Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

Содержание

Солнечная батарея своими руками – мечта или реальность

Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

Учитывая постоянно дорожающие энергоносители, многие стремятся организовать экономное отопление. И это не просто автономные системы отопления, использующие традиционные энергоносители.

Речь идёт о частом использовании альтернативных источников энергии, которые постоянно возобновляются и не могут исчерпаться с годами, как это происходит с традиционным топливом. Альтернативные источники энергии сегодня уже не просто прихоть или способ выражения своих амбиций – это иногда жизненная необходимость.

К сожалению ветрогенераторы или солнечные батареи для дома, которые вызывают неподдельный интерес, не могут, пока, в полной мере обеспечить потребности в отоплении, но обогреть кухню или душ им под силу.

Солнечная батарея своими руками

Альтернативные источники отопления и перспективы их развития

Среди большого количества разного рода отопительных систем особое место занимают альтернативные источники энергии. Помимо традиционных источников, таких как газ и электричество, сегодня используются все возможные способы отопления. Среди них можно выделить следующие виды альтернативных источников энергии:

  • твёрдое топливо – сегодня большая часть систем отопления использует энергию, полученную от сжигания твёрдого топлива, такого как древесина и уголь. Такие системы способны решить все задачи, связанные с отоплением и горячим водоснабжением;
  • тепловой насос, который использует энергию грунта и водоёмов – очень перспективная система, требующая часто больших денежных вложений;
  • ветрогенераторы, использующие силу ветра. В некоторых странах, где этот вопрос решается на уровне государства, такие системы имеют большие перспективы и уже работают вполне эффективно;
  • солнечные батареи, работающие, как не трудно догадаться на энергии солнца. Устройство таких систем, как правило, представляет собой большой интерес. В некоторых странах, таких как Германия, солнечные батареи обеспечивают целые районы теплом и горячей водой.

Система отопления работающая на солнечных батареях

В связи изложенным выше, стоит отметить, что среди рассмотренных альтернативных источников, использование энергии небесного светила представляет особый интерес.

Поэтому, есть смысл, поближе познакомится с системой отопления, работающей на солнечных батареях.

Особенно интересует этот вопрос владельцев частных домостроений, находящихся в местах, где затруднена поставка традиционных источников энергии, таких как газ и электричество.

Прежде чем представить себе, как происходит нагрев теплоносителя, стоит рассмотреть, что же такое солнечная батарея и какой принцип её действия.

Солнечная батарея представляет собой не что иное, как несколько фотоэлектрических преобразователей, объёдинённых в один блок, или полупроводниковое устройство, которое использует солнечный свет и преобразует его в электроэнергию. Всё происходит в тесной связи с основным законами физики, рассматривать которые нет особого смысла.

Сегодня солнечная энергия притягивает к себе не только взгляды учёных, её пытаются покорить и простые обыватели, которые стараются решить, таким образом, проблемы, связанные с водоснабжением и отоплением.

Система отопления, работающая на солнечных батареях своими руками

Сегодня производство солнечных батарей уже выходит на промышленный уровень, однако собрать солнечную батарею, способную обеспечить потребности небольшого домостроения, может каждый.

Солнечные батареи своими руками сделать сегодня не многим сложнее, чем собрать простую электрическую схему.

Вот только для этого необходимо иметь всё необходимое, а именно сами преобразователи солнечной энергии (монокристаллические солнечные элементы), необходимые метизы, силиконовый герметик и паяльное оборудование. После этого необходимо вооружиться паяльником и приступать к работе.

Перед началом работы необходимо собрать каркас, в котором будут находиться солнечные элементы. Он представляет собой застеклённый короб. Можно для этой цели заказать металлопластиковый стеклопакет, изготовленный по нужному размеру.

Затем приступаем непосредственно к подготовке элементов солнечной батареи к сборке. Для этого к каждому из них припаиваются контакты, или токоведущие дорожки. Затем производится сборка системы, состоящей из четырёх рядов по девять элементов в каждом ряду, всего 36 элементов.

Расстояние между элементами сборки должно быть 5 мм.

В ходе сборки необходимо соблюдать одно условие – каждый соседний ряд должен быть развёрнут на 180 градусов, что позволит собрать все элементы в одну единую цепь.

После этого необходимо к каждой связке, состоящей из шести модулей прикрепить диод, хотя предпочтительно это делать на каждый отдельный элемент. На выходе устанавливается ещё один общий диод, который поставляется в комплекте с монокристаллическими.

После этого производится окончательное скрепление всех контактов, и все пустоты заливаются силиконом.

По окончании сборки производится обработка внутренней поверхности. Для обеспечения работоспособности устройства можно покрыть устройство алюминиевой фольгой. Естественно, необходимо полученную энергию преобразовать, чтобы получить необходимое напряжение.

Для этого энергия солнца при помощи контроллера зарядки аккумулируется и происходит зарядка аккумулятора 12В. После этого посредством специального инвертора, это напряжение может быть преобразовано в нужные 220 Вольт.

  В итоге, 36 элементов, по 0,5  Вольт каждый в конечном итоге позволяют получить необходимое напряжение.

Однако услышать это одно, а посмотреть своими глазами – совсем другое. В этом случае сразу отпадёт масса вопросов, которые обычно возникают после прочтения любого материала. На представленном видео процесс сборки солнечной батареи представляется очень понятным и доходчивым.  Изготовить солнечный радиатор смогут многие, если есть хотя бы небольшие навыки в электротехнике.

Соблюдая указанную последовательность сборки, уже в самое ближайшее время вы сможете собрать солнечную батарею и начнёте пользоваться бесплатной электроэнергией, которая способная обеспечить работу электрических приборов отопления. И всё это, заметьте, при небольших финансовых затратах, возврат которых гарантируется в ближайшие месяцы.

Источник: http://79w.ru/otoplenie/sistemy-otopleniya/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami

Выбор и монтаж солнечных батарей для отопления дома

Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

Сегодня получение энергии из природных источников — одно из самых передовых достижений. Человек научился превращать энергию горения газа, угля и нефти в тепловую.

Однако минус в том, что эти ресурсы не вечны — уже сейчас многие страны мира чувствуют их недостаток.
Ученые задумываются о получении энергии из неиссякаемых природных источников.

Самый мощный и неиссякаемый – энергия солнца, а потому солнечные батареи для отопления дома стали отличной альтернативой другим способом обогрева.

Их использование сокращает расходы не только на отопительные услуги, но и на электроэнергию в самом доме: батареи заряжают специальные аккумуляторы, к которым можно подсоединить любую электротехнику в доме. Подобная система делает отопление дешевле почти в четыре раза.

Принцип работы

Новейший солнечный коллектор способен накапливать энергию даже в пасмурную погоду, но при этом КПД такой батареи не очень высок — около 17-35% при 55-320-ваттной мощности узла.

Солнечные батареи для отопления дома работают по принципу фотоэлектрических реакций и способны прослужить более 25 лет, а затраты на приобретение и монтаж окупаются в течение 3-4 лет (в самых благоприятных регионах).

Схема получения энергии

Чаще всего солнечные батареи для частного дома размещаются на крыше, экономя пространство внутри здания. Дом с площадью 150-180 м² требует около 45 м² площади для размещения батарей. При этом нужно выделить отдельное помещение для установки оборудования и аккумуляторов, распределяющих электроэнергию в период отсутствия солнца.

Разновидности

Установка может быть электрической и водяной, присоединяющейся к электрокотлу. Электрическая система привлекательнее по следующим причинам:

  • простой и быстрый монтаж, легко установить своими руками;
  • компактные радиаторы и трубы;
  • высокая эффективность, так как ею легко отапливать пол, широкие пространства без существенных затрат энергии;
  • легкость регулирования температуры в помещении.Компоненты электрической системы.

Преимущества и недостатки

Плюсы использования подобного отопления:

  • тепло доступно в любое время года;
  • есть возможность настраивания необходимого уровня температуры;
  • частичная электроэнергия и отопление становятся автономными, не требуя оплаты;
  • у батареи долгий срок службы без необходимости ремонта.

Минусы

Минусы отопления от солнечных батарей:

  • батареи неактуальны в некоторых климатических поясах с коротким световым днем;
  • высокие первоначальные затраты: на семью из 4-5 человек нужна установка примерно на 14-22 м²;
  • требовательны к расположению: размещение должно быть на южной части, куда смогут беспрепятственно попадать лучи;
  • крыша должна быть примерно 35-45 м², чтобы нормально обогреть дом.

Однако минусы не останавливают пользователей: установки служат очень долго и показывают высокую эффективность, что и делает их все более популярными.

Учесть расходы

При расходе электроэнергии порядка 500 кВт за месяц, такая установка будет актуальной в климатических условиях с присутствием солнца 2/3 месяца. Для покупки солнечных батарей мощностью в 7 кВт, которые обеспечат дом нужной электроэнергией и теплом, понадобится более 180000 рублей.

Подготовка к установке

Чтобы система работала с полной отдачей, угол наклона крыши должен быть примерно 45°. Важно и окружение дома: ничего не должно отбрасывать тени на крышу. Дом не должен быть ветхим и старым: установка довольно тяжела, потому крыша должна выдерживать ее вес, а зимой еще и скапливающийся снег.

При установке такой системы для проектного здания стоит сразу подумать о его расположении: максимально солнечное, открытое место существенно повысит ее эффективность.

Разновидности и комплектация

Батареи подразделяются на большие и малые фотоэлектрические установки. У малых батарей напряжение аккумуляторов колеблется от 12 до 24 В.: этой электроэнергии достаточно для работы телевизора и осветительных приборов. Большая установка обеспечит электроэнергией и теплом дом среднего размера.

Комплектация

Комплектация для отопления на стандартных солнечных батареях включает в себя:

  • вакуумный коллектор, расчет мощности которого отталкивается от площади дома;
  • резервуары от 500 до 1000 л для нагрева воды (водонагреватели);
  • прибор, управляющий процессом работы;
  • ТЭН или тепловой насос;
  • насос, доставляющий теплоноситель от коллектора до накопительной цистерны.

Формула выработки

Расчет выработки можно провести по формуле: Еинс*Рсб*н/Ринс, Еинс – инсоляция 1 м2, которую можно узнать из специальных таблиц по каждому месяцу года, н – это КПД передачи электротока, а Рсб – мощность батареи, Ринс – максимальная мощность инсоляции на 1 м2.

При этом номинальная мощность батареи Рсб принимается за 1 кВт/м2. Таким образом, получается выработка солнца за месяц в зависимости от времени года. Расчет мощности для энергопотребления дома в месяц можно сделать по формуле Ринс*Есб/(Еинс*н). В КПД закладываются также потери до 25% из-за дешевых контролеров заряда.

Размеры

Расчет размера солнечных батарей требует таких параметров как точная площадь дома и месячный расход электричества с семьи. Так, средняя семья из 3 человек затрачивает около 250-450 кВт при использовании бытовой техники. К этому необходимо добавить нагрев воды в зависимости от объема резервуара.

Для удовлетворения затрат электроэнергии на 1 человека понадобится площадь батареи в 1м2, а чтобы обогреть 10 м² площади пола также понадобится 1 м² солнечной батареи. Расчет облучения батарей нужно осуществлять, ориентируясь на 1000 кВт/ч на 1 м² за год. Произведенное электричество будет равно энергии расходования 100 л газа.

Солнечные коллекторы площадью в 5 м², способны обеспечить горячей водой дом средних размеров. Они производят электроэнергию, равную примерно 2100 кВт/ч в год.

Полностью отключать коммунальное отопление не стоит — в холодный период солнечное тепло питает батареи пассивно, на погоду положиться нельзя. Лучше совмещать отопление на солнечной энергии с другим типом: если батареи не смогут получить необходимого количества солнечной энергии, то ее легко можно будет заменить.

Монтаж

Монтаж отопления от солнечных батарей можно сделать своими руками, но лучше обратиться к специалистам – солнечные батареи дорогостоящи, а от правильности установки зависит ее долговечность и эффективность.

Сам солнечный коллектор размещают на хорошо освещаемой солнцем стороне с отклонением от юга максимум на 30° на восток или запад. Накопительную систему можно установить в подвале дома: она разбирается на детали и монтируется прямо в том помещении, где планируется ее поставить. Часто установка монтируется из нескольких небольших накопителей.

При этом лучше выбирать панельный тип отопления в сочетании с хорошим утеплением дома.

Источник: https://x-teplo.ru/otoplenie/sistemy/solnechnye-batarei-dlja-otoplenija-doma.html

Подключение солнечных батарей для отопления частного дома – Школа по утеплению дома

Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

Отопление в домеПодключение солнечных батарей для отопления частного дома

11.10.2014

Отопление – самая затратная статья в квитанции об оплате за жилище. Современная тенденция развития рынка такова, что традиционные источники энергии дорожают. Однако расходы можно снизить, если задействовать возобновляемые природные ресурсы, которые доступны совершенно каждому.

Одно из решений проблемы – установить солнечные батареи для отопления дома. Всего один квадрат покрываемой площади позволит получить и переработать до 1300 кВт*ч энергии Солнца, часть которой можно направить на другие хозяйственные нужды (электроснабжение, подогрев воды и т. д.).

Современные солнечные кремниевые батареи представляют собой приборы, которые захватывают энергию солнца и преобразуют ее в электрическую. Основной принцип их работы основывается на физическом явлении фотоэлектрической реакции.

Положительные и отрицательные стороны

Использование альтернативного отопления частных домов имеет свои неоспоримые преимущества. Установка и последующая эксплуатация солнечных модулей обладает следующими положительными сторонами:

  • Продолжительный эксплуатационный срок – до 25-40 лет без необходимости дорогостоящих профилактических работ
  • Лишнюю накопленную и переработанную солнечную энергию можно будет расходовать на другие нужды
  • Независимость от служб ЖКХ и значительное уменьшение счетов за отопление
  • Дом будет обогреваться на протяжении всего года

Однако имеются некоторые нюансы, которые ограничивают эксплуатацию отопления на солнечных батареях. Самый первый из них – географическое проживание. В том или ином районе солнце греет по-разному.

Если оно появляется через сутки или лишь на пару часов в день, переоборудовать отопительную систему становится экономически невыгодно и следует подумать о других альтернативных источниках энергии (тепловые насосы, ветряные станции, биологическое топливо).

Клик для увеличения

Среди прочих отрицательных сторон можно отметить:

  • Высокие первоначальные затраты
  • Сложность монтажа оборудования
  • Необходимость в резервном источнике отопления

Выбираем подходящий солнечный коллектор

Необходимо ознакомиться с рынком и выбрать самые подходящие солнечные батареи для отопления дома. Они бывают 3-х типов:

  • Воздушные – внутри них располагается воздух и абсорбирующий тепло элемент. Несмотря на скромную стоимость, они должного распространения не получили, так как характеризуются низким КПД
  • Вакуумные – внутри располагаются определенного диаметра стекло трубки, содержащие в себе трубки меньшего диаметра, по которым циркулирует теплоноситель. Между трубками создается вакуум, характеризующийся высокими теплопроводящими свойствами
  • Плоские – наиболее распространенные коллекторы. Они представляют собой короб, лицевая сторона которого накрыта стеклом. Под ним пролегает абсорбирующий тепло элемент, который контактирует с трубками, содержащими теплоноситель. Энергия последнего забирается и аккумулируется в электрическую

Когда стоит обратить внимание на солнечные батареи

Переоборудовать стандартную отопительную систему в более современную и установить солнечные батареи для отопления дома можно в любой момент. Однако останавливаться на таком решении стоит лишь при выполнении нескольких важных правил:

  • Была произведена проверка уровня инсоляции мастером, на основании результатов которой удалось узнать, насколько эффективным будет каждый квадратный метр установленных батарей. Она даст возможность определить наиболее оптимальную покрываемую модулями площадь
  • Дом необходимо обязательно утеплить, чтобы снизить уровень нежелательных потерь тепла
  • Стоит проанализировать каждый из месяцев отопительного периода. Если количество солнечных дней менее 20, большую часть времени небо затягивают тучи и облака, гелиосистемы рекомендуется заменить тепловыми насосами
  • Обязательно должна присутствовать резервная отопительная система, чтобы обезопасить себя от непредвиденных обстоятельств

Как подключить солнечную батарею

Прежде чем начать подключение солнечных батарей к отопительной системе, необходимо определиться с типом циркуляции теплоносителя по трубным магистралям:

  • Принудительная
  • Естественная

Наиболее востребованной считается система с принудительной циркуляцией. Ее обустройство обойдется дороже за счет приобретения дополнительного оборудования и автоматики. Однако многие владельцы собственных домов ставят превыше комфорт и практичность.

Клик для увеличения

Классическая схема подключения солнечной батареи к потребителю выглядит следующим образом:

  1. Вначале по всем правилам на крыше размещают закупленные солнечные элементы и соединяют их друг с другом
  2. В отведенном помещении необходимо установить контроллер, который будет следить, сколько энергии производится в данный момент
  3. За контроллером должны идти аккумуляторы, которые будут накапливать в себе лишнюю энергию и снабжать ею в тех ситуациях, когда солнечные модули не справляются со своей задачей
  4. За аккумуляторами устанавливается инвертор, который служит для преобразования электрической энергии к требуемым характеристикам
  5. За инвертором располагаются потребители, роль которых может выполнять электрический котел отопления, накопительные баки с Тэнами, обогреватели и прочие греющие установки

Если солнечная батарея подключается к водяному отоплению с принудительной циркуляцией, на выход коллектора, обратку и бак-накопитель устанавливают датчики температуры (термостаты), которые подсоединяются к автоматике. Последняя в свою очередь будет управлять работой всей системы, при определенных условиях включать или выключать ее.

Наиболее просто осуществляется подключение солнечных модулей к отоплению с естественной циркуляцией. Однако автоматизировать ее будет очень сложно. Необходимо придерживаться следующих правил:

  • Накопительный бак располагают выше уровня коллектора
  • Нижний вывод подключается к обратке
  • Верхний вывод подключается ко входу разогретого теплоносителя

Прочие нюансы подключения

Предусмотреть солнечные батареи для отопления дома необходимо на этапе проектирования или строительства дома, чтобы избежать лишних хлопот. Нужно придерживаться нескольких важных правил:

  1. Установка батарей должна вестись преимущественно на южной стороне. Перед модулями не должно располагаться деревьев или более высоких построек, которые будут преграждать путь свету или отбрасывать на них свою тень – это существенно снизит эффективность
  2. Необходимо убедиться, что стропильная система обладает достаточным запасом прочности. Она должна выдерживать не только закрепленные модули, но и снежный покров в зимний период, иначе может произойти обрушение кровли
  1. Оптимальный угол ската крыши – в интервале 30-45 градусов в зависимости от того, как высоко поднимается на протяжении суток солнце
  2. Чтобы увеличить эффективность отопительной системы или распараллелить несколько контуров, иногда ставят более одного накопительного коллектора
  3. К гелиосистемам рекомендуется подключать отопительные контуры с более низкой температурой циркулирующего теплоносителя (панельные змеевики, водяные теплые полы и т. д.)

В заключении

Решившись установить солнечные батареи для отопления дома, необходимо быть готовым к большим первоначальным затратам. Стоимость требуемого оборудования и проводимых работ обойдется от 30 тыс. и выше в зависимости от сложности отопительной системы, выбранных модулей и их количества.

Окупаемость также зависит от большого числа факторов. Если зимы холодные, солнечные и продолжительные, сэкономить затраченные средства удастся через 2-3 года при эксплуатационном сроке до 30 лет. Однако не стоит торопиться, узнав подробнее о других альтернативных методах отопления.

Источник: https://v-teplo.ru/solnichnie-batarei-dlya-doma.html

Солнечные батареи для отопления дома: особенности устройства

Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

Современные технологии заставляют нас идти в ногу со временем. Извлечение энергии от природных явлений – одно из самых значимых достижений нашей науки.

Мы научились использовать воду, ветер, теперь пришло время солнца. Солнечная энергия неиссякаема, так почему не применить ее во благо?

Солнечные батареи – эффективный источник тепла

Что они представляют собой

Устройства, подзаряжающиеся от света, изобретены достаточно давно. Солнечные батарейки для зарядки калькуляторов, часов и прочего, мы имели удовольствие наблюдать еще в начале 90-х годов. Однако наши зарубежные друзья научились использовать энергию солнца во благо гораздо раньше.

Поэтому, стоит поучиться на уже пройденном опыте, и усовершенствовать достигнутые результаты. Одним из удачных достижений можно назвать энергию, где используются лучи  солнечные для отопления батареи для дома, в котором мы живем. Всем известно, что отопление стоит недешево, и платить по счетам приходится часто и помногу.

Многие страны, особенно те, где солнце — частый гость на небе, давно перешли на альтернативную систему отопления. То есть – на обогрев жилья с помощью солнечных батарей.

Если вы не хотите зависеть от жилищно-коммунальных контор, если вам важно тепло в доме в любое, удобное для вас время, давайте поговорим подробнее про отопление от солнечных батарей, которое доступно уже многим, и многие это оценили по достоинству.

Преимущества

  1. Вы живете в тепле столько времени в год, сколько хотите.
  2. Вы имеете возможность регулировать температуру в квартире на нужном вам уровне.
  3. Вы полностью независимы от коммунальных служб, теперь не придется платить за общее отопление.

  4. Вы имеете собственный запас энергии, который можно израсходовать на любые бытовые нужды.
  5. Большой срок службы батарей надолго избавит вас от хлопот по их замене или ремонту.

Однако есть небольшие детали, которые не мешает рассмотреть подробнее, прежде чем приобретать и устанавливать автономное энергообеспечение в своем жилье.

Нюансы

Разновидности солнечных батарей

  1. Конечно, есть известная всем истина, что чем ближе к экватору – тем больше солнца. Если вы живете в регионе, где количество солнечных дней невелико, батареи будут не слишком эффективны.
  2. Достаточно высокая стоимость батарей. К примеру, чтобы снабдить семью достаточным количеством электроэнергии, вам понадобятся солнечные батареи площадью около 15 – 20 м². Учитывая, что 1 м² дает энергии в среднем 120 Вт, то на семью из трех-четырех человек придется установить достаточно много элементов.
  3. Батареи нужно устанавливать на южную сторону крыши. В тех местах, где солнце светит больше всего.
    Площадь крыши должна составлять не менее 40 м2, только в этом случае вы сможете получать достаточное для семьи количество энергии.
  4. Для получения энергии около 500 кВт в месяц и полноценной работы системы в вашем регионе должно быть до 20 солнечных дней.
  5. Чтобы снабдить себя электричеством и приобрести установку мощностью около 7 квТ, сделать отопление на солнечных батареях, вам придется потратить не менее 200000 рублей на их приобретение и установку.
    Однако это окупится уже в первые годы использования. Мощности такой установки хватает для снабжения отопления дома средней величины.
  6. Для эффективной работы установки угол наклона вашей крыши должен быть около 45⁰. Не должно быть больших деревьев и высоких зданий рядом, они будут создавать тень, и мешать работе установки.
  7. Система стропил вашего дома должна иметь запас прочности. Батареи имеют определенный вес, который нужно учитывать, чтобы обезопасить кровлю от обрушения.
    Особенно вероятно это в зимнее время, когда на крыше скапливается снег.

Конечно, батареи обходятся недешево, однако они пользуются большой популярностью уже во многих странах. Даже там, где не самый жаркий климат, их охотно используют.

Дело в долговечности, и большой эффективности такого рода установок.Они лучше всего работают в летнее время, когда солнечных дней много.

Но отопление нужно зимой, поэтому, чтобы система работала, на крыше нужно собрать достаточно большую конструкцию.

Обратите внимание!

Если вы планируете отопление солнечными батареями, такую систему лучше предусмотреть на стадии проектировки жилья, до его строительства.

Нужно учитывать под их расположение сторону света, площадь крыши, покрытие и стропильную систему.

Виды батарей и комплектация

Схема отопления при помощи гелиосистемы

Существуют батареи двух типов – малые и большие фотоэлектрические системы. К типу малых относятся панели с аккумуляторами напряжением от 12 до 24 вольт.

Такие батареи способны дать энергию, которой хватит на обслуживание телевизора и освещения в доме. Большие системы способны полностью обеспечить электроэнергией и отоплением дом средних размеров.

Что касается комплектации, стандартная батарея состоит из:

  1. солнечного вакуумного коллектора;
  2. контроллера, следящего за эффективной работой системы;
  3. насоса, который подает теплоноситель к накопительному баку от коллектора;
  4. емкости объемом 500 – 1000л для горячей воды;
  5. теплового насоса или электрического тэна.

Оборудовав мощное отопление частного дома солнечными батареями, вы можете пользоваться горячей водой, а также оборудовать систему теплого пола. Следует особо отметить, что перед установкой системы обязательно нужно просчитать ее мощность.

Необходимо учесть количество проживающих, площадь жилья, а также расход потребляемой энергии. На бытовые приборы семья из трех человек расходует в среднем 200 – 500 кВт в месяц.

Плюс к этому количеству энергии необходима мощность для подогрева воды. Легче всего площадь будущей системы солнечного отопления рассчитывается из учета 1 м² площади батареи на одного человека.

Для системы обогрева «теплый пол» на каждые 10м 2 такого пола потребуется 1 м² солнечной батареи.

Если вы планируете,отопление загородного дома солнечными батареями, учитывайте:

  • угол ската крыши (не менее 30⁰);
  • сторону света (выбирается самая солнечнаясторона);
  • количество солнечных дней в году;
  • наличие рядом высоких деревьев, которые могут помешать работе системы.

Инсоляция рассчитывается, исходя из учета в 1000 кВт/ч на 1 м² за год. Полученная энергия в этом случае равняется энергии, как от использованных 100 л газа.

Некоторые мощные солнечные коллекторы для отопления дома могут обеспечить горячей водой среднюю семью, имея площадь чуть больше 4 м². Они дают энергию около 2000 кВт/ч в год.

Если у вас установлена система отопления на солнечных батареях, учитывайте, что низкая солнечная активность в зимнее время может подвести. Поэтому, рекомендуется не отказываться полностью от других видов отопления.

Самым эффективным можно считать комбинированный способ отопления. В этом случае вы сможете подстраховаться в любой момент, если батареям будет недостаточно света для выработки энергии.

Выбор и установка

Монтаж солнечных батарей

Если вы хотите долговечную и работоспособную отопительную систему, очень тщательно подойдите к ее выбору. Обязательно просчитайте необходимую мощность и, соответственно площадь системы.

Выберите место для ее установки, желательно все эти действия проделывать с помощью специалистов. Ведь солнечные батареи стоят недешево, а приобретаются надолго.

К примеру, средний срок службы грамотно установленной системы – от 25 лет и выше.

Окупятся они через 2-3 года, зато вы будете абсолютно независимы от коммунальных служб, частых отключений воды и электричества, как в случае с настенными электроконвекторами отопления .

Коллектор устанавливают на максимально освещенной солнцем территории. Угол отклонения от юга допустим в пределах 30⁰навостокилизапад. Возможны варианты установки коллектора на соседнем здании, если основное не подходит по многим показателям.

Накопитель допустимо разместить в подвале, если нет других вариантов. Его можно доставить в виде деталей, и собрать уже на месте установки. Нередко собирают систему из нескольких накопителей небольшого размера.

Обратите внимание!

Гелиосистема будет тем эффективнее, чем ниже температура отопления.

Панельное отопление в этом случае можно назвать оптимальным.

В этом случае удачным решением будет стеновое отопление в совокупности с надежным утеплением здания.

Если вы выбрали для себя отопление дома солнечными батареями, ваш выбор можно назвать разумным и удачным. Энергия солнца бесконечна и бесплатна. Немного вложений в оборудование, и гарантированная независимость от многих факторов вам надолго обеспечена.

Источник: https://otoplenie-gid.ru/istochnik-nagreva/solnechnoe/solnechnye-batarei-dlya-otopleniya-doma-2

Отопление частного дома солнечными коллекторами: устройство и принцип монтажа

Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

Конечно, использовать возможности вечного двигателя для обогрева собственного жилья при сегодняшнем уровне развития техники не выйдет. А вот использовать практически неисчерпаемый источник энергии поможет отопление частного дома солнечными коллекторами, для работы которых не требуется никакого топлива, вполне достаточно обычного дневного света.

Достаточно простая конструкция способна обеспечить получение немалого количества тепловой энергии, причем практически бесплатной.

Отопление частного дома солнечными коллекторами

Виды преобразователей солнечной энергии

Для преобразования энергии солнечного света в доступную для бытового и промышленного применения могут использоваться несколько типов оборудования.

Основными из них считаются:

Солнечные коллекторы

  • Солнечные батареи, преобразующие свет в электрическую энергию. Основу таких батарей составляют современные полупроводниковые приборы, способные изменять свои электротехнические характеристики в зависимости от уровня освещенности. Отопление на солнечных батареях предполагает использование традиционных электрических отопительных устройств, которые работают на аккумулированной энергии.
  • Более простой является схема солнечного коллектора, позволяющего преобразовывать солнечную энергию непосредственно в тепловую. Такая технология позволяет избежать необходимости превращения солнечного света в электроэнергию для последующей передачи потребителям. Ликвидация промежуточного звена в схеме позволяет получить установку с достаточно высоким КПД, при этом конструкция коллектора отличается простотой и возможностью самостоятельного изготовления.

Отопление частного дома солнечными батареями, конечно же, более современный вариант, определенно имеющий будущее.

Но высокая стоимость фотоэлементов, преобразующих свет в электрическую энергию, делает недоступной широкое применение данной технологии в быту.

Именно поэтому стоит детально рассмотреть второй вариант, солнечный коллектор может быть собран самостоятельно, а его эксплуатация и обслуживание не вызовет затруднений.

Солнечный коллектор — устройство и принцип работы

Устройство данного типа может эффективно применяться для обеспечения горячего водоснабжения и отопления дома. Целесообразно монтировать панели солнечные для отопления в регионах с высоким количеством ясных дней.

При этом стоит учитывать тот факт, что при экстремально низких температурах теплоноситель может замерзнуть из-за нехватки мощности коллектора, поэтому необходимо предусмотреть возможность слива воды или применять незамерзающие технические жидкости (масло и другое).

Принцип действия солнечного коллектора достаточно прост. Под воздействием энергии солнечного света происходит нагрев теплоносителя в батарее коллектора. Разность плотности холодной и горячей воды (или другого теплоносителя) обеспечивает его естественную циркуляцию в системе, в большинстве случаев установка насоса для создания подпора не требуется.

Сделать солнечный коллектор самостоятельно несложно, основными узлами установки считаются:

Принцип работы солнечного коллектора

  • Батарея (непосредственно коллектор) представляет собой радиатор, размещенный в утепленном коробе. Именно объем коллектора и протяженность труб, входящих в него и определяет тепловую мощность установки.
  • Накопительный бак предназначен для обеспечения запаса воды, предназначенной для обеспечения нужд отопления и горячего водоснабжения. В его нижнюю часть врезан трубопровод обратки из системы отопление (подается остывшая вода), а отбор горячей воды осуществляется из верхней части.
  • Аванкамера (расширительный бак) предназначена для обеспечения постоянного уровня воды в системе, благодаря ей предотвращается возможность завоздушивания магистралей и обеспечивается циркуляция теплоносителя.

Помимо этих элементов солнечное отопление частного дома включает в себя систему трубопроводов, запорную арматуру для регулировки потоков, слива теплоносителя, отопительные приборы.

Реально ли смонтировать солнечный коллектор самостоятельно?

Панель солнечного коллектора представляет собой систему соединенных между собой труб, помещенную в утепленный короб. Для изготовления панели можно применять трубы различного диаметра, при этом больший основные элементы соединяются между собой перемычками меньшего сечения (подобную конструкцию имеет отопительный регистр).

Солнечный коллектор своими руками

Устройство солнечного коллектора предполагает размещение теплообменного радиатора в утепленный короб.

Для его монтажа могут применяться различные материалы (от фанеры и OSB до обычных досок), утепление можно выполнить пенопластом или минеральной ваты достаточной для региона толщины.

Для увеличения эффективности установки внутренняя часть короба и сам радиатор красят черной краской, которая обеспечит увеличение поглощения солнечного света и позволит увеличить тепловую мощность установки.

Устанавливать панель коллектора необходимо с южной стороны строения, при этом угол наклона к горизонту должен составлять 30-45 градусов, это обеспечит более устойчивую циркуляцию теплоносителя.

Накопительный бак должен иметь объем, позволяющий обеспечить потребность всех потребителей. Обычно его емкость составляет 300-500 литров (если бак такого объема подобрать сложно, можно соединить между собой несколько отдельных емкостей).

Необходимо предусмотреть мероприятия по утеплению этого устройства, это позволит снизить неэффективные потери тепловой энергии, что обеспечит более качественное отопление дома.

По уровню расположения накопительный бак должен быть несколько выше, чем солнечная панель, минимальное расстояние между ними составляет 0,7-1 метр.

В верхней точке системы устанавливается аванкамера емкостью до 40-50 литров. Он оснащается краном поплавкового типа и дренажным трубопроводом. Эти элементы обеспечат подпитку системы из подключенного трубопровода холодного водоснабжения при снижении уровня теплоносителя.

Особенности монтажа

Установка солнечных коллекторов

Стоит сказать о том, что для обеспечения эффективности работы коллектора необходимо особенное внимание уделить утеплению всех элементов системы, в том числе и подключенных трубопроводов. Это позволит снизить теплопотери сети.

Кроме того, помните о том, что температура нагрева воды может быть достаточно высокой, поэтому при использовании ее в горячем водоснабжении предусмотрите установку смесителей в конечных точках отбора, иначе избежать ожогов не удастся.

Устройства для стравливания воздуха, попадающего в систему, позволят обеспечить бесперебойную циркуляцию воды по системе, а дренажные (сливные) трубопроводы позволять предотвратить замерзание воды в сильные морозы.

Как видите, сделать солнечный коллектор своими руками достаточно просто. Его конструкция не предполагает необходимости применения дорогостоящих элементов, вполне хватит общедоступных труб, утеплителя, материалов для возведения корпусов элементов. Все это легко можно найти практически у каждого владельца загородного дома или дачи.

Срок окупаемости такой установки составляет 2-3 года, поэтому ее применение весьма целесообразно с экономической точки зрения.

Источник: http://canalizator-pro.ru/otoplenie-chastnogo-doma-solnechnymi-kollektorami-ustrojstvo-i-princip-montazha.html

Солнечные батареи, как способ отопления частного дома

Отопление частного дома солнечными батареями: схемы и устройство

Солнечные батареи для отопления дома по своей сути являются фотоэлектрическим генератором постоянного тока, который способен преобразовывать лучистую энергию в электрическую. Он выполняет свойство полупроводника на основе кристаллом кремния. Когда свет попадает на его поверхность, образуются свободные электроны, благодаря которым возникает заряд электроэнергии.

Получаемой энергии из 1-2 таких элементов не достаточно, чтобы покрывать все хозяйственные нужды. Для этого панели соединяют между собой в параллельном или последовательном расположении. Исходя из цели использования, их площадь может быть от нескольких кв. см до нескольких кв. м.

Отопление дома солнечной батареей

Факторы, влияющие на степень производительности солнечной батареи:

  • Площадь панелей (чем больше площадь, тем больше можно преобразовывать энергии);
  • Тип местности, где расположен дом (теплый климат позволить большую выработку);
  • Погода и период года (количество солнечных дней);
  • Время суток (размер светового дня).

Для того чтобы солнечные батареи подавали в сеть преобразованную энергию, необходимо произвести установку следующего оборудования:

  • Аккумуляторная батарея. Она способна накапливать электрическую энергию и сглаживать ее перепады.
  • Инвертор. Он позволяет из постоянного тока образовывать переменный.
  • Контролер аккумуляторного заряда. Регулирует перезарядку или разрядку аккумулятора.

Для того чтобы произвести отопление частного дома солнечными батареями, потребуется именно такое количество оборудования, называемое автономной системой энергоснабжения.

Устройство системы обогрева

Солнечная энергия, которая поступает в батареи, преобразуется в инверторе и направляется к аккумуляторным батареям. Уже из них постоянный ток снова поступает в инвертор, где образуется в переменный. После этого уже происходит его подача в нагревательные элементы.

Регулировать уровень нагрева можно благодаря специальному термостату. Такая система отопления позволяет запасать энергию, полученную на протяжении активного воздействия УФ-лучей, и расходовать ее равномерно в течение всего дня. Отопление с помощью солнечной энергии значительно эффективнее, чем коллекторная система обогрева.

Чтобы обрести самое эффективное отопление частного дома, необходимо правильно выбрать солнечные батареи, учитывая все сопутствующие факторы. Рациональным выбором станет такое количество батарей, которые покроют 50-80% от общей потребности тепла. Меньший эффект нецелесообразен, поскольку не сможет покрыть все финансовые затраты.

Улучшить результат работы автономной системы можно благодаря дополнительным мерам: полная теплоизоляция дома: замена окон, внутреннее или наружное утепление стен, крыши, дверных проемов. А благодаря организованной системе вентиляции, тепло сможет равномерно распределяться по помещению.

Правильный выбор с учетом всех расчетов и потребностей, позволит обеспечить частный дом теплом и энергией даже при различных непредвиденных обстоятельствах. Лучше, чтобы все эти расчеты выполнили специалисты и помогли с выбором и установкой мини-станции из солнечных батарей, иначе затраченные средства могут себя не оправдать.

Источник: http://teplo-info.ru/solnechnye-batarei-kak-sposob-otopleniya-chastnogo-doma.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.