjorda förhållanden. Den mest produktiva sorten med en effektivitet på ca 17-18%. Den optimala temperaturen för drift är från 5 ºС till 25 ºі.

• polykristallina. Gjord av skivor erhållna genom att kiselsmältningen successivt kyles. Deras produktionsteknik är mindre arbetsintensiv, men effektiviteten hos polykristallina fotovoltaiska celler är signifikant lägre - högst 12%.

• Amorfa. De är film. Framställd genom förångningsfasens metod, vilket resulterar i att kisel i form av en tunn film avsätts på en polymer-flexibel basis. Den billigaste produktionsmetoden kombineras med vår låga produktivitet, uppskattad till upp till 7%.

För installation av autonoma värmesystem i norra regionerna beaktas det lämpligaste alternativet fotovoltaiska batterieruppsamlad från monokristallina element. Batterier med amorfa moduler är dock enklare att installera, praktiskt taget basfria och mycket billigare.

Uppgiften för de yttre elementen är att absorbera och omvandla solens strålar. Den frigjorda energin strömmar vidare och är koncentrerad i ackumulatorn. Ett litet element ger cirka 100-250 W, och en 25-30 m² prefabricerad panel ger el till ett litet hus. För installationen av värmesystemet krävs energi 2-3 gånger mer.

Omformaren fungerar som en omvandlare av likström från solens "produktion" till el, eftersom växelström är nödvändig för driften av hushållsapparater och armaturer.

Om vi ​​pratar specifikt om värmesystemet, fungerar även elpannan för värmevatten på växelström. För att ge ljuset för hemmet på natten, kommer batterier att behövas för att behålla daglig leverans.

Photocell effektivitet

Det enklaste sättet att köpa solfångare och tillämpa en av de enkla, beprövade under åren planer. Dock omständigheter dikterar ibland sina villkor. Antag att du har ett bra fungerande arbetssystem med en solgenerator, men för närvarande tjänar det till att leverera el och ge varmt vatten till huset.

Det är uppenbart att köpa ny utrustning är olönsam, så det är lättare att öka kraften genom att köpa en viss mängd fotovoltaiska celler. Budgetalternativet - Kiselpaneler med en kapacitet på upp till 23-25%.

Det är nödvändigt att ansluta värmeanordningen som arbetar med en el till en aktuell källa. Universell version - panna, utrustad med distributionskabel.

Om elförsörjningen är ordentligt organiserad bör den vara tillräcklig för både varmvattenförsörjning och uppvärmning. Det finns exempel när huset är fullt utrustat med värme - det kan ses på taket, nästan helt täckt med paneler.

Ibland krävs det konstruktion av specialmonterade strukturer, om takytan inte räcker till. Det visar sig att för att öka makt behövs ytterligare ett fritt område.

Även de mest noggranna beräkningarna hjälper inte dig att bestämma den exakta mängden potentiell energi och snabbt skapa ett effektivt, strömlinjeformat system. Faktum är att det i praktiken finns hinder, vars utseende är svårt att förutsäga.

Här är några av faktorerna:

• Väderstoppet. Ett tydligt antal soliga dagar är okänt även i södra områdena. Det är nästan omöjligt att på ett tillförlitligt sätt förutse deras antal i norra regionerna.
• Oregelbundenhet att erhålla el. Till exempel i de norra regionerna på vintern en kort ljus dag, så mycket återanvänd solenergi spenderas på belysning. Dessutom minskas intensiteten av solstrålning i vinterperioden betydligt.
• Periodiska uppdelningar. Liksom alla tekniska system kan solpaneler bryta ner från tid till annan på grund av skador på enskilda element, kontraktsskikt, skyddsytor etc.

Därför kan du lära dig mer om effektivitet först efter en viss tid, åtminstone - om ett år. Det kan vara nödvändigt att öka antalet fotoceller eller batterier, överväga ytterligare isolering av huset, minska det uppvärmda området. Antag att i de nordliga delarna av Tyskland för att rädda sovrummen är de inte ofta uppvärmda.

Installationsschema för hemkraftverk

Lättaste sättet solgeneratorinstallation - kontakta ett företag som säljer systemkomponenter och erbjuder tjänster för deras installation. Pros - ett professionellt projekt med individuella funktioner, en garanti för alla produkter och installation, minus - den höga kostnaden.

Om du har relevant erfarenhet kan du självständigt montera en minikraftstation med solpaneler för uppvärmning av ett privat hus.

Alla delar till aggregatets uppvärmning säljs i specialaffärer.

Du måste köpa följande komponenter:

• en uppsättning kisel- eller film solcellsmoduler;
• energilagringsbatteri;
• laddningskontrollen, som reglerar laddningsprocessen och laddning av batteriet.
• inverterare som omvandlar DC till AC;
• uppsättning anslutningskablar.

Det är önskvärt att batterierna är desamma (med hänsyn till varumärke, kapacitet och till och med partiet) och möjlighet att lagra energi i 3-4 dagar. Varaktigheten av deras arbete beror på rummets temperatur - i kalla förhållanden avgår de snabbt. Om den dagliga förbrukningen är 2400 Wh, behöver batterierna en total kapacitet på minst 1000 Ah.

Kvaliteten på strömmen genererad av sinusformad inverterare för solsystem, över strömmen från det centrala nätverket. Funktionen hos utrustningen är synkroniseringen av spänningsfasen, vid vilken övergången av 12 V till 220 V utförs utan avbrott i hushållsapparaternas funktion.

Efter installation av alla delar av solsystemet är det nödvändigt att ansluta en eltank som värmer vattnet till växelriktaren och en värmepanna till tanken i sin tur.

Samlarvärmesystem

Den största effektiviteten och effekten kan uppnås genom att installera samlare istället för solmoduler - utomhusinstallationer där vatten uppvärms av solstrålning. Ett sådant system är mer logiskt och naturligt eftersom det inte kräver upphettning av kylmediet av andra anordningar.

Tänk på design och princip för drift av enheter av två huvudtyper: platt och rörformad.

Platt alternativ för självständig produktion

Utformningen av plattinstallationer är så enkel att erfarna hantverkare monterar hantverksanaloger gör det själv, köp några av delarna i en specialaffär och bygga några av de improviserade material.

Inuti den stål- eller aluminiumisolerade kanalplattan fixeras adsorberande värme från solen. Oftast är det täckt med ett lager av svart krom. På toppen av värmeabsorberaren skyddas ett förseglat transparent lock.

Vatten uppvärms i rör som läggs med en orm och ansluts till plattan. Vatten eller frostskydd kommer in i kanalen genom inloppet, värms upp i rören och rör sig till uttaget - till uttaget.

Det finns två typer av anslutningar, en-rör och två-rör, det finns ingen grundläggande skillnad i valet. Men det finns stor skillnad i hur kylmediet kommer att matas till kollektorerna - gravitationen eller med hjälp av en pump. Det första alternativet erkänns vara ineffektivt på grund av den svaga hastigheten på vattenrörelsen, enligt uppvärmningsprincipen liknar den en behållare för sommardusch.

Funktionen av det andra alternativet beror på anslutningen av cirkulationspumpen, som levererar kylvätskan som är i kraft. Energikällan för drift av pumputrustning kan vara ett soldriven nät.

Rörsamlare - lösningen för de norra regionerna

Den allmänna driftsprincipen liknar funktionen av platta analoger, men med en skillnad - värmeväxlarör med värmebärare finns inuti glasflaskor. Rören själva är fjäder, lödda på ena sidan och liknar fjädrar och koaxiala (vakuum), insatta i varandra och förseglade på båda sidor.

Värmeväxlare är också olika:

• System för omvandling av solenergi till värme Värmepanna;
• konventionellt rör för att flytta kylvätskan U-typen.

Den andra typen av värmeväxlare är erkänd som effektivare men inte populär på grund av reparationskostnaden: när ett rör misslyckas måste hela delen bytas ut.

Värmörröret är inte en del av hela segmentet, så du kan ändra det på 2-3 minuter. De misslyckade koaxiala elementen repareras helt enkelt genom att ta bort kåpan och ersätta den skadade kanalen.

Efter att ha analyserat de tekniska egenskaperna hos samlare av olika slag och sammanfattade erfarenheten av deras användning bestämde vi oss för att platta samlare är mer lämpliga för de södra regionerna och rörformiga för de nordliga regionerna. Speciellt väl etablerad i en hård klimatinstallation med systemets värmepanna. De har en uppvärmningskapacitet även vid grumliga dagar och på natten, "utfodring" en minimal mängd solljus.

Prestationsmetod

Vanligtvis har experter med ett litet antal solmoduler, ägare av privata hus gå vidare och förbättra systemet på olika sätt.

Vad ska man göra om det finns brist på ledigt utrymme? Här följer några riktlinjer för att öka effektiviteten hos en solstation (med solceller eller solceller):

• Ändra orienteringen av modulerna. Flyttande element i förhållande till solens läge. Enkelt uttryckt, installationen av huvuddelen av panelerna på södra sidan. Med ett långt dagsljus är det också optimalt att använda ytorna mot öst och väst.

• Vinkeljustering. Tillverkaren anger vanligtvis vilken vinkel som är mest föredragen (till exempel 45º), men ibland under installationen måste man göra egna justeringar med hänsyn till den geografiska breddgraden.

• Rätt val av installationsplats. Taket passar eftersom det oftast är det högsta planet och inte döljs av andra föremål (säg trädgårdar). Men det finns ännu mer lämpliga områden - vända enheter för att spåra solen.

När elementen är vinkelräta mot solens strålar fungerar systemet dock mer effektivt På en stabil fast yta (till exempel ett tak) är detta endast möjligt under en kort period av tiden. För att öka den uppfann de praktiska spårningsenheter.

En stor nackdel med spårningsutrustning är deras höga kostnad. I vissa fall betalar den inte av, så det är ingen mening att investera i värdelösa mekanismer.

Det uppskattas att 8 paneler är det lägsta beloppet på vilket kostnaderna kommer att motivera sig över tiden. Du kan använda 3-4 moduler, men under ett tillstånd: om de är direkt, förbikopplar batterierna, är de anslutna till en vattenpump.

Just den andra dagen tillkännagav Tesla Motors skapandet av en ny typ av tak - med integrerad solpaneler. Ilon Mask sa att ett modifierat tak skulle vara billigare än ett vanligt tak med rubriker eller moduler installerade på den.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Tematiska videor hjälper dig att bättre presentera enheten för solstationer i hemmet och avslöja några hemligheter om installationsinstallationen.

Video # 1. Tillgänglig teknisk information om solbatterier och laddningsregulatorer:

Video # 2. Användbar erfarenhet av att använda solpaneler i Moskva-regionen:

Video nr 3. Ett exempel på en framgångsrikt fungerande solstation, helt monterad på egen hand, vilket ger både varmvattenförsörjning och hemuppvärmning:

Som du kan se är det soldrivna värmesystemet ett mycket verkligt fenomen som du självständigt kan leva till liv. Sfären för alternativa sätt att erhålla energi förändras ständigt, kanske i morgon hör du om en ny upptäckt.

Vi uppmanar dig att aktivt kommentera materialet. Uttryck din inställning till den "gröna energin", dela din erfarenhet av att bygga ett system av solpaneler, berätta bara de noggrannheter du känner till i kvarteret nedan.