Опалення на сонячних батареях

Існує кілька різних способів опалення дачі, котеджу або заміського будинку. Це може бути і звичайна варочно-опалювальна піч з димоходом, що працює на дровах, і автономне водяне опалення на вугіллі або дровах, при проведеному газопроводі можливо газове опалення, яке має досить високу вартість підключення і подальшого використання і несе в собі деяку небезпеку. Є й інші способи опалення, наприклад, опалення на сонячних батареях.

Сонце дає Землі 80 тисяч мільярдів кіловат в секунду - а це в кілька тисяч разів більше всіх разом узятих електростанцій світу. На території Росії потік сонячного випромінювання протягом року змінюється. Наприклад, на квадратний метр поверхні Північно-Східного Сибіру за рік фіксується 550-830 кіловат на годину, на території європейської частини ця цифра становить 830-1200 кіловат на годину. На Далекому Сході і південних районах Поволжя цей показник зростає до 1100-1380 кіловат на годину, а в Середній Азії і Закавказзі на квадратний метр поверхні землі припадає вже 1400-1600 кіловат на годину. Тому і виникають резонні запитання, чому б не перетворювати цей природний подарунок в електричну енергію сонячними батареями?

Сонячна батарея (панель, модуль) являє собою фотоелектричний електроенергетичний генератор, принцип дії якого заснований на властивості виробляти електроенергію напівпровідниковими елементами під дією світла. Як правило, сонячні батареї зєднують паралельно або послідовно для можливості отримання необхідного напруги.

види колекторів

Опалення сонячними батареями прослужить тривалий термін, і його досить легко монтувати. Існують різні варіанти монтажу даного обладнання, тому можна підібрати найбільш підходящий під габарити вашого будинку. Окупиться в перші кілька років, в подальшому воно буде приносити тільки економію. Тим більше в наш час, коли відбувається постійне зростання цін на теплоносії.

Для опалення на сонячних батареях потрібно електрику для того, щоб працював тепловий насос, він накопичує і зберігає енергію, завдяки чому електроенергія використовується в меншій кількості.
Колектори в залежності від теплоносія бувають двох видів:

• що працюють на антифризі або з використанням води;
• що працюють з використанням мас повітря.

У свою чергу, колектори, які працюють на воді, бувають:

1. Плоскі - такий варіант складається з яка поглинає енергію сонця пристрої абсорбера, прозорого проміжного шару і покриття теплоізоляції. Плоскі колектори мають вигляд великих пластин, в яких розташовані поглиначі. Такий вид обладнання застосовується для нагріву води у великих ємностях.
2. Вакуумні - даний колектор найбільш ефективний для опалення на сонячних батареях, так як цей пристрій завдяки вакуумним елементам тепло втрачає повільніше, ніж його плоский варіант. За своєю будовою вакуумний колектор нагадує самий звичайний побутовий термос і часто використовується разом з тепловими, які проводять тепло трубками. Вакуумний колектор можна оснастити спеціальними відбивачами, завдяки яким він буде поглинати світло в більшій кількості і, відповідно, проводити більше теплової енергії.

Необхідна розташування обладнання

Для того щоб опалення сонячними батареями було ефективним, в обовязковому порядку потрібно враховувати положення сонця при установці устаткування.

У холодну пору року воно повинно поглинати своєю поверхнею максимально можливу кількість світла. Для цього батареї розташовуються на південній стороні під кутом в 60-70 °.

У середніх широтах при установці сонячних панелей на даху будинку оптимальним кутом нахилу буде 45 °. Модулі сонячної системи опалення врізають в дах або встановлюють поверх покрівлі. Установку системи краще проводити за загальними рекомендаціями виробників панелей.

Якщо ж таке опалення планується ще при проектуванні будинку, то в кроквяні конструкції варто закласти необхідний запас міцності. Також модулі системи можна змонтувати і на фасаді будівлі, і на козирку біля входу, і навіть поруч з будинком на рівному майданчику - безпосередньо на землі. При цьому потрібно враховувати, щоб її не затінювали ніякі предмети, дерева або будівлі.

Ефективності цієї опалювальній системі надає встановлений сонячний колектор, накопичувач тепла і додаткове опалення. Сонячний накопичувач здатний забезпечувати опалювальну систему теплом і нагрівати воду протягом декількох днів. Тобто він здатний накопичувати тепло, яким можна користуватися зазначений час. Додатковим опаленням може служити використання біомаси: деревяної тріски або гранул, але, як правило, при використанні накопичувачів вдаватися до додаткового опалення доводиться дуже рідко. Тому горючі матеріали витрачаються досить ощадливо.

Сонячні батареї працюють більше 25 років. Стандартний коефіцієнт корисної дії (ККД) сонячної батареї від 14 до 30 відсотків. Сучасна сонячна батарея може мати потужність від 10 до 300 Вт. Якщо розбирати більш детально пристрій даного виду автономного опалення, то можна виділити наступні важливі елементи:

• перетворювач тепла;
• пристрій відбору потужності з елементів батарей;
• акумулятор в комплекті з регулятором зарядки-розрядки;
• інвертор - перетворювач постійного струму в змінний.

Промислову електромережу можна обєднати з автономної мережею. Вартість систем сонячного опалення та електрозабезпечення становить від 50 до 150 рублів за ват.

Ефективність сонячних батарей

Ефективність батарей, що працюють від сонячної енергії, залежить від багатьох чинників. Ключовий з них полягає саме в кількості енергії, що надходить. Тому в районах, де взимку панує полярна ніч, однією такою системою обігріву обійтися неможливо. Тут потрібен інший підхід. Можна поєднати опалення сонцем з опаленням твердопаливними або газовими котлами і при цьому добре економити, тому як літо в таких районах дуже часто має температуру повітря, що вимагає опалення приміщень, а сонячної енергії буде вистачати з лишком. У цьому випадку сонячний обігрів приміщень розглядається як засіб диверсифікації обігріву та економії, а не як основне джерело тепла.

Загальний розрахунок економії без урахування батарейній потужності і площі фотоелектричних панелей неможливий. Але якщо, наприклад, взяти Москву і кут нахилу батареї в середньому між 40 ° і 90 °, то виходять такі результати:

• батарея на 800 Вт дозволяє з обмеженням користуватися електроприладами і не витримує цілодобову роботу обігрівачів;
• батарея на 8 кіловат опалює невеликі приміщення в жовтні, листопаді та лютому, а в березні, квітні і вересні здатна опалювати значні площі;
• батарея з потужністю 13,5 кіловата замінює електричну мережу на 100% і забезпечує економічним обігрівом з лютого по жовтень;

Хоча батарея на 13,5 кіловата досить дороге придбання, але воно дозволить користуватися сонячною енергією протягом усього року, і такий варіант опалення буде оптимальним в районах, де сонце світить круглий рік.

власноручне виготовлення

Існує досить багато варіантів для виготовлення подібних систем сонячного опалення своїми силами. Наприклад, за допомогою пластикових пляшок або поліетиленової плівки. Але, наважуючись на виготовлення саморобної опалювальної системи на енергії сонця, потрібно розуміти, що, можливо, система буде функціонувати з малим ККД або не функціонуватиме зовсім.

По-перше, досить складно забезпечити повну герметичність конструкції, по-друге, виключити змішування нагрітої та холодної води вдається не завжди. І по-третє, ніхто не застрахований від рядових помилок, які можуть бути допущені при конструюванні системи, тим більше відшукати необхідні матеріали не дуже просто, і вони досить дорогі.

Тому не варто витрачати час і гроші на самостійне виготовлення, якщо немає стовідсоткової впевненості у власних силах. У зворотному випадку може вийти так, що набагато економічніше було б відразу придбати і встановити готову систему опалення на сонячних батареях.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!