Что необходимо знать о солнечных батареях?

Дом, оснащенный солнечными батареями
Дом, оснащенный солнечными батареями

Можно ли с помощью солнечных батарей или коллекторов обеспечить тепло в доме, а также использовать данную систему на постоянной основе? Сегодня этот вопрос интересует многих, особенно тех, у кого имеются загородные или частные дома, т.к. солнечное отопление зимой позволяет экономить расходы на электричество. На западе вопрос использования солнечных батарей уже давно не обсуждается, т.к. они доступны и применяются везде, где это возможно. Проверить и узнать эффективность работы солнечных коллекторов сможем с помощью нашей статьи.

Общая информация о применении солнечных коллекторов

Систему применения солнечных лучей в качестве источника света называется  гелиосистема, через которую передаются посредством применения солнечных коллекторов  солнечное излучение для нагрева.  Мощность тепловой отдачи составляет примерно 40–45% от общего потока, но также этот показатель зависит от месторасположения, времени года и суток времени, поэтому данный показатель не совсем точный.

Для того, чтобы создать работающую гелиосистему, достаточно одного солнечного коллектора по каналам которого двигается вода для обогрева помещения и других нужд. Чаще всего, применяется емкость с водой, которая служит в качестве аккумулятора, накопителя тепла, т.к. циркуляция воды является не совсем эффективным методом для постоянного пополнения тепла в сутках. Иногда теплоноситель ночью может замерзнуть, поэтому важно применять пропиленгликоль в специальном наборе, который служит для постоянной циркуляции теплового носителя.

Солнечные коллекторы очень быстро нагреваются и также быстро отдают тепло, поэтому постоянная циркуляция теплоносителя очень важна в сохранении тепла и ее отдачи. Желательно применять, кроме пропиленгликоля еще и обменный контур, который позволяет нагревать гелиосистему, часто он бывает в комплекте с теплоаккумулятором, либо продается в комплекте с коллектором.

 Основные виды солнечных коллекторов

Отопление солнечными батареями частный дом производится с помощью коллекторов, которые производятся разного вида и имеют некоторые отличия.

Производятся плоские и вакуумные коллекторы, которые отличаются тем, что используются в разных климатических поясах. Коллекторы плоского типа применяются в более теплых регионах, это южные широты, а вакуумные коллекторы применяются в северных широтах, где солнце преобладает в меньшей степени.

Часто они имеют следующие свойства, как положительные, так и отрицательные. Расскажем о некоторых свойствах.

Вакуумные аккумуляторы
Вакуумные аккумуляторы

Основные свойства вакуумных аккумуляторов:

  • вакуумные коллекторы самостоятельно не очищаются от снега;
  • имеют высокую стоимость;
  • при установке могут собираться на месте монтажа.

Основные свойства плоских аккумуляторов:

  • плоский коллектор быстро отдает тепло в период снижения температуры и нагревается при высоких температурах;
  • не имеет устойчивости к ветрам;
  • обеспечивает  небольшую площадь нагрева;
  • устанавливаются на крыше дома в собранном виде;
  • в системе плоского аккумулятора отсутствует обменный контур для поддержания теплоциркуляции и теплоаккумулятора, что очень важно для эффективной работы.

    Плоские аккумуляторы
    Плоские аккумуляторы

Основные свойства коллектора воздушного типа:

  • имеют невысокую стоимость;
  • эффективно работают в случае, если имеют в системе нагнетающий вентилятор, который питается от солнечной панели.;
  • не боятся теплового удара, т.к. система управляется скоростью работы вентилятора;
  • имеют очень простое устройство, соответственно могут  работать автономно.

    коллекторы воздушного типа
    коллекторы воздушного типа

 Общие свойства аккумуляторов:

  • основным минусом служит то, что солнечные воздушные коллекторы  для отопления дома являются непостоянным источником тепла для обогрева домов. Пожалуй, это основной недостаток всей системы, как вы понимаете, ночью система в отсутствие солнечного света не функционирует, также пасмурная погода является препятствием для их работы.;
  • обогрев дома продолжается, если аккумулятор накопил необходимый объем тепла, хотя бы на сутки или до утра. В то же время, если система работает на полную мощность,  необходимо отключение некоторых абсорберов;
  • в российском климате, солнечные батареи не могут служит основным источником тепла, тем более для отопления большого загородного дома или коттеджа;
  • имеют возможность снизить расходы на электроэнергию, как дополнительный источник тепла.

Функционирование системы отопления

Достаточно сложным процессом является работа солнечных батарей. Для эффективной работы требуется совмещение коллекторов с системой отопления на основе жидкого теплоносителя. В качестве топлива может применяться газ, электричество. Если нагревать аккумулятор, работающий сутки, необходим накопитель с котлом, если температуры нагревания недостаточно, котел начинает функционировать   для подогрева жидкости. Такая система может отлично работать без принуждения.

Также можно применять и другой метод нагрева, когда совмещается в системе отопления тепловой аккумулятор с двумя контурами. Один контур используется тепло от коллектора, а второй контур для нагрева теплоносителя, где вода применяется для горячего водоснабжения. В системе контуры изолированы друг от друга, поэтому можно использовать в качестве жидкости антифриз. Основным минусом является то, что данная система зависит от электричества, поскольку применяется принудительная циркуляция теплообмена.

Как рассчитать мощность солнечных коллекторов

Для того, чтобы начать применять солнечные батареи, необходимо рассчитать эффективность применения, важно рассчитать целесообразность применения, а также понаблюдать за их работой.  Если полагаться на погоду, в расчетах можно ошибиться, поскольку вы получите искаженные данные. Первоначально необходимо высчитать эффективность солнечней отдачи или радиации в местах установки коллекторов. Показатель солнечной радиации рассчитывают с помощью пиранометров, который имеет определенный набор функций для расчета. Расчеты проводятся в разное время суток в течение месяца, продолжительностью в один год, при этом необходимо знать параметры угла наклона и направления коллекторов. Все данные должны в обязательном порядке сверяться с данными метеостанции, чтобы вычислить количество пасмурных дней в году. В расчет берется самый продолжительный период пасмурных дней, в т.ч. можно применять статистику последних лет. Полученные данные помогут вам запланировать необходимое количество коллекторов для установки и их эффективной работы.

Но все же, пользуйтесь солнечными коллекторами, как дополнительным источником света, а не основным. По полученным показаниям вам потребуются:

  • нужное количество коллекторов;
  • резервные коллекторы, рассчитанные примерно в соотношении 1 на 15 работающих;
  • трубопроводы, имеющие специальную пропускную способность и термостойкость;
  • вспомогательные предметы для работы коллекторов, как запорная арматура и др.;
  • место установки аккумулятора, его необходимый объем, либо бетонные резервуары объемом 20 м3;
  • место для установки вспомогательных элементов;
  • при установке расчет ветровых нагрузок;
  • проект сметы.

Фотогалерея (5 фото)