Solvarmesystemer: analyse av varmeteknologier basert på solcelleanlegg

Spørsmålet om å finne alternative varmekilder blir mer og mer påtrengende. Dette tilrettelegges av stigende priser på gass, kull og olje.En svært lovende retning er solvarmeanlegg som effektivt kan varme opp et rom i mange år.

Tenker du på å installere et solcelleanlegg, men har tvil og spørsmål? Vi hjelper deg med å finne ut når det er hensiktsmessig å bruke solenergi til oppvarming, og vi vil beskrive mulige muligheter for organisering av oppvarming. I tillegg vil vi tilby instruksjoner for å lage hjemmelagde solsystemer - flate og rørformede samlere.

Solenergi er en alternativ varmekilde

Ideen om å bruke solenergi til oppvarming er ikke ny. Dessuten er gjennomførbarheten av bruken bevist av amerikanere, kinesere, spanjoler, israelere og japanere.

Markedet er fylt med tilbud om ulike installasjoner for konvertering av solenergi og videre bruk for økonomiske behov.

Solsystemer brukes aktivt som den viktigste varmekilden i mange land rundt om i verden. På våre breddegrader brukes den fortsatt som et tillegg til varmesystemet

Kostnaden for systemer avhenger av deres type, område og materiale som brukes i produksjonen. Fra år til år er det en jevn nedadgående trend i prisene for alle typer solcelleanlegg - solcelleanlegg.

Dette gjør dem mer tilgjengelige for en bredere befolkning. Men ikke alle er klare til å gjøre et slikt kjøp ennå.

Men hvis du ønsker det, kan du bygge et effektivt solvarmesystem med egne hender og bruke betydelig mindre penger.

Et konvensjonelt varmesystem som har utført sine funksjoner perfekt i mange år, blir dyrere og dyrere. Årsaken til dette er den globale prisveksten på energiressurser over hele verden. Eierens naturlige ønske er å spare på oppvarming, som spiser opp en betydelig del av familiebudsjettet.

Så et solvarmesystem kan fullt ut erstatte vanlig fast brensel, gass eller noe annet. Alt avhenger av typen og størrelsen på rommet der det skal brukes.

Et alternativ egnet for et kornmagasin vil ikke være egnet for et boligbygg, og et system som tilfredsstiller behovene til et sommerhus kan ikke takle oppvarmingen av et 2-etasjers herskapshus.

Å fullstendig erstatte tradisjonell oppvarming med solenergi er noen ganger problematisk. Eieren er redd for at systemet kanskje ikke takler eller at det ikke er fysisk nok plass til å installere det nødvendige antallet paneler.

Derfor bruker de ofte et kombinert varmesystem uten å helt forlate det installerte gassutstyret (elektrisk eller annet). Nivået på erstatning av konvensjonell oppvarming med solenergi kan nå 90%.

Dessuten er det årlige antall soldager i området der boligen ligger viktig. Dessuten er den gjennomsnittlige daglige temperaturen ikke så viktig. Mange installasjoner absorberer effektivt lys på frostige vinterdager (solfangere bruker frostvæske som kjølevæske).

I tillegg til oppvarming kan en solcelleinstallasjon gi et hjem varmt vann og strøm.

Hvor vil solcelleinstallasjon være mest effektivt?

Når det gjelder å erstatte oppvarming med et solcelleanlegg, må du ta hensyn til en rekke faktorer som påvirker effektiviteten.

for det første, må du velge riktig type solsystem. I denne saken bør du ta hensyn til rommets område og formålet. Oftest er dette et privat hus der en familie på 4-5 personer bor.

for det andre, beregne varmebehovet ditt nøye basert på maksimalt forbruk i den kalde årstiden. Sammenlign disse tallene med mengden energi som genereres per kvadratmeter. m solcelleinstallasjon. Alt som gjenstår er å beregne arealet av solstrukturen som kan takle oppvarmingen av et bestemt rom.

Den resulterende verdien vil bli hovedfaktoren for å bestemme plasseringen av systemet. Vanligvis foretrekker husholdningseiere å bruke taket eller veggen på huset. Bruk sjelden det tilstøtende området eller taket på garasjen. Noen ganger bygges det spesielle stativer for montering av installasjonen.

Konstruksjonen av spesielle stativer for installasjon av solcelleanlegg gir den mest praktiske plasseringen av dem i lokalområdet

Det er viktig at ingenting hindrer fri gjennomtrenging av sollys på den lysabsorberende overflaten. Du må velge en sør-, sørøst- eller sørvestvegg eller del av taket.

Etter å ha bestemt hvor solcellepanelene skal plasseres, er det nødvendig å utføre foreløpig forberedelse av hjemmet:

• Frigjør plass. Kutt ned overflødig beplantning hvis de er i veien.
• Forsterk taket. Her må vi ikke glemme vekten av den foreslåtte strukturen.
• Tilleggsisolering av bygget. Tross alt gir det ingen mening å varme opp gaten.

Tredje, må du bestemme om du vil kjøpe eller bygge et varmesystem selv. Alt avhenger av økonomiske evner og ønsket om å bruke tid på å produsere strukturen.

Etter å ha valgt det andre alternativet, må du forstå driftsprinsippet til det ønskede systemet for å montere alt riktig.

Mulige alternativer for tilrettelegging av solvarme

Alternativer for å bygge et solvarmesystem avhenger helt av husholdningseierens ønsker:

• Bruk av fabrikkprodukter. Innkjøp av ferdige samlere med egenmontering og montering.
• Bygging av et pilotprosjekt. Det er nødvendig å kontrollere effekten av å bruke systemet for ytterligere nøyaktige beregninger.
• Uavhengig utførelse av en full syklus av arbeid. Beregning, design, konstruksjon fra bunnen av av et solsystem, dets installasjon.

Valg 1. Dette innebærer å velge riktig plassering for solcelleinstallasjoner, fordi effektiviteten av deres bruk vil avhenge av dette. Installasjon vil også kreve spesielle ferdigheter.

Det er ikke nødvendig å beregne antall paneler - det vil være nok til å gi uttrykk for alle dine ønsker til utstyrsleverandøren.Du må også svare på avklarende spørsmål fra ledere - det er det, å velge det optimale antallet paneler (samlere) vil skje uten problemer.

For å installere en solcelleinstallasjon på taket selv, må du få støtte fra minst en assistent. Du kan ikke gjøre denne jobben alene

Alternativ nr. 2 — bygging av et pilotprosjekt. Det vil være den optimale løsningen for tvilende mennesker. Tross alt er den endelige beslutningen om å erstatte varmesystemet vanskelig å ta med en gang. Å bygge en solfanger (luft eller vann) av liten størrelse og teste den "i aksjon" vil være en givende opplevelse.

Etter å ha vurdert de reelle produksjonskostnadene, sammenlignet dem med markedsverdien av lignende systemer og beregnet besparelsene ved bruk på gården, vil det være enkelt å ta en ansvarlig beslutning.

Alternativ #3 – valget av ekte mestere.

For å varme opp anlegget fullt ut, vil det kreves en kolossal mengde arbeid:

• Beregn det nødvendige arealet av solsystemet.
• Bestem plasseringen av fremtidig installasjon og styrk den.
• Tilleggsisolering av boligen.
• Kjøp alle elementene for å bygge systemet.
• Bygge solcellebatteri.
• Installer det konstruerte systemet, med fokus på de grunnleggende kravene - helningsvinkelen i forhold til forekomsten av sollys.

Å utføre en hel syklus med arbeid med å installere et system kan ikke kalles en enkel oppgave, men prosessen er ekstremt spennende. I tillegg lar det deg spare ganske betydelige beløp.

Når du velger en type oppvarming som bruker solenergi, bør du bestemme om den i tillegg skal brukes til å varme opp vann og generere strøm (klikk for å forstørre)

Typer installasjoner for konvertering av solenergi

Avhengig av operasjonsprinsippet er det to typer enheter som absorberer sollys:

• Batterier basert på fotoelektriske omformere. Representerer systemer av serie- eller parallellkoblede halvlederelementer. De leverer strøm til husholdningsvarmer.
• Solfangere. Paneler med et system av rør fylt med kjølevæske: luft, frostvæskeblanding eller vann. De leverer kjølevæske oppvarmet av solen til varmekretsen.

La oss vurdere hvert alternativ separat.

Solcellepaneler

Et solcellebatteri konverterer absorbert lys til elektrisitet. Den består av fotoceller (oftest silisium), i stand til umiddelbart å trekke ut likestrøm fra solstråling.

En slik installasjon kan brukes til å sikre funksjonaliteten til elektrisk oppvarmingsutstyr. Den skal kobles til boligens strømforsyningssystem.

Effektiviteten til å konvertere solstråling med denne installasjonen er fra 5 % til 20 %, avhengig av typen enhet som behandler solstråling. Kapasitet 1 m² solcellebatteri – 120 W.

Det gjenstår å beregne hvor mange kvadratmeter plass som vil være nødvendig for å møte behovene til en bestemt husholdning, basert på størrelsen på boligen, individuelle varmebehov og isolasjonsnivået til strukturene.

Det er mest praktisk å plassere solcellepaneler på taket av huset, velge den sørlige skråningen for dette formålet

For oppvarming er solcellepaneler mest effektive i sørlige områder. Deres største ulempe er en reduksjon i effektivitet i skumring og overskyet vær, og en fullstendig mangel på ytelse om natten.

For å lage et solcellebatteri med egne hender, må du først sette sammen rammen, lodde solcellene, og deretter legge alt forsiktig ned og bruke tetningsmasse.

For å lage rammen brukes trelameller og aluminiumshjørner.Alt avhenger av størrelsen på strukturen som settes sammen og plasseringen av installasjonen. Solceller - silisiumskiver - er den mest forbrukbare delen av strukturen. De er monokrystallinske og polykrystallinske. De første er noe dyrere, men ytelsen er 5 % høyere.

Å lage dem selv er umulig. Det er bedre å kjøpe fotoelektriske omformere med allerede loddede ledere.

De må plasseres på en fiberplatebase, deretter festes i rammen, føre ledningene fra elementene utenfor og fylle alle hullene med fugemasse. La strukturen tørke grundig og dekk til med et glass eller gjennomsiktig plastlokk.

Installasjonsskjemaer og metoder for tilkobling av solcellepaneler er beskrevet i denne artikkelen.

Solfangere

Samlere har en fundamentalt annerledes måte å konvertere absorbert lys på. Deres arbeid er basert på kjølevæske som passerer gjennom rør.

Avhengig av designet kan tre hovedtyper av samlere skilles, som oftest brukes til konstruksjon av et solvarmesystem:

• Flat. Kjøleribben - absorberen deres er laget av metallplate med en svertet ytre overflate. Når den varmes opp, overfører den energi til kjølevæsken i varmesystemet.
• Vakuum. Samler vakuum type system laget i henhold til termosdesignet, takket være at varmen mottatt fra solen blir bevart nesten dobbelt så godt.
• Huber. Enheten er utstyrt med en konkav speildel med stor overflate som fokuserer sollys på et lite absorberende område.

De vanligste solcelleinstallasjonene i hverdagen er utstyrt med et rørsystem laget i form av parallellkoblede elementer eller en spole. Rørene fylles enten med teknisk vann eller en blanding av vann med ikke-frysende væske eller luft.

Etter å ha visualisert hoveddelene av en solcelleinstallasjon, er det lettere å bestemme hvor det er best å plassere visse komponenter (+)

Luftinstallasjonen kan brukes som en ekstra varmekilde. Den er ikke i stand til å forsyne et hjem med varme helt, uavhengig av regionen der den ligger. Hovedtrekket til denne typen solsystem er luft, som fungerer som kjølevæske.

Rørsystemer brukes ganske aktivt til oppvarming hele året. Frostvæsken eller frostvæskeblandingen varmes opp av solens stråler, passerer deretter gjennom interne varmevekslerrør og sendes deretter til lagertanken.

Bevegelsen av væske stimuleres av en pumpe, takket være hvilken den beveger seg fra tanken til varmesystemet. Den oppvarmede kjølevæsken fortrenger den avkjølte delen av væsken, som må tilbake til oppsamleren og varmes opp.

Driftsprinsippet for et flatt solcelleanlegg er basert på at sollys trenger inn i panelet der varmeabsorberen er plassert. Den varmes opp og avgir varme, som overføres til væsken som sirkulerer gjennom metallrør (oftest kobber).

Hva kan du bygge selv?

Du kan bygge et solvarmesystem ved å bruke en luftkollektor med egne hender. Det er best å plassere den på sørveggen av bygningen.

Jo større arealet av det oppvarmede rommet, jo større arealet vil samleren oppta - kanskje hele husets vegg. Dette solsystemet kan også bygges på loftet.

Når du planlegger å installere et luftvarmesystem på loftet, må du sørge for at det tåler vekten av installasjonen (+)

En solfanger som varmer opp luftmassen utfører sine oppvarmingsfunksjoner på grunn av luftstrømmer som passerer inne i systemet.Kjølevæsken sirkulerer gjennom kretsen, avkjøles og kommer inn i systemet igjen. Bevegelsen av luftstrømmer kan utføres naturlig eller ved hjelp av en vifte.

Når det gjelder materialene for å lage luftmanifolden, kan du bruke forskjellige tilgjengelige verktøy. Det er ingen enkelt regel.

Hjemmehåndverkere forbedrer denne typen solcelleanlegg, montert hjemme. Noen mennesker streber etter å få et billigere alternativ, og ofrer effektivitet, mens andre gjør det motsatte.

Etter å ha forstått hovedelementene i luftsamleren, er det lettere å bestemme plasseringen av installasjonen - tak eller vegg (+)

La oss se på hovedmetodene.

Funksjoner ved å installere et rørformet solsystem

Et rørformet solvarmesystem kan brukes i ulike regioner. Det er ikke avhengig av ytre temperatur. Det viktigste er at installasjonen mottar maksimal mengde sollys.

Frostvæske som brukes som kjølevæske, fryser ikke ved lave temperaturer. På klare vinterdager overstiger mengden sollys mengden lys som mottas om sommeren.

En rørformet solfanger består av et system av gjennomsiktige vakuumrør koblet til hverandre. De inneholder et stoff med lavt kokepunkt. Når det koker, fordamper det, overfører varmen til kobberspissen og renner ned, hvor alt gjentas igjen.

Vakuumrør laget av brannsikkert glass er fylt innvendig med et stoff som kan koke ved lave temperaturer (+)

Vakuumrør absorberer opptil 90 % av all solstråling (synlig og infrarød). Solenergi, omdannet til varme, tilføres kjølevæsken. Den overfører denne energien videre gjennom systemet - til en varmeveksler plassert i en spesiell lagertank.

Bevegelsen av kjølevæske og vann gjennom varmesystemer skjer på grunn av pumper. Det er viktig at tanken har god varmeisolasjon. Som regel er det to varmevekslere: en er koblet til tilleggsvarmeren, den andre er koblet til kollektorene.

I hus med denne typen solcelleinstallasjon er det fordelaktig å i tillegg koble til et oppvarmet gulvsystem. Dette gjør at bygningen kan varmes opp mer effektivt.

Når det gjelder installasjon av rørformede samlere, kan du installere det selv. Det eneste du bør ta hensyn til er arbeidshellingsvinkelen - den må være minst 20°.

Den rørformede solfangeren er plassert på taket, og velger den mest solrike retningen. Det er viktig at det ikke er høyhus i nærheten som forstyrrer den frie gjennomtrengningen av sollys

Det vil ikke være mulig å bygge en vakuuminstallasjon med egne hender - det er umulig å lage vakuumrør hjemme. Dette gjøres av fabrikker som spesialiserer seg på produksjon av vakuumsolcelleanlegg.

Flat solcelleinstallasjon

Ofte brukes en flat solfanger til oppvarming.

For å bygge den trenger du:

• metall ramme;
• slitesterk bunn;
• termisk isolasjon lag;
• et svart absorberende lag for solstråling (adsorber);
• gjennomsiktig deksel - plast, glass;
• rør for væske (kobber, aluminium).

Konstruksjonen skal utstyres med inn- og utløpsrør og pumpe for effektiv væskesirkulasjon.

Du kan montere en flat solcelleinstallasjon med egne hender. For å gjøre dette bruker de ofte improviserte midler, og velger billigere materialer som en analog (+)

Flatsamleren kan monteres i alle vinkler; en forutsetning er å rydde den for snø og støv. Det er spesielt bra for varmt klima.

I den kalde årstiden observeres lav ytelse og høye varmetap.Noe som setter spørsmålstegn ved bruken av dette solsystemet alene for fullstendig oppvarming. Det vil være optimalt å bruke en flat solcelleinstallasjon sammen med gass, elektrisk eller fast brensel oppvarming.

Vi inviterer deg til å lese artikler om hjemmelagde solvarmesystemer:

1. Hvordan lage en solfanger for oppvarming med egne hender - trinnvis veiledning
2. Hvordan lage et solcellebatteri med egne hender: metoder for å montere og installere et solcellepanel

Nok en gang om hensiktsmessighet

Det er gunstig å bruke solenergi til oppvarming i stedet for konvensjonelle energiressurser. Avhengig av hvilken type solcelleanlegg som velges, kan besparelser på betalt varmeforbruk være opptil 100 %.

Et alternativ for fullstendig utskifting av varmesystemet er å bruke samlere med vakuumrør. Dette er et ganske dyrt prosjekt i den innledende fasen. I fremtiden kan den garantere fullstendig energiuavhengighet, og betale seg tilbake på 6-8 år.

Oppfinnsomheten til hjemmehåndverkere kjenner ingen grenser - en vanlig slange kan brukes som en labyrint for å sirkulere væske inne i manifolden

Levetiden til solcelleanlegg er opptil 25 år. De krever lite vedlikehold - periodisk rengjøring av overflater fra snø, støv og rusk. Når det gjelder reparasjoner, kan du gjøre det selv. En betydelig ulempe er at flatplatesamlere og solcellepaneler er "redde" for orkaner.

Slik oppvarming er trygt for innbyggerne i huset og miljøet. Det er helt gratis og er ikke avhengig av valutakurser eller energipriser.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Videoen vil demonstrere prosessen med å bygge et solcellebatteri med egne hender:

Et visuelt hjelpemiddel for konstruksjon av et luftvarmesystem:

Teknologi for å lage en flat solcelleinstallasjon med egne hender:

Solenergianlegg eller solvarmeanlegg har bevist seg over hele verden. De lar deg motta varme gratis, og reduserer kostnadene ved å betale strømregninger for oppvarming med 30 %.

Det er mulig å erstatte energiressurser fullstendig med solenergi i varmesystemet ditt. En annen vesentlig fordel er at du kan montere solcelleanlegget selv.

Har du praktiske ferdigheter i å montere eller drifte solvarmeanlegg? Del din akkumulerte kunnskap, still spørsmål om emnet og delta i diskusjoner. Kommentarskjemaet finner du nedenfor.