Земля и Солнце — источники энергии для вашего дома

Альтернативные источники энергии рассматриваются собственниками частных домов давно и серьёзно. Как один из них – отопление частного дома от солнечных батарей. Владельцев привлекает мысль заплатить один раз за установку и больше не испытывать финансовых трудностей из-за постоянного повышения тарифов.

Устройство и принцип работы

Что же представляет собой такая система? В первую очередь следует сказать, что есть два варианта солнечного отопления. Они предполагают использование различных как в конструктивном плане, так и по назначению элементов:

  • Коллектора;
  • Фотоэлектрической панели.
Устройство и принцип работы

И если оборудование первого типа предназначено сугубо для поддержания в помещении комфортной температуры, то солнечные панели для отопления дома могут применяться для получения электричества и тепла. Их принцип работы основан на преобразовании энергии солнца и накапливании ее в аккумуляторах, чтобы потом использовать для различных нужд.

Применение коллектора позволяет организовать только солнечное системы отопление для частного дома, при этом используется тепловая энергия. Такое устройство действует следующим образом. Солнечные лучи подогревают воду, которая является теплоносителем и поступает с трубопровод. Эта же система может использоваться и в качестве горячего водоснабжения. В состав солнечного коллектора входят специальные фотоэлементы.

Устройство коллектора

Устройство и принцип работы

Но кроме них в комплектацию солнечного отопления включены:

  • Специальный бак;
  • Аванкамеры;
  • Радиатор, выполненный из трубок и заключенный в короб, у которого передняя стенка выполнена из стекла.

Солнечные батареи для отопления дома размещаются на крыше. В нем вода нагреваясь перемещается в аванкамеру где происходит ее замена горячим теплоносителем. Это позволяет поддерживать в системе постоянное динамическое давление.

Устройство и принцип работы

Принцип работы солнечной системы обогрева

yandex_partner_id = 53889;
yandex_site_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_ad_format = ‘direct’; yandex_font_size = 1.0;
yandex_direct_type = ‘vertical’;
yandex_direct_border_type = ‘ad’;
yandex_direct_limit = 1;
yandex_direct_title_font_size = 2;
yandex_direct_links_underline = true;
yandex_direct_bg_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_border_color = ‘ffffff’;
yandex_direct_title_color = ‘0C77EC’;
yandex_direct_url_color = ‘000000’;
yandex_direct_text_color = ‘000000’;
yandex_direct_hover_color = ‘CC0000’;
yandex_direct_favicon = true;
yandex_no_sitelinks = true;
(»);

Принцип обогрева солнечными коллекторами базируется на простейших законах физики. Один из них гласит, что жидкость с большей плотностью вытесняет естественным путём менее плотную. Именно этот принцип взаимодействия заложен в работу отопительных систем с естественной циркуляцией основного теплоносителя.

Методика обогрева такова:

Принцип работы солнечной системы обогрева
  1. Солнечные лучи нагревают трубку с теплоносителем.
  2. Тепло накапливается в тепловом аккумуляторе.
  3. От солнечных лучей поглощается достаточно большой процент тепла.

Основы обогрева солнечными батареями и коллекторами:

  1. Отопление с природной циркуляцией теплоносителя отличается от обычного солнечного коллектора способом нагрева жидкости. В последнем вода нагревается на солнце. Из этого можно понять, как должна выглядеть наиболее оптимальная конструкция нагревателя воды солнечной энергией. Он представляет собой вертикальный змеевик, в котором вода при нагреве поднимается вверх. Далее она в самой верхней точке поступает в ёмкость, из которой будет производиться забор жидкости.
  2. Чтобы добиться полноценной работы солнечного коллектора, нужно обеспечить процесс естественной циркуляции жидкости. Если вода остыла или не нагрелась до нужной температуры, то она должна из накопительного бака поступать непосредственно в коллектор для того, чтобы пройти очередной цикл подогрева. После чего снова возвращается в накопительный резервуар или емкость, которые должны иметь также хорошую теплоизоляцию.
  3. Для обеспечения жизненно важной циркуляции жидкости без использования таких вспомогательных устройств как наносы, солнечный коллектор устанавливают обычно на самом высоком месте. Например, на крыше. Резервуар для накопления жидкости при этом располагается немного ниже, например, на чердаке.
  4. Солнечный коллектор, установленный на крыше, способен не только обеспечить дом горячей водой, но и служить в качестве системы отопления. То есть такие устройства возможно использовать даже зимой. Правда, своими силами коллекторы, способные служить отоплением дома, сделать достаточно сложно. Самодельные агрегаты зачастую годятся только для нагревания воды.

Применение солнечных батарей

Батареи, преобразующие солнечную энергию, монтируются непосредственно на поверхности крыши дома путем соединения их друг с другом в систему требуемой мощности. Если конфигурация крыши или другие особенности строения не позволяют их закрепить непосредственно, то на крыше или даже на стенах устанавливаются каркасные блоки. Как вариант, возможен монтаж системы на отдельных стойках в окресностях дома.

Солнечные батареи

Солнечные батареи являются генератором электрической энергии, которая выделяется в процессе фотоэлектрических реакций. Невысокий КПД элементов цепи общей площадью 15-18 кв. м тем не менее позволяет отапливать помещения, площадь которых превышает 100 кв. м! Стоит заметить, что современная технология такого оборудования позволяет использовать энергию солнца даже в периоды средней облачности.

Помимо монтажа солнечных батарей реализация системы отопления требует установки дополнительных элементов:

Применение солнечных батарей
  • прибор для отбора электротока от батарей;
  • первичный преобразователь;
  • контроллеры для солнечных элементов;
  • аккумуляторы с собственным контроллером, который в автономном режиме будет переключать систему на сеть подстанции в случае критической нехватки заряда;
  • устройство для преобразования постоянного электрического тока в переменный.
Читайте также:  Изготовление трубчатого стального радиатора отопления своими руками

Наиболее оптимальный вариант отопительной системы при использовании альтернативного источника энергии – электрическая система. Это позволит обогревать большие помещения путем монтажа токопроводящих полов. Более того, электрическая система позволяет гибко менять температурный режим в жилых помещения, а также исключает необходимость установки объемистых радиаторов и труб под окнами.

В идеальном варианте обогревательная электрическая система, использующая солнечную энергию, должна быть дополнительно оснащена термостатом и автоматическими регуляторами температуры во всех комнатах.

Типы тепловых насосов

В российских условиях применяются четыре типа тепловых насоса, характеризующие теплоноситель на входе и выходе отопительной системы:

  • вода — вода;
  • воздух — воздух;
  • грунт – вода;
  • воздух — вода.

Выбирая любой из типов тепловых насосов необходимо помнить, что такой обогрев дачного или частного дома будет особенно эффективным в хорошо утеплённом доме. Утеплены должны быть стены, крыша, фасад, подвал. Тепловые потери должны быть максимально снижены.

Разница температур на входе и выходе теплового контура должна быть небольшая, поэтому системы лучше работают в низкотемпературном режиме. То есть тёплый пол подключить выгоднее, чем греть горячую воду. Также для достижения лучшего эффекта рекомендуется использование тепловых насосов совместно с другим источником тепла, например, электрическим насосом. А также целесообразно применение теплового аккумулятора.

Выбор системы, установка

Любому будет известно, что перед тем как заняться установкой, нужно ее тщательно изучить, а будет ли она вообще вам подходить? И одним из главных расчетов будет то, что нужно высчитать площадь дома, сколько примерно тепла вам потребуется и сколько нужно солнечных батарей. Не забыть так же рассмотреть подходящее место для установки системы.

Данным процессом можно заниматься и самостоятельно, но если вы боитесь или не имеете нужных навыков, то лучше отдать это дело специалистам. Есть вероятность того, что вы не сможете грамотно установить солнечные батареи, котел и всю систему.

Как мы уже говорили, если провести правильную установку, то мало того, что система проработает около 25 лет, так еще и окупится в течение 3 лет! Кто-то подумает, что это слишком долго, но это совершенно не так!

Например, солнечный коллектор должен располагаться на поверхности, где больше всего солнца. Коллектор нужно поставить в подвальное помещение.

Так же стоит отметить, что покупать первые попавшиеся батареи ни в коем случае нельзя! Необходимо тщательно все проверить, просчитать и что очень важное – выбрать производителя. Например, Беларусь предлагает довольно хорошие системы на солнечных батареях!

Как правильно выбрать

Сразу же оговоримся, без специалиста сделать правильный выбор будет очень сложно. Тем более, заниматься самостоятельной установкой солнечных элементов не стоит. Вещь это дорогостоящая, так что пусть этим занимаются мастера.

А вот выбор, как уже было сказано выше, необходимо основывать на мощности приборов и на их площади. В независимости от того, по каким показателям были выбраны солнечные батареи, необходимо сказать, что срок их эксплуатации: 20-25 лет. Многие из них окупаются уже через год или два, так что говорить о долгосрочных капитальных вложениях в себя можно.

Модели

Производители солнечных батарей сегодня предлагают два основных вида, которые можно использовать для организации отопительной системы дома:

  1. Солнечные батареи, с помощью которых вырабатывается электрическая энергия. Она собирается в аккумуляторах, от которых питается электрический нагревательный котел.
  2. Солнечные коллекторы, в которых теплоноситель нагревается непосредственно от солнечных лучей. Это более упрощенная трубная система, хотя не менее эффективная.

Отличия двух систем заключается в том, что в первой используются фотоэлементы, отвечающие за преобразование солнечного света в электричество. Здесь же происходит и ее аккумулирование. Вторая схема – это типичный тепловой коллектор, который будет работать только в том случае, если солнце светит постоянно. Небольшая аккумуляция происходит за счет сбора теплоносителя в специальных теплоизолированных резервуарах с подогревом. В качестве нагревателя может выступать ТЭН или тепловой насос.

Похожие темы:

  • Как правильно выбрать газовый котел с бойлером
  • Септик Танк – энергонезависимая канализация для загородного дома и дачи
  • Модельная линейка насосной станции «Вихрь»
  • Технология строительства колодца на роднике
  • Как можно промыть батарею отопления
  • Устройство водяного насоса и выбор агрегата для организации водоснабжения

Не забудьте оценить статью:

Поделиться: [addtoany]

Установка солнечного коллектора для воды

Следует обратить особое внимание на установку системы, поскольку это сильно влияет на эффективность подогрева воды.

Мы можем найти панели, которые могут быть установлены:

  • на крышах домов,
  • в крышах,
  • отдельно стоящие единицы.

Вариантов установки очень много. Тем не менее, вы должны придерживаться основного принципа, который гласит, что панели должны быть размещены в местах с высоким уровнем света. Все затененные участки противопоказаны, они снижают эффективность такого оборудования.

Читайте также:  Виды газовых горелок для отопительного котла и их особенности

Установка солнечных коллекторов на крыше домов своими руками

Установка коллекторов, как правило, осуществляется на крышах домов. Это относится ко всем видам панелей, имеющимся в продаже. Батареи могут быть установлены на существующих зданиях.

Установка солнечных панелей своими руками относительно проста. Просто установите кронштейны для панелей и подключите к ним трубы.

Установка панелей на крышах не сложная, но гораздо лучшее решение – это монтаж их в крыше.

В результате, мы уменьшим потери тепла и сделаем систему более эффективной. В крышу можно встроить только плоские коллекторы. Такое решение должно быть рассмотрено на этапе строительства, так как вмешательство в существующую кровлю будет довольно дорогим.

Солнечный коллектор на балконе

Интересным решением являются солнечные батареи на балконе и на земле. Этот способ установки дает большие возможности в регулировке угла наклона панелей.

Таким образом, можно оптимально адаптировать их к падающему солнечному свету. Панели солнечных батарей также поглощают лучи, отраженные от земли и от здания. Это также приводит к повышению их эффективности.

Отдельно стоящие солнечные панели для воды

Стоит отметить, что свободно стоящие панели требуют хорошо изолированных труб с теплоносителем.

Недостаточная теплоизоляция может значительно снизить эффективность всего коллектора.

Какой способ монтажа выбрать?

Все зависит от специфики здания и близлежащих окрестностей. Решения имеют различные преимущества и недостатки, поэтому вы должны проконсультироваться о способе установки с компанией, которая будет осуществлять монтаж. Стоит помнить, что одна из самых больших проблем коллекторов – это отложение загрязняющих веществ. Даже тонкая пыль, осаждающаяся на плоские пластины коллектора, может снизить его эффективность. Поэтому очень важно обеспечить возможность регулярной очистки батарей.

Сравниваем с обычными система отопления

Если сравнивать это оборудование с газовым или электрическим, то оно имеет гораздо больше преимуществ. В первую очередь это экономия топлива. Летом солнечное отопление способно полностью обеспечить проживающих в доме людей горячей водой. Осенью и весной, когда ясных дней мало, оборудование можно использовать для снижения нагрузки на стандартный котел. Что касается зимней поры, то обычно в это время эффективность работы коллекторов очень мала.

Но кроме экономии топлива использование оборудования, работающего на солнечных батареях, снижает зависимость от газа и электричества. Для установки солнечного отопления не нужно получать разрешение и установить его сможет каждый, кто имеет элементарные знания в сантехнике.

Смотрим видео, критерии подбора оборудования:

Еще один плюс – это большая продолжительность работы коллектора. Гарантированный срок службы оборудования составляет не менее 15 лет, значит на этот период ваши коммунальные платежи будут минимальными.

Однако, как и у любого устройства у коллектора имеются некоторые недостатки:

  • На солнечные водонагреватели для частного дома цена достаточно высокая;
  • Невозможность использования как единственного источника тепла;
  • Необходима установка бака-накопителя.

Есть и еще один нюанс. Эффективность работы солнечного отопления зависит от региона. В южных районах, где активность солнца высока оборудование будет иметь самый большой КПД. Поэтому наиболее выгодно использовать такое оборудование на юге и менее эффективным оно будет на севере.

Выбор солнечного коллектора и его монтаж

Прежде, чем приступать к установке оборудования, входящего в отопительную систему необходимо изучить его возможности. Для того чтобы узнать сколько тепла потребуется на обогрев дома необходимо рассчитать его площадь. Важно правильно выбрать место для установки солнечного коллектора. Оно должно быть максимально освещенным на протяжении дня. Поэтому обычно оборудование устанавливаются на южной части крыши.

Выполнение монтажных работ лучше доверить специалистам, потому что даже небольшая ошибка в установке системы солнечного отопления приведет к значительному снижению эффективности системы. Только при правильной установке солнечного коллектора он прослужит до 25 лет, причем полностью окупив себя за первые 3 года.

Если здание по каким-либо причинам не подходит для установки оборудования, то можно разместить панели на соседнем строении, а накопитель поставить в подвале.

Преимущества солнечного отопления

Нюансы, на которые стоит обратить внимание при выборе этой системы были рассмотрены выше. И если вы все сделали правильно, то ваша система отопления на солнечных коллекторах доставит вам только приятные моменты. Среди ее достоинств следует отметить:

  • Возможность круглогодичного обеспечения дома теплом, с возможностью регулировки температуры;
  • Полная автономия от централизованных коммунальных сетей и снижение финансовых расходов;
  • Использование солнечной энергии на различные нужды;
  • Длительный эксплуатационный срок оборудования и редкие аварийные ситуации.

Единственное, что останавливает потребителей от покупки солнечной системы для отопления частного дома – это зависимость их работы от географии проживания. Если в вашем регионе ясные дни редкость, то эффективность оборудования будет минимальной.

Но все же несмотря на все препоны такой коллектор считается одним из самых распространенных альтернативных источников тепла.

Изготовление своими руками

Процесс изготовления солнечного обогревателя своими руками довольно увлекательный, а готовая конструкция принесёт много пользы хозяину. Благодаря такому устройству можно решить проблему обогрева помещений, нагрева воды и других важных хозяйственных задач.

Читайте также:  25 схем для сборки печи своими руками и пошаговыми инструкциями

Материалы для самостоятельного производства

В качестве примера можно привести процесс создания отопительного устройства, которое будет поставлять нагретую воду в систему. Самым дешёвым вариантом производства солнечного коллектора является использование в качестве основных материалов деревянного бруска и фанеры, а также плит ДСП. Как альтернативу можно использовать алюминиевые профили и металлические листы, но они обойдутся дороже.

Все материалы должны быть влагоустойчивыми, то есть отвечать требованиям использования на открытом воздухе. Качественно изготовленный и установленный солнечный коллектор может служить от 20 до 30 лет. В связи с этим материалы должны иметь необходимые характеристики эксплуатации для применения на протяжении всего срока. Если корпус создан из дерева или плит ДСП, тогда для продления срока службы его пропитывают водно-полимерными эмульсиями и лаком.

Обзор: Самодельная солнечная панель (батарея).

Необходимые материалы для изготовления можно либо купить на рынке в свободном доступе, либо сделать конструкцию из подручных материалов, которые найдутся в любом хозяйстве. Поэтому основное, на что нужно обращать внимание, — это цена материалов и комплектующих.

Обустройство теплоизоляции

Чтобы уменьшить потери тепла, на дно короба укладывается изоляционный материал. Для него можно использовать пенопласт, минеральную вату и т. п. Современная промышленность предоставляет большой выбор различных утеплителей. Например, хорошим вариантом станет использование фольги. Она не только предотвратит потерю тепла, но и будет отражать солнечные лучи, а значит, увеличит нагрев теплоносителя.

В случае использования пенопласта или полистирола для утепления можно вырезать для трубок канавки и монтировать их таким образом. Как правило, абсорбер фиксируется к днищу корпуса и укладывается по изоляционному материалу.

Теплоприемник коллектора

Теплоприемником солнечного коллектора выступает абсорбирующий элемент. Он представляет собой систему, состоящую из трубок, по которым движется теплоноситель, и других деталей, производящихся обычно из листов меди.

Лучшим материалом для трубчатой части является медь. Но домашние умельцы изобрели более дешёвый вариант — полипропиленовые шланги

, которые скручиваются в спиральную форму. Для подсоединения к системе на входе и выходе применяются фитинги.

Подручные материалы и средства разрешается использовать различные, то есть практически любые, которые есть в хозяйстве. Тепловой коллектор своими руками можно изготовить из старого холодильника, полипропиленовых и полиэтиленовых труб, панельных радиаторов из стали и других подручных средств. Важным фактором при выборе теплообменника является теплопроводность материала, из которого он изготовлен.

Идеальным вариантом для создания самодельного водяного коллектора является медь. Она имеет самую высокую теплопроводность. Но использование медных трубок вместо полипропиленовых не означает, что устройство будет выдавать намного больше тёплой воды. На равных условиях медные трубки будут на 15-25% эффективнее, чем установка полипропиленовых аналогов. Поэтому применение пластика тоже является целесообразным, к тому же он намного дешевле меди.

При использовании меди или полипропилена необходимо делать все соединения (резьбовые и сварные) герметичными. Возможное расположение труб — параллельное или в виде змеевика. Верх основной конструкции с трубками закрывается стеклом. При форме в виде змеевика уменьшается количество соединений и, соответственно, возможное образование утечек, а также обеспечивается равномерное движение теплоносителя по трубкам.

Для покрытия короба можно использовать не только стекло. В этих целях применяют полупрозрачные, матовые или рифлёные материалы. Использовать можно акриловые современные аналоги или монолитные поликарбонаты.

При изготовлении классического варианта можно использовать закалённое стекло или оргстекло, поликарбонатные материалы и т. п. Хорошей альтернативой станет применение полиэтилена.

Важно учитывать, что использование аналогов (рифлёных и матовых поверхностей) способствует уменьшению пропускной способности света. В заводских моделях применяют для этого специальное солярное стекло. Оно имеет немного железа в своём составе, что обеспечивает низкую теплопотерю.

Оправданы ли затраты?

Стоимость оборудования, входящего в комплект гелиоустановок, достаточно высока, поэтому всегда, прежде принять решение о приобретении таких изделий, нужно просчитать стоимость требуемого комплекта и финансовую отдачу, которую можно получить от использования подобных установок.

В состав комплекта оборудования, которое обеспечит автономное отопление дома, кроме коллектора, входит еще ряд технических устройств, что также отражается на сумме затрат на весь комплект оборудования.

Так для создания системы отопления н основе солнечного коллектора потребуется:

  1. Коллектор.
  2. Бак аккумулятор тепла.
  3. Расширительный бак.
  4. Циркуляционный насос.
  5. Трубы и запорная арматура.

Из всего перечисленного оборудования, самая дорогая единица, это сам коллектор, поэтому, для того, чтобы определиться, оправданы ли затраты на монтаж такой системы, нужно решить, что является прерогативой в этом вопросе, потому как стоимость котлов, работающих на газе или твердом топливе, сопоставима со стоимостью солнечного коллектора.

В связи с этим, на принятие решения о целесообразности монтажа именно такого типа отопления, и соответственно затрат на оборудование, являются критерии выбора подобных систем, а также плюсы и минусы их эксплуатации, о которых было написано выше.