Отопление частного дома солнечными батареями: Отопление дома солнечными батареями: фантастика или реальность?

Содержание

Солнечные батареи для отопления дома: отзывы реальных владельцев

Современные технологии значительно расширили возможные способы создания автономных отопительных систем для частных и загородных домов.

Cолнечные батареи для отопления на крыше частного дома

Если еще век назад практически все жилища отапливались дровяными печами, то за прошедшее время в больших городах были построены системы магистрального теплоснабжения, а способы прогрева помещений в частных дома существенно увеличились. Современный дом можно отапливать с помощью автономных систем, работающих на газе, при помощи эффективного оборудования, работающего на различных типах твердого и жидкого топлива. В последнее время все большую популярность приобретают отопительные и энергетические системы, работающие на возобновляемых источниках энергии. Для отопления частных домов всё чаще начинают применять солнечные батареи, но так ли они хороши, как про них рассказывают продавцы? Давайте вместе разберемся в этом вопросе, ведь стоимость установки не самая маленькая, а срок окупаемости отопительной системы на солнечных батареях может превысить срок службы элементов из которых она состоит, что лишает её всякого смысла в размещении, так что же делать?

Что такое солнечные батареи?

Солнечные батареи – это высокотехнологичный прибор, которые преобразует неиссякаемую энергию солнца в электрическую энергию. Такие устройства широко используются уже несколько десятков лет и успешно работают во многих бытовых приборах, например в часах или в микрокалькуляторах. Современное производство позволило сделать изготовление солнечных батарей достаточно дешевым, что позволило не только запитывать от них миниатюрные устройства, но и создавать на основе солнечной энергии автономные системы сравнительно больших размеров для отопления загородных домов и обеспечения в них устойчивого энергоснабжения.

Преимущества солнечных батарей

Несмотря на довольно высокую стартовую стоимость оборудования частного дома полноценным пакетом солнечных батарей – общая эксплутационная стоимость такого оборудования является сравнительно низкой, так как в итоге цена киловатт-часа будет состоять только из стартовых расходов на покупку и цены необходимых регламентных работ. Разделенная на довольно долгий срок службы такого оборудования – итоговая цена киловатт часа будет стремительно падать.

На какую помощь можно рассчитывать от государства при установке солнечных батарей для отопления частного дома

Если вы владелец частного сектора и у вас появилось желание снизить затраты на обслуживание своего дома, в частности на отопление — вы можете смело рассчитывать на помощь от государства. В зависимости от страны в которой вы живете, вам могут быть предложены некоторые способы компенсации ваших затрат из местного или федерального бюджета. Вам может быть выделена помощь в виде:

  • частичной компенсации затрат на саму установку системы;
  • государство в лице органа, занимающегося обслуживанием электросетей, выкупает у вас «Зеленую Энергию» по завышенной цене.

Мы расскажем вам о наиболее выгодном, втором варианте.

Её особенность заключается в том, что вы постоянно торгуете электроэнергией с государством туда-сюда. В светлое время суток, когда солнце находится на пике своей активности — ваши солнечные батареи вырабатывают повышенное количество электроэнергии, которой полностью хватает на ваши затраты, а излишки вы «отдаете» назад в общую электросеть, в этом случае вы выступаете как производитель и продавец энергии. Ночью, когда ваша выработка на нуле — вы покупаете энергию обратно из сети для своих нужд: для обогрева дома, для подогрева воды в кране, для стиральной машинки, для освещения. Этот процесс повторяется изо дня в день и по итогу месяца у вас остается либо положительный, либо отрицательный баланс КилоВатт на счетчике, в зависимости от мощности солнечных батарей, которые вы установили. Если за прошедший месяц вы выработали больше КВт/ч, чем израсходовали — остаток КВт/ч выкупает у вас государство примерно за 12 евроцентов, это так называемый «Зеленый Тариф». Эти деньги приходят вам на карточку и с их помощью вы компенсируете расходы, которые вы понесли на установку этой системы. Конечно в данном случае нужен специальный счетчик, который регулирует кто-кому и что продает, но при этом вы экономите на аккумуляторах, которые устанавливались в таких системах ранее и требовали к себе повышенного ухода при огромной стоимости! Сейчас же вашим «аккумулятором» выступают городские электросети, которые могут выкупить у вас бесконечное количество электроэнергии!

В любом случае, вам необходимо обратиться в компанию, которая занимается обслуживанием и поставкой электричества в ваш дом, для уточнения деталей. Это настолько стремительно развивающийся рынок, что условия тут могут меняться по несколько раз в месяц!

Устройство автономных систем на солнечных батареях

Но что делать, когда на небе нет солнца, или оно закрыто тучами?

схема отопления дома от солнечной энергии

Прежде всего стоит предусмотреть резервные источники энергопитания. Это может быть как обыкновенная электрическая сеть, так и автономный генератор, способный самостоятельно производить электрическую энергию. Кроме того, разумным решением будет оборудования частного дома батареями резервного питания, в которых будет накапливаться энергия во время малого потребления. Такая система аккумулирует электричество днем или в светлое время суток и возвращает его в сеть вашего дома ночью или в пасмурную погоду.

Расчет энергоэффективности солнечных батарей

При расчете необходимой площади солнечных батарей необходимо учитывать, что один квадратный метр такого оборудования даст в вашу сеть около 120 ватт. А теперь пройдитесь по своему дому и прикиньте, какую мощность имеют имеющиеся у вас бытовые электрические приборы и оборудование. Разумно будет также прикинуть, какую экономию электричества может дать замена некоторых устройств на энергоэффективные. После этого вы можете приступать к расчетам необходимого количества и площади солнечных батарей, стараясь учитывать время солнечной активности в вашей местности.

 Отопление частного дома от солнечной энергии

Кроме добычи электроэнергии из солнечной энергии – наше светило вполне может и обогреть ваш дом. Конечно, можно воспользоваться самым простым способом и подключить электрическую систему отопления к солнечным батареям. Но скорее всего это будет довольно неэффективно, особенно учитывая не очень большое количество солнечных дней в году на наших широтах.

Лучше всего будет комбинировать систему добычи электричества с помощью солнечных батарей и систему автономного отопления, основанную на нагреве солнечным теплом жидкости, поступающей затем в радиаторы отопления вашего дома.

 Принцип работы отопления на солнечной энергии

Ключевым звеном такой автономной системы солнечного отопления будут являться нагревательные коллекторы. Это специализированные устройства, которые с минимальными потерями передают солнечную лучистую энергию на теплоноситель, в качестве которого может выступать вода или специальный антифриз.

схема солнечного нагревателя

Немаловажным преимуществом такого высокотехнологичного подхода является то, что такая система будет эффективно работать даже в самых суровых климатических условиях, ее коэффициент полезного действия не снижается даже при низких отрицательных температурах на улице.

Такие системы, называемые также солнечными коллекторами отлично зарекомендовали себя, например, в северных районах Китая – в местности с весьма суровым климатом. При этом в тех регионах они устанавливаются даже на многоквартирных домах.

После нагрева в коллекторе теплоноситель обычно попадает в аккумулирующих бак, оснащенный отличной теплоизоляцией. Температура жидкости в таком баке сохраняется довольно продолжительное время. В случае, если в качестве теплоносителя используется обычная водопроводная вода, то, помимо отопления – такую жидкость также можно использовать для бытовых целей, например, для умывания или мытья посуды.

Разновидности солнечных отопительных коллекторов

В настоящее время используются следующие разновидности солнечных отопительных коллекторов:

  1. плоские;
  2. вакуумные.

Отличаются они друг от друга устройством передачи лучистой энергии Солнца.

 

самодельный коллектор

В плоском солнечном отопительном коллекторе устройством для сбора такой энергии служит ящик, заполненный специальным адсорбирующим материалам. В толще материала проложены трубопроводы системы теплоснабжения. Жидкость, циркулирующая по ним, нагревается от воздействия солнечных лучей и затем сбрасывается в бак теплоаккумулятора.

В вакуумном отопительном коллекторе вместо плоского ящика используется система прозрачных трубок, из которых откачан воздух. Внутри трубок имеются трубопроводы системы теплоснабжения различной конфигурации. Интересный физический эффект такого устройства заключается в том, что солнечные лучи беспрепятственно проходят через наружный слой стекла и вакуум, и затем нагревают жидкость в трубопроводах. А вот обратно тепло от жидкости в трубопроводах уже не утекает, так как вакуум является отличным теплоизолятором. В общем. Такая конструкция в миниатюре напоминает нашу планету: ведь у нас тоже имеется теплоизолятор в виде межзвездного вакуума, который, тем не менее не мешает солнечным лучам эффективно нагревать землю.

Преимущества солнечных систем и особенности их проектирования и монтажа

Для того, чтобы система на возобновляемых источниках энергии стала действительно эффективной для вашего частного дома – необходимо провести тщательный расчет. Прежде всего определяется необходимый уровень энергопотребления в доме, рассчитывается суммарная мощность всех бытовых приборов и их максимальная нагрузка. Затем рассчитывается максимально возможная эффективность предполагаемых к использованию солнечных батарей и их площадь. Возможно, потребное количество батарей для добычи солнечной энергии просто не поместятся на крыше вашего дома и вам придется подыскивать дополнительные источники энергии или другие площади для размещения.

чертеж коллектора

В любом случае – система с энергоснабжением от солнечной энергии должна иметь резервный источник питания, что позволит вам не зависеть от капризов погоды.

Аналогичный подход необходимо применить и при проектировании солнечных систем отопления. Производители как правило указывают возможность солнечных отопительных коллекторов по работе в определенных температурных условиях. Не стоит пренебрегать этими сведениями. И опять же – на случай длинной зимней и пасмурной непогоды ваш дом должен быть оборудован альтернативным источником теплоснабжения – это может быть любой отопительный котел на ваш выбор, начиная от традиционной русской каменной печи на дровах, оканчивая новомодными электрическими бойлерами.

При разумном сочетании новшеств в области теплоснабжения и традиционного, проверенного временем подхода вы сможете в полной мере насладиться всеми преимуществами солнечной энергии, достающейся нам абсолютно даром.

Солнечные батареи для отопления дома — видео обзор

Солнечные батареи для отопления дома своими руками — видео

панели солнечного отопления частного дома, котел от системы солнечных батарей, отопление с помощью солнечных батарей, как отопить дом

Содержание:

Использование возобновляемых источников энергии стало в наше время одним из перспективных направлений в энергетике. Запасы природных ресурсов постепенно истощаются, а энергии для отопления и электроснабжения нужно все больше. В данном материале мы расскажем о системах солнечных батарей для частного дома, которые позволяют преобразовывать энергию солнца в тепло и при этом экономить на потреблении природных ископаемых.


Немного о солнечных батареях

Примитивные устройства на солнечной энергии известны уже давно. Однако в зарубежных странах намного раньше, чем у нас, научились использовать солнечную энергию для обогрева домов. В настоящее время технологии все больше совершенствуются, чтобы солнечные батареи стали доступны широкому кругу потребителей.

Безусловно, приобрести панели солнечного отопления не так уж дешево, да и для их применения требуется наличие солнечной погоды. Однако в перспективе они себя вполне оправдывают, ведь счета за электричество или природный газ, чтобы отапливать дом, все время растут.


Солнечные батареи позволяют потребителям обустроить индивидуальную систему отопления без зависимости от коммунальных служб и грабительских тарифов. Многие потребители, испробовавшие такие системы, остались ими очень довольны.

Достоинства

Приведем несколько преимуществ использования солнечных батарей:

  1. Они позволяют отапливать дом без привязки к отопительному сезону, в отличие от централизованных систем.
  2. Возможна регулировка температуры обогрева до комфортных значений.
  3. Нет необходимости оплачивать большие счета за отопление от коммунальных организаций.
  4. Батареи генерируют достаточно энергии не только для отопления, но и для прочих нужд.
  5. Устройства отличаются долговечностью, долго не нуждаются в ремонте и профилактике.

Стоит отметить, что использование солнечных панелей для отопления дома сопряжено с некоторыми тонкостями, о которых стоит знать прежде, чем приобретать оборудование.

Тонкости применения солнечных панелей для отопления дома

Чтобы отопление дома солнечными батареями было успешным, стоит учесть несколько тонкостей:

  1. Применение системы солнечных батарей для отопления дома будет эффективным лишь в том случае, если в регионе проживания достаточное количество солнечных дней в году.
  2. Сами по себе солнечные батареи стоят достаточно дорого. Так, для обеспечения семьи энергией в достаточном объеме потребуется примерно 15-20 м2 солнечных элементов, поскольку 1 м2 панелей вырабатывает всего 120 Вт. Поэтому вся система выльется в приличную сумму.
  3. Монтаж панелей нужно производить только с южной стороны крыши, так как в этом месте будет попадать больше всего солнца. При этом общая площадь должна быть не менее 40 м
    2
    , иначе, все напрасно.
  4. Чтобы батареи вырабатывали порядка 500 кВт энергии ежемесячно, в регионе должно быть солнечно примерно 20 дней.
  5. Обустройство отопления с помощью солнечных батарей мощностью в 7 кВт обойдется вначале достаточно дорого – очень высоки цены на оборудование. Однако затраты окупятся уже спустя несколько лет использования. Для небольшого дома такой мощности будет достаточно.
  6. Оптимальный уклон крыши для установки солнечных батарей — 45°. При этом вокруг дома не должно быть высоких деревьев и других зданий, создающих тень и препятствующих попаданию солнца на оборудование.
  7. Важно проверить надежность стропильной системы кровли, поскольку масса оборудования будет создавать на нее дополнительную нагрузку. Кроме того, в зимнее время на крыше собирается снег.

Несмотря на значительную стоимость отопления от солнечных батарей, оно пользуется популярностью во многих странах. Причем даже в тех, где не очень жарко. Симпатии потребителей обусловлены долговечностью и надежностью таких установок. Максимально эффективно они функционируют летом, но даже зимой вполне себя оправдывают. Правда, для этого система должна быть достаточно большой.

Стоит отметить, что если вы всерьез задумываетесь об организации отопления дома солнечными батареями, их наличие нужно предусмотреть на стадии проектирования дома. Важно правильно разместить оборудование на крыше, предусмотреть усиленную стропильную систему и достаточную площадь кровли.

Разновидности батарей

Различают два типа солнечных батарей – большие и малые. К малым фотоэлектрическим системам относят панели с аккумулирующими устройствами, напряжением в пределах 12-24 В. Этого хватит для питания осветительных приборов и телевизора в доме. А вот большие панели способны генерировать достаточно электроэнергии для отопления дома среднего размера.

В состав системы с котлом на солнечных батареях входит:

  1. Вакуумный солнечный коллектор.
  2. Контроллер, который отвечает за эффективность функционирования системы.
  3. Циркуляционный насос, подающий теплоноситель от коллектора к накопительному баку.
  4. Емкость для горячей воды на 500-1000 л.
  5. ТЭН или тепловой насос.

Благодаря обустройству в частном доме отопления от солнечных батарей, можно не только обеспечить жильцов горячей водой, но и дополнительно предусмотреть систему теплого пола. Обратите внимание, что необходимо предварительно рассчитать мощность солнечных батарей.

При этом учитывают количество членов семьи, площадь дома, а также среднемесячный расход электроэнергии. Как правило, бытовыми приборами расходуется порядка 200-500 кВт энергии ежемесячно.

Кроме того, дополнительная энергия потребуется для прогрева воды. Если немного упростить расчеты, то в среднем на одного жильца потребуется 1м

2 солнечных панелей.

Расход энергии теплыми полами высчитывается, исходя из нормы в 1м2 солнечных батарей на 10 м2 пола.

Прежде чем решиться на отопление дачи солнечными батареями, обратите внимание на следующие факторы:

  • уклон скатов крыши должен быть не менее 30°;
  • оптимальной для установки панелей будет южная сторона;
  • сколько солнечных дней в году бывает в регионе;
  • есть ли рядом высокие объекты, которые могут затенять солнце.

Если 1 м2 солнечных батарей генерирует порядка 1000 кВт/ч в течение года, то их можно приравнять к использованию 100 л газа на тот же объем энергии.

Некоторые модели солнечных батарей с общей площадью около 4 м2 способны вырабатывать порядка 2000 кВт/ч энергии ежегодно, обеспечивая горячей водой небольшую семью.

Если вы задумались, как отопить дом солнечными батареями, но в вашем регионе бывает не так много ясных дней, не отказывайтесь от альтернативных вариантов отопления.

Стоит отметить, что оптимальной схемой считается комбинированное отопление, в котором в случае недостатка солнечного света для работы гелиопанелей обогрев дома будет осуществляться за счет дополнительных приборов.

Выбор и монтаж

Чтобы отопление частного дома солнечными батареями было эффективным, важно правильно подобрать мощность и площадь панелей.

Особенно тщательно нужно отнестись к размещению солнечных батарей, ведь данная покупка совершается надолго и обойдется достаточно дорого. Чтобы не ошибиться, стоит обратиться за помощью к специалистам.

Обратите внимание, что средний срок службы солнечных батарей составляет 25 лет и более, а их установка полностью окупится спустя 2-3 года. Все это время вам не нужно будет оплачивать счета за электричество и отопление, а также волноваться из-за возможных отключений энергии.

Солнечный коллектор нужно разместить так, чтобы на него попадало как можно больше солнца. Отклонение от юга на восток или запад допускается в пределах 30°. В некоторых случаях коллектор размещают на соседнем здании, если оно лучше подходит.


Накопители разрешено устанавливать в подвальных помещениях, если нет альтернативы. Иногда их собирают из нескольких устройств небольшой емкости, доставляя на объект по частям.

Стоит отметить, что эффективность гелиосистемы будет выше, если выставить не слишком высокую температуру отопления. По данному показателю такие системы считаются оптимальными.

Чтобы повысить эффективность солнечных батарей, стоит позаботиться о качественном утеплении частного дома.

Безусловно, выбор отопительной системы в пользу солнечных батарей можно считать экономически обоснованным и целесообразным, поскольку энергия солнца возобновляема и бесплатна. При условии соблюдения некоторых условий и финансовых вложений вы получите автономную и долговечную систему отопления.


Как сделать отопление дома солнечными батареями – теория и практика

<p> Содержание: </p> <p> </p> <div> <a href=»#1″>Немного о солнечных батареях</a><br> <a href=»#2″>Достоинства</a><br> <a href=»#3″>Тонкости применения солнечных панелей для отопления дома</a><br> <a href=»#4″>Разновидности батарей</a><br> <a href=»#5″>Выбор и монтаж</a><br> <a href=»#6″>Видео</a><br> </div> <p> </p> <p> Использование возобновляемых источников энергии стало в наше время одним из перспективных направлений в энергетике. Запасы природных ресурсов постепенно истощаются, а энергии для отопления и электроснабжения нужно все больше. В данном материале мы расскажем о системах солнечных батарей для частного дома, которые позволяют преобразовывать энергию солнца в тепло и при этом экономить на потреблении природных ископаемых. </p> <p> <img alt=»солнечные панели для отопления дома» src=»/upload/medialibrary/093/093e312c8e60ce200dc6114cf1c903ec.jpg» title=»отопление дома солнечными батареями»><br> </p> <h3><a name=»1″></a>Немного о солнечных батареях</h3> <p> Примитивные устройства на солнечной энергии известны уже давно. Однако в зарубежных странах намного раньше, чем у нас, научились использовать солнечную энергию для обогрева домов. В настоящее время технологии все больше совершенствуются, чтобы солнечные батареи стали доступны широкому кругу потребителей. </p> <p> Безусловно, приобрести панели солнечного отопления не так уж дешево, да и для их применения требуется наличие солнечной погоды. Однако в перспективе они себя вполне оправдывают, ведь счета за электричество или природный газ, чтобы отапливать дом, все время растут. </p> <p> <img alt=»отопление от солнечных батарей» src=»/upload/medialibrary/b53/b536f1ec9c67f712168214e08271884b.jpg» title=»солнечные панели для отопления дома»><br> </p> <p> Солнечные батареи позволяют потребителям обустроить индивидуальную систему отопления без зависимости от коммунальных служб и грабительских тарифов. Многие потребители, испробовавшие такие системы, остались ими очень довольны. </p> <h3><a name=»2″></a>Достоинства</h3> <p> Приведем несколько преимуществ использования солнечных батарей: </p> <ol> <li>Они позволяют отапливать дом без привязки к отопительному сезону, в отличие от централизованных систем.</li> <li>Возможна регулировка температуры обогрева до комфортных значений.</li> <li>Нет необходимости оплачивать большие счета за отопление от коммунальных организаций.</li> <li>Батареи генерируют достаточно энергии не только для отопления, но и для прочих нужд.</li> <li>Устройства отличаются долговечностью, долго не нуждаются в ремонте и профилактике.</li> </ol> <blockquote> <p> Стоит отметить, что использование солнечных панелей для отопления дома сопряжено с некоторыми тонкостями, о которых стоит знать прежде, чем приобретать оборудование. </p> </blockquote> <h3><a name=»3″></a>Тонкости применения солнечных панелей для отопления дома</h3> <p> Чтобы отопление дома солнечными батареями было успешным, стоит учесть несколько тонкостей: </p> <ol> <li>Применение системы солнечных батарей для отопления дома будет эффективным лишь в том случае, если в регионе проживания достаточное количество солнечных дней в году.</li> <li>Сами по себе солнечные батареи стоят достаточно дорого. Так, для обеспечения семьи энергией в достаточном объеме потребуется примерно 15-20 м<sup>2</sup> солнечных элементов, поскольку 1 м<sup>2</sup> панелей вырабатывает всего 120 Вт. Поэтому вся система выльется в приличную сумму.</li> <li>Монтаж панелей нужно производить только с южной стороны крыши, так как в этом месте будет попадать больше всего солнца. При этом общая площадь должна быть не менее 40 м<sup>2</sup>, иначе, все напрасно.</li> <li>Чтобы батареи вырабатывали порядка 500 кВт энергии ежемесячно, в регионе должно быть солнечно примерно 20 дней.</li> <li>Обустройство отопления с помощью солнечных батарей мощностью в 7 кВт обойдется вначале достаточно дорого – очень высоки цены на оборудование. Однако затраты окупятся уже спустя несколько лет использования. Для небольшого дома такой мощности будет достаточно.</li> <li>Оптимальный уклон крыши для установки солнечных батарей — 45°. При этом вокруг дома не должно быть высоких деревьев и других зданий, создающих тень и препятствующих попаданию солнца на оборудование.</li> <li>Важно проверить надежность стропильной системы кровли, поскольку масса оборудования будет создавать на нее дополнительную нагрузку. Кроме того, в зимнее время на крыше собирается снег.</li> </ol> <p> <img alt=»отопление солнечными батареями частный дом» src=»/upload/medialibrary/2ea/2eac6026d81fcb8c39b481e702abd07a.jpg» title=»отопление от солнечных батарей»> </p> <p> Несмотря на значительную стоимость отопления от солнечных батарей, оно пользуется популярностью во многих странах. Причем даже в тех, где не очень жарко. Симпатии потребителей обусловлены долговечностью и надежностью таких установок. Максимально эффективно они функционируют летом, но даже зимой вполне себя оправдывают. Правда, для этого система должна быть достаточно большой. </p> <blockquote> <p> Стоит отметить, что если вы всерьез задумываетесь об организации отопления дома солнечными батареями, их наличие нужно предусмотреть на стадии проектирования дома. Важно правильно разместить оборудование на крыше, предусмотреть усиленную стропильную систему и достаточную площадь кровли. </p> </blockquote> <h3><a name=»4″></a>Разновидности батарей</h3> <p> Различают два типа солнечных батарей – большие и малые. К малым фотоэлектрическим системам относят панели с аккумулирующими устройствами, напряжением в пределах 12-24 В. Этого хватит для питания осветительных приборов и телевизора в доме. А вот большие панели способны генерировать достаточно электроэнергии для отопления дома среднего размера. </p> <p> В состав системы с котлом на солнечных батареях входит: </p> <ol start=»1″> <li>Вакуумный солнечный коллектор.</li> <li>Контроллер, который отвечает за эффективность функционирования системы.</li> <li>Циркуляционный насос, подающий теплоноситель от коллектора к накопительному баку.</li> <li>Емкость для горячей воды на 500-1000 л.</li> <li>ТЭН или тепловой насос.</li> </ol> <p> <img alt=»панели солнечного отопления» src=»/upload/medialibrary/899/899eb297be3c87125b3fb63bbbbcd5a4.jpg» title=»отопление солнечными батареями частный дом»> </p> <p> Благодаря обустройству в частном доме отопления от солнечных батарей, можно не только обеспечить жильцов горячей водой, но и дополнительно предусмотреть систему теплого пола. Обратите внимание, что необходимо предварительно рассчитать мощность солнечных батарей. </p> <p> При этом учитывают количество членов семьи, площадь дома, а также среднемесячный расход электроэнергии. Как правило, бытовыми приборами расходуется порядка 200-500 кВт энергии ежемесячно. </p> <p> Кроме того, дополнительная энергия потребуется для прогрева воды. Если немного упростить расчеты, то в среднем на одного жильца потребуется 1м<sup>2</sup> солнечных панелей. </p> <p> Расход энергии теплыми полами высчитывается, исходя из нормы в 1м<sup>2</sup> солнечных батарей на 10 м<sup>2</sup> пола. </p> <p> Прежде чем решиться на отопление дачи солнечными батареями, обратите внимание на следующие факторы: </p> <ul> <li>уклон скатов крыши должен быть не менее 30°;</li> <li>оптимальной для установки панелей будет южная сторона;</li> <li>сколько солнечных дней в году бывает в регионе;</li> <li>есть ли рядом высокие объекты, которые могут затенять солнце.</li> </ul> <p> <img alt=»система солнечных батарей» src=»/upload/medialibrary/e76/e764ab45a7e2650ccfc3049e9b077791.jpg» title=»панели солнечного отопления»> </p> <p> Если 1 м<sup>2</sup> солнечных батарей генерирует порядка 1000 кВт/ч в течение года, то их можно приравнять к использованию 100 л газа на тот же объем энергии. </p> <p> Некоторые модели солнечных батарей с общей площадью около 4 м<sup>2</sup> способны вырабатывать порядка 2000 кВт/ч энергии ежегодно, обеспечивая горячей водой небольшую семью. </p> <p> Если вы задумались, как отопить дом солнечными батареями, но в вашем регионе бывает не так много ясных дней, не отказывайтесь от альтернативных вариантов отопления. </p> <blockquote> <p> Стоит отметить, что оптимальной схемой считается комбинированное отопление, в котором в случае недостатка солнечного света для работы гелиопанелей обогрев дома будет осуществляться за счет дополнительных приборов. </p> </blockquote> <h3><a name=»5″></a>Выбор и монтаж</h3> <p> Чтобы отопление частного дома солнечными батареями было эффективным, важно правильно подобрать мощность и площадь панелей. </p> <p> Особенно тщательно нужно отнестись к размещению солнечных батарей, ведь данная покупка совершается надолго и обойдется достаточно дорого. Чтобы не ошибиться, стоит обратиться за помощью к специалистам. </p> <p> Обратите внимание, что средний срок службы солнечных батарей составляет 25 лет и более, а их установка полностью окупится спустя 2-3 года. Все это время вам не нужно будет оплачивать счета за электричество и отопление, а также волноваться из-за возможных отключений энергии. </p> <p> Солнечный коллектор нужно разместить так, чтобы на него попадало как можно больше солнца. Отклонение от юга на восток или запад допускается в пределах 30°. В некоторых случаях коллектор размещают на соседнем здании, если оно лучше подходит. </p> <p> <img alt=»отопление в частном доме от солнечных батарей» src=»/upload/medialibrary/c07/c071d81bc063aaf0c867afff0a800d18.jpg» title=»система солнечных батарей»><br> </p> <p> Накопители разрешено устанавливать в подвальных помещениях, если нет альтернативы. Иногда их собирают из нескольких устройств небольшой емкости, доставляя на объект по частям. </p> <blockquote> <p> Стоит отметить, что эффективность гелиосистемы будет выше, если выставить не слишком высокую температуру отопления. По данному показателю такие системы считаются оптимальными. </p> </blockquote> <p> Чтобы повысить эффективность солнечных батарей, стоит позаботиться о качественном утеплении частного дома. </p> <p> Безусловно, выбор отопительной системы в пользу солнечных батарей можно считать экономически обоснованным и целесообразным, поскольку энергия солнца возобновляема и бесплатна. При условии соблюдения некоторых условий и финансовых вложений вы получите автономную и долговечную систему отопления.<a name=»6″></a> </p> <p> </p> <div align=»center»> <div> <div> <iframe title=»Солнечное отопление дома в 20 раз дешевле типичного (как его сделать своими руками)» src=»https://www.youtube.com/embed/Lqtkae3OhEs?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»autoplay; encrypted-media» allowfullscreen=»»> </iframe> </div> </div> </div> <br> <p> </p>

Солнечные батареи для отопления дома

Отопление – самая затратная статья в квитанции об оплате за жилище. Современная тенденция развития рынка такова, что традиционные источники энергии дорожают. Однако расходы можно снизить, если задействовать возобновляемые природные ресурсы, которые доступны совершенно каждому.

Одно из решений проблемы – установить солнечные батареи для отопления дома. Всего один квадрат покрываемой площади позволит получить и переработать до 1300 кВт*ч энергии Солнца, часть которой можно направить на другие хозяйственные нужды (электроснабжение, подогрев воды и т. д.).

Современные солнечные кремниевые батареи представляют собой приборы, которые захватывают энергию солнца и преобразуют ее в электрическую. Основной принцип их работы основывается на физическом явлении фотоэлектрической реакции.

Содержание статьи:

Принцип работы

Выпускаемые сегодня модели способны вырабатывать электроэнергию даже в облачную и слишком пасмурную погоду. Однако КПД одного модуля сравнительно невысок и составляет скромные 15-25%, вырабатывая в среднем 50-300 Вт электроэнергии в зависимости от текущей окружающей обстановки. Для достижения высокой производительности необходимо подключение нескольких, а иногда и десятков элементов в единую сеть.

Фотографии частных домов с подключенной системой солнечного отопления

Если говорить об отопительной системе на основе солнечных батарей, классическая схема состоит из трех элементов:

  1. Рассмотренный солнечный модуль, вырабатывающий электроэнергию
  2. Тепловой аккумулятор – изолированный от тепловых потерь бак, в котором находится нагреваемый Тэнами теплоноситель
  3. Отопительный контур, состоящий из трубных магистралей и радиаторов отопления, по которому теплоноситель циркулирует принудительным или естественным образом и отдает тепло окружающей среде

Видео — Дом на солнечных батареях

В зависимости от предпочтений и конкретной выбранной реализации солнечные батареи для отопления дома могут использоваться в других модифицированных схемах отопления, когда вместо коллектора устанавливается электрический котел проточного типа. Покупка необходимого оборудования обойдется дороже, однако отопление будет более практичным и экономичным.



Клик для увеличения

Еще один из вариантов реализации отопления на солнечных батареях – использование электрических обогревателей, теплых полов, электрических конвекторов и т. д. Таким образом, полученная электроэнергия потребляется для питания отопительных электроприборов. К подобным схемам прибегают лишь в небольших загородных домах.

Устанавливать солнечные коллекторы рекомендуется на крыше дома с южной стороны. Чтоб обогреть коттедж площадью свыше 100 квадратов, необходимо покрыть фотоэлементами до 35-40 кв. м. В доме нужно отвести отдельное помещение для размещения монтируемого отопительного оборудования – котельную.

Положительные и отрицательные стороны

Использование альтернативного отопления частных домов имеет свои неоспоримые преимущества. Установка и последующая эксплуатация солнечных модулей обладает следующими положительными сторонами:

  • Продолжительный эксплуатационный срок – до 25-40 лет без необходимости дорогостоящих профилактических работ
  • Лишнюю накопленную и переработанную солнечную энергию можно будет расходовать на другие нужды
  • Независимость от служб ЖКХ и значительное уменьшение счетов за отопление
  • Дом будет обогреваться на протяжении всего года

Однако имеются некоторые нюансы, которые ограничивают эксплуатацию отопления на солнечных батареях. Самый первый из них – географическое проживание. В том или ином районе солнце греет по-разному. Если оно появляется через сутки или лишь на пару часов в день, переоборудовать отопительную систему становится экономически невыгодно и следует подумать о других альтернативных источниках энергии (тепловые насосы, ветряные станции, биологическое топливо).



Клик для увеличения

Среди прочих отрицательных сторон можно отметить:

  • Высокие первоначальные затраты
  • Сложность монтажа оборудования
  • Необходимость в резервном источнике отопления

Выбираем подходящий солнечный коллектор

Необходимо ознакомиться с рынком и выбрать самые подходящие солнечные батареи для отопления дома. Они бывают 3-х типов:

  • Воздушные – внутри них располагается воздух и абсорбирующий тепло элемент. Несмотря на скромную стоимость, они должного распространения не получили, так как характеризуются низким КПД
  • Вакуумные – внутри располагаются определенного диаметра стекло трубки, содержащие в себе трубки меньшего диаметра, по которым циркулирует теплоноситель. Между трубками создается вакуум, характеризующийся высокими теплопроводящими свойствами
  • Плоские – наиболее распространенные коллекторы. Они представляют собой короб, лицевая сторона которого накрыта стеклом. Под ним пролегает абсорбирующий тепло элемент, который контактирует с трубками, содержащими теплоноситель. Энергия последнего забирается и аккумулируется в электрическую

Видео тест

Когда стоит обратить внимание на солнечные батареи

Переоборудовать стандартную отопительную систему в более современную и установить солнечные батареи для отопления дома можно в любой момент. Однако останавливаться на таком решении стоит лишь при выполнении нескольких важных правил:

  • Была произведена проверка уровня инсоляции мастером, на основании результатов которой удалось узнать, насколько эффективным будет каждый квадратный метр установленных батарей. Она даст возможность определить наиболее оптимальную покрываемую модулями площадь
  • Дом необходимо обязательно утеплить, чтобы снизить уровень нежелательных потерь тепла
  • Стоит проанализировать каждый из месяцев отопительного периода. Если количество солнечных дней менее 20, большую часть времени небо затягивают тучи и облака, гелиосистемы рекомендуется заменить тепловыми насосами
  • Обязательно должна присутствовать резервная отопительная система, чтобы обезопасить себя от непредвиденных обстоятельств

Как подключить солнечную батарею

Прежде чем начать подключение солнечных батарей к отопительной системе, необходимо определиться с типом циркуляции теплоносителя по трубным магистралям:

  • Принудительная
  • Естественная

Наиболее востребованной считается система с принудительной циркуляцией. Ее обустройство обойдется дороже за счет приобретения дополнительного оборудования и автоматики. Однако многие владельцы собственных домов ставят превыше комфорт и практичность.



Клик для увеличения

Классическая схема подключения солнечной батареи к потребителю выглядит следующим образом:

  1. Вначале по всем правилам на крыше размещают закупленные солнечные элементы и соединяют их друг с другом
  2. В отведенном помещении необходимо установить контроллер, который будет следить, сколько энергии производится в данный момент
  3. За контроллером должны идти аккумуляторы, которые будут накапливать в себе лишнюю энергию и снабжать ею в тех ситуациях, когда солнечные модули не справляются со своей задачей
  4. За аккумуляторами устанавливается инвертор, который служит для преобразования электрической энергии к требуемым характеристикам
  5. За инвертором располагаются потребители, роль которых может выполнять электрический котел отопления, накопительные баки с Тэнами, обогреватели и прочие греющие установки

Если солнечная батарея подключается к водяному отоплению с принудительной циркуляцией, на выход коллектора, обратку и бак-накопитель устанавливают датчики температуры (термостаты), которые подсоединяются к автоматике. Последняя в свою очередь будет управлять работой всей системы, при определенных условиях включать или выключать ее.

Наиболее просто осуществляется подключение солнечных модулей к отоплению с естественной циркуляцией. Однако автоматизировать ее будет очень сложно. Необходимо придерживаться следующих правил:

  • Накопительный бак располагают выше уровня коллектора
  • Нижний вывод подключается к обратке
  • Верхний вывод подключается ко входу разогретого теплоносителя

Прочие нюансы подключения

Предусмотреть солнечные батареи для отопления дома необходимо на этапе проектирования или строительства дома, чтобы избежать лишних хлопот. Нужно придерживаться нескольких важных правил:

  1. Установка батарей должна вестись преимущественно на южной стороне. Перед модулями не должно располагаться деревьев или более высоких построек, которые будут преграждать путь свету или отбрасывать на них свою тень – это существенно снизит эффективность
  2. Необходимо убедиться, что стропильная система обладает достаточным запасом прочности. Она должна выдерживать не только закрепленные модули, но и снежный покров в зимний период, иначе может произойти обрушение кровли

  1. Оптимальный угол ската крыши – в интервале 30-45 градусов в зависимости от того, как высоко поднимается на протяжении суток солнце
  2. Чтобы увеличить эффективность отопительной системы или распараллелить несколько контуров, иногда ставят более одного накопительного коллектора
  3. К гелиосистемам рекомендуется подключать отопительные контуры с более низкой температурой циркулирующего теплоносителя (панельные змеевики, водяные теплые полы и т. д.)

В заключении

Решившись установить солнечные батареи для отопления дома, необходимо быть готовым к большим первоначальным затратам. Стоимость требуемого оборудования и проводимых работ обойдется от 30 тыс. и выше в зависимости от сложности отопительной системы, выбранных модулей и их количества.

Окупаемость также зависит от большого числа факторов. Если зимы холодные, солнечные и продолжительные, сэкономить затраченные средства удастся через 2-3 года при эксплуатационном сроке до 30 лет. Однако не стоит торопиться, узнав подробнее о других альтернативных методах отопления.

Солнечные батареи для отопления частного дома, схема, преимущества

Благодаря современным технологиям каждый из нас имеет возможность твердо идти в ногу со временем. Наиболее значимое достижение научного мира – это извлечение энергии из некоторых природных феноменов. Современный человек давно уже научился использовать энергию таких стихий, как ветер и вода. Сегодня настало время для получения энергии от солнечного тепла. Солнечная энергия является неиссякаемым источником, поэтому грех ее не использовать на благо всего человечества. Солнечные батареи для отопления дома приобретают все большую популярность среди владельцев частных и загородных домов.

Отопление частного дома солнечными батареями

Что представляют собой солнечные батареи?

Уже давно датируется тот день, когда были изобретены устройства, которые могут заряжаться от света. Еще в 90-х годах человечество ознакомилась с такими изобретениями, как батарейки для часов, калькуляторов и других мелких устройств. Ученые из других стран научились использовать энергию солнечных лучей несколько раньше, чем наши отечественные исследователи. Некоторый опыт есть и у наших специалистов, поэтому сейчас необходимо только заняться усовершенствованием некоторых достижений и результатов.

Строение солнечной батареи

Удачным достижением можно назвать использование солнечных лучей для организации отопительной системы частного или загородного дома. Солнечная система отопления входит в категорию альтернативных, особенно в тех странах, где солнце светит более 20 дней в месяц. Стандартные системы отопления дорогостоящие не только в плане организации, но и в плане коммунальных тарифов. Альтернативные отопительные системы помогут избавиться от зависимости коммунальных контор.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

  • Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
  • Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
  • Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
  • У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания. Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево. Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Продолжительность солнечного сияния на территории России

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Рекомендуем к прочтению:

Для того чтобы получать около 500кВт тепла в месяц, нужно чтобы в месяце было около 20 солнечных дней.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов. Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы. Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Солнечные батареи как правило размешают на крыше дома

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий. Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день. Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Типы солнечных батарей, а также их комплектации

Батареи можно разделить на два основных типа:

  • Малые фотоэлектрические системы.
  • Большие фотоэлектрические системы.

К первой категории можно отнести аккумуляторные панели, работающие от напряжения в 12-24В. Такие системы обеспечат электроэнергией, необходимой для работы телевизора и нескольких осветительных приборов в доме. Большие системы могут не только полностью обеспечить дом необходимой электроэнергией, но и сыграть важную роль в организации отопительной системы. Стоит учитывать, что солнечные батареи не смогут обеспечить необходимым теплом и электричеством большие дома с несколькими этажами.

Солнечные батареи различного типа и размера

Комплектация солнечных батарей может несколько отличаться. В базовую комплектацию входят такие компоненты, как:

  • Вакуумный солнечный коллектор.
  • Контроллер, который способен следить за тем, чтобы работа системы была максимально эффективной.
  • Насос, который будет подавать теплоноситель от коллектора в отопительный бак.
  • Емкость для горячей воды, которая имеет объем от 500 до 1000 литров.
  • Электрический тэн или тепловой насос.

Схема системы отопления работающей на солнечных батареях

Если вы оборудуете достаточно мощное отопление частного дома солнечными батареями, то дом можно обеспечить еще и горячим водоснабжением. Кроме того, можно дополнительно оборудовать такую систему, как теплый пол.

Рекомендуем к прочтению:

Перед тем, как устанавливать систему отопления, нужно убедиться в том, что ее мощности хватит на ваши нужды. Для этого учитываются такие показатели, как общая площадь дома,  количество жильцов, которые в нем проживают и необходимый расход энергии.

Если семья состоит из трех человек, то потребуется от 200 до 500 кВт энергии в месяц. Если вы планируете организовать горячее водоснабжение, то потребуется больше электроэнергии. Наиболее эффективной считается комбинированная отопительная система. Она позволяет подстраховать жильцов дома на случай непредвиденных или аварийных ситуаций.

Выбор системы и ее установка

Перед тем, как остановить свой выбор на определенной отопительной системе, нужно тщательно изучить ее возможности. Обязательным условием будет расчет площади дома, а также необходимого количества тепла, которое уйдет на его обогрев. Также необходимо максимально правильно подобрать место, куда она будет установлена.

Лучше всего обратиться за помощью к высококвалифицированным специалистам, так как даже незначительный просчет может значительно снизить ее эффективность во время работы.

Если отопительная система будет установлена правильно, то она прослужит не менее 25 лет. Такая система окупит себя полностью максимум через 3 года. Для многих такой срок наверняка не покажется слишком долгим. К тому же, вы полностью не будете зависеть от коммунальных служб.

Солнечный коллектор должен быть установлен на площади с максимальным солнечным освещением. Если здание непригодно для установки коллектора, такое устройство можно установить на соседнем строении. Накопитель можно разместить в подвале. Нередко встречаются такие системы, где накопителей несколько. В таком случае они будут обладать более компактным размером.

Те, кто выбрал для обогрева своего дома такую отопительную систему, как солнечные батареи, может сказать, что он поступил правильно. Солнечная энергия не стоит денег и, к тому же, является неиссякаемым источником тепла. Все, что нужно, — это вложить некоторые средства в оборудование и установку такой системы, зато потом она себя полностью окупит и избавит вас от зависимости платить деньги коммунальным службам.

Как отапливать дом солнечными батареями. Отопление дома солнечными батареями.

Используя солнечные батареи для отопления дома, в качестве альтернативы другим источникам энергии, можно сэкономить бюджет.

Особенно финансовая течь заметна зимой, когда газовый или электрический счетчик работает беспрерывно, наматывая кубы или киловатты. А ведь за них ежемесячно приходится отдавать половину заработной платы.

Так как солнечные батареи являются неисчерпаемым энергетическим источником, отопление на солнечных батареях можно считать идеальным решением для поддержания комфортных климатических условий в доме.

С их применением можно обеспечить не только полноценное отопление дома, но и питание для различных бытовых электроприборов.

Солнечная батарея является устройством, функционирующим под воздействием энергии солнца.

Подобный принцип действия можно было наблюдать еще в ХХ веке, когда на прилавках появились калькуляторы, работающие за счет миниатюрных солнечных батарей.

С тех пор экспериментировать и использовать силы природы на благо человечеству, ученые стали еще интенсивнее.

В результате, помимо техники и устройств (электромобили, самолет HB-SIA, фонариков, плееров) работающих от тепловой энергии солнца, появились солнечные батареи.

Установить своими руками систему из солнечных панелей на кровле частного дома может практически каждый человек, имеющий базовый опыт в электрике и готовый выделить средства на их приобретение.

Как правило, окупаемость солнечных батарей составляет от 2-х до 5-ти лет – сроки зависят от типа и технических характеристик установленного оборудования.

В течение этого времени затраченные деньги возвращаются в дом теплом, за которое не надо больше платить.

Имея резерв солнечной энергии, можно отапливать дом и не иметь ничего общего с коммунальными службами.

При этом жить в тепле можно сколько угодно, время от времени регулируя температурный режим в помещении.

Фотоэлектрические батареи также смогут стать источником питания для осветительных устройств дома и бытовых электроприборов.

Излучение от солнца постоянно притягивается солнечными пластинами, поэтому их можно эксплуатировать в любое время года и в любой климатической зоне.

Оборудование не подвергается атмосферным воздействиям, его конструкция хорошо защищена и тщательно продумана.

Из недостатков солнечных пластин, используемых для отопления и освещения дома, стоит указать, что эффективнее батареи эксплуатируются в зимнее время первые полдня, когда сильнее светит солнце.

При этом рабочая площадь крыши частного дома должна быть не менее 40 кв. м., что позволит обеспечить нужное количество энергии.

При необходимости использовать 500 кВт энергии в течение 30 календарных дней, необходимо учитывать, что около 20-ти из них должны быть солнечными.

Второй весомый недостаток – это высокая стоимость установки, но все затраты, как уже говорилось выше, окупаются в течение 2-5 лет.

Особенно, когда монтаж оборудования для отопления дома был тщательно спланирован.

Ведь эффективность его работы во многом зависит от угла наклона крыши, который должен составлять примерно 450.


Кроме того, не должно быть никаких преград перед пластинами, которые мешали бы получать энергию, например, бросающих на дом тень зданий или больших деревьев.

Виды солнечных батарей и особенности их комплектации

На сегодняшний день существует два вида солнечных панелей, их технические свойства свободно можно использовать для снабжения жилплощади электроэнергией.

К первой группе относятся малые фотоэлектрические системы, вырабатывающие напряжение от 12 до 24 вольт – этого достаточно, чтобы дом полноценно освещался и круглосуточно работал телевизор.

Ко второй группе относятся большие фотоэлектрические установки, которые при грамотном монтаже обеспечивают отопление и освещение среднего по размеру дома.

Батареи при монтаже комплектуются следующими вспомогательными элементами:

  • вакуумный солнечный коллектор;
  • прибор контроля или контроллер – следит за функционированием системы;
  • насос – обеспечивает подачу теплоносителя к резервуару от коллектора;
  • емкость под горячую воду, ее объем от 500 до 1000 л;
  • электрический тэн.

Водоснабжение дома теплой водой, отопительная система «теплый пол» – все эти удовольствия можно получить с помощью природного явления бесплатно, при условии установки мощного оборудования.

На бытовые нужды семьи, состоящей из трех человек, может понадобиться от 200 до 500 кВт/месяц.

Так как зимой эффективность работы батарей снижается, после обустройства фотоэлектрических панелей своими руками не стоит полностью отказываться от привычного отопления с целью перестраховки.


Срок эксплуатации солнечных батарей превышает 25 лет, проблемы с их ремонтом и техническим обслуживанием на протяжении указанных лет – редкость.

Единственное, что в обязательном порядке придется делать, это очищать их от оседающей пыли и, время от времени, менять внешние аккумуляторы, как только их мощности перестает хватать на удержание полной емкости.

Общий принцип работы солнечной батареи

Конструкция фотоэлектрических установок состоит из большого количества фотоэлементов.

В свою очередь, они обладают способностью поглощать лучи солнца, за счет чего в их структуре происходит электрохимическая реакция.

При этом в каждом отдельном фотоэлементе образуется минимальное количество тока, который соединяется в один поток и выходит из батареи.

Одна солнечная батарея способна вырабатывать около 250 вольт.

Так как этой цифры недостаточно для полноценного электроснабжения дома, устанавливают сразу несколько таких панелей, соединив их в одну единую систему.

В результате чего удается достичь нужной мощности. Если разместить батареи на площади 20-30 м2, удастся с излишком обеспечить электроэнергией дом среднестатического семейства.

Вырабатываемая в процессе химической реакции электроэнергия, поступает через контроллер на аккумуляторные батареи, затем подается через инвертор в электрическую сеть.

Внешние аккумуляторы должны иметь объем, соответствующий нерабочему времени солнечной системы, имеется ввиду темное время суток, когда снижается выработка напряжения панелями.

При этом заряжаются аккумуляторные батареи в течение всего светового дня, как правило, в это время электричества в избытке.

Что касается функционального назначения инвертора, то устройство используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, который впоследствии становится пригодным для питания современных электроприборов.

Среди них и электрические котлы, которые могут использоваться для отопления частного дома посредством солнечных батарей.

Вложив средства и установив солнечное оборудование один раз, можно добиться эффективной работы панелей круглый год.

При этом не исключается темное время суток, что стало возможным после разработки и производства фотоэлементов для панелей, функционирующих от инфракрасного излучения, которое имеет свойство проходить сквозь густые облака и темноту.

Последнее время все больше владельцев загородной недвижимости для создания комфортных условий проживания стараются использовать солнечную энергию. В данной статье попробуем рассказать, как можно эффективно организовать отопление дома солнечными батареями.

Специальная рамка, объединяющая соединенные между собой в единое целое несколько фотоэлектрических элементов. Каждая ячейка предназначена для преобразования энергии солнечного потока в электрическую.

Виды солнечных батарей.

Сегодня производители предлагают в основном три вида солнечных батарей.

Монокристаллические.

Позволяют создать наиболее эффективное отопление загородного дома солнечными батареями. Они набираются из большого количества силиконовых ячеек. При попадании солнечного потока на поверхность этих фотоэлементов, внутри активируются электрохимические процессы. В основном монокристаллические батареи содержат 36 ячеек. Это оптимальное количество позволяет создавать легкие и компактные панели. Оригинальное соединение фотоэлементов обеспечивает небольшую гибкость рамке. Благодаря этому параметру монокристаллические батареи легко устанавливаются на неровных поверхностях, обеспечивая правильный угол наклона к световому потоку. Максимальная их мощность достигается при средней температуре окружающего воздуха около 15–25 °C.


Тонколистовые.

В отличие от аналогов предоставляют ряд неоспоримых преимуществ:

  • для активации фотосинтеза необязательно обеспечивать поток света, перпендикулярно направленный на поверхность солнечных панелей;
  • благодаря этому их можно устанавливать в любом удобном пользователю месте: крыше, стене здания, на отдельной конструкции;
  • максимальные потери на тонколистовых батареях в пасмурную погоду составляют всего 15%;
  • тонкая пленка обеспечивает отличную работу панелей в условиях повышенной запыленности;
  • прекрасное отопление частного дома солнечными батареями тонколистового типа можно организовать в любом регионе.


Поликристаллические.

Для создания элементов приема солнечного потока на батареях используют поликристаллы кремния яркого синего цвета. Монокристаллические панели применяются при освещении улиц, парков, для электрического снабжения частного дома или дачи, кафе и ресторанов.

Принцип работы.

Специальные панели с большим количеством фотоэлементов поглощают энергию солнечного потока. При попадании лучей на поверхность принимающих устройствах, в них активируется электрохимическая реакция. Выделяемая каждым элементов электрическая энергия концентрируется и выводится на общий накопитель.

С одной солнечной панели стандартных размеров выводится около 250 Вт. Вследствие этого понятно, что для обеспечения нормального функционирования загородного дома необходимо объединить несколько панелей в единую систему. Практические данные показывают, что площадь солнечных батарей 20–30 кв.метров вполне достаточно для полноценного функционирования электрических приборов в доме обычной семьи.


Понятно, что в ночное время фотосинтез на солнечных батареях не протекает. Вследствие этого для накопления электроэнергии необходимо наличие аккумуляторов. Количество их напрямую зависит от интенсивности расхода электричества в темное время. Подзарядка аккумуляторов осуществляется за счет избыточной электроэнергии, вырабатываемой при фотосинтезе в светлое время суток.

Для преобразования постоянного тока, полученного в результате синтеза солнечного потока, в рабочее электричество в комплекте оборудования предусмотрен инвертор . Все современные электроприборы функционируют от переменного тока. Электрические котлы также работают на этом виде электричества.

Достоинства применения солнечных батарей.

Использование этих источников электрической энергии для водонагревателей в частном доме предоставляет широкий спектр преимуществ перед другими отопительными устройствами:

  • нет токсичных выбросов в окружающую атмосферу благодаря отсутствию процесса сжигания энергоносителей;
  • изготовление их различной мощности дает возможность получить от солнечных батарей достаточное количество электрической энергии для полноценного функционирования отопительной системы и других электрических приборов;
  • отсутствие горючих энергоносителей исключает возможность случайного возгорания , конечно, если электрические соединения и проводка выполнены с соблюдением всех требований безопасности;
  • применение фотоэлементов, преобразующих инфракрасное излучение, позволяет получать электроэнергию даже при большой плотной облачности ;
  • обеспечивается полная электрификация дома независимо от других энергоносителей;
  • установленное оборудование не требует дополнительных вложений на протяжении длительного периода;
  • технология отопления с помощью солнечных батарей предоставляет возможность полной автоматизации всего цикла рабочих процессов: получения электрической энергии, отапливания дома, контроль и поддержание необходимой температуры;
  • производители гарантируют надежную эксплуатацию солнечных батарей без дополнительных вложений в течение 30 лет.


Особенности выбора.

Выбирая солнечные батареи для отопления дома необходимо учесть несколько нюансов:

Мощность – один из основных параметров, влияющий на стоимость солнечных панелей. Поэтому перед их приобретением необходимо определить ориентировочное потребление электроэнергии. В сопроводительной документации всегда указывается максимальная мощность, вырабатываемая батареями за час в ваттах. Но необходимо учитывать, что в пасмурную погоду она будет немного меньшая. Также мощность зависит от вида солнечных батарей.

Размер – существенно зависит от мощности панелей и типа их фотоэлементов. Крыша должна иметь необходимые размеры для монтажа нужного количества панелей.

В среднем 1 кв. метр солнечных батарей дает за 1 час около 120 Вт.

Панели суммарной площадью в 20 кв. метров обеспечат электроэнергией одноэтажный загородный дом в полном объеме.

Тип – поли- и монокристаллические солнечные батареи имеют значительно высшую стоимость, чем кремневые тонколистовые. Но вырабатывают больше электроэнергии и требуют меньшей поверхности крыши.

Возможность при необходимости наращивания мощности. Ее можно легко увеличить за счет добавления дополнительных солнечных панелей. Замена батарей путем приобретения новых более эффективных экономически невыгодно. Поэтому необходимо учесть небольшой запас поверхности крыши.

Солнечные батареи от ведущих производителей гарантировано выдержат срок эксплуатации больше 25 лет. Надежность их зависит от фирмы производителя. Желательно отдать предпочтение известному производителю. Он обеспечивает бесплатную замену панелей по гарантии, оказывает помощь при монтаже, наладке, ремонте, наращивании мощности.

Солнечные батареи для отопления дома рекомендуется монтировать на южном склоне крыши . В идеальном варианте их наклон желательно обеспечить в соответствии с географической широтой местности. Поверхность панелей в таком положение будет получать под прямым углом максимальный поток света. Тень от деревьев, соседних сооружений, от антенны. Ведь даже небольшой затененный участок будет значительно снижать эффективность выработки электроэнергии.

Дополните статью вашими комментариями , фото и видео .

Современные технологии позволяют каждому из нас идти в ногу со временем довольно твердыми шагами. Одним из самых значимых достижений научного мира можно считать извлечение энергии из определенных природных феноменов. уже не первое десятилетие получает энергию из таких стихий, как вода и ветер. Сейчас активно развивается направление получения энергии из солнечного тепла. Она является неиссякаемой, поэтому ее стоит использовать на благо человечества. Солнечные батареи для отопления дома становятся с каждым годом все популярнее среди владельцев загородного и частного домостроения.

Особенности устройства

Приборы, способные заряжаться от света, появились уже довольно давно. Еще в девяностых годах прошлого века людям стали доступны батарейки для калькуляторов, часов и прочих мелких устройств, которые работали благодаря получаемой энергии от солнечного света. Западные ученые стали пользоваться этими ресурсами гораздо раньше, чем отечественные исследователи. У наших специалистов тоже есть определенный опыт, поэтому сейчас есть необходимость в серьезном совершенствовании определенных достижений и результатов.

Строение солнечной батареи

Использование солнечных лучей для организации отопительной системы для дома можно считать довольно удачной идеей. Такая система отопления стала активно применяться в качестве альтернативного источника тепла особенно в странах, где две трети дней в месяце являются солнечными. Использование стандартной системы отопления является дорогим удовольствием не только в плане ее организации, но и в плане коммунальных тарифов. Солнечные батареи для отопления дома способы помочь в избавлении от зависимости от коммунальных служб. А ведь именно этого так хотят многие люди.

Преимущества

Солнечная батарея для отопления дома обладает несколькими довольно весомыми преимуществами:

Ваш дом будет обеспечен необходимым теплом на протяжении всего года. Температурный режим можно регулировать так, как вам этого захочется.

Вы обретете независимость от жилищно-коммунальных служб. Ваши счета за отопление уже не будут пугать вас страшными суммами.

Солнечная энергия вполне может использоваться и на обеспечение иных нужд бытового плана.

Для отопления дома характеризуется большим сроком эксплуатации. Устройство редко выходит из строя, поэтому не потребуется беспокоиться о таких нюансах, как замена или ремонт каких-то компонентов.

Если вас заинтересовала солнечная батарея для отопления дома, то следует знать о важных нюансах, на которые требуется обратить внимание перед окончательным выбором. Подобная система не подходит для всех. География проживания — это один из факторов, влияющих на эффективность системы. Если регион вашего проживания характеризуется тем, что солнце светит не слишком часто, то подобные решения не будут настолько эффективными. Еще один недостаток заключается в том, что солнечная батарея для отопления дома стоит довольно дорого. Но тут важно помнить, что подобное решение окупит себя очень быстро.


Каких размеров должны быть батареи

Чтобы снабдить дом требуемым количеством тепла, требуется 15-20 квадратных метров площади батарей. От одного квадратного метра получается примерно 120 ватт тепла. Чтобы за месяц получить примерно кВт тепла, необходимо около 20 солнечных дней. Солнечная батарея для отопления дома должна быть установлена на южной стороне крыши, так как тепла на нее распространяется максимальное количество. Для максимальной эффективности такого отопления требуется соблюсти угол наклона крыши примерно 45 градусов. Возле дома не должно расти высоких деревьев, размещаться иных предметов, способных формировать тень. Дом должен иметь стропильную систему, достаточно прочную и надежную, чтобы выдержать вес всей этой конструкции. Солнечные батареи для отопления дома зимой, отзывы о которых говорят, что они характеризуются своим большим весом, необходимо устанавливать так, чтобы они не спровоцировали разрушительные процессы и не нанесли зданию вреда. Особенно это касается зимнего времени, так как на крыше в это время накапливается снег, что дополняет и так немалый вес батарей.


При том, что стоит солнечная батарея для отопления дома довольно много, популярность этого продукта растет с каждым днем. Ее можно использовать и там, где климат сложно назвать жарким. Если вас заинтересуют солнечные батареи для отопления дома, отзывы о них говорят о возможности использовать их в качестве дополнительного источника тепла. Эти системы максимально эффективны в летние месяцы, когда почти каждый день можно видеть солнечный свет. Но важно понимать, что дом нуждается в отоплении чаще всего зимой.

Типы и комплектации солнечных батарей

Все условно можно разделить не два типа: малые и большие фотоэлектрические системы. К первой категории относятся аккумуляторные панели, которые работают от напряжения 12-24 В. Эти системы способны обеспечить электрической энергией работающий телевизор в комбинации с несколькими отопительными приборами. Использование больших систем предназначено не только для обеспечения жилища электрической энергией, но и для организации системы отопления. Однако с их помощью невозможно обеспечить большие дома с несколькими этажами.

Различается и комплектация устройств. В базовый набор входит такой перечень компонентов:

Вакуумный солнечный коллектор;

Контроллер, следящий за работой системы на максимально эффективном уровне;

Насос, подающий теплоноситель от коллектора в бак отопительной системы;

Емкость для объем которой составляет 500-1000 литров;

Тепловой насос или электрический тэн.


Солнечные батареи для отопления дома: отзывы

В Украине и России, как и в остальных странах, можно использовать подобное инновационное решение. Сейчас можно увидеть много отзывов о том, что подобная система является весьма эффективной, дом небольших размеров можно полностью перевести на такой альтернативный источник, а также прочие. При достаточной мощности оборудования можно обеспечить не только отопление, но и а это довольно значимый момент, позволяющий достичь дополнительной экономии. Можно дополнительно оборудовать систему теплых полов.

Какую выбрать систему

Перед выбором и монтажом системы отопления требуется убедиться в том, что она достаточно мощная для обеспечения ваших нужд. Отопление частного дома солнечными батареями должно организовываться с учетом таких показателей, как площадь жилища, число жильцов, а также необходимый энергетический ресурс. Если в семье насчитывается три человека, то требуется примерно 200-500 кВт энергии ежемесячно. При необходимости организовать горячее водоснабжение энергии потребуется еще больше. Комбинированная отопительная система признана наиболее эффективной. С ее помощью жильцы дома могут подстраховаться на случай аварийных или форс-мажорных ситуаций.


Выбор системы и ее установка

Первое, что требуется при выборе определенной системы — тщательно изучить ее возможности. Обязательно требуется рассчитать площадь жилища, а также то количество тепла, которое требуется для его отопления. Место установки — это еще один значимый момент. Отзывы говорят в пользу того, что правильнее всего будет воспользоваться помощью квалифицированных специалистов в данной области. Связано это с тем, что даже при незначительном просчете можно сильно снизить эффективность готового решения во время работы. Если солнечная батарея для отопления дома будет установлена правильно, то прослужит она не менее 25 лет. Всего 3 года нужно для ее полной окупаемости. Такой срок многие не считают слишком долгим, судя по тем же отзывам пользователей. Это позволяет стать полностью независимым от коммунальных служб, а это очень важно.


Выводы

Солнечная батарея для отопления дома должна устанавливаться так, чтобы солнечное освещение в этом месте было максимальным. Если выбранное здание не пригодно для монтажа такой системы, то можно воспользоваться соседним строением. Накопитель вполне можно разместить в подвальном помещении. встречаются и такие системы, где используется несколько накопителей. В этом случае их размеры будут немного скромнее. Те, кто решил для себя выбрать отопление частного дома солнечными батареями, может смело говорить о правильности своего решения. Солнечная энергия — это неиссякаемый источник тепла, при этом абсолютно бесплатный. Для этого требуется только вложить определенную сумму в оборудование и монтаж системы, а потом она себя не только полностью окупит, но еще и избавит от необходимости платить деньги коммунальным службам.

Как солнечное отопление поможет отказаться от газа и электричества знает умелец из Запорожья

Олег Павловский из Запорожья своими руками изготовил солнечные батареи и воздушный коллектор для обеспечения частного дома электроэнергией и теплом.

Поэтому рационализатор, который живет вместе с семьей по ул. Уютной в Шевченковском районе областного центра, не использует природный газ и электричество, передает EcoTown со ссылкой на Индустриалку.

В новом доме Павловские живут с осени – раньше они жили в трехкомнатной квартире. «Мы четвертый год строимся: за полгода с товарищем сделали коробку, потом с женой – крышу, сейчас еще идет ремонт, — рассказывает 43-летний запорожец. — У нас 150 кв. м. жилой площади и 150 кв. м. занимает гараж под домом, где я занимаюсь машинами».

К электричеству и газу не подключались, потому что это стоит больших денег, объясняет Олег.

«Солнца много – решил собирать бесплатную энергию для дома: почитал в интернете, что это эффективно работает, — вспоминает Олег Павловский. — Воздушный солнечный коллектор делал практически из отходов, которые валяются под ногами: алюминиевые банки, доски, стекло, пенопласт, вата, фольга».

Читайте также: Как выбрать солнечный коллектор для отопления дома: типы вакуумных трубок и качество воды

По словам запорожского умельца, такой коллектор можно сделать за неделю и уложиться в 1000 гривен.

«Алюминиевые банки пробовал собирать сам и просил друзей, но, учитывая, что я веду здоровый образ жизни, понял, что это слишком долго и поехал на приемку, где для меня за неделю собрали триста банок по гривне за штуку, — рассказывает мастер. — В мой солнечный коллектор уместилось 17 рядов из соединенных между собой 221 банки, тоненькие стенки которых быстро нагреваются».

Воздушный солнечный коллектор позволяет поддерживать тепло в доме и значительно уменьшить использование дров для отопления, объясняет Олег.

Читайте также: Как утеплить дом за 100 тыс, если это стоит миллион. «70/30» и другие местные и госпрограммы по термомодернизации жилья

«Зимой, когда было минус 6-10 градусов, коллектор закачивал в дом (при чистом небе) 92 градуса, — делится опытом хозяин дома. — Например, в комнате 10 кв. м. утром было 17 градусов, а в обед — уже 22 градуса».

«В декабре солнца было мало и приходилось заводить машины, чтобы зарядить аккумуляторы, — признается запорожец. — А вот в январе и феврале солнца достаточно, даже сжигаю «дуйчиком» лишнее электричество, потому что никуда его употребить».

Олег Павловский планирует обустроить на собственном доме еще три-четыре воздушных солнечных коллектора. «Когда будет несколько коллекторов, вообще не буду топить дровами», — отмечает умелец.

Уже третий год Павловские используют электроэнергию, генерируемую солнечными панелями.

«Верхние солнечные батареи собирал самостоятельно, нижние – уже заводские, так как раньше было очень дорого, а сейчас доступнее, — рассказывает Олег. — Мощность сейчас два киловатта, в планах поставить на четыре-пять».

Читайте также: Как правильно выбирать солнечные панели. Классы Tier и качество оборудования для домашних СЭС

В общем Павловские расходуют 60 кВт*ч в месяц.

«Используем холодильник, электрическую печь, чайник, ноутбук, телевизор практически не выключается, — говорит хозяин. — Думали подключаться к электричеству, когда переедем, а сейчас не вижу уже и смысла — платежки, веерные отключения: одни соседи генератор запускают, другие – ждут пока включат, а у нас свет есть всегда ».

В ближайшей перспективе Олег Павловский планирует установить на крыше дома еще и ветряк. «Бывает, что солнца нет, а ветер дует замечательно, особенно ночью, — рассказывает запорожец. — Нужен ветряк мощностью 200 Вт – если его покупать, то это будет стоить 500-1000 долларов, поэтому сделаю сам».

Читайте также: Как сделать солнечный водонагреватель из отходов знают в Аргентине (видео)

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Батареи солнечного отопления дома: эффективность, расчет, установка

Идея использовать солнечную энергию для отопления дома или на другие нужды — не нова, разработаны устройства, которые позволяют это сделать любому человеку. Во многих странах, солнечные батареи на крыше скорее правило, чем исключение. Наша страна, к ним пока не относится, но и у нас уже подобные установки можно увидеть все чаще. Солнечные системы для дома могут быть двух видов. Первый — солнечные коллекторы, которые нагревают протекающий в них теплоноситель. Второй — солнечные батареи, которые вырабатывают электричество. О них и будем говорить ниже.

Солнечные батареи преобразуют солнечный свет в электрическую энергию. Батарея состоит из некоторого количества фотоэлектрических преобразователей, которые чаще называют фотоэлементами. Количество преобразователей в батарее произвольное, соединение последовательно-параллельное. Чем определяется количество фотоэлементов? Необходимой силой тока и напряжением. Располагают преобразователи на какой-либо плоской поверхности один возле другого. Из-за внешнего вида такие конструкции часто называют «солнечные панели».

Солнечные батареи для частного дома в некоторых странах — обычное явление

Слишком большие по площади солнечные батареи в быту использовать неудобно, а если не хватает мощности самой большой, несколько устройств соединяют в каскад. Если мощность требуется большая, может понадобиться значительная площадь: может быть занята вся крыша, иногда стены дома и часть придомовой территории. Потому чаще применяют солнечные батареи для частного дома: там есть где разместить и большое их количество. Владельцы квартир могут занять только окна и балконы.

Возможности использования

Как можно использовать солнечные батареи для отопления дома? Только для уменьшения счетов за электроэнергию, а также в качестве резервного источника на случай отключения. Это поможет добиться той самой энергонезависимости, и не заморозить систему отопления при отсутствии централизованного электропитания.

Если включить гелиосистему параллельно с централизованным энергоснабжением, можно сэкономить приличную сумму

Насколько реально солнечная батарея может обеспечит потребности в электричестве? Если говорить о водяном отоплении, то это реально: для поддержания работоспособности системы потребуется максимум 200-300 Вт/ч. Столько в среднем «тянут» электроника котла + циркуляционный насос + возможные управляющие устройства и контролеры. Если система у вас больше, возьмите паспорта и посчитайте необходимую мощность. Для 300 Вт/ч будет достаточно двух солнечных панелей средней мощности (их суммарная производительность должна немного превышать потребность).

И не нужно думать, что при отсутствии солнца электричества не будет. В систему входят обязательно аккумуляторы и инвертор. Правильно подберите мощность аккумуляторов, и их заряда даже при самых плохих погодных условиях вам хватит на несколько дней работы системы.

Кстати, многие европейские производители отопительного оборудования предусматривают совместную работу своей техники с солнечными преобразователями (например, газовые котлы Baxi и Ariston). Но работают они с гелиоколлекторами (греют воду) или с солнечными батареями, нужно смотреть по каждому виду оборудования.

Для полного обеспечения электроэнергией одной крыши будет недостаточно

Если подогрев пола у вас электрический, все серьезнее. Мощность большинства таких обогревателей исчисляется киловаттами. Для выработки такого количества энергии потребуется много панелей для переработки энергии солнца. Устройство системы солнечных батарей для отопления частного дома электрическими полами, может вылиться в очень приличную сумму. Но система хороша тем, что ее мощность можно наращивать постепенно. Будете по возможности увеличивать количество панелей и количество вырабатываемого электричества.

При желании можно сэкономить: собрать солнечные панели самостоятельно. Такие самодельные варианты обойдутся в разы дешевле заводских. И это притом, что покупать фотопреобразователи придется готовые: их изготовление в кустарных условиях — нереальная задача. Поэтому — только готовые. Эффективность самодельных солнечных панелей будет ниже заводских, но и цена в разы ниже.

Расчет солнечных батарей для дома

Инсоляция (количество солнечной энергии) в разные месяцы сильно изменяется. Потому сначала нужно определиться с тем, какую часть электроэнергии и на какой период вы собираетесь вырабатывать. Если вы хотите все 100% в любое время года вырабатывать самостоятельно, считать придется по самому плохому месяцу с минимальным количеством солнечных дней. Но тогда возникнет вопрос: что делать с избыточным количеством электроэнергии, которая будет вырабатываться в другие месяца.  Если проживание планируется только в огородный сезон, считаете по самой низкой инсоляции в этот период. В общем, принцип понятен.

Лучше всего с выработкой электроэнергии от солнца дело обстоит на юге

Затем необходимо рассчитать какую суммарную мощность должна выдавать ваша солнечная система для дома. Для этого в таблицу вписываете все электроприборы, и из их паспортов вносите данные по мощности, потребляемому току и ваттную нагрузку. Подбив колонки, узнаете, сколько электроэнергии в час нужно всей вашей аппаратура и приборам. Понятно, что все они вряд ли включаются одновременно. Можете попытаться высчитать, какие из них работают одновременно, и по этой цифре подбирать солнечные панели.

Как считать количество солнечных батарей разберем на примере. Пусть потребность в электроэнергии 10 кВт/ч, инсоляция в расчетном месяце 2 кВт/ч. Мощность батареи, которую собрались покупать, 250 Вт (0,25 кВт). Теперь считаем 10 / 2 / 0,25 = 20 шт. То есть понадобится 20 солнечных панелей.

Для уменьшения потребления электроэнергии нужно заменить все лампы накаливания на светодиодные, а всю старую неэкономную технику на энергосберегающую — тогда вам понадобится не такое уже и большое количество солнечных панелей.

Виды солнечных батарей

Фотоэлектрические преобразователи существуют разные. Причем отличается и материал, из которого они изготавливаются, и технологии. От всех этих факторов напрямую зависит производительность этих преобразователей. Некоторые фотоэлементы имеют КПД 5-7 %, а самые удачные последние разработки показывают 44 % и выше. Понятно, что от разработок до бытового использования расстояние огромное, и по времени, и по деньгам. Зато можно представить, что ждет нас в ближайшем будущем. Для получения лучших характеристик используют другие редкоземельные металлы, но с улучшением характеристик имеем приличное повышение цены. Средняя же производительность относительно недорогих солнечных преобразователей составляет 20-25 %.

Самое широкое распространение получили солнечные модули из кремния

Самые распространенные кремниевые солнечные батареи. Этот полупроводник недорог, его производство освоено давно. Но они имеют не самый высокий КПД — те самые 20-25%. Потому при всем разнообразии сегодня преимущественно используются три вида солнечных преобразователей:

  • Самые дешевые — тонкопленочные батареи. Они представляют собой тонкий налет кремния на несущем материале. Кремниевый слой покрыт защитной пленкой. Плюс этих элементов в том, что работают они даже в рассеянном свете, а, следовательно, есть возможность устанавливать их даже на стены зданий. Минусы — низкая эффективность 7-10%, а также, несмотря на защитный слой, постепенная деградация кремниевого слоя. Тем не менее заняв большую площадь, можно получить электричество даже в пасмурную погоду.
  • Поликристаллические солнечные батареи изготавливают из расплава кремния, медленно его охлаждая. Отличить эти элементы можно по ярко-синему цвету. Эти солнечные батареи имеют лучшую продуктивность: КПД 17-20%, но в рассеянном свете малоэффективны.
  • Самые дорогие из всей троицы, но при этом довольно широко распространенные — монокристаллические солнечные батареи. Они получаются путем разделения одного кристалла кремния на пластины и имеют характерную геометрию со скощенными углами. У этих элементов КПД от 20% до 25%.

Теперь, видя надписи «солнечная панель моно» или «поликристаллическая солнечная батарея», вы будете понимать, что речь идет о способе производства кремниевых кристаллов. Также вы будете знать, какой эффективности от них можно ожидать.

Батарея с монокристаллическими преобразователями

Эффективность солнечных батарей зимой

Вы, наверное, удивитесь, но зимним днем на вертикальную поверхность падает всего в 1,5-2 раза меньше энергии, чем летом. Это данные для средней полосы России. За сутки картина хуже: за этот период летом получаем в 4 раза больше энергии. Но обратите внимание: на вертикальную поверхность. То есть на стену. Если говорить о горизонтальной поверхности, тут разница уже в 15 раз.

Самая печальная картина по выработке электроэнергии солнечными батареями ожидает вас не зимой, а осенью: в пасмурную погоду их эффективность ниже в 20-40 раз, в зависимости от плотности облачного покрова. Зимой же, после того выпал снег, инсоляция (количество света, падающего на батареи) в солнечные дни может приближаться к летним значениям. Потому зимой солнечные системы для дома вырабатывают больше электроэнергии, чем осенью.

Получается, чтобы зимой добиться близкой к максимальной эффективности, нужно располагать солнечные батареи вертикально или почти вертикально. И, если их вешать на стены, то желательно на юго-восточные: утром по статистике чаще бывает ясная погода. Если юго-восточной стены нет, или ничего на ней установить невозможно, выйти из положения можно сделав специальные подставки. Тогда  ставят солнечные батареи на крыше. Так как угол падения солнечных лучей в зависимости от сезона меняется, желательно сделать подставку с регулируемым углом наклона. Есть возможность — разверните солнечные панели «лицом» на юго-восток, нет такой возможности, пусть «смотрят» на юг.

Одна из систем монтажа

Правила установки

Эффективность работы кремниевых солнечных батарей зависит от количества попадающей на них энергии солнца (всего спектра излучения). Факторы, на которые мы можем каким-то образом повлиять, это:

  • Затененность. Желательно, чтобы на протяжении светового дня на панель не падала тень. Потому выбирайте место, где не растут высокие деревья, нет тени от зданий или линий электропередач. Даже небольшой участок тени, попавший на поверхность, значительно снизит выработку электроэнергии. КПД установки будет равно самой низкой производительности среди всех фотоэлементов в панели. Потому даже один листок или след от птичьего помета сильно снижает выработку электроэнергии всей панели целиком.
  • Ориентация. Если есть возможность изменять положение, летом выставляйте из «лицом» на юг, зимой — на юго-восток. Это возможно, если панель поставлена на плоской крыше или на земле.
  • Угол наклона. Если местом установки солнечной батареи выбрана скатная крыша, а ее угол наклона далек от идеального, требуется изготовить специальные рамы, с помощью которых можно корректировать положение батарей. В идеале рамы должны иметь возможность изменять этот угол наклона. Изменять каждый день или час никто положение не будет, но раз в сезон поправить его можно.

    Один из вариантов установки. В морозный, но солнечный день, при наличии снега выработка тока будет приличной

На работоспособность многих типов преобразователей влияют температурные показатели: диапазон использования кремниевых элементов от -40 oC до +50 oC. Негативно на работоспособности сказываются как более низкие, так и более высокие температуры. Если летом у вас солнце активное, важно не допустить перегрева. Для этого под панель можно положить белую ткань или фольгу (более эффективно). Если это не помогает и панель перегревается, поверните ее, или перевесьте. Нужно будет выбрать такое положение, при котором будет соблюдаться тепловой режим, а производительность останется довольно высокой.

Максимальную свою продуктивность эти устройства показывают, если солнечные лучи падают под углом 90o. К сожалению, такое возможно далеко не весь день, а лишь короткий промежуток времени. Есть специальные системы слежения, изменяющие угол наклона панели так, чтобы свет падал постоянно под желаемым углом, но это дорогие установки.

И все же, можно найти оптимальный угол установки солнечных батарей. Просто при незначительном отклонении от идеала (менее 50o) производительность падает мало, примерно на 5 %. Фактическое подтверждение этому можете увидеть в видео.

Для каждого региона угол установки солнечных батарей свой. Его можно определить экспериментально (как — вы видели), а можно выставить исходя из географической широты — этот наклон принято считать самым лучшим. Многое зависит от ориентации панели: если вы развернули ее на север или восток, оптимальный угол будет меньше.

Солнечные батареи на крыше

Прежде всего, нужно выяснить, выдержит ли кровля дополнительную нагрузку. Один-два модуля выдержит любая, а для большего количества придется считать.

Для надежной фиксации они должны крепиться как минимум в четырех точках. Причем, если вы монтируете панели заводского изготовления, не поленитесь изучить инструкцию по установке: при нарушении хотя бы одного из пунктов, оборудование снимается с гарантии. В большинстве случаев требования такие:

  • Крепятся солнечные батареи на расстоянии 5-15 см выше кровельного материала. Этот зазор необходим для проветривания (для поддержания температурного режима).

    Устанавливать солнечную батарею нужно на расстоянии 5-15 см от кровельного материала на специальных направляющих

  • Для закрепления использовать только имеющиеся в корпусе отверстия. Дополнительные сверлить нельзя.
  • Рама, на которой закреплены фотоэлементы, рассчитана на вертикальную или горизонтальную установку (указано в паспорте), и в другом положении ее крепить нельзя.

    Если рекомендована вертикальная установка, горизонтально ставить панель нельзя

Системы крепления солнечных панелей могут быть разными. Есть готовые (продаются там же, где и сами панели), но вполне можно использовать и сделанные собственноручно. Важно только использовать надежные, стойкие к коррозии материалы. Толщина реек и крепежа должна быть большой: выдерживать должны они и ветровые нагрузки, и массу панелей с самым толстым снежным покровом.

Один из методов крепления солнечных батарей на крыше частного дома можно увидеть в видео.

Теперь немного об электрической сборке. Схема подключения солнечной батареи, кроме самих преобразователей, предусматривает наличие:

  • контроллера заряда с подключенными аккумуляторными батареями;
  • преобразователя (инвертора), который преобразует постоянный ток в переменный;
  • предохранителей для защиты от короткого замыкания (повысят безопасность и вашу и системы).

Контроллер и преобразователь имеют ограничения по току и напряжению. Суммарные параметры подключаемой для вашего дома солнечной системы не должны их превышать. Для электрического соединения батарей в единую систему, использовать нужно только те провода, которые выведены наружу.

Принципиальная схема подключения гелиобатарей

Для соединения панелей применяют медный проводник в стойкой к ультрафиолету изоляции. Если провода в подходящей изоляции не нашли, спрячьте его в гофрированный шланг для наружных работ. Толщина жил провода зависит от предполагаемой силы тока в системе и от длины линии, но минимальное сечение 4 мм2. Соединение проводников желательно делать при помощи коннекторов, а не на скрутках. Рекомендуют МС4 потому что проводники, выходящие из большинства солнечных батарей, оконечены именно такими разъемами. Эти разъемы хороши тем, что обеспечивают герметичное соединение, что на крышах немаловажно. Но не все фирмы устанавливают разъемы этого стандарта. В дешевых моделях (особенно китайских) может стоять что-либо иное, так что уточняйте при покупке.

Это схематическое изображение подключения

Теперь о последовательности подключения оборудования в систему. Для безопасного подключения соблюдайте очередность такую:

  1. К контроллеру подключаются аккумуляторы с соблюдением полярности. Провода — медь, сечение выбирается в зависимости от мощности контроллера.
  2. К контроллеру подключаются солнечные батареи. Также необходимо соблюдать полярность.
  3. К контроллеру через предохранитель подключается 12 В потребители.
  4. К аккумуляторам подключается инвертор (через предохранитель), а к его выходу уже потребители 220 В. Подключение инвертора напрямую к контроллеру исключено: придется покупать новые устройства. А это приблизительно 600-1000$ в зависимости от фирмы и мощности.

Не пренебрегайте последовательностью подключения — это наиболее безопасный алгоритм, гарантирующий (при соблюдении полярности) рабочее состояние системы.

Напоследок, еще один вариант установки на крыше дачи с регулируемым углом наклона. Возможно, вам видео будет полезным.

Солнечные панели: Сколько солнечных панелей нужно для обогрева дома, сколько они стоят?

Солнечные панели — это экологически чистый способ выработки тепла для дома, бизнеса и даже могут принести вам деньги, если вырабатывается избыточная энергия. Правительственная гарантия Smart Exposure Guarantee (SEG) — это схема, по которой домохозяйствам платят за вырабатываемую ими солнечную энергию, которая не используется самим домом.

Схема SEG означает, что некоторые поставщики энергии должны предлагать тарифы, по которым выплачивается установленная ставка за каждый киловатт-час (кВтч) электроэнергии, которую вы экспортируете.

Сумма, которую вы можете получить, как и большинство счетов за домохозяйства, зависит от того, к какому поставщику вы обращаетесь, и вы можете поискать лучшую ставку для себя.

Солнечные батареи являются дополнением к вашей крыше, но обычно не требуют разрешения на строительство — однако есть несколько исключений — если ваш дом имеет плоскую крышу, находится в заповедной зоне или внесен в список.

Возможно, вам потребуется получить разрешение от группы управления зданием вашего местного совета, поэтому лучше проверить, прежде чем продолжить.

Подробнее:  Необычные приемы уборки: 9 предметов домашнего обихода, которые можно использовать для уборки  

Сколько стоят солнечные панели?

Как и количество панелей, которые могут вам понадобиться, стоимость их установки будет варьироваться.

Зависит от марки, размера панелей и количества панелей, которые вы хотите установить.

Стоимость может варьироваться от 1500 до 8000 фунтов стерлингов для систем солнечных панелей мощностью от 1 кВт до 4 кВт.

Еще одной дополнительной стоимостью может быть установка системы хранения солнечных батарей, которая может хранить неиспользованную энергию, вырабатываемую панелями.

По данным greenmatch, домохозяйства, которые устанавливают солнечные панели с аккумулятором, используют около 80 процентов энергии, которую они производят, в то время как домохозяйства без аккумулятора используют только 40 процентов энергии, которую они производят.

Хотя в краткосрочной перспективе это может стоить дороже, в долгосрочной перспективе система может сэкономить вам тысячи долларов.

Вы также можете сравнить услуги, предлагаемые в вашем регионе, чтобы выбрать лучшее предложение для вас.

Отопление частного дома солнечными панелями: схемы и устройство

Причины популярности альтернативных источников энергии вполне понятны: есть возможность сэкономить на топливе и воплотить в реальность мечты об экологически чистых системах жизнеобеспечения.Умело используя энергию солнца, ветра и воды, можно превратить обычный загородный дом в современный экодом. Попробуем разобраться, реально ли оборудовать солнечное отопление в частном доме и насколько это выгодно.

Способы использования энергии небесного тела не относятся к инновационным технологиям; Солнечное тепло используется давно и очень успешно. Однако это касается в основном Австралии, некоторых стран Европы, Америки и южных регионов, где альтернативную энергию можно получать в течение всего года.

В некоторых северных регионах наблюдается дефицит естественной радиации, поэтому используется как дополнительный или резервный вариант.

Неверно думать, что абсолютно все северные регионы получают гораздо меньше природного тепла, чем южные. Допустим, на Чукотке или в центральной Канаде солнечных дней гораздо больше, чем на юге Великобритании

Посредниками между солнечными лучами и механизмом выработки энергии являются солнечные панели или коллекторы, которые различаются как назначением, так и конструкцией.

Аккумуляторы накапливают энергию солнца и позволяют использовать ее для питания бытовых электроприборов. Они представляют собой панели с фотоэлементами с одной стороны и запорным механизмом с другой. Можно поэкспериментировать и собрать батарею самостоятельно, но проще купить готовые элементы — выбор достаточно широк.

Солнечные системы (солнечные коллекторы) являются частью системы отопления дома. Большие изолированные коробки с теплоносителем, как и батареи, монтируют на приподнятых щитах, обращенных к солнцу или скатам крыши.

Для повышения эффективности панели размещены на динамических механизмах, напоминающих систему слежения — они вращаются, следуя за движением солнца. Процесс преобразования энергии происходит в трубках, расположенных внутри ящиков.

Схема устройства системы отопления с солнечным коллектором, подключенным к котлу и резервному источнику электроэнергии (например, газовому котлу), работающему на традиционном топливе (+)

Основное отличие гелиосистем от солнечных батарей состоит в том, что первые нагревают теплоноситель, а вторые аккумулируют электроэнергию.Обогревать помещение с помощью фотоэлементов можно, но схемы устройства нерациональны и подходят только для тех районов, где не менее 200 солнечных дней в году.

Плюсы и минусы альтернативной системы отопления

Достоинств солнечной системы отопления не так уж и много, но каждое из них значимо и может стать поводом для частных экспериментов:

  • Экологическая польза. Безопасный для жителей дома и окружающей природы экологически чистый источник тепла, не требующий использования традиционных видов топлива.
  • Автономность … Владельцы систем полностью независимы от цен на энергию и экономической ситуации в стране.
  • Рентабельность. При сохранении традиционной системы отопления появляется возможность снизить расходы на оплату горячего водоснабжения.
  • Общая доступность … Установка солнечных систем не требует разрешения правительства.

Но есть и неприятные моменты, которые могут испортить общую картину.Например, для определения эффективности системы потребуется длительный период времени – не менее 3 лет (при условии, что солнечной энергии достаточно и она активно используется).

Установка только солнечных модулей потребует больших вложений: самые дешевые кремниевые панели будут стоить не менее 2200 руб. за штуку, а поликристаллические шестидиодные элементы первой категории — до 17000 за штуку. Достаточно легко рассчитать стоимость 30 модулей (+)

Пользователи отмечают следующие недостатки:

  • высокие цены на оборудование, необходимое для запуска системы в эксплуатацию;
  • прямая зависимость количества производимого тепла от географического положения и погоды;
  • обязательное наличие резервного источника, например, газового котла (на практике часто резервным выступает солнечная система).

Для достижения большей эффективности необходимо регулярно следить за исправностью коллекторов, очищать их от мусора и защищать от обледенения в условиях мороза. Если температура часто опускается ниже 0°С, нужно позаботиться о дополнительной теплоизоляции не только элементов гелиосистемы, но и дома в целом.

Пригодны ли солнечные батареи для отопления

Основное назначение солнечных батарей для накопления энергии – обеспечить электричеством дом.Чтобы включить их в схему устройства системы отопления и добиться оптимального функционирования, необходимо собрать схему с накопительным баком. Именно в нем будет нагреваться вода, которая, достигнув определенной температуры, заполнит трубы и радиаторы в помещениях, требующих обогрева (гостиная, санузел).

Солнечная энергосистема с двухконтурным баком, которая нагревает и подает горячую воду в двух направлениях: к радиаторам отопления и к точкам водоразбора (+)

Попробуем проанализировать конструктивные особенности солнечных панелей и определить их потенциальная роль в системе отопления.

Как работают фотоэлементные панели

Существует три распространенных типа солнечных элементов:

  • Монокристаллический … Это тонкие пластины чистейшего кремния, вырезанные из кристалла, выращенного в искусственных условиях. Самый урожайный сорт с КПД около 17-18%. Оптимальная рабочая температура от 5 ºС до 25 ºС.
  • Поликристаллический … Изготовлен из пластин, полученных путем постепенного охлаждения расплава кремния.Технологии их производства менее трудоемки, но КПД поликристаллических фотоэлементов значительно ниже — не более 12%.
  • Аморфный. Они пленочные. Изготавливается испарительно-фазовым методом, в результате которого кремний наносится в виде тонкой пленки на гибкую полимерную основу. Самый дешевый способ производства сочетается с нашей низкой производительностью, которая составляет до 7%.

Для устройства автономных систем отопления в северных регионах наиболее подходящим вариантом считаются фотоэлектрические батареи, собранные из монокристаллических элементов.Однако батареи с аморфными модулями проще в установке, практически не требовательны к основанию и значительно дешевле.

Монокристаллический модуль состоит из последовательно соединенных элементов, объединенных в модули. Несколько модулей образуют солнечную батарею. Темная поверхность фотогальванических солнечных систем оптимизирует поглощение солнечного света

Задача внешних элементов — поглощать и преобразовывать солнечные лучи. Освободившаяся энергия идет дальше и концентрируется в накопителе-аккумуляторе.Небольшая ячейка дает около 100-250 Вт, а сборная панель площадью 25-30 м² обеспечивает электричеством небольшой дом. Для монтажа системы отопления энергии потребуется в 2-3 раза больше.

Инвертор выполняет роль преобразователя постоянного тока солнечной «продукции» в электроэнергию, так как для работы бытовых электроприборов и светильников требуется переменный ток. Если говорить конкретно о системе отопления, то электрический котел для нагрева воды тоже работает на переменном токе.Для обеспечения дома светом в ночное время потребуются аккумуляторы, сохраняющие дневные запасы.

Инверторные модули устанавливаются в удобном для обслуживания месте, хотя и не нуждаются в постоянном контроле и работают в автоматическом режиме проверенные годами схемы. Однако обстоятельства иногда диктуют свои условия. Допустим, у вас есть отличная работающая система на солнечных батареях, но пока она служит для подачи электричества и обеспечения горячей водой вашего дома.

Понятно, что покупать новое оборудование невыгодно, поэтому проще увеличить мощность, купив определенное количество фотопреобразователей. Бюджетный вариант — кремниевые панели с КПД до 23-25%. Электрический нагреватель должен быть подключен к источнику питания. Универсальным вариантом является котел, оборудованный разводкой.

Полимерные пленочные элементы на российском рынке распространены значительно реже, чем кремниевые моно- и поликристаллические аналоги.Удобны в установке, но имеют низкий КПД — всего 6%

Если правильно организовать подачу электричества, его должно хватить как на горячее водоснабжение, так и на отопление. Есть примеры, когда дом полностью обеспечен теплом – это можно узнать по крыше, которая почти полностью покрыта панелями. Иногда требуется возведение специальных отдельно стоящих конструкций, если площади крыши недостаточно. Получается, что для увеличения мощности нужно дополнительное свободное место.

Даже самые тщательные расчеты не помогут вам определить точное количество потенциальной энергии и быстро создать эффективную, хорошо функционирующую систему. Дело в том, что на практике встречаются препятствия, появление которых предсказать достаточно сложно. Вот некоторые из факторов:

  • Изменчивость погоды. Точное количество солнечных дней неизвестно даже в южных регионах. Достоверно предсказать их численность в северных районах практически невозможно.
  • Перебои в электроснабжении. Например, в северных регионах зимой световой день короткий, поэтому для освещения используется много вторичной солнечной энергии. Кроме того, интенсивность солнечной радиации зимой значительно снижается.
  • Периодические поломки … Как и все технические системы, солнечные панели могут время от времени выходить из строя из-за повреждения отдельных элементов, контактных соединений, защитных поверхностей и т.д.

Поэтому узнать об эффективности можно только через определенный промежуток времени, минимум через год.Возможно, потребуется увеличить количество фотоэлементов или батарей, продумать дополнительную теплоизоляцию дома, уменьшить отапливаемую площадь. Например, в северной Германии в целях экономии зачастую спальни вообще не отапливаются.

Обслуживание установленных фотоэлементов не требует специальных навыков и заключается в регулярной уборке: уборка снега зимой и мусора в теплый период, ополаскивание поверхности стекла водой из шланга

Схема установки бытовой электростанции

Самый простой способ установить солнечный генератор — обратиться в компанию, которая продает компоненты системы и предлагает услуги по установке.Плюсы — профессиональный проект с учетом индивидуальных особенностей, гарантия на все изделия и монтаж, минус — высокая стоимость. При наличии соответствующего опыта можно самостоятельно собрать мини-электростанцию ​​с солнечными панелями для отопления частного дома.

Наиболее эффективной считается гибридная схема воздушно-солнечной системы, в которой для выработки энергии используются солнечные батареи, коллекторы для нагрева воды и установлен дополнительный ветрогенератор (его можно заменить резервным источник топлива)

Все детали для сборки системы отопления продаются в специализированных магазинах.Вам необходимо приобрести следующие комплектующие:

  • комплект кремниевых или пленочных солнечных модулей;
  • аккумуляторная батарея;
  • контроллер заряда, регулирующий процесс зарядки и разрядки аккумулятора;
  • инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный;
  • комплект соединительных кабелей.

Желательно, чтобы аккумуляторы были одинаковыми (с учетом марки, емкости и даже партии) и имели возможность запасать энергию 3-4 дня.Продолжительность их работы зависит от температуры в помещении – в холодных условиях они быстро разряжаются. При суточном потреблении 2400 Втч необходимы аккумуляторы общей емкостью не менее 1000 Ач.

При использовании автомобильных аккумуляторов помните, что их максимальный КПД составляет 70-75% (срок службы — 3 года), лучшими показателями обладают специальные устройства для солнечных систем — до 85% (срок службы — 10 лет). Часть энергии теряется при хранении и преобразовании.

Качество тока, вырабатываемого синусоидальными инверторами для солнечных систем, выше, чем у тока из централизованной сети.Особенностью оборудования является синхронизация фазы напряжения, при которой переход с 12 В на 220 В осуществляется без перерыва в работе бытовых электроприборов.

Мощность инвертора — от 250 Вт до 6000 Вт и более. Увеличить выходную мощность можно, опустошив параллельное подключение нескольких устройств (например, 3 х 3000 Вт = 9000 Вт)

После установки всех элементов гелиосистемы необходимо подключить электрический бак, нагревающий воду, к инвертор, а, в свою очередь, трубопровод отопления к баку.

Коллекторная система отопления

Наибольшей эффективности и экономичности можно добиться, установив вместо солнечных модулей коллекторы — наружные установки, в которых вода нагревается под воздействием солнечного излучения. Такая система более логична и естественна, так как не требует подогрева теплоносителя другими устройствами. Рассмотрим конструкцию и принцип работы устройств двух основных типов: плоских и трубчатых.

Плоская версия своими руками

Конструкция плоских установок настолько проста, что опытные мастера собирают кустарные аналоги своими руками, часть деталей покупая в специализированном магазине, а часть сооружая из подручного материала.

Внутри стального или алюминиевого изолированного ящика закреплена пластина, поглощающая солнечное тепло. Чаще всего он покрыт слоем черного хрома. Верхняя часть радиатора защищена герметичной прозрачной крышкой. Вода нагревается в трубках, уложенных змейкой и соединенных с плитой. Вода или антифриз поступает в воздуховод через вход, нагревается в трубках и движется к выходу – к выходу.

Светопроницаемость крышки обусловлена ​​использованием прозрачного материала — прочного закаленного стекла или пластика (например, поликарбоната).Для предотвращения отражения солнечных лучей стеклянную или пластиковую поверхность матируют (+)

Есть два типа подключения, однотрубное и двухтрубное, принципиальной разницы в выборе нет. Но есть большая разница в том, как теплоноситель будет подаваться к коллекторам – самотеком или с помощью насоса. Первый вариант признан малоэффективным из-за малой скорости движения воды; по принципу нагрева напоминает емкость для летнего душа.

Функционирование второго варианта обусловлено подключением циркуляционного насоса, подающего теплоноситель принудительно.Источником энергии для работы насосного оборудования может служить энергосистема на солнечных батареях.

Температура теплоносителя при нагреве солнечным коллектором достигает 45-60 ºС, на выходе максимальный показатель 35-40 ºС. Для повышения эффективности системы отопления наряду с радиаторами применяют «теплые полы».

Трубчатые коллекторы — решение для северных регионов

Общий принцип работы напоминает работу плоских аналогов, но с одним отличием — теплообменные трубки с теплоносителем расположены внутри стеклянных колб.Сами трубки бывают перьевыми, запаянными с одной стороны и напоминающими по виду перья, и коаксиальными (вакуумными), вставленными друг в друга и запаянными с двух сторон.

Теплообменники тоже разные:

  • Система преобразования солнечной энергии в тепловую Тепловая труба;
  • обычная трубка для перемещения теплоносителя П-образная.

Второй тип теплообменников признан более эффективным, но недостаточно популярным из-за стоимости ремонта: при выходе из строя одной трубки придется менять всю секцию.Тепловая трубка не является частью целого сегмента, поэтому ее можно заменить за 2-3 минуты. Вышедшие из строя коаксиальные элементы ремонтируются простым снятием заглушки и заменой поврежденного канала.

Схема, поясняющая цикличность процесса нагрева внутри вакуумных трубок: холодная жидкость под действием солнечного тепла нагревается и испаряется, уступая место следующей порции холодного теплоносителя (+)

После анализа технические характеристики разных типов коллекторов и обобщив опыт их использования, решили, что для южных регионов больше подходят плоские коллекторы, а для северных — трубчатые.Установки с системой Heat-pipe особенно хорошо зарекомендовали себя в условиях сурового климата. Они обладают согревающей способностью даже в пасмурные дни и ночью, «питаясь» минимальным количеством солнечных лучей.

Пример типовой схемы подключения солнечных коллекторов к котельному оборудованию: насосная станция циркулирует воду, контроллер регулирует процесс отопления

Как увеличить производительность

Обычно после экспериментов с небольшим количеством солнечных модулей, домовладельцы идут дальше и улучшают систему различными способами.

Проще всего увеличить количество задействованных модулей, соответственно привлечь дополнительные места для их размещения и приобрести более мощное сопутствующее оборудование

Что делать, если не хватает свободного места? Вот несколько рекомендаций по повышению эффективности солнечной станции (с фотоэлементами или коллекторами):

  • Изменение ориентации модулей. Движущиеся элементы относительно положения солнца. Проще говоря, установка основной части панелей происходит с южной стороны.При длинном световом дне также оптимально использовать поверхности, выходящие на восток и запад.
  • Регулировка угла наклона. Производитель обычно указывает, какой угол наиболее предпочтителен (например, 45º), но иногда при установке приходится вносить свои коррективы с учетом географической широты.
  • Правильный выбор места для установки. Крыша подходит тем, что чаще всего является самой высокой плоскостью и не затеняется другими объектами (скажем, садовыми деревьями).Но есть и более подходящие направления — поворотные устройства для слежения за солнцем.

При расположении элементов перпендикулярно солнечным лучам система работает более эффективно, но на устойчиво закрепленной поверхности (например, на крыше) это возможно лишь на короткий промежуток времени. Чтобы его увеличить, придумали практичные устройства слежения.

Механизмы слежения представляют собой динамические платформы, которые вращаются в своей плоскости вслед за солнцем. Благодаря им производительность генератора увеличивается примерно на 35-40% летом, а зимой на 10-12%.

Большим недостатком устройств слежения является их высокая стоимость. В некоторых случаях это не окупается, поэтому нет смысла вкладываться в бесполезные механизмы. Подсчитано, что 8 панелей — это минимальное количество, при котором затраты со временем окупятся. Можно использовать 3-4 модуля, но при одном условии: если они напрямую, минуя аккумуляторы, подключены к водяному насосу.

Буквально на днях Tesla Motors объявила о создании крыши нового типа — со встроенными солнечными панелями.Илон Маск заявил, что модифицированная крыша будет дешевле, чем обычная крыша с установленными на ней коллекторами или модулями.

Солнечная панель видео

Тематические ролики помогут лучше представить устройство домашних солнечных станций и раскроют некоторые секреты монтажа оборудования.

Доступная техническая информация о солнечных панелях и контроллерах заряда:

Полезный опыт использования солнечных батарей в Московской области:

Схема и практическое применение СЭС с двумя полями:

Пример успешно работающей солнечной станции, полностью собранной самостоятельно, обеспечивающей как горячее водоснабжение, так и отопление дома:

Как видите, система отопления на солнечных батареях — вполне реальное явление, которое можно реализовать самостоятельно.Область альтернативных способов получения энергии постоянно развивается, возможно, завтра вы услышите о новом открытии.

Топ-10 бытовых применений солнечной энергии

Зарядите свой дом фотоэлектрической батареей

Космические снимки / Getty Images

Да, солнечная энергия может питать весь ваш дом. Хотя это звучит сложно и дорого, такая система относительно проста по своему замыслу. Солнечные панели, облицованные поликристаллическим кремнием, который реагирует на солнечный свет, генерируя небольшой электрический заряд, соединяются друг с другом на крыше или на открытой площадке, обращенной к солнцу.Когда солнечный свет преобразуется в электричество, генерируемый постоянный ток направляется на инвертор, который преобразует постоянный ток в мощность переменного тока. Эта мощность переменного тока подается на вашу главную электрическую панель обслуживания, где она используется для питания всех устройств в вашем доме — точно так же, как электричество коммунальной компании. Благодаря использованию автоматических переключателей и других устройств безопасности ваш чистый, возобновляемый источник энергии способен обеспечить питанием ваш дом, хижину, сарай для инструментов или любое другое здание в этом отношении.

В большинстве мест коммунальные компании теперь будут измерять ваш дом таким образом, чтобы отслеживать энергию, которую вы производите сами, предоставляя вам кредит на это использование и даже возвращая вам деньги, когда электросеть использует энергию, которую вы производите.Если вы полностью «вне сети», вы можете установить большой блок батарей для хранения энергии для использования в ночное время или в пасмурные дни или оснастить свою систему резервным генератором, который включается, когда нет солнечного света для питания вашей системы. домой.

Установка системы фотоэлектрических панелей во всем доме — непростая задача, но, глядя на крыши, проезжая по большинству районов США, вы поймете, что это уже не редкость. Облицовка крыши фотоэлектрическими солнечными панелями стоит недешево.Средняя стоимость установки системы мощностью 5 кВт составляет от 25 000 до 35 000 долларов США. Однако субсидии и скидки могут сократить эту стоимость на 50 процентов. Статистика показывает, что средний период окупаемости, необходимый для окупаемости ваших инвестиций за счет экономии затрат на электроэнергию, составляет всего 6–8 лет. После этого ваше домашнее электричество совершенно бесплатно.

8 лучших солнечных панелей 2022 года

Европейский консорциум разрабатывает способы объединения тепловых насосов с солнечными панелями – журнал pv International

Консорциум Sun Horizon начал сбор данных о производительности двух пилотных проектов, сочетающих тепловые насосы с солнечными системами с использованием гибридных панелей в домах в Риге, Латвия.Решение включает в себя тепловой насос для отопления помещений и горячего водоснабжения, а также панели PVT для производства энергии для отопления и бытовых приборов, а избыточная мощность подается в сеть.

Эмилиано Беллини

Французские компании Boostheat и Dualsun объединились с немецким поставщиком систем отопления Rathiotherm для запуска эксплуатационной фазы проекта Sun Horizon.

Европейская комиссия поддерживает амбициозный проект в рамках программы Horizon 2020 (h3020).Он предназначен для демонстрации различных способов сопряжения фотоэлектрических и фотоэлектрических солнечных панелей с технологией теплового насоса для обогрева и охлаждения на нескольких пилотных площадках по всей Европе.

Первоначально три компании установили тепловые насосы с системой солнечной энергии с использованием гибридных панелей в двух домах в Риге, Латвия.

«Латвия имеет самое высокое проникновение газовых сетей в Европе и развернула большое количество тепловых насосов по всей стране», — говорится в сообщении консорциума. «Собранные данные могут оказаться особенно информативными из-за суровых зим.

Тепловой насос Boostheat будет обеспечивать отопление помещений и горячее водоснабжение для двух домов, а панели Dualsun будут производить электроэнергию для отопления и бытовых приборов. Они также будут генерировать как можно больше тепла, а избыточная мощность будет подаваться в сеть. Облачная платформа мониторинга будет оценивать данные о производительности и ключевые показатели эффективности.

В консорциум также входят Французский национальный институт солнечной энергии (INES) — подразделение Французской комиссии по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA) — и Schneider Electric.Компания уже разработала пять различных конструкций для соединения тепловых насосов и солнечных панелей, известных как технологические пакеты (TP). Каждый проект может включать в себя различные технологии, разработанные участниками консорциума.

Технологии представляют собой газовый ТН, состоящий из одного или нескольких параллельно работающих тепловых компрессоров, разработанных Boostheat, и гибридный блок, подключенный параллельно к адсорбционному охладителю с тепловым приводом, использующий воду (R718) в качестве хладагента и парокомпрессор производства немецким специалистом по Фаренгейту.Есть также два типа реверсивных соляно-водяных и воздушно-водяных тепловых насосов от голландского поставщика BDR Thermea Group, высоковакуумная плоская солнечная тепловая технология, разработанная швейцарской компанией TPV Solar, панели Dualsun и решение для хранения тепла, изготовленное немецкой компанией. Ратиотерм.

Первое решение использует солнечные коллекторы TVP для обеспечения большей части отопления помещений и горячего водоснабжения в доме, а также тепловой насос с газовым приводом для покрытия периодов отсутствия солнечного света. Во втором предложении тепловая мощность панелей PVT помогает испарителю и покрывает потребность в предварительном нагреве, что улучшает производительность HP.PV будет использоваться для покрытия спроса на электроэнергию.

Третье решение позволяет домохозяйству в зимнее время покрываться за счет PVT-панелей. Летом фотоэлектрическая мощность приводит в действие адсорбционный охладитель для удовлетворения потребностей в охлаждении помещений. При четвертом подходе тепловой насос использует тепловую и электрическую мощность панелей PVT и используется в качестве резерва.

Пятая конструкция включает солнечные панели, накопительный бак, гибридный чиллер и тепловой насос. Полученная горячая вода производится солнечным модулем и хранится в баке высокой стратификации.Охлажденная вода, произведенная чиллером, хранится в меньшем резервуаре и затем подается в систему охлаждения помещения. Зимой подогретая солнечными панелями вода подается к газовому тепловому насосу. При необходимости он нагревает его, чтобы покрыть потребности в отоплении и бытовой воде.

Сейчас консорциум тестирует все подходы на восьми демонстрационных площадках в Латвии, Германии, Испании и Бельгии.

Этот контент защищен авторским правом и не может быть использован повторно.Если вы хотите сотрудничать с нами и хотели бы повторно использовать часть нашего контента, обращайтесь по адресу: [email protected]

Сочетание геотермальной энергии и солнечной энергии на крыше для действительно возобновляемого дома

Отопление и охлаждение составляют почти половину энергии, используемой в типичном доме, т.е. 47 процентов. Вы можете понять это, если подумаете о том, как резко возрастает потребление электроэнергии летом, когда все включают свои кондиционеры.

Эти всплески даже заставляют коммунальные предприятия предлагать домовладельцам стимулы, чтобы они не использовали кондиционер в периоды пиковой нагрузки.Это может предотвратить снижение напряжения или полный отказ сети.

Возобновляемые источники энергии обещают чистое, безопасное и надежное энергоснабжение. Такие технологии, как солнечная и геотермальная, позволяют управлять домами и предприятиями без сжигания невозобновляемых источников, таких как газ, уголь, пропан или нефть.

Преимущество их также в том, что они снижают затраты на электроэнергию и работают независимо от электросети.

Геотермальная или солнечная энергия лучше?

Многие домовладельцы теперь используют солнечные батареи на крышах для выработки собственного электричества.Это повышает их энергетическую независимость и вырабатывает чистую энергию, не влияющую на окружающую среду.

Однако многие люди не знают, что отопление и охлаждение также вносят свой вклад в их углеродный след. Геотермальная система отопления и охлаждения хорошо работает в тандеме с солнечными панелями, потому что геотермальный тепловой насос помогает регулировать температуру в вашем доме, используя электричество, вырабатываемое солнечными панелями.

Солнечная и бытовая геотермальная энергия производит различные виды энергии для дома без каких-либо выбросов.Это не конкурирующие силы, а дополняющие друг друга силы, которые помогают вам и вашему дому сократить выбросы углекислого газа.

Установка солнечных панелей и в сочетании с геотермальной системой позволяет домовладельцам максимально использовать преимущества обеих технологий, обеспечивая при этом полную независимость от энергии. Это также означает свободу от дорогостоящих (и растущих) ежемесячных счетов за коммунальные услуги.

Солнечная плюс геотермальная

Геотермальное отопление и охлаждение используют стабильные температуры под землей для выработки тепла для дома в холодные месяцы и отвода тепла из дома в теплые месяцы.

Солнечная энергия преобразует солнечный свет в электричество для питания бытовой техники и электроники.

Давайте узнаем немного больше о каждой из этих энергетических инноваций и о том, как они так хорошо работают вместе.

Что такое геотермальная энергия?

В этом пояснительном видео от Министерства энергетики США дается 3-минутный обзор того, как работают геотермальные системы:

 

 

 

Геотермальная система теплового насоса позволяет домовладельцам использовать энергию солнца, хранящуюся в земле:

  • Солнце спускается и согревает планету
  • Геотермальная система использует тепло, хранящееся в земле, и выводит его на поверхность по заполненным водой трубам
  • Нагретая вода проходит через тепловой насос в доме
  • Тепловой насос извлекает тепло из воды и использует его для обогрева дома
  • Обратное делается для отвода тепла летом

Бытовые геотермальные тепловые насосы

Домашние геотермальные системы состоят из двух основных компонентов: набора подземных труб, называемых «заземляющими контурами», и теплового насоса.Тепловой насос находится внутри дома, где раньше была печь.

Геотермальная система извлекает выгоду из того факта, что чуть ниже линии замерзания земля поддерживает постоянную температуру 55 градусов по Фаренгейту, независимо от температуры наружного воздуха.

Что такое солнечная энергия на крыше?

Бытовые геотермальные системы отлично подходят для подачи тепловой энергии, хранящейся в земле, в наши дома, но для их работы по-прежнему требуется электричество. Добавление фотоэлектрической солнечной системы на крыше может стать идеальным дополнением к геотермальной системе.

Солнечная энергия плюс геотермальная энергия обеспечивает источник возобновляемой электроэнергии для обеспечения чистого возобновляемого отопления дома.

Сегодня большинство жилых солнечных систем на крышах поставляются с домашней системой накопления энергии, которая служит вишенкой на торте для независимости дома от энергии.

Эти системы обеспечивают работу всего (включая геотермальную систему) в случае отключения электроэнергии. Обратитесь к установщику вашей системы накопления энергии, чтобы убедиться, что она подключена для удовлетворения потребностей вашего дома, если это то, что вас интересует.

Геотермальная стоимость и установка

Традиционные геотермальные системы были непомерно дорогими из-за громоздких материалов и сложной установки. Dandelion Energy все изменила.

Dandelion бурит одно или несколько отверстий диаметром от 5 до 6 дюймов на глубине от 200 до 600 футов в земле и устанавливает прочные, но легкие вертикальные контуры заземления. Затем смесь воды и пищевого антифриза циркулирует по подземным трубам, где она поглощает тепло из земли.

 

Затем 55-градусная смесь перекачивается из контура заземления в геотермальный тепловой насос «Одуванчик». Затем тепло извлекается из раствора и распространяется по всему дому с помощью существующих воздуховодов. Это согревает ваш дом до любой температуры, которую вы устанавливаете с помощью термостата.

Зимой источником тепла выступает земля. Летом он выполняет функцию теплоотвода. Теплый воздух извлекается из вашего дома летом и осаждается в земле, где он рассеивается без какого-либо воздействия на окружающую среду.

Уменьшение зависимости от дорогих коммунальных услуг за счет установки геотермальной системы в жилом помещении вернет деньги в ваш карман.

Установка солнечной фотоэлектрической системы на крыше открывает вторую половину головоломки, производя электричество, необходимое для того, чтобы дать домовладельцам подлинную энергетическую независимость.

Чем отличается геотермальная энергия одуванчика?

Dandelion Geothermal родился из X (ранее Google X), полусекретной лаборатории исследований и разработок Alphabet. В X команда экспертов Dandelion Energy разработала геотермальное решение для жилых домов, обеспечивающее отопление и охлаждение за небольшую часть стоимости традиционных систем отопления.

Идея заключалась в том, чтобы взять эту невероятную технологию и сделать ее более эффективной и доступной, чтобы больше людей могли извлечь из нее пользу.

Преимущества энергии одуванчика

В своей основе система Dandelion использует технологию теплового насоса, которая представляет собой значительное технологическое усовершенствование по сравнению со сжиганием для отопления дома. Мы просто сделали его более практичным и доступным.

В отличие от традиционных геотермальных систем, Dandelion изготовлен из материалов, которые легче транспортировать и устанавливать.Это делает ее действительно готовой к работе геотермальной системой, которая произвела революцию в отоплении и охлаждении.

Тепловой насос Dandelion Energy использует электричество для работы, но только для извлечения большей части энергии из-под земли. Он использует только часть электроэнергии.

 

Демонтаж котла или печи из вашего дома и замена их установкой Dandelion Energy эквивалентна снятию с дороги двух автомобилей каждый год, когда он работает.

За 20-летний срок службы системы это эквивалентно снятию с дорог 40 автомобилей.Это впечатляющее сокращение выбросов! Более того, выбросы из печи или котла могут попасть в дом, поэтому переход на систему Dandelion Energy не только помогает планете, но и фактически улучшает качество воздуха в вашем доме.

Dandelion Energy работает в штате Нью-Йорк в регионах Гудзон-Вэлли и Столица.

Чтобы узнать, соответствует ли ваш дом требованиям, нажмите кнопку ниже:

Куда делись солнечные батареи Белого дома Картера?

Сам Белый дом когда-то собирал энергию солнца.20 июня 1979 года администрация Картера установила 32 панели, предназначенные для сбора солнечных лучей и использования их для нагрева воды.

Вот что предсказал Картер на церемонии открытия: «В 2000 году этот солнечный водонагреватель позади меня, который посвящен сегодня, все еще будет здесь, обеспечивая дешевую и эффективную энергию… Через поколение этот солнечный нагреватель может либо быть диковинкой, музейным экспонатом, примером непройденного пути, или это может быть лишь небольшая часть одного из величайших и самых захватывающих приключений, когда-либо предпринятых американским народом.»

Для некоторых солнечных панелей реализовано первое: одна находится в Национальном музее американской истории Смитсоновского института, другая — в библиотеке Картера, а на этой неделе одна пополнится коллекцией Солнечной науки и Технологический музей в Дэчжоу, Китай. Хуан Мин, председатель Himin Solar Energy Group Co., крупнейшего в мире производителя таких солнечных водонагревателей, 5 августа принял пожертвование для постоянной экспозиции. В конце концов, такие компании, как его, в Китае сейчас производят около 80 процентов солнечные водонагреватели, используемые в мире сегодня.

Но они основаны на той же технологии, разработанной здесь, в США, и когда-то производились в Уоррентауне, штат Вирджиния, компанией InterTechnology/Solar Corp., компанией, стоящей за панелями Carter.* Примерно три метра в длину, один метр в ширину и всего 10 сантиметров. глубокие, иссиня-черные панели поглощают солнечный свет, чтобы нагреть воду, проходящую через их внутренности. Администрация Картера поставила цель обеспечить 20 процентов потребностей США в энергии из таких возобновляемых источников на рубеже веков. Сегодня СШАполучает всего 7 процентов своей энергии от возобновляемых источников энергии, большая часть которых от массивных плотин гидроэлектростанций, построенных в середине 20-го века. Солнечная тепловая и фотогальваническая технологии вместе взятые обеспечивают менее 0,1 процента.

К 1986 году администрация Рейгана урезала бюджеты на исследования и разработки в области возобновляемых источников энергии в тогда еще молодом Министерстве энергетики США (DoE) и отменила налоговые льготы для развертывания ветряных турбин и солнечных технологий, тем самым вернув нации обязательство полагаться на дешевые но загрязняющее ископаемое топливо, часто от иностранных поставщиков.«Министерство энергетики имеет многомиллиардный бюджет, превышающий 10 миллиардов долларов», — сказал Рейган во время предвыборных дебатов с Картером, оправдывая свое несогласие с энергетической политикой последнего. «Он не произвел ни кварты нефти, ни куска угля, ни чего-либо еще в плане энергии».

А в 1986 году администрация Рейгана незаметно демонтировала солнечную панель Белого дома, заменив крышу. «Эй! Эта система работает. Почему бы тебе не сохранить ее?» вспоминает инженер-механик Фред Морс, ныне работающий в Abengoa Solar, который помогал устанавливать оригинальные солнечные панели в качестве директора программы по солнечной энергии в годы правления Картера, а затем наблюдал, как они демонтировались во время его пребывания на той же должности при Рейгане.«Эй! Вся эта [возобновляемая] программа исследований и разработок работает, почему бы вам не сохранить ее?»

После того, как они спустились, понадобился тихий администратор из небольшого экологического колледжа в штате Мэн, чтобы спасти панели Картера от забытой редкости, хранящейся в темном углу огромного правительственного склада.

Долгая странная поездка
В 1991 году Питер Марбах был новоиспеченным директором по развитию в колледже Юнити в штате Мэн, который столкнулся с серьезным бюджетным кризисом.Марбаху нужно было найти способ привлечь внимание — и, возможно, пожертвования — к испытывающему трудности колледжу и его миссии: экологическому просвещению. Листая журнал, он наткнулся на фотографию. «Была эта фотография солнечных панелей, но все они были растрепаны и как бы брошены в угол на этом правительственном складе во Франконии, штат Вирджиния», — вспоминает он. «Это была такая трата времени».

Марбах, гибкий благодаря многолетним занятиям альпинизмом и другими занятиями на свежем воздухе, кажется медленным на гнев, но его глаза, сморщенные по краям от многолетней улыбки, все еще вспыхивают, когда его просят вспомнить, что вдохновило его на спасательную операцию.Тем не менее, он не выглядит сердитым, скорее ошеломленным. «Это было в тот момент, когда я был настолько полон гнева и разочарования, что: как это могло случиться?» он говорит. «Разве это не было бы чем-то, если бы я каким-то образом нашел способ получить эти панели и воскресить их?»

Марбах написал бывшему президенту Картеру, который ответил: «Мне было бы очень приятно снова увидеть эти панели в действии». Он также заручился поддержкой бывшего сенатора США от штата Мэн Уильяма Коэна. Вооружившись письмом Картера и поддержкой Коэна, он связался с Администрацией общих служб — независимым правительственным агентством, которое является арендодателем других правительственных агентств и обычно управляет физическими делами правительства.GSA определило, что Unity имеет право как высшее учебное заведение принимать панели за административный сбор в размере 500 долларов.

Панели весили более 45 килограммов каждая, а их было 32 штуки. У Марбаха только что был потрепанный синий школьный автобус, который в основном использовался для перевозки школьной футбольной команды на выездные игры поблизости. «Футбольный тренер доставлял мне неприятности», — усмехается Марбах, вспоминая. «Он сказал: «Вы понимаете, что если вы сядете на этот автобус и поедете туда, у меня нет оправдания просить администрацию предоставить нам новый автобус, потому что это докажет, что автобус может ехать так далеко».»

Марбах двинулся вперед, сняв сиденья с автобуса, чтобы освободить место для своего груза, и выдержав ухабистую и шумную поездку вдоль восточного побережья. Оказавшись в Вирджинии, он подъехал к территории федерального склада, который, по его словам, очень похож на вымышленный склад, использовавшийся для хранения Ковчега Завета в первом фильме об Индиане Джонсе, «только больше» и заставленный неиспользуемой мебелью и офисными ящиками. припасы, а не загадочные археологические артефакты. Тележка для гольфа и сопровождающий провезли Марбаха через пещеру, где он обнаружил солнечные батареи в темном углу, собирающие пыль вместо солнечного света.Некоторые были сломаны. «Просто казалось, что об этих вещах особо не задумывались, — говорит Марбах.

Новый рассвет?
В первую очередь было уделено много внимания установке 32 солнечных панелей, не в последнюю очередь потому, что система не могла каким-либо образом изменить внешний вид или профиль Белого дома. На самом деле Морс, который впервые занялся солнечной энергетикой при администрации Никсона, когда его попросили оценить ее потенциал, потратил годы на определение того, что можно установить.В конечном итоге ему пришлось сделать части панелей белыми, а не более темными (более поглощающими солнечный свет) цветом. 30 июня 1979 года панели были открыты, хотя с земли они оставались невидимыми.

«Это был нефтяной шок, который в значительной степени заставил правительство очень серьезно взглянуть на свои внутренние солнечные ресурсы», — вспоминает Морс из Abengoa, который десятилетиями помогал и подстрекал все еще неоперившуюся солнечную тепловую промышленность как в правительстве, так и вне его. «Мотивацией была энергетическая независимость» — мотив, который остается узнаваемым в политической риторике сегодня, потому что, как выразился сам Картер, на солнце нельзя наложить эмбарго, имея в виду арабское нефтяное эмбарго 1973–74 годов.«У нас есть этот большой солнечный ресурс, мы должны его использовать», — объясняет Морс.

Картер был первым президентом, который серьезно отнесся к этой идее, обогрев трибуну перед своей инаугурацией 20 января 1977 года солнечным теплом, собранным примерно 1000 квадратных метров солнечных тепловых панелей, по словам Морса. «Президент Картер видел [солнечную] действительно ценный энергетический ресурс, и он это понимал. Я имею в виду, что это внутренний ресурс, и он огромен», — вспоминает Морс, хотя и признает, что первая солнечная система оставила некоторую прохладу.«Это был символ желания президента немедленно ввести солнечную энергию в свою администрацию».

Этот символизм стал более конкретным в форме значительного увеличения бюджета на исследования и разработки в области энергетических технологий (pdf) — уровни, до сих пор не имеющие себе равных в последующих администрациях, — и налоговых льгот на установку ветряных турбин или солнечной энергии, которые вызвали первый бум в установке возобновляемых источников энергии. . В некотором смысле альтернативная энергетика наконец-то получила ту же государственную поддержку, которая использовалась для разработки и поддержания других энергетических технологий, таких как бурение нефтяных скважин или атомная энергетика.«Правительству США не потребовалось много времени, чтобы понять, что энергия представляет собой большой национальный интерес, и субсидировать ее», — отмечает Морс.

Но настоящим символом было то, что семья Картеров использовала горячую воду, нагретую солнцем, для некоторых своих повседневных дел. «Он использовался для столовой, прачечной и других частей Белого дома», — говорит Морс.

Это был символизм, который, как предполагает Морс, администрация Рейгана не поддерживала так искренне. «У нас была новая администрация, которая действительно не очень любила возобновляемые источники энергии.Я не знаю, помните ли вы те дни, когда это называлось альтернативной энергетикой, и что-то в «альтернативной» было не очень хорошо». Поэтому, когда пришло время перекрыть крышу, панели сняли. работал нормально, но было принято решение, что это нерентабельно.»

Где они оказались, Морс до сих пор не знает.

Вождение будущего
Фактически, с 1992 года 16 из 32 солнечных панелей были установлены на крыше кафетерия Юнити-колледжа, расположенного всего в 15 минутах от часто пасмурного побережья штата Мэн, нагревая воду летом и зимой.Остальное вернулось в хранилище, слишком большое, чтобы поместиться на площади, которая намного меньше крыши Белого дома. Как только Марбах вернулся в колледж, потекли пожертвования, чтобы помочь отремонтировать и установить их, включая подарок в размере 150 000 долларов в виде акций Exxon до слияния с Mobil, деньги от актрисы Гленн Клоуз и упоминание Эла Гора во время остановки кампании в штате Мэн, что год.

«Со всей страны мы получили множество писем, телефонных звонков в службу поддержки, и это как бы перезапустило весь разговор об альтернативной энергетике», — вспоминает Марбах.«Представьте, где бы мы были сегодня, если бы эти панели остались там, если бы администрация Рейгана продолжила финансирование».

Вместо этого именно такие страны, как Германия и Япония, взяли на себя инициативу в разработке и развертывании солнечной фотоэлектрической энергии, тогда как Италия и Испания в настоящее время доминируют в гелио-тепловых технологиях, о чем свидетельствует работа Морса в испанской солнечной компании, занимающейся строительством электростанций. растения в Аризоне. «Мы искали ярко-красные пятна высокой [солнечной] интенсивности [в спутниковых данных], а затем тщательно искали фермера, который хотел продать свою землю», — говорит Морс о концентрирующей солнечной электростанции в Солане. в настоящее время строится к юго-западу от Феникса.«Что хорошо в ферме, так это то, что это ранее нарушенная земля… и мы будем использовать менее 20 процентов того, что фермер использовал для воды».

И именно Китай взял на себя инициативу, когда дело доходит до использования солнца для нагрева горячей воды для ежедневного использования, устанавливая примерно две трети от общей глобальной мощности. «В США у каждого уже есть система горячего водоснабжения, обогреваемая природным газом, нефтью или электричеством», — объясняет физик Джулиан Чен из Колумбийского университета, который помог организовать передачу панели Картера в дар китайскому народу.«Более 80 процентов китайцев не имеют горячей воды, они нуждаются в ней. Если начать с нуля, солнечный водонагреватель обойдется дешевле».

Это сделало такие компании, как Химин, очень успешными и сократило потребление энергии в таких городах, как Жичжао, пытающихся стать углеродно-нейтральными, на треть. А Хуан из Химина помог разработать китайский закон 2005 года, согласно которому к 2020 году 10 процентов китайской энергии должно поступать из возобновляемых источников, что напоминает политику, изложенную Картером в речи 18 апреля 1977 года.Уже сейчас Китай получает почти 10 процентов своей энергии из возобновляемых источников, в первую очередь гидроэнергии, такой как плотина «Три ущелья», хотя в 2009 году он лидировал в мире по установке ветряных турбин.

В США некоторые активисты призвали администрацию Обамы вернуть солнечную энергию на крышу Белого дома, а солнечная компания Sungevity предложила бесплатно установить 102 своих фотоэлектрических панели. «Я думаю, что Барак Обама знает об этой проблеме и пытается исправить эту историческую ошибку, — говорит Чен.«Он назначил Стивена Чу министром энергетики, а Стивен Чу — известный сторонник возобновляемых источников энергии».

Конечно, солнечные батареи на крыше Белого дома остаются лишь символическим шагом на пути к возобновляемым источникам энергии. Уже сейчас некоторые здания на территории федеральной достопримечательности используют солнечную энергию, любезно предоставленную Службой национальных парков и президентом Джорджем Бушем-младшим. Тем не менее, в настоящее время США инвестируют всего 5 миллиардов долларов в год на исследования и разработки в области энергетики — примерно одну седьмую того, что Китай потратил в прошлом году, — и частный сектор никогда не заполнял этот пробел.По словам инженера Саула Гриффита, в течение следующих 40 лет потребуется производить примерно квадратный метр фотоэлектрических панелей или зеркал для солнечной тепловой системы каждые несколько секунд, чтобы к 2050 году получить один тераватт солнечной энергии с использованием современных технологий. Другая лаборатория в Сан-Франциско. В настоящее время США потребляют почти четыре тераватта энергии в год.

По данным Министерства энергетики, только на нагрев горячей воды приходится 17 процентов энергопотребления в США. Панели Картера больше не сокращают энергетический бюджет Unity; работа с панелями была прекращена в 2005 году, и с 2007 года колледж пожертвовал три панели различным учреждениям, по одной за раз, и планирует сделать больше пожертвований в будущем.«Мы серьезно обсуждаем в нашем сообществе, каким будет долгосрочное расположение этих панелей», — говорит Марк Тардиф, представитель Unity College. На данный момент большинство из них все еще сидят на крыше столовой. «Вероятно, они собираются спуститься из этого места, вероятно, к концу лета».

Независимо от их конечной судьбы, потребовалось мужество и инициатива одного человека, чтобы спасти солнечные батареи Белого дома Картера из мусорной корзины политической и экологической истории. «Было много пота, много грязи, много борьбы, но все же просто иметь в руках кусочек истории и знать, что, ладно, эти вещи не станут просто реликвией», — Марбах. вспоминает.«На самом деле мы собирались воскресить их».

И эти солнечно-тепловые коллекторы тоже символизируют альтернативную историю. «Конечно, мы не решали проблемы с нефтью и энергетикой, когда Картер пытался это сделать», — говорит Тардиф. «Может быть, все было бы по-другому, если бы американцы поняли, что на самом деле произошло. Мы были готовы к 2000 году добиться 20-процентного использования возобновляемых источников энергии. Что произошло?»

* Исправление (06.08.10): Это предложение было отредактировано после публикации. Первоначально утверждалось, что солнечные панели Белого дома были изготовлены компанией Heliodyne Solar Hot Water.

Примечание редактора: Дэвид Бьелло — ведущий нового сериала на канале PBS под названием Beyond the Light Switch . Сериал исследует грядущую трансформацию того, как мы используем и производим электроэнергию, а также ее влияние на окружающую среду, национальную безопасность и экономику. Он взял интервью для этой статьи в связи со своей работой над этим сериалом.

Сколько солнечных панелей нужно для питания дома?

Несмотря на то, что на определение того, сколько солнечных панелей необходимо для электроснабжения вашего дома, влияет множество факторов, существует основная формула.Грегг Гаррисон, генеральный менеджер Northeast Solar в Хатфилде, Массачусетс, дал ряд рекомендаций для среднего домовладельца в отношении количества панелей для обеспечения потребностей как в электричестве, так и в горячей воде.

Сколько солнечных батарей необходимо для питания среднего домохозяйства?

Гаррисон заявил, что площадь типичного дома составляет примерно 1500 квадратных футов, а расходы на электроэнергию составляют около 100 долларов в месяц. В таком доме обычно требуется около 16 панелей, чтобы полностью покрыть потребности в электроэнергии.

Если вы хотите нагреть воду для средней семьи из четырех человек, потребуются две солнечные тепловые панели, объяснил Гаррисон. «Среднее потребление горячей воды компенсируется примерно на 70 процентов».

В чем разница между фотоэлектрическими панелями и солнечными тепловыми панелями?

Элементы фотогальванических панелей вырабатывают электроэнергию путем преобразования солнечного излучения (солнечного света) в электрический ток. Фотогальванические элементы (PV) изготавливаются из различных материалов, включая несколько типов кремния, мышьяка и селена.

Солнечные тепловые панели представляют собой замкнутую систему трубок, содержащих раствор, аналогичный антифризу. Солнечные тепловые панели собирают солнечное тепло и передают его в баки с горячей водой. Гаррисон сообщил, что электрические резервуары для горячей воды лучше всего подходят для использования солнечной энергии.

Что влияет на количество солнечных батарей, необходимых для питания вашего дома?

В зависимости от того, в каком направлении расположен ваш дом – север/юг или восток/запад, у вас будет больше или меньше солнечного света, которое вы сможете преобразовать в солнечную энергию.Другим основным фактором является то, сколько тени получает ваш дом.

Свяжитесь со специалистом для оценки вашего дома. Они будут использовать такие технологии, как Solar Pathfinder, чтобы измерить, сколько солнца получает ваш дом за год, что, в свою очередь, покажет, сколько энергии вы можете произвести. Они также будут использовать специальное устройство для измерения тени и солнечного света. «После того, как мы собрали всю информацию, мы загружаем ее в программу, которая дает нам более точную оценку экономии электроэнергии и производительности», — сообщил Гаррисон.

Как количество панелей влияет на «окупаемость»?

В целом, по словам Гаррисона, для среднего дома (и 16 панелей) требуется от шести до восьми лет, чтобы окупить затраты на установку. Кроме того, некоторые энергетические компании позволяют вам заключать контракты на продажу избыточной электроэнергии для ее возврата в общую сеть, что со временем сэкономит вам еще больше денег.

Солнечные панели значительно упали в цене за эти годы. Семь лет назад общая стоимость 50-ваттной панели составляла 215 долларов, или 4 доллара.30 ватт. В настоящее время 50-ваттная панель будет стоить вам 75 долларов или 1,50 доллара за ватт.

Но сами панели — самая недорогая деталь. Стоимость компонентов солнечной системы, таких как инверторы, проводка и крепления, может составлять в среднем 6500 долларов. Вы также должны учитывать сборы за установку, разрешения и проверки. Средний домовладелец заплатит от 2000 до 5000 долларов за установку соответствующей системы солнечных батарей, которая включает в себя разрешения и проверки.

Если ваш дом особенно тенистый и вы не хотите срубать окружающие деревья, окупаемость может занять почти вдвое больше времени.«Любое затемнение на крыше снижает объем производства», — предупреждает Гаррисон.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.