Поиск альтернатив традиционным источникам тепла приобретает всё большую актуальность из-за роста цен на газ, уголь и нефть. Солнечные системы отопления представляют собой весьма перспективное направление, позволяющее эффективно обогревать помещения в течение длительного времени.
Раздумываете о создании гелиосистемы? Имеются вопросы или сомнения? Мы поможем разобраться, когда целесообразно использовать солнечную энергию для отопления, и опишем возможные варианты организации системы. Кроме того, предоставим инструкции по изготовлению самодельных гелиосистем — плоского и трубчатого коллектора.
Солнечная энергия служит альтернативным источником тепла.
Использование солнечной энергии для отопления давно известно. Его эффективность подтверждена американскими, китайскими, испанскими, израильскими и японскими специалистами.
В продаже много систем, преобразующих солнечную энергию для домашнего хозяйства.
Цена систем варьируется в зависимости от типа, площади и используемого при производстве материала. В течение последних лет цены на все типы солнечных установок — гелиосистем — устойчиво снижаются.
Это повышает доступность для многих людей. Впрочем, пока не все заинтересованные готовы сделать такую покупку.
При желании можно построить рабочую солнечную систему обогрева своими силами, затратив значительно меньше денег.
Пожившее систему отопления, долгое время справлявшаяся со своими обязанностями, становится всё более обременительной из-за роста стоимости энергоресурсов по всему миру.
Хозяин, естественно, стремится сократить расходы на отопление, которое значительную часть семейного бюджета.
Солнечные системы отопления могут полностью заменить традиционные системы отопления на твердом топливе, газе или других источниках энергии.
Зернохранилище и жилой дом нуждаются в разных системах обогрева. Система, рассчитанная на дачу, не сможет обеспечить отопление двухэтажного дома.
Полностью заменить привычное отопление на солнечное бывает затруднительно. Владельцы беспокоятся о возможном недостатке мощности системы и отсутствии свободного пространства для установки необходимого числа панелей.
Из-за этого многие устанавливают комбинированные системы отопления, сохраняя газовое (или другое) оборудование. Солнечное отопление может заменить до 90% обычного метода обогрева.
Количество солнечных дней в году, где находится жилье, имеет большое значение. Среднесуточная температура не так важна. Много установок эффективно поглощают свет и в морозные зимние дни (солнечные коллекторы с использованием антифриза в качестве теплоносителя).
Где гелиоустановка будет наиболее эффективна
При выборе замены системы отопления гелиоустановкой следует принимать во внимание факторы, определяющие её работоспособность.
Во-первых, необходимо правильно выбрать тип гелиосистемыПри решении данного вопроса важно учесть размеры комнаты и её назначение. Типичным примером является частный дом, где живёт семья численностью 4-5 человек.
Во-вторыхНеобходимо внимательно просчитать потребности в тепле, исходя из максимального расхода тепла в холодный период года. Сравните полученные цифры с количеством энергии, вырабатываемой 1 кв. м гелиоустановки. Останется рассчитать площадь солнечной конструкции, способной обеспечить отопление конкретного помещения.
Определяя место установки, основным фактором будет полученная величина. Владельцы домов чаще всего устанавливают систему на крыше или стене здания. Иногда выбирают придомовой участок или крышу гаража. В редких случаях строят специальные подставки для монтажа.
Для свободного попадания солнечного света на светопоглощающую поверхность важно не создавать препятствий. Лучше всего подходят южная, юго-восточная или юго-западная стена или часть крыши.
После выбора места установки солнечных панелей необходимо подготовить жилье.
- Освободить пространство. Убрать посадки, если препятствуют чему-то.
- Укрепить крышу. Важно учитывать будущий вес предполагаемой конструкции.
- Дополнительно утеплить здание. Ведь бессмысленно отапливать улицу.
В-третьихСтоит решить вопрос о покупке готовой системы отопления или изготовлении ее собственноручно.
Выбрав второй вариант, следует изучить принцип функционирования нужной системы для правильной сборки всех компонентов.
Варианты установки солнечной системы отопления
Способы обустройства солнечной тепловой системы определяются желаниями хозяина дома.
- Применение фабричных изделий. Приобретение комплектов трубопроводов для самостоятельного монтажа.
- Сооружение пилотного проекта. Его применяют для оценки результативности системы и последующего проведения точных расчётов.
- Исполнение всей работы собственноручно. Проектирование, расчет и строительство гелиосистемы с нуля, а также ее монтаж.
Вариант №1Выбор подходящего места для установки солнечных установок важен для их эффективной работы. Монтаж требует специальных навыков.
Для определения необходимого числа панелей достаточно изложить поставщику оборудование свои требования. Ответы на дополнительные вопросы менеджеров помогут подобрать оптимальное количество панелей без затруднений.
Вариант №2 Строительство пробного проекта будет оптимальным для неопределённых людей. Окончательное решение о замене системы отопления принять сразу сложно. Соорудить солнечный коллектор (воздушный или водяной) малого размера и проверить его работоспособность станет полезным опытом.
Определившись с расходами на производство, сравнив их с ценой похожих систем и рассчитав выгоду при применении в хозяйстве, решение будет очевидным.
Вариант №3 – выбор настоящих мастеров.
Для качественного обогрева здания потребуется выполнить огромную часть работ.
- Просчитать нужную площадь гелиосистемы.
- Определить и подготовить место для установки, закрепив его.
- Дополнительно утеплить жилище.
- Приобрести все элементы для сооружения системы.
- Соорудить солнечную батарею.
- Построить установку, учитывая угол наклона к солнцу.
Установка всей системы – не простое задание, но очень интересное и экономичное.
Типы устройств по переработке солнечного света.
Существуют два типа устройств, поглощающих солнечный свет, в зависимости от их принципа действия.
- Батареи на фотоэлектрических преобразователях. Системы, состоящие из последовательно или параллельно соединенных полупроводниковых элементов, поставляют ток для питания бытовых обогревателей.
- Солнечные коллекторы. Панели с системой трубок, заполненных теплоносителем – воздухом, незамерзающей смесью или водой, подают нагретый солнцем теплоноситель в контур отопления.
Рассмотрим каждый вариант отдельно.
Солнечные батареи
Солнечные батареи преобразуют поглощаемый свет в электричество. Их составляют фотоэлементы, обычно из кремния, которые извлекают из солнечного света постоянный электрический ток.
Данную установку можно применять для функционирования электрических систем обогрева. Ее следует подключить к электрической сети жилья.
Эффективность преобразования солнечного излучения данной установкой составляет от 5% до 20% и зависит от типа прибора, преобразующего солнечную энергию. Производительность 1 м… 2 солнечной батареи – 120 Вт.
Необходимо рассчитать количество квадратных метров теплоизоляции, которое требуется для удовлетворения потребностей определённого дома, учитывая его площадь, личные предпочтения по температуре и степень теплозащиты стен.
Солнечные батареи для отопления наиболее эффективны в южных областях. Основной минус – пониженная эффективность при заходящем солнце, в пасмурные дни, полное отсутствие работы ночью.
Для создания солнечной батареи самостоятельно необходимо построить каркас, соединить солнечные панели и загерметизировать конструкцию.
При создании каркаса используют деревянные рейки и алюминиевые уголки. Выбор материала зависит от размеров собираемой конструкции и места её установки. Кремниевые пластины – составляющая наибольших расходов, бывают монокристаллические и поликристаллические. Монокристаллические стоят дороже, но производительность их выше на 5%.
Самостоятельно изготовить фотоэлектрические преобразователи нельзя. Лучше купить готовые с установленными проводами.
Элементы нужно будет разместить на основе из ДВП, затем закрепить в каркасе, вывести провода от элементов наружу и все отверстия залить герметиком. Позволить конструкции хорошо высохнуть и накрыть крышкой из стекла или прозрачного пластика.
Инструкция по установке и подключению солнечных панелей представлена в… этой статье.
Солнечные коллекторы
Коллекторы преобразуют поглощенный свет с помощью принципиально нового метода. Их работа основана на циркуляции теплоносителя по трубам.
По конструкции выделяют три основные разновидности коллекторов, часто используемых при построении солнечных систем отопления.
- Плоские. Теплоприемник — абсорбер изготовлен из листового металла с черным покрытием наружной поверхности. Постепенно нагреваясь, передаёт энергию теплоносителю отопительной системы.
- Вакуумные. Коллекторная система вакуумного типа Изготовлена по принципу термоса, вследствие чего тепло от солнца удерживается практически вдвое дольше.
- Концентраторы. Это устройство имеет выпуклую зеркальную часть большой площади, которая направляет солнечный свет на маленький абсорбер.
В быту распространены гелиоустановки с системой трубок, которая представляет собой параллельное соединение элементов или змеевик.
Трубки наполнены технической водой, раствором воды и незамерзающей жидкости или воздухом.
Воздушная установка служит дополнительным источником тепла для дома. Несмотря на это, полностью обогреть жилище в любом регионе не получится. Отличительная черта такого типа гелиосистемы – воздух, выступающий теплоносителем.
Трубчатые системы широко используются для круглогодичного отопления. Антифриз или его раствор нагревается за счет солнечных лучей, движется по внутренней системе теплообмена и поступает в накопительный бак.
Жидкость движется по системе, стимулируя насос, который закачивает её из бака в систему отопления. Теплоноситель, нагревшись, выталкивает остывшую жидкость, которая возвращается в коллектор для повторного нагрева.
В плоской гелиосистеме солнечный свет проникает внутрь панели к теплопоглотителю. Теплопоглотитель нагревается и излучает тепло, которое передается жидкости, циркулирующей по металлическим трубкам, обычно медным.
Что можно соорудить своими силами?
Можно построить систему отопления с использованием солнечной энергии и коллектора воздушного типа самостоятельно.
Чем больше комната для отопления, тем больше место займёт коллектор — может быть, даже вся стена дома. Такую солнечную систему можно построить и на чердаке.
Гелиоколлектор нагревает воздух и обеспечивает отопление за счет воздуха, проходящего через систему. Теплоноситель циркулирует по контуру, охлаждается и возвращается в систему. Воздушные потоки могут двигаться естественным образом или с помощью вентилятора.
Материалы для воздушного коллектора можно изготовить из различных доступных средств, поскольку единых правил нет.
Любители домашнего рукоделия усовершенствуют данную модель гелиосистемы, которую собирают самостоятельно. Некоторые стремятся к экономии, делая жертвы эффективности, другие же ищут обратный результат.
Рассмотрим основные способы.
Особенности установки трубчатой гелиосистемы
Солнечная система трубного типа подходит для обогрева в разных местностях. Ей не нужно внешнее тепло. Важно только обеспечить устройству много солнечного света.
Теплоноситель, применяемый в виде антифриза, сохраняет свою текучесть при отрицательных температурах. В пасмурные зимние дни интенсивность солнечного освещения больше, чем в летние периоды.
Трубчатый солнечный коллектор — это система прозрачных вакуумных трубок, соединенных между собой. Внутри находится вещество с низкой температурой кипения. Нагреваясь под воздействием солнца, оно испаряется, передает тепло медным наконечникам и стекает вниз, где процесс повторяется вновь.
Вакуумные трубки поглощают до 90 процентов солнечного излучения (видимого и инфракрасного). Преобразованная в тепловую энергию она поступает к теплоносителю, который передает ее далее – в теплообменник, расположенный в баке-аккумуляторе.
Насосы обеспечивают движение теплоносителя и воды по системе отопления. Баку необходимо качественно утеплить. Обычно система оснащается двумя теплообменниками: один подключается к дополнительному нагревателю, другой – к коллекторам.
В домах с такими солнечными установками целесообразно устанавливать системы тёплых полов для более эффективного отопления.
Монтаж трубчатых коллекторов возможно выполнить самостоятельно, но необходимо учесть наклон рабочей поверхности – минимально 20 градусов.
Самостоятельно построить вакуумную установку невозможно – изготовить вакуумные трубопроводы дома нельзя.
Плоская солнечная установка
Для нагрева часто применяется плоский солнечный коллектор.
Для его сооружения понадобятся:
- металлическая рама;
- прочное дно;
- слой теплоизоляции;
- Поглощающий солнечный свет слой темного цвета (адсорбер).
- прозрачная крышка — пластик, стекло;
- трубки для жидкости (медь, алюминий).
Для эффективного движения жидкости конструкцию необходимо оборудовать входным и выходным патрубками, а также насосом.
Установка плоского коллектора возможна под любым углом при условии очистки его от снега и пыли. Такой тип коллектора оптимален для теплых регионов.
Зимой снижается работоспособность и повышается теплопотеря. Это ставит под сомнение возможность полного отопления с помощью только одной гелиосистемы.
Лучше использовать плоскую солнечную установку в комбинации с газовым, электрическим или твердотопливным видом отопления.
Читайте статьи о самостоятельном создании солнечных отопительных систем.
- Руководство по созданию солнечного коллектора для отопления своими силами.
- Изготовление солнечных батарей самостоятельно: пошаговые инструкции по сборке и установке панелей
Еще раз про целесообразность
Солнечная энергия выгодна для отопления вместо традиционных энергоносителей. Экономия на оплате тепла при использовании гелиосистем может достигать 100% в зависимости от выбранного типа системы.
Полная замена системы отопления возможно реализация с использованием коллекторов и вакуумных трубок. Это затратное решение на старте, но в будущем обеспечит полную энергонезависимость, окупаемость наступает через 6-8 лет.
Срок службы гелиоустановок до 25 лет. Требуют незначительного ухода – периодического очищения поверхностей от снега, пыли, мусора. Что касается ремонта, его можно проводить собственными силами. Существенный недостаток – плоские коллекторы и солнечные батареи боятся ураганов.
Это отопление защищает жильцов дома и окружающую среду.
Оно беспрепятственно и не подвержено колебаниям валютных курсов или цен на ресурсы.
Выводы и полезное видео по теме
Видео демонстрирует, как сделать солнечную батарею своими руками.
Руководство по установке воздушного отопления.
Изготовление плоской солнечной установки своими силами.
Солнечные установки для отопления пользуются популярностью по всему миру. Такой вид отопления бесплатный и позволяет снизить затраты на оплату счетов за тепло до 30%.
Можно полностью заменить топливо на солнечную энергию для системы отопления. Важное преимущество – сбор гелиоустановки возможен самостоятельно.
Обладают ли у вас практический опыт сборки или эксплуатации солнечных систем отопления? Поделитесь полученными знаниями, задавайте вопросы по теме и участвуйте в обсуждении. Для этого предназначена форма комментариев ниже.