Технологические инновации поражают, особенно в применении к повседневной жизни. Не так давно людям были неясны способы получения выгодной энергии для замены дорогостоящего электричества. Сейчас альтернативные источники доступны всем, и их использование – хорошая идея.
Инновационные солнечные батареи для отопления домов всё чаще попадают в нашу повседневность. Перед покупкой лучше проанализировать плюсы и минусы, иначе можно выбрать не подходящий вариант.
Чтобы избежать этого, мы расскажем о тонкостях выбора таких устройств.
В материале вас ждет информация о конструктивных особенностях солнечных коллекторов и пошаговая инструкция по установке гелиосистемы. Фотографии и видеоролики помогут вам лучше понять информацию.
Принцип использования солнечной энергии
При установке солнечных батарей человек часто сомневается в их эффективности, так как количество солнечных дней зачастую уступает по продолжительности количеству облачных.
В среднем погодные условия таких зон схожи, но севере приходится на большее число дней с облачностью.
Мало солнечных дней снижает эффективность работы устройств, превращающих энергию Солнца в другие виды. Уменьшается количество солнечного света, падающего на поверхность панели. Это явление называют инсоляцией.
Ежедневно любая плоскость поглощает определённое количество солнечной энергии, больше в южных районах.
Практика показывает, что рынок оборудования для производства солнечной энергии непрерывно совершенствует свои изделия. Благодаря этому современные солнечные батареи … гелиопанелях Хорошо работают даже в местах с недостаточным освещением.
Взвешенный подход к установке
Перед установкой системы отопления на солнечных батареях стоит оценить плюсы и минусы конструкции, работающей от энергии солнца.
Понимание данных сведений позволяет лучше отличать оборудование от аналогичных вариантов и оценивать разумность его конструкции, а также целесообразность его возведения.
Наиболее значимыми факторами являются:
- ЭффективностьРеальная эффективность преобразования солнечной энергии в электричество. Стоимость энергии, получаемой от гелиобатарей, пока в пять раз выше стоимости традиционного электричества.
- Сезонность применения. Солнечные батареи эффективно функционируют лишь при ясной погоде и отсутствии объектов, заслоняющих солнце.
- Слабая схема аккумуляции. Полученную энергию чаще всего целесообразно использовать непосредственно.
- Необходимость во вспомогательной энергии. Зимой панели не обеспечат достаточным теплом для обогрева дома, но могут помочь котлу при солнечной погоде.
- Целесообразность сооружения. Окупаемость солнечных батарей оставляет желать лучшего.
Установка выгодна лишь в районах без доступа к централизованным электросетям, где у солнечной энергии нет конкурентов.
Возможна разработка и выпуск более доступных для частных лиц устройств для получения энергии от солнца. Уверенны, что в будущем создание систем, преобразующих солнечную энергию, станет выгодным делом.
Учитывая истощение энергетических ресурсов Земли, гелиоэнергетика представляется обеспечительным и перспективным направлением инвестиций.
Сейчас это выступает как дополнительный источник тепла, имея собственные преимущества.
Значимые достоинства солнечного комплекса:
- Длительный период эксплуатации. Простая конструкция исключает большинство поломок. Стекла можно разбить во время очистки от снега, но заменить их легко своими руками.
- Широкая вариативность моделей. Международные компании производят большое количество приборов, а также некоторые российские фирмы. Широкий диапазон цен даёт возможность подобрать подходящий вариант.
- Индивидуальность настроек. Устройство возможно настроить под климатические условия данной локации.
- Дешевизна энергии. Полностью бесплатным её назвать нельзя, поскольку строительство солнечных панелей обходится недешево.
- Внешняя привлекательность. Плоские системы обогрева не изменяют архитектуру зданий и могут быть частью креативного дизайна.
Установлено, что солнечный комплекс может быть полезным средством для обогрева помещений, дополняя обычные виды отопления. С учетом актуальных цен на топливо альтернативная энергия Повышает эффективность расходов, что особенно важно для предприятий с частной формой собственности.
Лидирующие компании-производители техники особо подчеркивают совершенство предлагаемой продукции в рекламных материалах. экологичности Преобразование световой энергии осуществляется без использования любых горючих, токсичных или взрывчатых веществ.
Широкое внедрение солнечных батарей уменьшит потребление топлива, например, угля или газа. Экологическая обстановка при этом значительно улучшится, а счета за отопление и топливо перестанут быть такими высокими.
Производительность панелей напрямую зависит от количества забираемой ими солнечной энергии. Однако конструктивные особенности устройств различного типа могут повышать или снижать её эффективность.
Для увеличения эффективности работы системы советуем совмещать солнечное отопление с привычными методами нагревания.
Не нужно беспокоиться о быстрой поломке солнечного коллектора: его средний срок службы примерно 15 лет. Работа фотоэлементов во многом определяется регионом использования установки.
Обычно высокий уровень солнечного излучения увеличивает нагрузку на систему. В условиях умеренного климата оборудование может эксплуатироваться более 15 лет.
Виды солнечных комплексов
Некоторые вещества проявляют повышенную реакцию к фотонам. Из-за этого технологии производства солнечных панелей различаются.
Гелиоустановки для дома разделяют на два основных типа.
- Фотоэлектрические преобразователи Кремниевые и пленочные модули состоят из фотоэлементов, объединенных последовательно или параллельно. Эти элементы преобразуют солнечную энергию в электричество. Собраны в единую полупроводниковые системы элементы… солнечной панельюСистема, обеспечивающая электроэнергией приборы отопления.
- Солнечные коллекторы (плоские, вакуумные или трубчатыеСолнечные коллекторы-концентраторы, также известные как зеркальные, — наиболее популярный тип систем. Превращают солнечную энергию в электричество или нагретый теплоноситель для отопления.
Помимо перечисленных видов существуют гелиостанции, вырабатывающие энергию на промышленном уровне. В распоряжении частных лиц такие установки могут действовать как централизованный источник электроэнергии.
Устройство фотоэлектрических преобразователей
Фотоэлектрические преобразователи преобразуют солнечную энергию в электрическую. Изготавливают их в форме модулей на алюминиевых рамках или на гибких полимерных лентах.
В первом варианте верх модуля покрыт прочным стеклом, а низ защищен изолирующей пленкой. Во втором варианте оба защитных слоя выполнены из полимеров.
Фотоэлектрические элементы связывают проводящими шинами, которые перенаправляют энергию к аккумулятору или потребителю. С шинами соединяются контакты: для сборки отдельных батарей в единую систему и для подключения к потребителям.
Солнечные панели, основанные на структуре атомов кремния, классифицируются по следующим категориям.
- Монокристаллические. Получаемые методом наилучшего кремниевого производства, давно используемого для изготовления полупроводников. Производство основано на искусственном выращивании монокристалла, который в конечном итоге разрезают на пластины толщиной 0,2-0,4 мм. Именно эти пластинки станут ячейками будущей батареи, из которых потребуется 36 штук.
- ПоликристаллическиеДля производства применяют пластины из расплавленного кремния, медленно охлаждённого. Технология потребляет меньше энергии и труда, поэтому панели с поликристаллов стоят дешевле. Чаще всего такие панели имеют стандартный яркий синий оттенок.
- Из аморфного кремния. Производство основано на принципе испарительной фазы. В процессе испарения на несущем элементе образуется тончайшая пленка кремния, которую затем покрывают прозрачным защитным слоем. Таких солнечных батарей называют тонкопленочными, их устанавливают на стены домов.
Монокристаллические батареи самые эффективные. Их КПД колеблется от 14 до 17 процентов, завися от модели и производителя. Поликристаллические уступают им по показателю эффективности, их КПД в среднем составляет 10–12 процентов.
Самые неэффективные системы – гелиобатареи на аморфном кремнии. Их предназначение – переработка рассеянного излучения, и устанавливают их на стены домов в качестве дополнения к установленным на крышах более мощным системам. Эффективность таких систем составляет 5–6%.
Используя информацию от главных производителей солнечных панелей, например компании S… unTech PowerИз этого следует, что эффективность монокристаллов увеличивается ежегодно, и к скорой дате КПД может составить около 33%.
На данный момент продукция данной фирмы демонстрирует наилучшие результаты производительности. SanyoОсобенности этих панелей заключаются в многослойности наружного компонента, что заметно увеличивает эффективность, а также коэффициент полезного действия. гелиоколлекторов составляет 23%.
Из-за специфики проработки кремния в структуре поликристалла образуются нежелательные включения, снижающие его способность поглощать солнечную энергию.
Кристаллические составляющие микроструктуры модуля беспорядочно расположены, из-за чего сублимация энергии осложнена. По этой причине эффективность панели редко превышает 18%.
Встречаются системы, где сочетаются аморфные и поли-/монокристаллические коллекторы. Такой симбиоз обусловлен необходимостью интенсивного солнечного освещения для нормальной работы поликристаллов по сравнению с аморфными панелями. Объединение этих технологий может быть оптимальным решением.
В производстве пленочных систем происходят заметные перемены. Например, в настоящее время широко используются гелиомодули на основе кадмия и индия.
Кадмий эффективно поглощает солнечный свет, что сделало его востребованным материалом в сфере гелиоэнергетики. Несмотря на радиоактивность, переживать из-за облучения не стоит: доля металла в используемых изделиях невелика и не может причинить вреда атмосфере или человеку.
Полупроводник индий показывает эффективность 20%, превосходя кадмий. Из-за большой востребованности индия в бытовой технике, особенно при производстве ЖК телевизоров, некоторые производители заменяют его галлием.
В числе преимуществ полимерных модулей и пленочных коллекторов стоит отметить сравнительно низкую стоимость по отношению к кристаллическим батареям, а также полную безопасность. экологичностьДостигается это благодаря устойчивости химических компонентов. К преимуществам также относится гибкость и многофункциональность.
Конструктивные особенности солнечных коллекторов
Простейший тип солнечного коллектора — это коробка с черным металлическим дном. Внутри неё находится труба, наполненная водой, раствором воды и антифриза или воздухом.
Дно и стены ящика утепляются для сохранения энергии внутри батареи.
Металлическая пластина вместе с трубками собирает и передает нагретый теплоноситель в систему отопления. Такую деталь называют абсорбером. Для её создания чаще всего применяют медную фольгу, обладающую хорошей теплопроводностью.
Адсорбер должен иметь максимально черную внешнюю поверхность для наибольшего поглощения солнечной энергии.
Чтобы лучи не отражались от металлической поверхности адсорбера, сверху устанавливают прочное прозрачное покрытие.
На него снаружи наносят специальную оптическую оболочку, не выделяющую тепла в инфракрасном диапазоне. Это повышает производительность устройства, способного нагревать воду до 200 градусов Цельсия.
Трубчатые панели подвержены воздействию неблагоприятных погодных условий. После обильных дождей, особенно после грозы с градом, следует внимательно осмотреть целостность защитного слоя коллектора.
Ветер может разнести листья, пыль и обломки веток, что повредит поверхности. Такие дефекты как царапины и сколы снизят эффективность работы оборудования.
Модель с вакуумом имеет многослойную трубку, спроектированную по технологии термоса. Такая конструкция в отличие от прошлых моделей сохраняет тепло на 95% эффективнее.
Жидкость в нижней части многослойной трубки, нагреваясь солнцем, превращается в пар. В верхней части этой закрытой колбы установлен конденсатор. Пар, достигая его, конденсируется и поступает в систему теплоснабжения.
Гелиопанели, функционирующие по вакуумной технологии, превосходят обычные трубчатые в регионах с ограниченным числом солнечных дней.
Коллекторы-концентраторы снабжены устройством со зеркальной поверхностью, которое фокусирует полученную энергию на поверхность абсорбера. Зеркало больше по площади, чем абсорбер, что повышает эффективность приема солнечного излучения.
Зеркало можно сфокусировать на точке или узкой линии, не теряя при этом производительности.
Минус концентраторов – ограниченная способность воспринимать только прямое излучение. Новейшие разработки оборудуются поворотными следящими устройствами, чтобы уменьшить это ограничение.
Приспособления для слежения побуждают коллектор вращаться вместе с движением звезды, собирая все ее лучи.
Это наиболее эффективная разновидность коллекторных гелиопанелей: позволяет нагреть теплоноситель до максимальной по сравнению с другими температуры. Впрочем, эффективно работают преимущественно в пустынных областях и стоят дорого, из-за чего востребованы в основном производственными организациями.
Новым интересным решением является сферическая коллекторная конструкция, которая собирает все доступные ей лучи. Ее не требуется оснащать поворотным механизмом, который нуждается в энергии и подключении к источнику питания.
Сферический тип конструкции отличается от стандартной, поскольку не образуется из раздельных труб, соединенных входным и выходным отверстиями, а представляет собой единый винт для сбора тепла.
Змеевик-приемник наполняют технической водой, которая при нагревании перемещается вверх по винтовой дорожке и выходит нагретой в выходной патрубок, затем поступает в систему отопления.
После того как охладится, теплоноситель возвращается из системы отопления в патрубок сферического коллектора, и процесс начинается заново.
Преимущества сферической системы заключаются в непрерывном нагреве на протяжении всего солнечного дня. Отсутствие поворотных механизмов исключает потребность в электроснабжении. Винтовая схема обеспечивает минимальные энергетические потери в трубах.
Гелиоколлекторы – это сезонные вспомогательные системы получения энергии. Вместимость внутренней трубчатой системы в моделях колеблется от 200 до 60 литров жидкости, а минимальное количество используемой жидкости в вакуумных модулях приближается к 60 литрам.
Изготовить солнечный коллектор возможно в домашних условиях. На сайте опубликована подборка статей о самостоятельном создании гелиосистем.
Советуем ознакомиться:
- Самостоятельное изготовление солнечного коллектора для отопления: пошаговый инструктаж.
- Самостоятельная сборка солнечной батареи: подробный инструктаж.
Инструкция по монтажу гелиобатарей
Плоские панели лучше устанавливать летом, когда солнечная радиация сильнее. гелиоколлекторов полностью оправдает все затраченные средства.
Благодаря энергоресурсам оборудование пригодно для систем горячей воды и отопления.
Изменение энергии очень сильно зависит от температуры. При установке это важно помнить. Сначала нужно удостовериться, что дом хорошо изолирован, чтобы избежать неожиданных проблем с работой системы.
Для каждой местности рассчитан наиболее подходящий способ установки техники. Вычисления проводятся с учетом освещенности. По инструкции по эксплуатации, коллектор следует устанавливать под таким углом, чтобы солнечные лучи падали на его поверхность под прямым углом.
Только в таком случае эффективность работы системы будет наивысшей. Достичь полной точности монтажа панелей возможно путем измерения широты местности.
Направление расположения панелей — важный фактор. Максимальная мощность достигается днем, поэтому лучше устанавливать панели на юг. В процессе монтажа допускаются небольшие отклонения в восточном или западном направлении, но не значительные.
Помимо этого, падение эффективности может быть вызвано затенением панелей коллекторов деревьями. В зимнее время полезно увеличить угол наклона солнечных батарей, что повысит работоспособность системы.
Шаг #1. Выбор угла наклона
Эффективность коллекторов во многом определяется углом наклона панели относительно горизонтали. светопоглощения рекомендуется сохранять наклон в районе 45°.
Азимут следует удерживать на значении 0°, отвечающем прямому направлению на юг. Допустимы небольшие отклонения в пределах 30-40° для оптимального освещения. Для повышения прочности применяют специальные алюминиевые конструкции.
Установка коллекторов на наклонные крыши предотвращает изменение параметров из-за погодных условий. Быстрая установка с помощью крюков и профилей сократит время работ.
Шаг #2. Сооружение первичного контура
На первоначальном этапе устанавливают все детали системы отопления: водонагреватели, компрессоры, трубы и так далее. Для комфорта работы желательно размещать элементы в доступном месте. расширительного бакаПри расчете необходимо принимать во внимание свободное пространство между ним и собирателями.
Температуру внутри бака определяют с помощью температурного датчика, который крепят к дну резервуара.
Следующий этап — организация системы вентиляции. При установке контура требуется создание… воздухоотводПереливы, исходящие из расширительного бака, лучше всего устранить путём организации выпуска коммуникаций на крышу. Это поможет регулировать колебания давления в системе отопления.
Процесс движения жидкости внутри ГВС зависит от циркуляционного насосаРекомендуется применять его исключительно в системах с замкнутым типом водопроводной системы. Для упрощения замены охлаждающей жидкости расширительный бак оснастят системой слива. В качестве подходящего варианта монтажа можно установить кран в нижней части устройства.
Шаг #3. Разбираемся в особенностях эксплуатации
Гелиосистема Питание осуществляется от сети напряжением 220 В. У каждой модели имеется индивидуальная схема подключения, прилагаемая в комплекте.
Проводку нужно тщательно изолировать, а терморегуляторы и реле размещать только в сухом месте.
Убедитесь, что система имеет заземление. Это защитит от потенциально опасных для жизни ситуаций.
Шаг #4. Выбор способа соединения элементов
Для спайки медных контуров и электрических деталей необходимо применять специальную паяльную пасту. Стыки желательно предварительно очистить стальной щеткой.
К распределительному баку приваривают или прикручивают трубы и змеевики. нарезав Важно знать, что труба с холодной жидкостью подходит к нижней части бака, а с горячей — к верхней.
Шаг #5. Установка солнечных батарей
Этап подготовки: к чему нужно быть готовым перед установкой.
Установка солнечных батарей производится по следующей инструкции. Разработанная под два модуля инструкция подходит и для монтажа большего числа солнечных коллекторов, так как принцип установки остаётся неизменным. Главное – выбрать подходящую площадку для монтажа.
Последний этап — тестирование системы.
Более подробные сведения о установке и подключении солнечных батарей можно найти в соответствующих статьях.
- Инсталляция солнечных панелей: схемы и методы подключения.
- Подключение солнечных батарей осуществляется через контроллер, аккумулятор и системы, подлежащие питанию.
Выводы и полезное видео по теме
Солнечные панели в беспроводных связях.
Выставка продукции одной из ведущих компаний по производству солнечных батарей.
Устройство и работа вакуумного коллектора.
Разработки гелиосистем прогрессируют, увеличивая эффективность переработки солнечного света. В настоящее время доступны разнообразные коллекторы разных типов – плоские и трубчатые, с кварцевым покрытием или монохристаллиновые модули.
Постепенно нарастающий спрос на альтернативные источники энергии делает солнечную энергетику все более популярной и доступной для широких масс населения.
Есть ли у вас опыт подключения или использования солнечных панелей для отопления жилья? Хотите узнать больше на эту тему? Поделитесь своими мыслями, напишите комментарий и примите участие в разговоре. Форма обратной связи расположена ниже.