Θέρμανση ιδιωτικής κατοικίας με ηλιακούς συλλέκτες: διαγράμματα και συσκευή

Οι λόγοι για τη δημοτικότητα των εναλλακτικών πηγών ενέργειας είναι αρκετά κατανοητοί: υπάρχει μια ευκαιρία να εξοικονομήσετε καύσιμα και να πραγματοποιήσετε τα όνειρα για φιλικά προς το περιβάλλον συστήματα υποστήριξης ζωής. Χρησιμοποιώντας επιδέξια την ενέργεια του ήλιου, του ανέμου και του νερού, μπορείτε να μετατρέψετε ένα συνηθισμένο εξοχικό σπίτι σε ένα σύγχρονο οικολογικό σπίτι.

Θα σας πούμε πώς να εγκαταστήσετε την ηλιακή θέρμανση σε ένα ιδιωτικό σπίτι και θα αναλύσουμε μαζί σας πόσο κερδοφόρο είναι. Προκειμένου να καλύψουμε διεξοδικά τα θέματα χρήσης της ενέργειας του φωτός της ημέρας, περιγράψαμε λεπτομερώς όλες τις δημοφιλείς επιλογές που έχουν λάβει πρακτική εφαρμογή και θετικές κριτικές χρηστών.

Λαμβάνοντας υπόψη τις συστάσεις μας, μπορείτε να φτιάξετε ένα αποτελεσματικό ηλιακό σύστημα για εξοχική κατοικία ή εξοχική κατοικία. Για να γίνει πιο κατανοητό το δύσκολο υλικό, έχουμε συμπληρώσει τις πληροφορίες με οπτικά διαγράμματα, εικονογραφήσεις και εκπαιδευτικά βίντεο.

Τρόποι χρήσης της ηλιακής ενέργειας

Μέθοδοι εφαρμογής ενέργεια του ουράνιου σώματος δεν ανήκουν σε καινοτόμες τεχνολογίες· η ηλιακή θερμότητα χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό και με μεγάλη επιτυχία. Ωστόσο, αυτό ισχύει κυρίως για την Αυστραλία, ορισμένες χώρες στην Ευρώπη, την Αμερική και τις νότιες περιοχές, όπου μπορεί να ληφθεί εναλλακτική ενέργεια καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.

Ορισμένες βόρειες περιοχές στερούνται φυσικής ακτινοβολίας, επομένως χρησιμοποιείται ως πρόσθετη ή εφεδρική επιλογή.

Οι ενδιάμεσοι μεταξύ των ακτίνων του ήλιου και του μηχανισμού παραγωγής ενέργειας είναι τα ηλιακά πάνελ ή οι συλλέκτες, που διαφέρουν τόσο ως προς τον σκοπό όσο και ως προς το σχεδιασμό.

Οι μπαταρίες συσσωρεύουν ηλιακή ενέργεια και επιτρέπουν τη χρήση της για την τροφοδοσία οικιακών ηλεκτρικών συσκευών. Είναι πάνελ με φωτοκύτταρα στη μία πλευρά και μηχανισμό κλειδώματος στην άλλη. Μπορείτε να πειραματιστείτε και να συναρμολογήσετε την μπαταρία μόνοι σας, αλλά είναι πιο εύκολο να αγοράσετε έτοιμα στοιχεία - η επιλογή είναι αρκετά μεγάλη.

Τα ηλιακά συστήματα (ηλιακά συλλέκτες) αποτελούν μέρος του συστήματος θέρμανσης ενός σπιτιού. Μεγάλα θερμικά μονωμένα κουτιά με ψυκτικό υγρό, όπως οι μπαταρίες, τοποθετούνται σε υπερυψωμένα πάνελ που βλέπουν στον ήλιο ή στις πλαγιές της οροφής.

Είναι λάθος να πιστεύουμε ότι απολύτως όλες οι βόρειες περιοχές λαμβάνουν πολύ λιγότερη φυσική θερμότητα από τις νότιες. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν πολύ περισσότερες ηλιόλουστες μέρες στην Τσουκότκα ή στον κεντρικό Καναδά από ό,τι στη Μεγάλη Βρετανία που βρίσκεται στα νότια

Για να αυξηθεί η απόδοση, τα πάνελ τοποθετούνται σε δυναμικούς μηχανισμούς που θυμίζουν σύστημα παρακολούθησης - περιστρέφονται ακολουθώντας την κίνηση του ήλιου. Η διαδικασία μετατροπής ενέργειας λαμβάνει χώρα σε σωλήνες που βρίσκονται μέσα στα κουτιά.

Η κύρια διαφορά μεταξύ των ηλιακών συστημάτων και των ηλιακών συλλεκτών είναι ότι τα πρώτα θερμαίνουν το ψυκτικό και τα δεύτερα συσσωρεύουν ηλεκτρική ενέργεια. Είναι δυνατή η θέρμανση του δωματίου χρησιμοποιώντας φωτοκύτταρα, αλλά τα σχέδια σχεδιασμού είναι παράλογα και είναι κατάλληλα μόνο για εκείνες τις περιοχές όπου υπάρχουν τουλάχιστον 200 ηλιόλουστες ημέρες το χρόνο.

Διάγραμμα συστήματος θέρμανσης με ηλιακό συλλέκτη συνδεδεμένο σε λέβητα και εφεδρική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας (για παράδειγμα, λέβητα αερίου) που λειτουργεί με παραδοσιακό καύσιμο (+)

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα ενός εναλλακτικού συστήματος θέρμανσης

Δεν υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα ενός ηλιακού συστήματος θέρμανσης, αλλά καθένα από αυτά είναι σημαντικό και μπορεί να γίνει λόγος για ιδιωτικά πειράματα:

• Περιβαλλοντικά οφέλη. Πρόκειται για μια καθαρή πηγή θερμότητας που είναι ασφαλής για τους κατοίκους του σπιτιού και του γύρω περιβάλλοντος και δεν απαιτεί τη χρήση παραδοσιακών τύπων καυσίμων.
• Αυτονομία. Οι ιδιοκτήτες συστημάτων είναι απολύτως ανεξάρτητοι από τις τιμές της ενέργειας και την οικονομική κατάσταση στη χώρα.
• Οικονομικός. Διατηρώντας το παραδοσιακό σύστημα θέρμανσης, καθίσταται δυνατή η μείωση του κόστους πληρωμής για παροχή ζεστού νερού.
• Δημόσια διαθεσιμότητα. Για να εγκαταστήσετε ηλιακά συστήματα, δεν χρειάζεστε άδεια από τις κρατικές αρχές.

Υπάρχουν όμως και δυσάρεστες στιγμές που μπορεί να χαλάσουν τη συνολική εικόνα. Για παράδειγμα, ο προσδιορισμός της απόδοσης του συστήματος θα απαιτήσει μεγάλο χρονικό διάστημα - τουλάχιστον 3 χρόνια (με την προϋπόθεση ότι υπάρχει αρκετή ηλιακή ενέργεια και χρησιμοποιείται ενεργά).

Μόνο η εγκατάσταση ηλιακών μονάδων θα απαιτήσει μεγάλες επενδύσεις: τα φθηνότερα πάνελ πυριτίου θα κοστίζουν τουλάχιστον 2.200 ρούβλια. ανά τεμάχιο και πολυκρυσταλλικά στοιχεία έξι διόδων της πρώτης κατηγορίας - έως 17.000 ανά τεμάχιο. Ο υπολογισμός του κόστους 30 ενοτήτων είναι αρκετά απλός (+)

Οι χρήστες σημειώνουν τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

• υψηλές τιμές για τον απαραίτητο εξοπλισμό για τη θέση σε λειτουργία του συστήματος·
• άμεση εξάρτηση της ποσότητας θερμότητας που παράγεται από τη γεωγραφική θέση και τις καιρικές συνθήκες·
• την υποχρεωτική παρουσία εφεδρικής πηγής, για παράδειγμα, λέβητα αερίου (στην πράξη, ένα ηλιακό σύστημα είναι συχνά εφεδρικό).

Για να επιτύχετε μεγαλύτερες αποδόσεις, πρέπει να παρακολουθείτε τακτικά τη δυνατότητα συντήρησης των συλλεκτών, να τους καθαρίζετε από υπολείμματα και να τους προστατεύετε από το σχηματισμό πάγου κατά τη διάρκεια του παγετού. Εάν η θερμοκρασία πέφτει συχνά κάτω από τους 0ºC, πρέπει να φροντίσετε για πρόσθετη θερμομόνωση όχι μόνο των στοιχείων του ηλιακού συστήματος, αλλά και του σπιτιού συνολικά.

Ηλιακή ενέργεια για θέρμανση

Ο κύριος σκοπός των φωτοβολταϊκών στοιχείων αποθήκευσης ενέργειας είναι η παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στο σπίτι. Για να τα συμπεριλάβουμε στο διάγραμμα συσκευές συστήματος θέρμανσης και για να επιτευχθεί η βέλτιστη λειτουργία, είναι απαραίτητο να συναρμολογήσετε το κύκλωμα με μια δεξαμενή αποθήκευσης.

Σε αυτό θα θερμανθεί το νερό, το οποίο, έχοντας φτάσει σε μια ορισμένη θερμοκρασία, θα γεμίσει τους σωλήνες και τα καλοριφέρ στα δωμάτια που απαιτούν θέρμανση (σαλόνι, μπάνιο).

Ένα σύστημα που τροφοδοτείται από ηλιακή ενέργεια, με δεξαμενή διπλού κυκλώματος που οργανώνει τη θέρμανση και την παροχή ζεστού νερού προς δύο κατευθύνσεις: στα θερμαντικά σώματα θέρμανσης και στα σημεία διανομής (+)

Ας προσπαθήσουμε να αναλύσουμε τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού των ηλιακών συλλεκτών και να προσδιορίσουμε τον πιθανό ρόλο τους στο σύστημα θέρμανσης.

Η αρχή λειτουργίας των πάνελ με φωτοκύτταρα

Υπάρχουν τρεις συνήθεις τύποι στοιχείων για ηλιακούς συλλέκτες:

• Μονοκρυσταλλικό. Πρόκειται για λεπτές γκοφρέτες από το πιο καθαρό πυρίτιο, κομμένες από κρύσταλλο που έχει αναπτυχθεί σε τεχνητές συνθήκες. Η πιο παραγωγική ποικιλία με απόδοση περίπου 17-18%. Η βέλτιστη θερμοκρασία λειτουργίας είναι από 5 ºС έως 25 ºС.

• Πολυκρυσταλλικό. Κατασκευασμένο από γκοφρέτες που λαμβάνονται με σταδιακή ψύξη τήγματος πυριτίου. Η τεχνολογία για την παραγωγή τους είναι λιγότερο έντασης εργασίας, αλλά η απόδοση των φωτοβολταϊκών στοιχείων που κατασκευάζονται από πολυκρυσταλλικά είναι σημαντικά χαμηλότερη - όχι περισσότερο από 12%.

• Αμορφος. Είναι φιλμ. Κατασκευάζεται με τη μέθοδο της φάσης εξάτμισης, ως αποτέλεσμα της οποίας το πυρίτιο σε μορφή λεπτής μεμβράνης εναποτίθεται σε εύκαμπτη βάση πολυμερούς. Η φθηνότερη μέθοδος παραγωγής συνδυάζεται με χαμηλή παραγωγικότητα, που υπολογίζεται έως και 7%.

Για την εγκατάσταση αυτόνομων συστημάτων θέρμανσης στις βόρειες περιοχές εξετάζεται η καταλληλότερη επιλογή φωτοβολταϊκές μπαταρίες, συναρμολογημένο από μονοκρυσταλλικά στοιχεία. Ωστόσο, οι μπαταρίες με άμορφες μονάδες εγκαθίστανται ευκολότερα, πρακτικά δεν απαιτούν βάση και είναι πολύ φθηνότερες.

Μια μονοκρυσταλλική μονάδα αποτελείται από στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά συνδυασμένα σε μονάδες. Αρκετές μονάδες σχηματίζουν μια ηλιακή μπαταρία.Η σκοτεινή επιφάνεια των ηλιακών φωτοβολταϊκών συστημάτων βελτιστοποιεί την απορρόφηση των ηλιακών ακτίνων

Το καθήκον των εξωτερικών στοιχείων είναι να απορροφούν και να μεταμορφώνουν τις ακτίνες του ήλιου. Η εκλυόμενη ενέργεια πηγαίνει παραπέρα και συγκεντρώνεται στη δεξαμενή αποθήκευσης. Ένα μικρό στοιχείο παράγει περίπου 100-250 W και ένα προκατασκευασμένο πάνελ 25-30 m² παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε ένα μικρό σπίτι. Η εγκατάσταση ενός συστήματος θέρμανσης απαιτεί 2-3 φορές περισσότερη ενέργεια.

Ένας μετατροπέας λειτουργεί ως μετατροπέας συνεχούς ρεύματος από την ηλιακή «παραγωγή» σε ηλεκτρική ενέργεια, καθώς απαιτείται εναλλασσόμενο ρεύμα για τη λειτουργία οικιακών ηλεκτρικών συσκευών και λαμπτήρων.

Αν μιλάμε συγκεκριμένα για το σύστημα θέρμανσης, ένας ηλεκτρικός λέβητας για θέρμανση νερού λειτουργεί επίσης με εναλλασσόμενο ρεύμα. Για να παρέχετε φως στο σπίτι σας τη νύχτα, θα χρειαστείτε μπαταρίες που αποθηκεύουν προμήθειες ημέρας.

Οι μονάδες μετατροπέα εγκαθίστανται σε χώρο κατάλληλο για συντήρηση, αν και δεν απαιτεί συνεχή έλεγχο και λειτουργεί σε αυτόματη λειτουργία (+)

Αποτελεσματικότητα χρήσης φωτοκυττάρων

Το πιο εύκολο στην αγορά ηλιακούς συλλέκτες και εφαρμόστε ένα από τα απλά σχήματα που έχουν αποδειχθεί όλα αυτά τα χρόνια. Ωστόσο, μερικές φορές οι συνθήκες υπαγορεύουν τις δικές τους συνθήκες. Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα άριστο λειτουργικό σύστημα ηλιακής γεννήτριας, αλλά προς το παρόν χρησιμεύει μόνο για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας και την παροχή ζεστού νερού στο σπίτι σας.

Είναι σαφές ότι η αγορά νέου εξοπλισμού είναι ασύμφορη, επομένως είναι ευκολότερο να αυξηθεί η ισχύς με την αγορά ενός συγκεκριμένου αριθμού φωτοηλεκτρικών μετατροπέων. Επιλογή προϋπολογισμού - πάνελ σιλικόνης με παραγωγικότητα έως 23-25%.

Είναι απαραίτητο να συνδέσετε μια συσκευή θέρμανσης που λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια στην πηγή ρεύματος.Μια καθολική επιλογή είναι ένας λέβητας εξοπλισμένος με καλωδίωση διανομής.

Τα στοιχεία πολυμερούς μεμβράνης είναι πολύ λιγότερο κοινά στη ρωσική αγορά από τα μονο- και πολυκρυσταλλικά ανάλογα πυριτίου. Είναι εύκολο να εγκατασταθούν, αλλά έχουν χαμηλή απόδοση - μόνο 6%

Εάν η παροχή ηλεκτρικού ρεύματος είναι σωστά οργανωμένη, θα πρέπει να επαρκεί τόσο για παροχή ζεστού νερού όσο και για θέρμανση. Υπάρχουν παραδείγματα όταν το σπίτι είναι πλήρως εφοδιασμένο με θερμότητα - μπορεί να αναγνωριστεί από την οροφή, σχεδόν πλήρως καλυμμένη με πάνελ.

Μερικές φορές είναι απαραίτητο να ανεγερθούν ειδικές αυτόνομες κατασκευές εάν η περιοχή της οροφής δεν είναι αρκετή. Αποδεικνύεται ότι για να αυξηθεί η ισχύς, απαιτείται επιπλέον ελεύθερος χώρος.

Ακόμη και οι πιο προσεκτικοί υπολογισμοί δεν θα σας βοηθήσουν να προσδιορίσετε την ακριβή ποσότητα δυνητικής ενέργειας και να δημιουργήσετε γρήγορα ένα αποτελεσματικό σύστημα που λειτουργεί καλά. Το γεγονός είναι ότι στην πράξη προκύπτουν εμπόδια, η εμφάνιση των οποίων είναι αρκετά δύσκολο να προβλεφθεί.

Εδώ είναι μερικοί από τους παράγοντες:

• Ασυνέπεια του καιρού. Ο ακριβής αριθμός των ηλιόλουστων ημερών είναι άγνωστος ακόμη και στις νότιες περιοχές. Είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθεί αξιόπιστα ο αριθμός τους στις βόρειες περιοχές.
• Παρατυπία λήψης ηλεκτρικού ρεύματος. Για παράδειγμα, στις βόρειες περιοχές υπάρχουν σύντομες ώρες φωτός το χειμώνα, επομένως δαπανάται πολύ ανακυκλωμένη ηλιακή ενέργεια για φωτισμό. Επιπλέον, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας το χειμώνα μειώνεται σημαντικά.
• Περιοδικές βλάβες. Όπως όλα τα τεχνικά συστήματα, έτσι και οι ηλιακοί συλλέκτες μπορεί να χαλάσουν από καιρό σε καιρό λόγω ζημιών σε μεμονωμένα στοιχεία, συνδέσεις με συστολή, προστατευτικές επιφάνειες κ.λπ.

Κατά συνέπεια, μπορείτε να μάθετε για την αποτελεσματικότητα μόνο μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, τουλάχιστον μετά από ένα χρόνο. Μπορεί να χρειαστεί να αυξήσετε τον αριθμό των φωτοκυττάρων ή των μπαταριών, να εξετάσετε την πρόσθετη θερμομόνωση του σπιτιού και να μειώσετε τη θερμαινόμενη περιοχή. Ας υποθέσουμε ότι στις βόρειες περιοχές της Γερμανίας, για να εξοικονομήσετε χρήματα, τα υπνοδωμάτια συχνά δεν θερμαίνονται καθόλου.

Η συντήρηση των εγκατεστημένων φωτοκυττάρων δεν απαιτεί ειδικές δεξιότητες και συνίσταται σε τακτικό καθαρισμό: αφαίρεση χιονιού το χειμώνα και υπολειμμάτων σε ζεστές περιόδους, πλύσιμο της γυάλινης επιφάνειας με νερό από σωλήνα

Διάγραμμα εγκατάστασης οικιακού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής

Ο πιο εύκολος τρόπος εγκαταστάσεις ηλιακών γεννητριών – επικοινωνία με μια εταιρεία που πουλά εξαρτήματα συστήματος και προσφέρει υπηρεσίες εγκατάστασης. Πλεονεκτήματα - ένα επαγγελματικό έργο που λαμβάνει υπόψη μεμονωμένα χαρακτηριστικά, εγγύηση για όλα τα προϊόντα και την εγκατάσταση, μείον - υψηλό κόστος.

Εάν έχετε σχετική εμπειρία, μπορείτε να συναρμολογήσετε ανεξάρτητα έναν μίνι σταθμό παραγωγής ενέργειας με ηλιακούς συλλέκτες για τη θέρμανση μιας ιδιωτικής κατοικίας.

Το πιο αποτελεσματικό θεωρείται ένα υβριδικό σχέδιο για το σχεδιασμό ενός συστήματος αέρα-ηλίου, στο οποίο χρησιμοποιούνται φωτοκύτταρα για την παραγωγή ενέργειας, συλλέκτες για θέρμανση νερού και εγκαθίσταται μια πρόσθετη ανεμογεννήτρια. Μπορεί να αντικατασταθεί με εφεδρική πηγή καυσίμου (+)

Όλα τα εξαρτήματα για τη συναρμολόγηση του συστήματος θέρμανσης πωλούνται σε εξειδικευμένα καταστήματα.

Πρέπει να αγοράσετε τα ακόλουθα εξαρτήματα:

• ένα σετ ηλιακών μονάδων πυριτίου ή φιλμ.
• μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία που αποθηκεύει ενέργεια.
• ελεγκτής φόρτισης που ρυθμίζει τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας.
• ένας μετατροπέας που μετατρέπει το συνεχές ρεύμα σε εναλλασσόμενο ρεύμα.
• σετ καλωδίων σύνδεσης.

Είναι επιθυμητό οι μπαταρίες να είναι ίδιες (λαμβάνοντας υπόψη τη μάρκα, τη χωρητικότητα και ακόμη και την παρτίδα) και να μπορούν να αποθηκεύουν ενέργεια για 3-4 ημέρες. Η διάρκεια της λειτουργίας τους εξαρτάται από τη θερμοκρασία δωματίου - σε ψυχρές συνθήκες εκφορτίζονται γρήγορα. Εάν η ημερήσια κατανάλωση είναι 2400 Wh, απαιτούνται μπαταρίες συνολικής χωρητικότητας τουλάχιστον 1000 Ah.

Όταν χρησιμοποιείτε μπαταρίες αυτοκινήτου, να θυμάστε ότι η μέγιστη απόδοσή τους είναι 70-75% (διάρκεια ζωής - 3 χρόνια), οι ειδικές συσκευές για ηλιακά συστήματα έχουν την καλύτερη απόδοση - έως και 85% (διάρκεια ζωής - 10 χρόνια). Κάποια ποσότητα ενέργειας χάνεται κατά την αποθήκευση και τη μετατροπή

Η ποιότητα του ρεύματος που παράγεται από ημιτονοειδή μετατροπείς για ηλιακά συστήματα, υψηλότερο από τους τρέχοντες δείκτες από το κεντρικό δίκτυο. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του εξοπλισμού είναι ο συγχρονισμός της φάσης τάσης, στην οποία η μετάβαση από τα 12 V στα 220 V πραγματοποιείται χωρίς διακοπή στη λειτουργία των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών.

Ισχύς μετατροπέα – από 250 W έως 6000 W και άνω. Η ισχύς εξόδου μπορεί να αυξηθεί συνδέοντας πολλές συσκευές παράλληλα. Για παράδειγμα, 3 x 3000 W = 9000 W (+)

Μετά την εγκατάσταση όλων των στοιχείων του ηλιακού συστήματος, είναι απαραίτητο να συνδέσετε μια ηλεκτρική δεξαμενή που θερμαίνει το νερό στον μετατροπέα και στη δεξαμενή, με τη σειρά του, έναν αγωγό θέρμανσης.

Σύστημα θέρμανσης συλλέκτη

Η μεγαλύτερη απόδοση και απόδοση μπορεί να επιτευχθεί με την εγκατάσταση συλλεκτών αντί για ηλιακές μονάδες - εξωτερικές εγκαταστάσεις στις οποίες το νερό θερμαίνεται υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας. Ένα τέτοιο σύστημα είναι πιο λογικό και φυσικό, καθώς δεν απαιτεί θέρμανση του ψυκτικού από άλλες συσκευές.

Ας εξετάσουμε τον σχεδιασμό και την αρχή της λειτουργίας δύο κύριων τύπων συσκευών: επίπεδες και σωληνοειδείς.

Επίπεδη έκδοση για αυτοπαραγωγή

Ο σχεδιασμός επίπεδων εγκαταστάσεων είναι τόσο απλός που έμπειροι τεχνίτες συναρμολογούν ανάλογα χειροτεχνίας με τα χέρια τους, αγοράζοντας μερικά από τα εξαρτήματα σε εξειδικευμένο κατάστημα και κατασκευάζοντας μερικά από παλιοσίδερα.

Μέσα στο κουτί με μόνωση από χάλυβα ή αλουμίνιο υπάρχει μια πλάκα που απορροφά την ηλιακή θερμότητα. Τις περισσότερες φορές είναι επικαλυμμένο με ένα στρώμα μαύρου χρωμίου. Ο απορροφητής θερμότητας προστατεύεται από πάνω με ένα σφραγισμένο διαφανές κάλυμμα.

Η θέρμανση του νερού γίνεται σε σωλήνες που τοποθετούνται σε ένα φίδι και συνδέονται με την πλάκα. Το νερό ή το αντιψυκτικό εισέρχεται στο κουτί μέσω του σωλήνα εισόδου, θερμαίνεται στους σωλήνες και μετακινείται στην έξοδο - στον σωλήνα εξόδου.

Η διαπερατότητα του φωτός του καλύμματος εξηγείται από τη χρήση διαφανούς υλικού - ανθεκτικό γυαλί ή πλαστικό (για παράδειγμα, πολυανθρακικό). Για να αποτρέψετε την ανάκλαση των ακτίνων του ήλιου, η γυάλινη ή η πλαστική επιφάνεια είναι μπερδεμένη (+)

Υπάρχουν δύο τύποι σύνδεσης, μονοσωλήνων και δύο σωλήνων· δεν υπάρχει θεμελιώδης διαφορά στην επιλογή. Αλλά υπάρχει μεγάλη διαφορά στον τρόπο με τον οποίο θα παρέχεται το ψυκτικό στους συλλέκτες - βαρύτητα ή με χρήση αντλίας. Η πρώτη επιλογή θεωρείται αναποτελεσματική λόγω της χαμηλής ταχύτητας κίνησης του νερού · σύμφωνα με την αρχή της θέρμανσης, μοιάζει με δοχείο για καλοκαιρινό ντους.

Η λειτουργία της δεύτερης επιλογής συμβαίνει λόγω της σύνδεσης μιας αντλίας κυκλοφορίας, η οποία τροφοδοτεί αναγκαστικά ψυκτικό. Η πηγή ενέργειας για τη λειτουργία του εξοπλισμού άντλησης μπορεί να είναι ένα σύστημα ηλιακής ενέργειας.

Η θερμοκρασία του ψυκτικού όταν θερμαίνεται από τον ηλιακό συλλέκτη φτάνει τους 45-60 ºС, στην έξοδο η μέγιστη τιμή είναι 35-40 ºС. Για να αυξηθεί η απόδοση του συστήματος θέρμανσης, χρησιμοποιούνται "ζεστά δάπεδα" μαζί με καλοριφέρ (+)

Σωληνοειδείς συλλέκτες - μια λύση για τις βόρειες περιοχές

Η γενική αρχή λειτουργίας θυμίζει τη λειτουργία επίπεδων αναλόγων, αλλά με μια διαφορά - οι σωλήνες ανταλλαγής θερμότητας με ψυκτικό βρίσκονται μέσα σε γυάλινες φιάλες. Οι ίδιοι οι σωλήνες μπορούν να είναι φτερού, σφραγισμένοι στη μία πλευρά και να μοιάζουν με φτερά στην εμφάνιση, και ομοαξονικοί (κενό), να εισάγονται ο ένας μέσα στον άλλο και να σφραγίζονται και στις δύο πλευρές.

Οι εναλλάκτες θερμότητας είναι επίσης διαφορετικοί:

• Σύστημα μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε θερμική ενέργεια Σωλήνας θερμότητας.
• ένας κανονικός σωλήνας μεταφοράς ψυκτικού τύπου U.

Ο δεύτερος τύπος εναλλάκτη θερμότητας θεωρείται πιο αποδοτικός, αλλά δεν είναι αρκετά δημοφιλής λόγω του κόστους των επισκευών: εάν ένας σωλήνας αποτύχει, ολόκληρο το τμήμα θα πρέπει να αντικατασταθεί.

Ο σωλήνας θερμότητας δεν αποτελεί μέρος ενός ολόκληρου τμήματος, επομένως μπορεί να αλλάξει σε 2-3 λεπτά. Τα αποτυχημένα ομοαξονικά στοιχεία μπορούν να επισκευαστούν με απλή αφαίρεση του βύσματος και αντικατάσταση του κατεστραμμένου καναλιού.

Ένα διάγραμμα που εξηγεί τη διαδικασία κυκλικής θέρμανσης μέσα σε σωλήνες κενού: κρύο υγρό, υπό την επίδραση της ηλιακής θερμότητας, θερμαίνεται και εξατμίζεται, δίνοντας τη θέση του στο επόμενο τμήμα του κρύου ψυκτικού (+)

Αφού αναλύσαμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά διαφόρων τύπων συλλεκτών και συνοψίσαμε την εμπειρία χρήσης τους, αποφασίσαμε ότι οι επίπεδοι συλλέκτες είναι πιο κατάλληλοι για τις νότιες περιοχές και οι σωληνοειδείς είναι πιο κατάλληλοι για τις βόρειες περιοχές. Οι εγκαταστάσεις με το σύστημα Heat-pipe έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα καλές σε δύσκολα κλίματα.Έχουν θερμαντική ικανότητα ακόμα και τις συννεφιασμένες μέρες και τη νύχτα, «τρέφονται» με ελάχιστη ποσότητα ηλιακού φωτός.

Δείγμα τυπικού διαγράμματος για τη σύνδεση ηλιακών συλλεκτών με εξοπλισμό λέβητα: το αντλιοστάσιο κυκλοφορεί νερό, ο ελεγκτής ρυθμίζει τη διαδικασία θέρμανσης

Μέθοδος για την αύξηση της παραγωγικότητας

Συνήθως, μετά από πειραματισμούς με μικρό αριθμό ηλιακών μονάδων, οι ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών προχωρούν περισσότερο και βελτιώνουν το σύστημα με διάφορους τρόπους.

Ο ευκολότερος τρόπος είναι να αυξήσετε τον αριθμό των ενοτήτων που εμπλέκονται, κατά συνέπεια, να προσελκύσετε επιπλέον χώρο για να τις φιλοξενήσετε και να αγοράσετε πιο ισχυρό σχετικό εξοπλισμό

Τι να κάνετε εάν υπάρχει έλλειψη ελεύθερου χώρου; Ακολουθούν ορισμένες συστάσεις για την αύξηση της απόδοσης ενός ηλιακού σταθμού (με φωτοκύτταρα ή συλλέκτες):

• Αλλαγή του προσανατολισμού των μονάδων. Κινούμενα στοιχεία σε σχέση με τη θέση του ήλιου. Με απλά λόγια, τοποθετώντας το μεγαλύτερο μέρος των πάνελ στη νότια πλευρά. Κατά τη διάρκεια των μεγάλων ωρών της ημέρας, είναι επίσης βέλτιστο να χρησιμοποιείτε επιφάνειες που βλέπουν ανατολικά και δυτικά.

• Ρύθμιση γωνίας κλίσης. Ο κατασκευαστής συνήθως υποδεικνύει ποια γωνία είναι πιο προτιμότερη (για παράδειγμα, 45º), αλλά μερικές φορές κατά την εγκατάσταση είναι απαραίτητο να γίνουν προσαρμογές λαμβάνοντας υπόψη το γεωγραφικό πλάτος.

• Σωστή επιλογή τοποθεσίας εγκατάστασης. Η οροφή είναι κατάλληλη επειδή είναι τις περισσότερες φορές το υψηλότερο επίπεδο και δεν κρύβεται από άλλα αντικείμενα (για παράδειγμα, δέντρα κήπου). Υπάρχουν όμως ακόμη πιο κατάλληλες περιοχές - περιστρεφόμενες συσκευές παρακολούθησης του ήλιου.

Όταν τα στοιχεία είναι τοποθετημένα κάθετα στις ακτίνες του ήλιου, το σύστημα λειτουργεί πιο αποτελεσματικά, αλλά σε μια σταθερή επιφάνεια (για παράδειγμα, μια οροφή) αυτό είναι δυνατό μόνο για μικρό χρονικό διάστημα. Για να αυξηθεί αυτό, έχουν εφευρεθεί πρακτικές συσκευές παρακολούθησης.

Οι μηχανισμοί παρακολούθησης είναι δυναμικές πλατφόρμες που περιστρέφονται με τα επίπεδά τους να ακολουθούν τον ήλιο. Χάρη σε αυτά, η παραγωγικότητα της γεννήτριας αυξάνεται κατά περίπου 35-40% το καλοκαίρι και κατά 10-12% το χειμώνα.

Το μεγάλο μειονέκτημα των συσκευών παρακολούθησης είναι το υψηλό τους κόστος. Σε ορισμένες περιπτώσεις, δεν αποδίδει, επομένως δεν έχει νόημα να επενδύσουμε σε άχρηστους μηχανισμούς.

Υπολογίζεται ότι τα 8 πάνελ είναι ο ελάχιστος αριθμός στον οποίο θα δικαιολογηθούν τα κόστη με την πάροδο του χρόνου. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε 3-4 μονάδες, αλλά υπό μία προϋπόθεση: εάν συνδέονται απευθείας με την αντλία νερού, παρακάμπτοντας τις μπαταρίες.

Μόλις τις προάλλες, η Tesla Motors ανακοίνωσε τη δημιουργία ενός νέου τύπου οροφής - με ενσωματωμένη ηλιακούς συλλέκτες. Ο Έλον Μασκ είπε ότι η τροποποιημένη οροφή θα είναι φθηνότερη από μια συμβατική οροφή με συλλέκτες ή μονάδες εγκατεστημένους σε αυτήν.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Τα θεματικά βίντεο θα σας βοηθήσουν να φανταστείτε καλύτερα τον σχεδιασμό των οικιακών ηλιακών σταθμών και θα σας αποκαλύψουν μερικά από τα μυστικά της εγκατάστασης εξοπλισμού.

Βίντεο #1. Διαθέσιμες τεχνικές πληροφορίες σχετικά με τους ηλιακούς συλλέκτες και τους ελεγκτές φόρτισης:

Βίντεο #2. Χρήσιμη εμπειρία χρήσης ηλιακών συλλεκτών στην περιοχή της Μόσχας:

Βίντεο #3. Ένα παράδειγμα επιτυχούς ηλιακού σταθμού, πλήρως συναρμολογημένου ανεξάρτητα, παρέχοντας τόσο παροχή ζεστού νερού όσο και θέρμανση του σπιτιού:

Όπως μπορείτε να δείτε, ένα ηλιακό σύστημα θέρμανσης είναι ένα πολύ πραγματικό φαινόμενο που μπορείτε να εφαρμόσετε μόνοι σας. Το πεδίο των εναλλακτικών μεθόδων απόκτησης ενέργειας αναπτύσσεται συνεχώς, ίσως αύριο θα ακούσετε για μια νέα ανακάλυψη.

Σας προσκαλούμε να σχολιάσετε ενεργά το υλικό. Μπορείτε να εκφράσετε τη στάση σας απέναντι στην «πράσινη ενέργεια», να μοιραστείτε την εμπειρία σας από την εγκατάσταση ενός συστήματος ηλιακών συλλεκτών και να πείτε μόνο σας τις γνωστές λεπτότητες στο μπλοκ που βρίσκεται παρακάτω.