Методе соларног грејања приватне куће

Принцип рада соларне електране код куће

Соларна електрана је систем који се састоји од панела, претварача, батерије и контролера. Соларни панел трансформише енергију зрачења у електричну (као што је горе поменуто). Једносмерна струја улази у контролер, који струју дистрибуира потрошачима (на пример, рачунар или осветљење).Инвертер претвара једносмерну струју у наизменичну и напаја већину електричних кућних апарата. Батерија складишти енергију која се може користити ноћу.

Опис видеа

Добар пример прорачуна који показује колико је панела потребно да се обезбеди аутономно напајање, погледајте овај видео:

Како се соларна енергија користи за стварање топлоте

Соларни системи се користе за загревање воде и грејање куће. Они могу да обезбеде топлоту (на захтев власника) и када је грејна сезона завршена, а кућу обезбеде топлом водом бесплатно. Најједноставнији уређај су металне плоче које се постављају на кров куће. Они акумулирају енергију и топлу воду, која циркулише кроз цеви скривене испод њих. На овом принципу заснива се функционисање свих соларних система, упркос чињеници да се они структурно могу међусобно разликовати.

Соларни колектори се састоје од:

• резервоар;
• црпна станица;
• контролор
• цјевоводи;
• арматуре.

Према врсти конструкције разликују се равни и вакуумски колектори. У првом, дно је прекривено топлотноизолационим материјалом, а течност циркулише кроз стаклене цеви. Вакум колектори су веома ефикасни јер су губици топлоте сведени на минимум. Овај тип колектора обезбеђује не само соларно грејање приватне куће - погодно је користити га за системе топле воде и грејање базена.

Принцип рада соларног колектора

Популарни произвођачи соларних панела

Најчешће се на полицама налазе производи Иингли Греен Енерги и Сунтецх Повер Цо.ХиминСолар панели (Кина) су такође популарни. Њихови соларни панели производе струју чак и по кишном времену.

Производњу соларних батерија успоставио је и домаћи произвођач. Следеће компаније то раде:

• Хевел ЛЛЦ у Новоцхебоксарску;
• „Телеком-СТВ“ у Зеленограду;
• Сун Схинес (Аутономоус Лигхтинг Системс ЛЛЦ) у Москви;
• АД "Рјазански погон металокерамичких уређаја";
• ЦЈСЦ "Термотрон-завод" и други.

Увек можете пронаћи одговарајућу опцију за цену. На пример, у Москви за соларне панеле за кућу, цена ће варирати од 21.000 до 2.000.000 рубаља. Цена зависи од конфигурације и снаге уређаја.

Соларни панели нису увек равни – постоји велики број модела који фокусирају светлост у једном тренутку

Кораци за уградњу батерије

1. За постављање панела бира се најосвијетљеније мјесто - најчешће су то кровови и зидови зграда. Да би уређај функционисао што ефикасније, панели се монтирају под одређеним углом према хоризонту. Такође се узима у обзир ниво таме територије: околни објекти који могу створити сенку (зграде, дрвеће итд.)
2. Панели се постављају помоћу посебних система за причвршћивање.
3. Затим се модули повезују на батерију, контролер и инвертер и подешава се цео систем.

За уградњу система увек се развија лични пројекат, који узима у обзир све карактеристике ситуације: како ће соларни панели бити постављени на кров куће, цена и услови. У зависности од врсте и обима посла, сви пројекти се обрачунавају појединачно. Клијент прихвата рад и добија гаранцију за њега.

Инсталацију соларних панела морају извршити професионалци и уз поштовање сигурносних мера.

Као резултат - изгледи за развој соларних технологија

Ако на Земљи најефикаснији рад соларних панела омета ваздух, који у извесној мери распршује сунчево зрачење, онда у свемиру тог проблема нема. Научници развијају пројекте за џиновске сателите у орбити са соларним панелима који ће радити 24 сата дневно. Од њих ће се енергија преносити на земаљске пријемне уређаје. Али ово је ствар будућности, а за постојеће батерије напори су усмерени ка побољшању енергетске ефикасности и смањењу величине уређаја.

3 Главне врсте

Велике инсталације су у могућности да обезбеде струјом целу кућу, а по потреби и потпуно загреју. Али ово се односи само на мале приватне викендице, оне неће моћи да греју вишеспратнице.

Што се тиче опреме, она се може разликовати у зависности од модела. По правилу, основни сет укључује:

• вакуум соларни колектор;
• посебан контролер који прати ефикасност рада;
• пумпа са којом се испоручује расхладна течност;
• резервоар запремине 500-1000 литара за топлу воду;
• електрични грејач или топлотна пумпа.

Пре уградње колектора потребно је израчунати колика им је снага потребна како би у потпуности задовољили све потребе. Приликом израчунавања вреди узети у обзир површину приватне куће, број људи који живе, као и потрошњу енергије. На пример, за малу трочлану породицу у просеку ће бити потребно од 200 до 500 В / м² месечно.

Ако планирате да дом обезбедите топлом водом, трошкови енергије ће се повећати.За ефикасност, можете направити комбиновану верзију система грејања. У овом случају домаћинства ће бити осигурана и неће остати без грејања у ванредним и непредвиђеним ситуацијама.

Грејање у приватној кући уради сам: најбоља опција

У шеми парног грејања стамбене једноспратнице или двоспратне куће налази се котао за грејање, радијатори и затворени круг цеви кроз који циркулише течност загрејана до одређене температуре (антифриз, вода). За једноспратну зграду погодан је најједноставнији систем гравитације, чији је принцип рада заснован на законима физике.

У њему, расхладна течност циркулише гравитацијом због хидрауличког притиска добијеног комбинацијом:

• цеви различитих пречника;
• укључивање у круг експанзионог резервоара затвореног (експансомат) или отвореног типа;
• висинска разлика између повратног (повратног) и директног (доводног) цевовода.

Предности система гравитационог протока	Минуси
Систему није потребна електрична мрежа да би функционисао.	Инсталација уради сам је тешка, јер морате проверити углове цевовода
Ниски материјални трошкови	Морате визуелно проценити количину течности у експанзионом резервоару и, ако је потребно, допунити
одрживост	Ефикасан у кућама до 150 м²

За куће велике површине било ког броја спратова (1-2 спрата) бира се шема грејања са присилном циркулацијом:

• пумпа;
• експанзиони резервоар било које врсте, инсталиран у близини котла на чврсто гориво (мембрански тип) или на врху круга грејања (отворен).

Популарне шеме грејања	Особености
Сингле пипе	Батерије су повезане у серију, брзину расхладне течности подешава пумпа, за контролу интензитета грејања конвектора, уграђени су запорни и контролни вентили: термостатски вентили, вентилациони отвори, регулатори радијатора, балансни вентили (вентили)
Двоцевни	Расхладна течност се напаја, испушта у батерију различитим цевима; током инсталације користи се паралелна шема за повезивање радијатора. Ово обезбеђује исти интензитет грејања
"Паук" (гравитациони ток)	Котао је постављен у подруму, а експанзиони резервоар је постављен у поткровљу. Истовремено, поштује се правило: разлика у нивоу није већа од 10 м. Загрејана вода се помера узлазном водотоком до резервоара, из којег се преко вертикалних цеви напаја радијаторима. Расхладна течност која је одустала од топлоте иде у хоризонталну линију и враћа се у котао
"Лењинградка"	Главна цев пролази дуж пода дуж периметра куће, врућа течност (антифриз, вода) пролази сукцесивно кроз сваки радијатор укључен у коло
Радијација	Топла вода се дистрибуира до радијатора преко колектора

Систем грејања колектора

Највећа ефикасност и поврат се може постићи уградњом колектора уместо соларних модула – спољних инсталација у којима се вода загрева под утицајем сунчевог зрачења. Такав систем је логичнији и природнији, јер не захтева загревање расхладне течности другим уређајима.

Размотрите дизајн и принцип рада уређаја два главна типа: равни и цевасти.

Равна верзија за уради сам

Дизајн равних инсталација је толико једноставан да искусни мајстори својим рукама склапају аналоге рукотворина, купујући неке делове у специјализованој продавници, а неке праве од импровизованог материјала.

Унутар челичне или алуминијумске изоловане кутије, причвршћена је плоча која апсорбује сунчеву топлоту. Најчешће је прекривен слојем црног хрома. Горњи део хладњака је заштићен затвореним провидним поклопцем.

Вода се загрева у цевима положеним у змију и спојеним на плочу. Вода или антифриз улази у кутију кроз улазну цев, загрева се у цевима и креће се до излаза - до излазне цеви.

Пренос светлости поклопца је због употребе провидног материјала - издржљивог каљеног стакла или пластике (на пример, поликарбоната). Да се ​​сунчеви зраци не рефлектују, стаклена или пластична површина је матирана (+)

Постоје две врсте везе, једноцевни и двоцевни, нема фундаменталне разлике у избору. Али постоји велика разлика у томе како ће се расхладна течност испоручивати колекторима - гравитацијом или помоћу пумпе. Прва опција је препозната као неефикасна због мале брзине кретања воде, по принципу грејања подсећа на посуду за летњи туш.

Рад друге опције се јавља због повезивања циркулационе пумпе, која присилно снабдева расхладну течност. Систем соларне енергије може постати извор енергије за рад пумпне опреме.

Температура расхладне течности када се загрева соларним колектором достиже 45-60 ºС, на излазу максимални индикатор је 35-40 ºС.За повећање ефикасности система грејања, уз радијаторе, користе се "топли подови" (+)

Цевни колектори - решење за северне регионе

Општи принцип рада подсећа на функционисање равних колега, али са једном разликом - цеви за размену топлоте са расхладном течношћу су унутар стаклених боца. Саме цеви су перасте, запечаћене са једне стране и по изгледу подсећају на перје, и коаксијалне (вакуумске), уметнуте једна у другу и запечаћене са обе стране.

Измењивачи топлоте су такође различити:

• систем за претварање соларне енергије у топлотну топлотну цев;
• конвенционална цев за померање расхладне течности типа У.

Други тип измењивача топлоте је препознат као ефикаснији, али недовољно популаран због трошкова поправке: ако једна цев поквари, цео део ће морати да се замени.

Хеат-пипе није део целог сегмента, тако да се може променити за 2-3 минута. Неисправни коаксијални елементи се поправљају једноставним уклањањем утикача и заменом оштећеног канала.

Дијаграм који објашњава цикличну природу процеса загревања унутар вакуумских цеви: хладна течност се загрева и испарава под утицајем сунчеве топлоте, уступајући место следећем делу хладног расхладног средства (+)

Након анализе техничких карактеристика колектора различитих типова и сумирања искуства њихове употребе, одлучили смо да су равни колектори погоднији за јужне регионе, а цевасти колектори за северне регионе. Инсталације са Хеат-пипе системом су се посебно добро показале у оштрим климатским условима. Имају капацитет грејања чак иу облачним данима и ноћу, "хране се" минималном количином сунчеве светлости.

Пример стандардне шеме за повезивање соларних колектора на котловску опрему: пумпна станица обезбеђује циркулацију воде, контролер регулише процес грејања

Повећање ефикасности соларних модула

Ефикасност соларних система може се побољшати коришћењем једне од следећих метода:

1. Промена локације модула. Понекад ће за повећање ефикасности бити довољно да се модули правилно позиционирају у односу на вектор усмерености сунчевих зрака. Ово обично захтева постављање свих модула на југ. Ако је дан у региону дуг, можете користити и површине усмерене на источну и западну страну - има и довољно светлости која се претвара у енергију.
2. Промена угла нагиба. У документацији за модуле увек је назначен препоручени угао нагиба при којем ће ефикасност система бити максимална. У пракси, ова вредност може значајно да варира у зависности од географске локације и других индивидуалних карактеристика.
3. Одабир локације за инсталацију. Најчешће се соларни модули постављају на кров зграде - ово је најлакша, најприступачнија и очигледна опција, али не и најефикаснија. Најбоље је унапред припремити окретну основу и на њу поставити панеле тако да уређаји прате сунчеве зраке док се крећу.

Последња тачка заслужује посебну пажњу. Наравно, модули инсталирани на крову нису бескорисни - на крају крајева, у овом случају нема препрека за сунчеве зраке, тако да лако долазе до уређаја и претварају се у потребну врсту енергије.

Проблем је што распоред модула окомито на сунчеве зраке има максималну ефикасност у кратком временском периоду.

Ротациони уређаји који прате тренутни правац снопа омогућавају вам да се решите таквих проблема. Истина, такви уређаји имају и негативне стране - посебно говоримо о изузетно високим трошковима ротационих система. Поред тога, у неким случајевима, набавка такве опреме ни на који начин не утиче на ефикасност система - на пример, ако климатски услови нису правилно узети у обзир. Трошкови у овом случају ће бити потпуно неприкладни.

Према приближним прорачунима, да би се ротациони елементи исплатили, њихов број мора бити најмање осам. Наравно, можете користити мањи број модула (око 3-4), али они ће бити исплатива куповина само ако их повежете директно са пумпом за воду, у другим случајевима повећање ефикасности ће бити безначајно.

Прорачун енергетске ефикасности соларних панела

Приликом израчунавања потребне површине соларних панела, мора се узети у обзир да ће један квадратни метар такве опреме вашој мрежи дати око 120 вати. Сада прошетајте по кући и процените колику снагу имају ваши кућни електрични апарати и опрема. Такође би било разумно проценити колика се уштеда енергије може постићи заменом неких уређаја енергетски ефикасним. Након тога можете почети да израчунавате потребан број и површину соларних панела, покушавајући да узмете у обзир време соларне активности у вашем подручју.

Грејање приватне куће на соларну енергију

Поред извлачења електричне енергије из соларне енергије, наша светиљка може добро загрејати ваш дом. Наравно, можете користити најједноставнији начин и повезати електрични систем грејања на соларне панеле. Али највероватније ће то бити прилично неефикасно, посебно с обзиром на не баш велики број сунчаних дана у години на нашим географским ширинама.

Најбоље би било комбиновати систем за производњу електричне енергије помоћу соларних панела и аутономни систем грејања заснован на загревању течности соларном топлотом, која потом улази у радијаторе за грејање вашег дома.

Како функционише соларно грејање

Колектори за грејање биће кључна карика у оваквом аутономном соларном систему грејања. То су специјализовани уређаји који уз минималне губитке преносе сунчеву енергију зрачења на расхладну течност, која може бити вода или посебан антифриз.

коло соларног грејача

Важна предност таквог високотехнолошког приступа је да ће такав систем ефикасно радити чак иу најтежим климатским условима, његова ефикасност се не смањује чак ни при ниским негативним спољним температурама.

Такви системи, који се називају и соларни колектори, доказали су се, на пример, у северним регионима Кине - у подручјима са веома оштром климом. Штавише, у тим регионима се инсталирају чак иу стамбеним зградама.

Након загревања у колектору, расхладна течност обично улази у резервоар за складиштење, који је опремљен одличном топлотном изолацијом. Температура течности у таквом резервоару се одржава прилично дуго.Ако се као носач топлоте користи обична вода из славине, онда се, поред грејања, таква течност може користити и за кућне потребе, на пример, за прање или прање посуђа.

Норме и захтеви за аутономно грејање

Пре пројектовања грејне конструкције, потребно је погледати СНиП 2.04.05-91, који поставља основне захтеве за цеви, грејаче и вентиле.

Опште норме се своде на то да кућа има угодну микроклиму за људе који живе у њој, да правилно опремите систем грејања, након што су претходно израдили и одобрили пројекат.

Многи захтеви су формулисани у облику препорука у СНиП 31-02, који регулише правила за изградњу породичних кућа и њихово обезбеђење комуникацијама.

Посебно су предвиђене одредбе које се односе на температуру:

• параметри расхладне течности у цевима не би требало да прелазе + 90ºС;
• оптимални индикатори су унутар + 60-80ºС;
• температура спољне површине уређаја за грејање који се налазе у зони директног приступа не би требало да прелази 70ºС.

Цевоводи система грејања препоручују се од месинганих, бакарних, челичних цеви. У приватном сектору углавном се користе полимерни и метал-пластични цевасти производи одобрени за употребу у грађевинарству.

Цевоводи кругова за грејање воде најчешће се постављају на отворен начин. Скривено полагање је дозвољено приликом постављања "топлих подова"

Начин полагања цевовода за грејање може бити:

• отворен. Подразумева полагање на грађевинске конструкције са причвршћивањем помоћу клипова и стезаљки. Дозвољено је приликом изградње кола од металних цеви.Употреба аналога полимера је дозвољена ако је искључено њихово оштећење од термичког или механичког утицаја.
• Сакривен. Подразумева полагање цевовода у стробе или канале одабране у грађевинским конструкцијама, у лајсне или иза заштитних и декоративних паравана. Монолитна контура је дозвољена у зградама пројектованим за најмање 20 година рада и са веком трајања цеви од најмање 40 година.

Приоритет је отворени начин полагања, јер дизајн трасе цевовода треба да обезбеди слободан приступ било ком елементу система за поправку или замену.

Цеви се сакривају у ретким случајевима, само када такво решење диктира технолошка, хигијенска или конструктивна потреба, на пример, приликом уградње „топлих подова“ у бетонску кошуљицу.

Приликом полагања цевовода система са природним кретањем расхладне течности, потребно је посматрати нагиб од 0,002 - 0,003. Цевоводи пумпних система, унутар којих се расхладна течност креће брзином од најмање 0,25 м/с, не морају да обезбеђују нагибе

У случају отвореног полагања магистрале, делови који прелазе негрејане просторије морају бити опремљени топлотном изолацијом која одговара климатским подацима грађевинског региона.

Аутономни грејни цевоводи са природном циркулацијом морају бити постављени у правцу кретања расхладне течности, тако да загрејана вода гравитацијом стиже до батерија, а након хлађења се на исти начин креће дуж повратне линије до котла. Мреже пумпних система су изграђене без нагиба, јер. није неопходно.

Предвиђена је употреба различитих врста експанзионих резервоара:

• отворени, који се користе за системе са пумпањем и природним присиљавањем, треба да се инсталирају изнад главног успона;
• затворени мембрански уређаји, који се користе искључиво у принудним системима, постављају се на повратни вод испред котла.

Експанзиони резервоари су дизајнирани да компензују термичко ширење течности када се загреје. Потребни су за испуштање вишка у канализацију или отрцаног на улицу, као што је случај са најједноставнијим отвореним опцијама. Затворене капсуле су практичније, јер не захтевају људску интервенцију у подешавању притиска система, већ су скупље.

На највишој тачки система инсталиран је експанзиони резервоар отвореног типа. Поред обезбеђивања резерве за ширење течности, поверен му је и задатак уклањања ваздуха. Затворени резервоари се постављају испред котла, за одвод ваздуха се користе вентилациони отвори и сепаратори

Приликом избора запорних вентила, предност се даје кугластим вентилима, при избору пумпне јединице - опреми са притиском до 30 кПа и капацитетом до 3,0 м3 / х.

Сорте за отварање буџета треба периодично допуњавати због стандардног трошења течности. Под њиховом уградњом потребно је значајно ојачати поткровље и изоловати поткровље.

Радијатори и конвектори се препоручују за постављање испод прозора, на местима погодним за одржавање. Улогу грејних елемената у купатилима или купатилима могу играти грејане шине за пешкире повезане са грејним комуникацијама

Акумулација топлоте у врућој стени, бетону, шљунку итд.

Вода има један од највећих топлотних капацитета - 4,2 Ј / цм3 * К, док бетон има само једну трећину ове вредности. С друге стране, бетон се може загрејати на много више температуре од 1200Ц, на пример, електричним грејањем и самим тим има много већи укупни капацитет. Следећи пример у наставку, изолована коцка пречника приближно 2,8 м може да обезбеди довољно ускладиштене топлоте за један дом да задовољи 50% захтева за грејањем. У принципу, ово би се могло користити за складиштење вишка енергије ветра или фотонапонске топлотне енергије због способности електричног грејања да достигне високе температуре.

На нивоу округа, пројекат Виггенхаусен-Суд у немачком граду Фридрихсхафену привукао је међународну пажњу. Ово је термоакумулација од 12.000 м3 (420.000 цу.фт.) од армираног бетона повезана са комплексом соларних колектора од 4.300 м2 (46.000 квадратних стопа) који обезбеђује половину потреба за топлом водом и грејањем за 570 домова.

Сиеменс гради складиште топлоте у близини Хамбурга капацитета 36 МВх, које се састоји од базалта загрејаног на 600Ц и који производи 1,5 МВ снаге. Сличан систем планирана је за изградњу у данском граду Сорøу, где ће 41-58% ускладиштене топлоте капацитета 18 МВх бити пребачено на даљинско грејање града, а 30-41% као електрична енергија.

стопа), покривајући половину потребе за топлом водом и грејањем за 570 домова. Сиеменс гради складиште топлоте у близини Хамбурга капацитета 36 МВх, које се састоји од базалта загрејаног на 600Ц и који производи 1,5 МВ снаге.Сличан систем планирана је за изградњу у данском граду Сорøу, где ће 41-58% ускладиштене топлоте капацитета 18 МВх бити пребачено на даљинско грејање града, а 30-41% као електрична енергија.

Основне информације о домаћим соларним колекторима

Професионалне јединице имају ефикасност од око 80-85%, али морате узети у обзир чињеницу да су прилично скупи, а готово свако може приуштити куповину материјала за склапање домаћег колектора.

С тим у вези, све зависи од карактеристика дизајна, које се одређују и израчунавају појединачно.

Монтажа јединице не захтева тешке за употребу и тешко доступне алате и скупе материјале.

соларни колектор

Алати за соларне колекторе „уради сам“.

1. Перфоратор.
2. Електрична Бушилица.
3. Чекић.
4. Хацксав.

Постоји неколико варијанти разматраног дизајна. Они се разликују једни од других по ефикасности и крајњим трошковима. У сваком случају, домаћа јединица коштаће ред величине јефтиније од фабричког модела са сличним карактеристикама.

Једна од најбољих опција је вакуумски соларни колектор. Ово је најисплативија и најлакша опција у његовом извршењу.