Saulės šildymo sistemos: saulės sistemomis pagrįstų šildymo technologijų analizė

Alternatyvių šilumos šaltinių paieška tampa vis aktualesnė. Tai palengvina augančios dujų, anglies ir naftos kainos.Labai perspektyvi kryptis – saulės šildymo sistemos, kurios gali efektyviai šildyti patalpą ilgus metus.

Galvojate apie saulės sistemos įrengimą, tačiau kyla abejonių ir klausimų? Padėsime išsiaiškinti, kada šildymui tikslinga naudoti saulės energiją, apibūdinsime galimus šildymo organizavimo variantus. Be to, pasiūlysime instrukcijas, kaip gaminti namines saulės sistemas – plokščius ir vamzdinius kolektorius.

Saulės energija yra alternatyvus šilumos šaltinis

Idėja naudoti saulės energiją šildymui nėra nauja. Be to, jo panaudojimo galimybes įrodė amerikiečiai, kinai, ispanai, izraeliečiai ir japonai.

Rinkoje gausu įvairių saulės energijos konvertavimo ir tolesnio panaudojimo ekonominiams poreikiams įrenginių pasiūlymų.

Saulės sistemos yra aktyviai naudojamos kaip pagrindinis šilumos šaltinis daugelyje pasaulio šalių. Mūsų platumose jis vis dar naudojamas kaip šildymo sistemos priedas

Sistemų kaina priklauso nuo jų tipo, ploto ir gamyboje naudojamų medžiagų. Kasmet pastebima nuolatinė visų saulės energijos įrenginių – saulės sistemų – kainų mažėjimo tendencija.

Tai daro juos labiau prieinamus platesnei gyventojų grupei. Tačiau dar ne visi yra pasirengę tokiam pirkiniui.

Bet jei norite, efektyvią saulės šildymo sistemą galite sukurti savo rankomis, išleisdami žymiai mažiau pinigų.

Daugelį metų puikiai savo funkcijas atliekanti įprastinė šildymo sistema vis brangsta. To priežastis – pasaulinis energijos išteklių kainų augimas visame pasaulyje. Natūralus savininko noras yra taupyti šildymui, kuris suvalgo didelę šeimos biudžeto dalį.

Taigi, saulės šildymo sistema gali pilnai pakeisti įprastą kietąjį kurą, dujas ar bet kurį kitą. Viskas priklauso nuo kambario, kuriame jis bus naudojamas, tipo ir dydžio.

Kvartui tinkamas variantas netiks gyvenamajam pastatui, o vasarnamio poreikius tenkinanti sistema nesusitvarkys su 2 aukštų dvaro šildymu.

Visiškai pakeisti tradicinį šildymą saulės kolektoriumi kartais kyla problemų. Savininkas baiminasi, kad sistema gali nesusitvarkyti arba fiziškai neužteks vietos sumontuoti reikiamą skaičių plokščių.

Todėl jie dažnai naudoja kombinuotą šildymo sistemą visiškai neatsisakydami sumontuotos dujinės (elektros ar kitos) įrangos. Įprasto šildymo pakeitimo saulės energija lygis gali siekti 90%.

Taip pat svarbus metinis saulėtų dienų skaičius vietovėje, kurioje yra namas. Be to, vidutinė paros temperatūra nėra tokia svarbi. Daugelis įrenginių efektyviai sugeria šviesą šaltomis žiemos dienomis (saulės kolektoriai naudoja antifrizą kaip aušinimo skystį).

Be šildymo, saulės kolektorių sistema gali aprūpinti namus šiltu vandeniu ir elektra.

Kur saulės kolektorių įrengimas bus efektyviausias?

Kalbant apie šildymo sistemos pakeitimą saulės kolektorių sistema, reikia atsižvelgti į daugybę veiksnių, turinčių įtakos jos efektyvumui.

Pirmiausia, reikia pasirinkti tinkamą saulės sistemos tipas. Šiuo klausimu turėtumėte atsižvelgti į kambario plotą ir jo paskirtį. Dažniausiai tai privatus namas, kuriame gyvena 4-5 asmenų šeima.

Antra, atidžiai apskaičiuokite savo šilumos poreikį pagal maksimalų suvartojimą šaltuoju metų laiku. Palyginkite šiuos skaičius su energijos kiekiu, pagamintu vienam kvadratiniam metrui. m saulės instaliacija. Lieka tik apskaičiuoti saulės konstrukcijos plotą, kuris gali susidoroti su tam tikros patalpos šildymu.

Gauta vertė taps pagrindiniu veiksniu nustatant sistemos vietą. Paprastai namų savininkai nori naudoti namo stogą arba sieną. Retai naudokite gretimą plotą arba garažo stogą. Kartais instaliacijai montuoti statomi specialūs stovai.

Specialių saulės sistemų įrengimo stendų konstrukcija leidžia patogiausiai jas išdėstyti vietinėje teritorijoje

Svarbu, kad niekas netrukdytų saulės spinduliams laisvai prasiskverbti į šviesą sugeriantį paviršių. Reikia pasirinkti pietų, pietryčių ar pietvakarių sieną arba dalį stogo.

Nusprendus, kur bus pastatytos saulės baterijos, būtina atlikti išankstinį būsto paruošimą:

• Atlaisvinkite vietos. Nupjaukite perteklinius sodinimus, jei jie trukdo.
• Stiprinti stogą. Čia mes neturime pamiršti apie siūlomos konstrukcijos svorį.
• Papildoma pastato izoliacija. Juk nėra prasmės šildyti gatvę.

Trečias, reikia apsispręsti, pirkti ar pačiam statyti šildymo sistemą. Viskas priklauso nuo finansinių galimybių ir noro skirti laiko konstrukcijos gamybai.

Pasirinkę antrąjį variantą, turite suprasti norimos sistemos veikimo principą, kad viską surinktumėte teisingai.

Galimi saulės šildymo organizavimo variantai

Saulės šildymo sistemos įrengimo galimybės visiškai priklauso nuo namų šeimininko pageidavimų:

• Gamyklos gaminių pritaikymas. Paruoštų kolektorių pirkimas su savarankišku montavimu ir montavimu.
• Pilotinio projekto statyba. Norint atlikti tolesnius tikslius skaičiavimus, reikia patikrinti sistemos naudojimo poveikį.
• Savarankiškas viso darbų ciklo atlikimas. Saulės sistemos skaičiavimas, projektavimas, statyba nuo nulio, jos įrengimas.

1 variantas. Tai reiškia, kad reikia pasirinkti tinkamą saulės energijos įrenginių vietą, nes nuo to priklausys jų naudojimo efektyvumas. Diegimas taip pat pareikalaus specialių įgūdžių.

Nereikia skaičiuoti plokščių skaičiaus – užteks visus pageidavimus išsakyti įrangos tiekėjui.Taip pat turėsite atsakyti į aiškinamuosius vadybininkų klausimus – štai, optimalaus skydelių (kolektorių) skaičiaus parinkimas vyks be jokių sunkumų.

Norėdami patys sumontuoti saulės instaliaciją ant stogo, turite pasitelkti bent vieno asistento pagalbą. Jūs negalite atlikti šio darbo vienas

Variantas Nr.2 — bandomojo projekto statyba. Tai bus optimalus sprendimas abejojantiems žmonėms. Juk galutinį sprendimą pakeisti šildymo sistemą sunku iš karto. Sukurti mažo dydžio saulės kolektorių (oro ar vandens) ir išbandyti jį „veikiant“ bus naudinga patirtis.

Įvertinus realias gamybos sąnaudas, palyginus jas su analogiškų sistemų rinkos verte ir paskaičiavus sutaupytas lėšas naudojant ūkyje, bus nesunku priimti atsakingą sprendimą.

3 variantas – tikrų meistrų pasirinkimas.

Norint visiškai šildyti įrenginį, reikės daug darbo:

• Apskaičiuokite reikiamą saulės sistemos plotą.
• Nustatykite būsimo įrengimo vietą ir sustiprinkite ją.
• Papildoma namo izoliacija.
• Įsigykite visus elementus, kad sukurtumėte sistemą.
• Sukurti saulės baterija.
• Sumontuokite sukonstruotą sistemą, sutelkdami dėmesį į pagrindinius reikalavimus - pasvirimo kampą saulės spindulių atžvilgiu.

Viso sistemos diegimo darbų ciklas negali būti vadinamas lengva užduotimi, tačiau procesas yra nepaprastai įdomus. Be to, tai leidžia sutaupyti gana nemažą sumą.

Renkantis saulės energiją naudojančią šildymo rūšį, turėtumėte nuspręsti, ar jis bus papildomai naudojamas vandens šildymui ir elektros energijos gamybai (spauskite norėdami padidinti)

Saulės energijos konvertavimo įrenginių tipai

Atsižvelgiant į veikimo principą, saulės šviesą sugeriantys prietaisai yra dviejų tipų:

• Baterijos, pagrįstos fotoelektriniais keitikliais. Vaizduojančios nuosekliai arba lygiagrečiai sujungtų puslaidininkinių elementų sistemas. Jie tiekia srovę buitiniams šildytuvams.
• Saulės kolektoriai. Plokštės su vamzdžių sistema, užpildyta aušinimo skysčiu: oru, antifrizo mišiniu arba vandeniu. Jie tiekia saulės šildomą aušinimo skystį į šildymo kontūrą.

Panagrinėkime kiekvieną variantą atskirai.

Saulės elementai

Saulės baterija absorbuotą šviesą paverčia elektra. Jį sudaro fotoelementai (dažniausiai silicio), galintys nedelsiant ištraukti tiesioginę elektros srovę iš saulės spinduliuotės.

Tokia instaliacija gali būti naudojama elektros šildymo įrangos funkcionalumui užtikrinti. Jis turi būti prijungtas prie namo maitinimo sistemos.

Saulės spinduliuotės konvertavimo efektyvumas naudojant šį įrenginį yra nuo 5% iki 20%, priklausomai nuo saulės spinduliuotę apdorojančio įrenginio tipo. Talpa 1 m² saulės baterija – 120 W.

Belieka skaičiuoti, kiek kvadratinių metrų ploto reikės konkretaus namų ūkio poreikiams patenkinti, atsižvelgiant į būsto dydį, individualius šilumos poreikius ir konstrukcijų apšiltinimo lygį.

Saulės baterijas patogiausia dėti ant namo stogo, tam parenkant pietinį jo nuolydį

Šildymui saulės baterijos efektyviausios pietiniuose regionuose. Pagrindinis jų trūkumas yra efektyvumo sumažėjimas prieblandoje ir debesuotu oru bei visiškas našumo trūkumas naktį.

Norėdami savo rankomis pasigaminti saulės bateriją, pirmiausia turėsite surinkti rėmą, lituoti saulės elementus, tada atsargiai viską pakloti ir naudoti sandariklį.

Rėmui gaminti naudojamos medinės juostos ir aliuminio kampai.Viskas priklauso nuo surenkamos konstrukcijos dydžio ir jos įrengimo vietos. Saulės elementai – silicio plokštelės – yra labiausiai sunaudojama konstrukcijos dalis. Jie yra monokristaliniai ir polikristaliniai. Pirmieji yra šiek tiek brangesni, tačiau jų našumas yra 5% didesnis.

Pačiam jų pasidaryti neįmanoma. Geriau įsigyti fotoelektrinius keitiklius su jau lituotais laidininkais.

Jie turi būti dedami ant medienos plaušų plokštės pagrindo, tada pritvirtinti rėme, išvesti laidus iš elementų į išorę ir visas skyles užpildyti sandarikliu. Leiskite konstrukcijai gerai išdžiūti ir uždenkite stikliniu arba permatomu plastikiniu dangteliu.

Montavimo schemos ir saulės kolektorių prijungimo būdai aprašyti Šis straipsnis.

Saulės kolektoriai

Kolektoriai turi iš esmės skirtingą sugertos šviesos konvertavimo būdą. Jų darbas pagrįstas aušinimo skysčiu, praeinančiu per vamzdžius.

Priklausomai nuo konstrukcijos, galima išskirti tris pagrindinius kolektorių tipus, dažniausiai naudojamus saulės šildymo sistemos statybai:

• Butas. Šilumos kriauklė - jų absorberis pagamintas iš lakštinio metalo su pajuodusiu išoriniu paviršiumi. Kai šildomas, jis perduoda energiją šildymo sistemos aušinimo skysčiui.
• Vakuuminis. Kolekcininkas vakuuminio tipo sistema pagamintas pagal termoso dizainą, kurio dėka beveik dvigubai išsaugoma ir saulės gaunama šiluma.
• Stebulės. Įrenginyje yra įgaubta veidrodinė dalis su dideliu paviršiaus plotu, kuri nukreipia saulės šviesą į mažą sugeriančią sritį.

Kasdieniame gyvenime dažniausiai pasitaikantys saulės energijos įrenginiai yra su vamzdžių sistema, pagaminta lygiagrečiai sujungtų elementų arba ritės pavidalu. Vamzdžiai užpildomi arba techniniu vandeniu, arba vandens mišiniu su neužšąlančiu skysčiu arba oru.

Vizualizavus pagrindines saulės energijos instaliacijos dalis, lengviau nuspręsti, kur geriausia dėti tam tikrus komponentus (+)

Oro instaliaciją galima naudoti kaip papildomą šildymo šaltinį. Jis negali visiškai aprūpinti namo šiluma, nepaisant regiono, kuriame jis yra. Pagrindinis šio tipo saulės sistemos bruožas yra oras, kuris atlieka aušinimo skysčio funkciją.

Vamzdinės sistemos gana aktyviai naudojamos šildymui ištisus metus. Antifrizas arba antifrizo mišinys pašildomas saulės spinduliais, tada praeina per vidinius šilumos mainų vamzdelius, tada siunčiamas į laikymo baką.

Skysčio judėjimą skatina siurblys, kurio dėka jis juda iš bako į šildymo sistemą. Įkaitęs aušinimo skystis išstumia atvėsusią skysčio dalį, kuri turi grįžti į kolektorių ir įkaisti.

Plokščios saulės sistemos veikimo principas pagrįstas saulės šviesos prasiskverbimu į skydą, kuriame yra šilumos sugėriklis. Jis įkaista ir išskiria šilumą, kuri perduodama metaliniais vamzdeliais (dažniausiai variniais) cirkuliuojančiam skysčiui.

Ką galite sukurti patys?

Savo rankomis galite pastatyti saulės šildymo sistemą naudodami oro tipo kolektorių. Geriausia jį pastatyti ant pietinės pastato sienos.

Kuo didesnis šildomos patalpos plotas, tuo didesnį plotą užims kolektorius – galbūt visą namo sieną. Taip pat ši saulės sistema gali būti pastatyta palėpėje.

Planuojant įrengti oro šildymo sistemą palėpėje, reikia įsitikinti, kad ji atlaikys įrengimo svorį (+)

Oro masę šildantis saulės kolektorius savo šildymo funkcijas atlieka dėl oro srautų, praeinančių sistemos viduje.Aušinimo skystis cirkuliuoja per grandinę, atvėsta ir vėl patenka į sistemą. Oro srautų judėjimas gali būti atliekamas natūraliai arba naudojant ventiliatorių.

Kalbant apie medžiagas oro kolektoriaus gamybai, galite naudoti įvairius turimus įrankius. Nėra vienos taisyklės.

Namų meistrai tobulina tokio tipo saulės sistemas, surinktas namuose. Kai kurie žmonės siekia gauti pigesnį variantą, aukodami efektyvumą, o kiti elgiasi priešingai.

Suvokus pagrindinius oro kolektoriaus elementus, lengviau nuspręsti dėl jo įrengimo vietos - stogo ar sienos (+)

Pažvelkime į pagrindinius metodus.

Vamzdinės saulės sistemos įrengimo ypatybės

Vamzdinė saulės šildymo sistema gali būti naudojama įvairiuose regionuose. Tai nepriklauso nuo išorinės temperatūros. Svarbiausia, kad įrenginys gautų maksimalų saulės šviesos kiekį.

Antifrizas, naudojamas kaip aušinimo skystis, neužšąla esant žemai temperatūrai. Giedromis žiemos dienomis saulės šviesos kiekis viršija vasarą gaunamą šviesą.

Vamzdinis saulės kolektorius susideda iš skaidrių vakuuminių vamzdžių sistemos, sujungtos viena su kita. Juose yra žemos virimo temperatūros medžiagos. Užvirus jis išgaruoja, perduoda savo šilumą į varinį antgalį ir teka žemyn, kur viskas kartojasi iš naujo.

Vakuuminiai vamzdžiai, pagaminti iš ugniai atsparaus stiklo, viduje užpildyti medžiaga, kuri gali užvirti žemoje temperatūroje (+)

Vakuuminiai vamzdžiai sugeria iki 90% visos saulės spinduliuotės (matomos ir infraraudonosios). Saulės energija, paversta šiluma, tiekiama į aušinimo skystį. Šią energiją jis perduoda toliau per sistemą – į šilumokaitį, esantį specialioje akumuliacinėje talpoje.

Aušinimo skysčio ir vandens judėjimas per šildymo sistemas atsiranda dėl siurblių. Svarbu, kad bakas turi gerą šilumos izoliaciją. Paprastai yra du šilumokaičiai: vienas yra prijungtas prie papildomo šildytuvo, antrasis yra prijungtas prie kolektorių.

Namuose su tokio tipo saulės instaliacija pravartu papildomai prijungti šildomų grindų sistemą. Tai leidžia efektyviau šildyti pastatą.

Kalbant apie vamzdinių kolektorių montavimą, galite juos montuoti patys. Vienintelis dalykas, į kurį turėtumėte atsižvelgti, yra darbinis pasvirimo kampas – jis turi būti ne mažesnis kaip 20°.

Vamzdinis saulės kolektorius dedamas ant stogo, pasirenkant saulėčiausią kryptį. Svarbu, kad šalia nebūtų aukštybinių pastatų, trukdančių laisvai prasiskverbti saulės šviesai

Neįmanoma sukurti vakuuminio įrenginio savo rankomis - vakuuminių vamzdžių namuose pasidaryti neįmanoma. Tai atlieka gamyklos, kurios specializuojasi vakuuminių saulės sistemų gamyboje.

Plokščias saulės kolektorių įrengimas

Dažnai šildymui naudojamas plokščias saulės kolektorius.

Norėdami jį pastatyti, jums reikės:

• metalinis rėmas;
• patvarus dugnas;
• šilumos izoliacijos sluoksnis;
• juodas saulės spinduliuotę sugeriantis sluoksnis (adsorberis);
• skaidrus dangtelis - plastikas, stiklas;
• vamzdeliai skysčiams (varis, aliuminis).

Konstrukcijoje turi būti įleidimo ir išleidimo vamzdžiai bei siurblys efektyviam skysčių cirkuliavimui.

Plokščią saulės instaliaciją galite surinkti savo rankomis. Norėdami tai padaryti, jie dažnai naudoja improvizuotas priemones, kaip analogą pasirenka pigesnes medžiagas (+)

Plokščiasis kolektorius gali būti montuojamas bet kokiu kampu, būtina sąlyga yra išvalyti jį nuo sniego ir dulkių. Tai ypač tinka šiltam klimatui.

Šaltuoju metų laiku pastebimas mažas našumas ir dideli šilumos nuostoliai.Dėl to kyla abejonių dėl vien šios saulės sistemos naudojimo visiškam šildymui. Optimaliausia būtų naudoti plokščią saulės instaliaciją kartu su šildymu dujomis, elektra ar kietu kuru.

Kviečiame skaityti straipsnius apie namines saulės šildymo sistemas:

1. Kaip savo rankomis pasidaryti saulės kolektorių šildymui - žingsnis po žingsnio vadovas
2. Kaip savo rankomis pasidaryti saulės bateriją: saulės baterijos surinkimo ir montavimo būdai

Dar kartą apie tikslingumą

Naudinga šildymui vietoj įprastinių energijos išteklių naudoti saulės energiją. Priklausomai nuo pasirinktos saulės sistemos tipo, mokamo šilumos suvartojimo sutaupymas gali siekti iki 100%.

Galimybė visiškai pakeisti šildymo sistemą yra naudoti kolektorius su vakuuminiais vamzdžiais. Tai gana brangus projektas pradiniame etape. Ateityje jis gali garantuoti visišką energetinę nepriklausomybę, atsipirkdamas per 6-8 metus.

Namų meistrų išradingumas neturi ribų – paprasta žarna gali būti naudojama kaip labirintas skysčiui cirkuliuoti kolektoriaus viduje.

Saulės instaliacijos tarnavimo laikas yra iki 25 metų. Jiems reikia mažai priežiūros – periodiškai valyti paviršius nuo sniego, dulkių ir šiukšlių. Kalbant apie remontą, tai galite padaryti patys. Reikšmingas trūkumas yra tas, kad plokštieji kolektoriai ir saulės baterijos „bijo“ uraganų.

Toks šildymas yra saugus namo gyventojams ir aplinkai. Tai visiškai nemokama ir nepriklauso nuo valiutų kursų ar energijos kainų.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Vaizdo įraše bus parodytas saulės baterijos kūrimo procesas savo rankomis:

Vaizdinė pagalba oro šildymo sistemos statybai:

Plokščios saulės energijos įrengimo savo rankomis technologija:

Saulės elektrinės arba saulės šildymo sistemos pasiteisino visame pasaulyje. Jie leidžia gauti šilumą nemokamai, 30% sumažinant komunalinių mokesčių už šildymą išlaidas.

Jūsų šildymo sistemoje galima visiškai pakeisti energijos išteklius saulės energija. Dar vienas reikšmingas privalumas – saulės instaliaciją galite surinkti patys.

Ar turite praktinių saulės šildymo sistemų surinkimo ar eksploatavimo įgūdžių? Dalinkitės sukauptomis žiniomis, užduokite klausimus šia tema ir dalyvaukite diskusijose. Komentarų forma yra žemiau.