Земля и Солнце — источники энергии для вашего дома

Используя солнечные батареи для отопления дома, в качестве альтернативы другим источникам энергии, можно сэкономить бюджет.

Варианты коллекторов и способы их применения

Вакуумный солнечный коллектор – это механизм, накапливающий энергию Солнца, преобразующий ее в электрическую и сохраняющий с помощью батарей. Далее она применяется для освещения, подогрева электрических систем для теплоснабжения и питания электроники. Но это солнечные батареи для частного дома, доступные для покупки на рынке.

Другой вариант: солнечные системы нагревают водохранилище, теплоноситель становится горячим и подается к трубопроводу. Важное достоинство данной системы – ее можно сделать самостоятельно.

Помимо стандартных способов применения энергии Солнца, она подходит для запитки контура ГВС, подогрева воды бассейна и везде, где требуется энергия тепла.

Чтобы собрать солнечный коллектор своими руками для отопления, не понадобятся фотоэлементы, необходимые компоненты делаются собственноручно.

Солнечная энергия в отоплении дома. Достоинства и недостатки

Для аккумуляции энергии солнечных лучей применяются специальные солнечные батареи, установленные на крыше дома. После приема, эта энергия трансформируется в электрическую энергию, которая затем расходится по электросети и используется, как в нашем случае, в обогревательных приборах.

Солнечное отопление

По сравнению с другими источниками энергии – стандартными, автономными и альтернативными – преимущества солнечных батарей налицо:

  • практически бесплатное использование;
  • независимость от энергопоставляющих компаний;
  • количество получаемой энергии легко регулируется путем изменения числа солнечных батарей в системе;
  • длительный срок службы (порядка 25 лет) солнечных элементов;
  • отсутствие систематического технического обслуживания.

Конечно, у данной технологии есть и свои минусы:

  • зависимость от погодных условий;
  • наличие дополнительно оборудования, включая громоздкие аккумуляторы;
  • достаточно высокая стоимость, которая увеличивает срок окупаемости;
  • синхронизация напряжения от батарей с напряжением местной подстанции требует установки специального оборудования.

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.

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

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.

«В ногу со временем» — надежное солнечное отопление частного дома

Постоянный рост тарифов и ветхое состояние коммуникаций вынуждают владельцев частных домов активно искать альтернативные способы обогрева.

Одним из мощных и неиссякаемых источников является Солнце, ежедневно поставляющее огромное количество киловатт бесплатной энергии.

Необходимо установить соответствующее оборудование, и зависимость от поставщиков сетевых ресурсов останется в прошлом.

Читайте также:  Дверь гармошка – принципы установки и пошаговая инструкция сборки

Солнечная энергия имеется всегда, хоть и зависит от погодных условий или времени суток. Для регионов, где климатические и погодные условия позволяют получать достаточное количество киловатт для обогрева, такой вариант становится оптимальным. Солнечное отопление предоставляет массу возможностей и преимуществ, о которых следует поговорить подробнее.

Устройство и принцип работы

Солнечное отопление частного дома — инновационная технология, о которой пока еще не все имеют четкое представление.

Между тем, все возможности для установки и использования соответствующих комплексов имеются практически у любого домовладельца.

Необходимость финансовых вложений существует только для приобретения аппаратуры или оборудования, все остальное он получит бесплатно.

Существует два варианта организации солнечного отопления:

  • Солнечные батареи;
  • Солнечные коллекторы.
  • Использование солнечных батарей — более затратный метод, требующий присутствия большого количества оборудования.

    Используются фотоэлектрические элементы, расположенные на открытой площадке под нужным углом для максимально перпендикулярного падения солнечных лучей.

    Они вырабатывают электрический ток, который накапливается в аккумуляторных батареях, преобразуется в переменный ток со стандартными параметрами, после чего направляется на отопительные приборы.

    Отопление от солнечных батарей в частном доме дает массу дополнительных возможностей. Такой способ имеет значительное преимущество —электрический ток, который вырабатывают солнечные батареи, можно использовать не только на обогрев дома, но и на питание любых приборов, на освещение или иные надобности.

    Солнечные коллекторы действуют по другому принципу. Они не вырабатывают, а получают от Солнца тепловую энергию, которая нагревает теплоноситель в емкостях или трубках.

    Обратите внимание

    В принципе, коллектором можно считать любую емкость с водой, выставленную на солнце, но имеются специальные конструкции, способные продемонстрировать наибольшую эффективность.

    Такой вариант системы значительно проще, дешевле и доступен для самостоятельного изготовления.

    Полученное тепло сразу реализуется в повышении температуры теплоносителя, который аккумулируется в накопительной емкости, откуда распределяется по отопительным контурам дома.

    Оптимальным способом обогрева является использование низкотемпературных систем, таких как теплый пол. Они не нуждаются в сильном нагреве, что соответствует возможностям солнечных коллекторов.

    В ночное время расходуется теплоноситель, нагретый за день.

    Преимущества

    Основное преимущество состоит в том, что Солнце — постоянный и неиссякаемый источник, стабильный и полностью предсказуемый. В отличие от ветрогенераторов, которые могут простаивать неделями, солнечная энергия подается в заранее известные временные интервалы.

    Единственным недостатком является возможность пасмурной или холодной погоды, когда эффективность работы батарей и коллекторов падает.

    Однако, современные конструкции позволяют получать минимальное количество даже в самых сложных условиях, поэтому при правильном расчете никакие неожиданности системе обогрева не угрожают.

    Кроме того, нельзя забывать, что солнечная энергия достается совершенно бесплатно. Если при отоплении дома газовыми или электрическими котлами надо приобретать само оборудование и потом постоянно оплачивать энергию или топливо, то солнечная энергия не оплачивается, что значительно изменяет уровень рентабельности аппаратуры и всей системы в целом.

    Дополнительным преимуществом является высокая ремонтопригодность системы и возможность наращивания ее производительности. В данном вопросе никаких ограничений нет — сколько установлено панелей или коллекторов, столько энергии и будет получено.

    Если установленный комплект оказался неспособен к эффективному обогреву дома, его всегда можно усилить добавлением нужного количества оборудования. Это удобно при необходимости перестроить или расширить дом, сделать пристройку и т.д.

    Необходимости покупать новую систему полностью это не возникает.

    Преимущества и недостатки альтернативных источников энергии

    Солнечное отопление частного дома имеет следующие преимущества:

    1. Экологическая чистота и безопасность – главное достоинство. Система не выделяет вредные вещества в атмосферу и не вредит человеку. Для получения тепловой энергии не нужно использовать другие виды топлива.
    2. Полная автономность отопления обеспечивается независимостью от наличия электроэнергии и цен на энергоносители.
    3. Еще одно преимущество заключается в экономичности системы. Можно не только отапливать дом, но и обеспечивать нужды горячего водоснабжения.
    4. Для монтажа гелиобатареи не нужно получать разрешение и проходить согласования.

    Чтобы проверить эффективность отопления от солнечных батарей в частном доме, нужно активно использовать солнечную энергию на протяжении трех лет.

    Читайте также:  Как слить воду из бойлера – пошаговая инструкция

    К дополнительным минусам причисляют следующее:

    Рекомендуем к прочтению:Система автономного отопления в частном доме с газовым котлом

    • дороговизна оборудования;
    • зависимость от климатических и погодных условий;
    • обязательно должен быть резервный источник тепла, например, твердотопливный или газовый котел;
    • поверхность устройства нужно регулярно очищать от осадков и мусора, наледи, следить за исправностью.

    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:

    • Артезианский колодец – запаситесь водой на 50 лет
    • Что такое вакуумные радиаторы отопления
    • Классификация фильтров для насосных станций
    • Эффективная система водоотвода – поверхностный дренаж
    • Что значит заиливание скважины?
    • Замена насоса в скважине

    Не забудьте оценить статью:

    Поделиться: [addtoany]

    Общий принцип работы солнечной батареи

    Конструкция фотоэлектрических установок состоит из большого количества фотоэлементов.

    В свою очередь, они обладают способностью поглощать лучи солнца, за счет чего в их структуре происходит электрохимическая реакция.

    При этом в каждом отдельном фотоэлементе образуется минимальное количество тока, который соединяется в один поток и выходит из батареи.

    Одна солнечная батарея способна вырабатывать около 250 вольт.

    Так как этой цифры недостаточно для полноценного электроснабжения дома, устанавливают сразу несколько таких панелей, соединив их в одну единую систему.

    В результате чего удается достичь нужной мощности. Если разместить батареи на площади 20-30 м2, удастся с излишком обеспечить электроэнергией дом среднестатического семейства.

    Вырабатываемая в процессе химической реакции электроэнергия, поступает через контроллер на аккумуляторные батареи, затем подается через инвертор в электрическую сеть.

    Внешние аккумуляторы должны иметь объем, соответствующий нерабочему времени солнечной системы, имеется ввиду темное время суток, когда снижается выработка напряжения панелями.

    Видео:

    При этом заряжаются аккумуляторные батареи в течение всего светового дня, как правило, в это время электричества в избытке.

    Что касается функционального назначения инвертора, то устройство используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, который впоследствии становится пригодным для питания современных электроприборов.

    Среди них и электрические котлы, которые могут использоваться для отопления частного дома посредством солнечных батарей.

    Вложив средства и установив солнечное оборудование один раз, можно добиться эффективной работы панелей круглый год.

    При этом не исключается темное время суток, что стало возможным после разработки и производства фотоэлементов для панелей, функционирующих от инфракрасного излучения, которое имеет свойство проходить сквозь густые облака и темноту.

    Плюсы и минусы использования альтернативных источников тепла

    Преимущества, которые обеспечивают высокоуровневые технологии:

    • Все способы получения энергии от солнца связаны с сохранением собственного здоровья. Давно доказано, что печь бытовая газовая и печь мартеновская вырабатывают одни и те же химические элементы. Итоговый «горячий стаж» домохозяйки вполне сопоставим со стажем сталевара.
    • Автономность энергообеспечения – синоним свободы.
    • Технологичность обслуживания внутридомовых систем – принципиально новый порядок жизни, связанный с достижениями XXI века.
    Читайте также:  Автоматика для газовых котлов: виды, принцип работы

    Недостатки:

    • относительная дороговизна импортного оборудования
    • необходимость изменения привычного уклада жизни.
    Плюсы и минусы использования альтернативных источников тепла

    Наличие дешевого газа и других видов органики, которые можно сжигать, создают ощущение, что необходимость переоборудования всех инженерных систем домов наступит еще не скоро. Однако скоротечность многих процессов, буквально мелькнувших во времени, подсказывает, что стремительность технического прогресса часто превосходит самые смелые ожидания. Сегодняшние традиционные средства связи, способы перемещения в пространстве еще совсем недавно были альтернативными и непонятными большинству населения.

    Биореактор

    Если продолжать разговор об экзотических видах отопления дачного или частного домов, можно сказать несколько слов о том, как происходит обогрев дома так называемым биореактором. Биореактор — это прибор, который позволяет производить биологическое топливо непосредственно в доме. Используются зелёные водоросли, выращенные в доме, в специальном аквариуме, поэтому аквариум самая большая часть этой конструкции. Водоросли поглощают углекислый газ и растут. Затем они перерабатываются в биотопливо.

    Биореактор с использованием зелёных водорослей

    Биореактор

    Более прозаичное топливо для биореакторов навоз и другие органические отходы. Такие технологии всё чаще стали внедрять в нашей стране.

    Коллектор Станилова

    Инженер Станислав Станилов представил миру самую универсальную конструкцию солнечного коллектора. Основной идеей использования разработанного им устройства является получение тепловой энергии за счет создания парникового эффекта внутри коллектора.

    Конструкция коллектора

    Конструкция этого коллектора очень проста. По сути, это солнечный коллектор из стальных труб, сваренных в радиатор, который помещён в деревянный контейнер, защищённый теплоизоляцией. В качестве теплоизоляционного материала могут выступать минеральная вата, пенопласт, понополистирол.

    На дно коробки кладется оцинкованный металлический лист, на который монтируется радиатор. И лист, и радиатор окрашиваются в чёрный, а сама коробка покрывается белой краской. Разумеется, контейнер накрывается стеклянной крышкой, которая хорошо герметизируется.

    Материалы и детали для изготовления

    Для сооружения такого самодельного солнечного коллектора для отопления дома понадобится:

    • стекло, которые будет служить в качестве крышки. Размер его будет зависеть от габаритов короба. Для хорошей эффективности лучше подбирать стекло размером 1700 мм на 700 мм;
    • рама под стекло – её можно сварить самостоятельно из уголков или сколотить из деревянных планок;
    • доска для короба. Тут можно использовать любые доски, даже с разборки старой мебели или дощатого пола;
    • прокатный уголок;
    • соединительная муфта;
    • трубы для сборки радиатора;
    • хомуты для крепления радиатора;
    • лист оцинкованного железа;
    • приёмная и выпускная труба радиатора;
    • бак объемом 200−300 литров;
    • аквакамера;
    • теплоизоляция (листы пенопласта, пенополистирола, мин. вата, эковата).

    Этапы работ

    Этапы изготовления коллектора Станилова своими руками:

    1. Из досок сколачивается контейнер, дно которого укрепляется брусьями.
    2. На дно укладывается теплоизолятор. Основание должно быть особенно тщательно утеплено, чтобы избежать утечки тепла у теплообменника.
    3. После на дно короба устраивают оцинкованную пластину и устанавливают радиатор, который сваривается из труб, и закрепляют его стальными хомутами.
    4. Радиатор и лист под ним окрашиваются в черный цвет, а короб – в белый или серебристый.
    5. Бак с водой должен быть установлен под коллектором в теплом помещении. Между ёмкостью для воды и коллектором нужно устроить теплоизоляцию, чтобы трубы находились в тепле. Бак можно поместить в большую бочку, в которую можно засыпать керамзит, песок, опилки и т.д. и таким образом утеплить.
    6. Над баком нужно установить аквакамеру для того чтобы в сети создавалось давление.
    7. Монтаж солнечного коллектора своими руками нужно осуществлять на южной стороне кровли.
    8. После того как все элементы системы готовы и установлены, нужно соединить их в сеть полудюймовыми трубами, которые должны быть хорошо утеплены, дабы уменьшить теплопотери.
    9. Неплохо будет соорудить и контроллер для солнечного коллектора своими руками, так как заводские устройства эксплуатируются недолго.