Теплоснабжение фотоэлектрическими панелями

Теплоснабжение дома загородного фотоэлектрическими панелями и коллекторами

Плюсы

Теплоснабжение дома загородного фотоэлектрическими панелями имеет и определенные минусы. В первую очередь, это ограниченная мощность оборудования, не она позволяет организовывать полноценные системы обогрева в государствах, где зимние температуры довольно невысокие. Для получения достаточной мощности приходится собирать панели большой площади и поэтому цена может вырастать в несколько раз.

Некоторые варианты теплоснабжения энергией солнца

Преобразователь напряжения нужен для изменения непрерывного тока в переменный потребляемый всеми современными электрическими приборами. Также и электрическими бойлерами применяющимися для обогрева дома за городом фотоэлектрическими панелями.

Для оснащения теплоснабжением личного дома с помощью фотоэлектрических панелей, в большинстве случаев применяют системы пол с подогревом, сформированые на электрических или инфракрасных Трубчатых нагревателях. Реже применяется в совокупности с водяной отопительной системой. В подобных вариантах нужно правильно выбирать тепловой носитель для систем солнечного теплоснабжения, способный быстро разогреваться и отдавать собственное тепло.

Рабочий принцип солнечных коллекторов немного выделяется от рабочего принципа фотоэлектрических панелей. Коллекторы собой представляют ряд вакуумных труб скреплённых в одну систему. Каждая отдельная трубка состоит из определенных компонентов.

1. Внешняя трубка из стекла на ударопрочной основе выдерживающая крепкие физические и нагрузки механического свойства.
2. Внутренняя трубка небольшого диаметра с покрытием из селективного слоя, в несколько раз увеличивающего поглощение энергии солнца.
3. Световой рефлектор из фольги на алюминевой основе, ставится на обратную сторону трубок с целью улучшения фокусировки мягкого света.
4. Медный теплообменный аппарат, встроенный во внутреннюю малую трубку, заполняется носителем тепла с небольшой температурой вскипания.

Для сохранения предела тепла в середине коллектора применяющегося в отопительных системах дома загородного солнечными батареями-коллекторами, пространство между внутренней и внешней трубкой из стекла плотно закрыто генерируя тепло сберегающий вакуум, по принципу колбы в термосе.

В процессе нагрева коллектора, жидкость в медных трубках вскипает и, поднимаясь в виде горячего газа, возвращает тепло общему тепловому контуру заполненному антифризом, остывая, пар преобразуется в конденсат и идет назад в коллекторные трубы назад в жидком состоянии. Специализированный антифриз способен не замерзать при температуре -50? градусов, это обеспечивает работу солнечных коллекторов в зимнее время.

Теплообменный процесс в середине коллектора начинается, как только температура индивидуальных труб может достигать +20-30? градусов. Взяв во внимание их необыкновенную конструкцию, даже в холодный, но солнечный день достичь этого очень легко. Если, по каким либо причинам нагрев коллектора не равномерен, некоторые трубки, не нагревающиеся до необходимой температуры, автоматично Запираются, сохраняя тепловую изоляцию всего коллектора в общем.Для оснащения горячей водой и теплом система солнечного теплоснабжения дома загородного укомплектовывается накопительным резервуаром, объем которого зависит от мощности самого коллектора. Во внешнем баке ставится теплообменник спирального типа, присоединяемый к тепловому контуру коллектора заполненного антифризом. Эффективным решением будет группировать солнечные коллекторы с насосами для отопления, получая солнечно-воздушное теплоснабжение, с системами пол с подогревом, или добавочным источником питания, поддерживающим систему обогрева в очень холодные периоды.

Обслуживание во время эксплуатации

Домашнее отопление от фотоэлектрических панелей

• Получение энергии
• Монтаж и применение
• Плюсы альтернативной энергетики
• Минусы фотоэлектрических панелей

Сейчас нехватка источников энергии при быстром росте промышленности стало причиной того, что человек действительно стал искать иные источники сырья (альтернативные), которые обеспечат теплом и светом наше жилье, когда залежи натурального классического топлива оконьчатся.

Схема системы многоконтурного теплоснабжения с применение солнечного коллектора и добавочных трубных змеевиков.

Одним из очень успешных и популярных источников стали устройства, которые работают на солнечной энергии, фотоэлектрические панели.

Их применяют для получения электрической энергии и домашнего отопления. Поглощая излучения Солнечного света, перерабатывают свет для выработки энергии.

Свет, излучаемый звездой, самая первая форма всего упорядоченного, без которого невозможно существование разнообразной формы жизни. Уже в Старые времена люди искали варианты применения энергии, этой лучами солнца, но все их изобретения были неудачными. Новейшие технологии и нововведения улучшили их и дали функциональный смысл аналогичным батареям: сейчас данной системой можно без усилий питать батареи отопления, нагреватели, котлы и другие устройства.

Получение энергии

Схема фотоэлектрические панели.

Фотоэлектрические панели, которые вырабатывают электричество, работают по закону физики, суть которого состоит в том, когда солнце действует на батарею, фоторецепторы, находящиеся на поверхности, делают микро разряды. Не обращая внимания на то, что сила одного фоторецептора мала, на одном квадратном метре их большое количество, кроме этого, когда энергия, полученная батареями, не применяется, она скапливается в аккумуляторы. В большинстве случаев, классическая система для обогрева дома за городом от солнечных лучей на основе электричества несет за собой ряд добавочного оборудования:

• преобразователь непрерывного тока в переменный из аккумуляторов. Электрический ток применяют большинство приборов дома загородного;
• первичный преобразователь;
• реле, регулирующее мощность тока, получаемого из батареи;
• реле, регулирующее аккумуляторный заряд. Представляет собой устройство наблюдает за зарядом и рабочим режимам: работа на прямую от батареи, когда света Солнечного света достаточно, или работа от батареи аккумулятора.

Кроме фотоэлектрических панелей для системы отопления дома в Европейских государствах используют коллекторы. Они преобразуют свет прямо в энергию тепла. Данные устройства состоят из огромного количества стеклянных трубочек, заканчивающихся носителем тепла с малым порогом нагрева. Благодаря этому тепло вырабатывается при малых количествах солнца. Такой способ применяется как дополнительный, так как ночью, из-за отсутствия аккумуляторов, результативность от него теплоснабжение почти не получает.

Вернуться к началу

Рабочий принцип фотоэлектрические панели.

Место, куда будет монтироваться устройство, должно подбираться с учетом самого большого освещения солнцем в течении 24 часов. В большинстве случаев, подбирают южную часть участка дома, не закрытого деревами, или юго-восточный скат крыши. Коллекторы же фиксируются исключительно на скате крыши, это даст возможность собрать максимум энергии от света Солнечного света.

Как только дело сделано и фотоэлектрические панели установлены, а теплоснабжение не прекращает работу, можно не вспоминать о сервисном обслуживании. Устройства независимы и обладают большими эксплуатационными сроками. В уходе, рекомендуется неизменная чистка поверхности батареи, которая может загрязниться от дождя, пыли и прочего мусора, что сильно отобразится на количестве получаемой энергии, что со своей стороны значительно уменьшит теплоснабжение дома энергией солнца.

Вернуться к началу

Сейчас фотоэлектрические панели имеют очень много отличий от своих первых моделей и основное отличие — результативность.

Фотоэлектрические панели делают тепло, электричество, отлично работают в дождь и ночью.

1. Для запаса энергии фотоэлектрическими панелями не применяются прямые лучи, они прекрасно работают в пасмурную и дождливую погоду.
2. Большинство фотоэлектрических панелей делают не только тепло, но и электричество.
3. Способность подсоединения аккумуляторов позволяет запасать энергию и пользоваться ею ночью.
4. Домашнее отопление при помощи фотоэлектрических панелей дает возможность приобрести фактически полную автономию. Хотя в определенных регионах возможно лишь применение как дополнительный энергетический источник. Иногда это единственное решение в вопросе получения тепла и света для мест, где нет механизированного отопления либо для дома загородного, а газовые и электростанции работающие на дизельном топливе не целесообразны.

Вернуться к началу

1. Очень высока стоимость устройств — это только частично минус, так как самоокупаемость при нынешних тарифах на электричество и теплоснабжение достаточно быстрая.
2. Хорошие панели довольно большие и просят площади для создания полноценной станции, чтобы организовать домашнее отопление на батареях которые работаеют от солнечных лучей. В хорошую погоду, с одного кв.м. в среднем выходит около 120 Вт мощности. Происходит это из-за очень низкого КПД, но не обращая внимания на это, среди экологически чистых источников энергии фотоэлектрические батареи занимают ведущую плозицию по эффективности. Сейчас по нормам, для того чтобы обеспечить электричеством семью из 2-4 человек, необходимо установить батареи площадью не менее чем на 25 метров квадратных.

Исходя из всего сказанного выше делаем вывод: теплоснабжение от фотоэлектрических панелей — технология, которая заслуженно считается перспективной.

Теплоснабжение дома загородного с помощью фотоэлектрических панелей

С ростом расценок на источники энергии альтернативными источниками питания заинтересовались не только гении от науки, но и приватные владельцы дома. На сегодняшний день горячее обеспечение водой и теплоснабжение дома загородного фотоэлектрическими панелями уже не в новинку, хотя стоимость полного рабочего комплекта даже в наше время очень большая. Тем не менее, возмещается данное оборудование, если судить по впечатлениям, довольно быстро. Ведь после того как произошла установка платить услуги ЖКХ вы будете в меньшем объеме.

Конструкции и специфики батарей

Видов солнечного оборудования очень много, но для организационных работ теплоснабжения подойдут только два, каждый со своим рабочим принципом:

Светоулавливающие модули с кремниевым покрытием, мощность которых зависит от поверхностные площади. Занимают достаточно прилично свободного места на кровле. При этом продуктивными можно назвать только тонкопленочные фотоэлементы, преобразующие даже рассеянный свет. Все остальные системы для отапливания подобного рода просят более насыщенной инсоляции. Батареи умеют поглощать фотоны, преобразовывая их в чистую энергию. За это отвечают кристаллы кремния, которые работают по принципу полупроводников с p-n переходом. Внешнее действие вызывает в них перемещение электронов из одной зоны в иную – только так и появляется ток.

Конструкция батарей сильно напоминает аккумулятор, где между катодной пластиной из металла в основании и решетчатым анодом находятся парные кремниевые вставки (взамен электролита). Готовые детали соединяются в цепочку, чтобы вырабатываемая общаяя мощность фотоэлектрические панели оказалась достаточной для отапливания. Дальше ток подается на узлы, преобразующие электричество в тепло (калориферные установки, инфракрасные излучатели). Однако перед этим происходит его инвертирование, другими словами превращение непрерывного напряжения в переменое, которое и требуется нагревателям. В ночной период, когда батареи не работают, поддержку системы отопления предоставляют аккумуляторы – на протяжении дня они тоже получают собственную порцию заряда.

Это вакуумный солнечный коллектор, который практически полностью отдает поглощаемую энергию на нагрев жидкости в свих трубках. А уже она обеспечивает дом теплом и электротоком. Для питания системы обогрева подходит оборудование, действующее по принципу косвенного водонагрева. В отличии от плоских панелей оно не прекращает работу даже при минусовых температурах, так как в трубках его течет специализированный антифриз. От него энергия через теплообменный аппарат переходит к содержимому водяного бака накопительного. Гелиоустановка не считается независимой, так как для циркуляции носителя солнечный коллектор следует подключать к электронасосу.

Если сравнивать с кремниевыми фотоэлементами вакуумные установки занимают намного небольшую площадь. Плюс к тому, они очень продуктивны для отапливания в районах, где кол-во пасмурных дней во время зимы превосходит количество солнечных. Благодаря подобному принципу работы КПД гелиосистем в пару раз больше, чем у типовых панелей и может колебаться в границах 90-95 %.

Есть и говоря иначе воздушный коллектор, где тепловая энергия подается не жидкостью, а воздухом. Но КПД данных установок невысокий, так что в нашем обзоре отопительного оборудования рассматривать его не станем.

Если принято решение применять фотоэлектрические панели, нужно пересмотреть расчет стропильной фермы крыши и, может быть, всего проекта личного дома. Это оборудование располагается на скатах кровли и обладает серьезным весом, которым пренебрегать нельзя. Располагать фотоэлементы необходимо на южной либо юго-восточной стороне, причем смотреть за тем, чтобы путь лучам солнца не преграждали кроны деревьев и смежные высокие постройки. Наклон светопоглощающих поверхностей выполняется около 40-45?, а при изменении направления лучей может повышаться до 75?. Хотя есть более точный способ, как подобрать хороший угол для батарей – его просто уподобляют к географической широте определенного региона.

Советы по выбору

Если выбрать коллектор для отапливания можно просто по вырабатываемой мощности, то рабочая эффективность батарей в большинстве случаев зависит от выполнения фотоэлементов:

1. Монокристаллические – панели глубокого черного цвета, обладающие самой большой способностью к поглощению энергии солнца. Но все таки их КПД нечасто может достигать 20 %.

2. Поликристаллические – имеют синеватый оттенок и по эффективности кв.м. практически в два раза слабее монокристаллов.

3. Из аморфного кремния – это достаточно тонкие и гибкие панели серого оттенка, излишне чувствительные к выгоранию и обладающие очень невысоким КПД. Хотя при улавливании рассеянных лучей эти батареи работают эффектнее других.

Если существует возможность, лучше подобрать фотоэлектрические панели отопления, которые автоматично разворачиваются вслед за солнцем. Так они улавливают больше его лучей на протяжении дня и работают более эффектно недвигающихся панелей.

Конструкцию и вид оборудования подбирают соответственно с особенностями климата района застройки. Однако помимо этого нужно брать во внимание параметры, которые влияют на долговечность фотоэлементов:

• стойкость к климатическим факторам;
• диапазон рабочих температур;
• класс защиты.

Постарайтесь выбирать панели с текстурированным стеклом. Оно не может отображать лучи и дает возможность сделать лучше КПД установок на 15 %. Если же оборудование станет подвергаться серьезному внешнему действию, тогда необходимо остановиться на батареях, защищенных сталинитом. Ведь выгода в плане экономии от их использования ощутима исключительно при многолетней работе.

Мнения людей

«Для меня установка солнечных фотоэлементов была жёсткой необходимостью. Так как приватизированный дом построен довольно далеко от ключевой ЛЭП, понадобилось бы устанавливать столбы за собственные деньги. С подключением выходило не очень много доступнее комплекта батарей со всем допоборудованием. Плюс потом за электричество постоянно оплачивать. Так что экологически чистый источник энергии оказался идеальным вариантом».

Вадим Климов, Казань.

«В наших северных широтах домашнее отопление или дачи на батареях которые работаеют от солнечных лучей – скорее дурачество, чем настоящая возможность поменять платные источники энергии бесплатными. Помимо них необходимы вспомогательные тепловые источники, которые работают на старом добром электричестве от сети или хотя бы от генератора. Выходит схема с двойным вложением средств и сильно растянутой во времени окупаемостью».

Евгений Николаевич, Петербург.

«Согласен с идущим до этого отзывом. У меня стоят такие батареи уже три года. В сезон они оправдуют собственное использование процентов на 30. Другими словами экономия собственно на отоплении составляет только треть. Ноябрь-декабрь вообще фактически полностью вылетают из-за плохой погоды, так что взнос фотоэлементов становится очень маленьким. В данное время положение спасает лишь котел на газе».

«Там, где нет электричества, а его подведение соеденено со всякими трудностями, от подобных батарей есть смысл. В нашем поселке за подключение к линии просили по 800$, плюс самому гоняться за всеми разрешениями, справками и проектами. Понадобилось устанавливать фотоэлектрические панели и дополнительно генератор. По наличным средствам, естественно, вышло дороже. Зато никому ничего не должен, во время зимы тепло, горячая вода и все остальные цивилизационные блага – без разных оплат».

Евгений Трофимов, Москва.

«Для нас вопрос покупки солнечных систем даже не стоял – без них не вышло бы более-менее выгодного обогревания. Лишь с мужем долго не имели возможности решить: подобрать готовый набор или скомпоновать его своими силами. Остановились на первом варианте, но зима показала, что придется прибавлять еще пару панелей – мощности мало. Надеемся, что лет через 8-10 оправдаются».

Минусы и плюсы

Теплоснабжение при помощи фотоэлектрических панелей, безусловно, имеет очень много достоинств:

1. После приобретения и установки расходы на источники энергии для обогревания дома уменьшаются на минимум. С учетом высоких расценок на электричество это даёт неплохую экономию.

2. Останки неизрасходованной энергии можно использовать в иных целях, к примеру, применять для освещения.

3. Надежность оборудования и долговечность, составная часть 25-40 лет.

Но и без минусов, если судить по впечатлениям, дело не может обойтись. Неважно, какой будет средняя цена комплекта батарей, фотоэлементы в наших широтах не могут давать больше 120-150 Вт/м2. Собственно столько требуется на обогрев каждого кв.м. жилплощади, но круглые сутки, а не только днем.

При любых обстоятельствах вначале нужно будет выполнить расчет необходимой мощности системы обогрева, а потом подобрать место, где поставить пластины общей площадью в пару десятков кв. м. Вакуумные коллекторы этих минусов лишены, но и стоимость их намного больше.

В каких вариантах оправдан солнечный обогрев?

Использовать солнечные отопительные батареи дома имеет смысл там, где трудно или очень дорого применять иные источники энергии. Приватизированный дом в необустроенном поселке или дача за городом с минимумом коммуникаций – тот случай, когда работа других источников питания может разгрузить сеть и обеспечить помещения нужным теплом.

Но нужно помнить, что без достаточной инсоляции подобные системы неэффективны. В районах, где кол-во ясных дней на протяжении четырех недель меньше 20, лучше подобрать солнечный коллектор. Хотя по впечатлениям, полностью менять классический обогрев подобными элементами довольно опасно. Лучше будет предусматривать «план Б», другими словами подобрать и включать в схему котел с добавочным источником питания, чтобы приватизированный дом не осталось совсем без теплоснабжения.

Солнечный коллектор, Сол нечная батарея: что лучше для горячей воды, отопления и др.?