Razlozi popularnosti alternativnih izvora energije sasvim su razumljivi: postoji prilika za uštedu goriva i ostvarenje snova o ekološki prihvatljivim sustavima životne podrške. Vješto koristeći energiju sunca, vjetra i vode, možete običnu seosku kuću pretvoriti u modernu eko kuću.
Reći ćemo vam kako opremiti solarno grijanje u privatnoj kući, analizirat ćemo zajedno s vama koliko je to isplativo. Da bismo detaljno obuhvatili pitanja korištenja energije dnevnog svjetla, detaljno smo opisali sve popularne opcije koje su od korisnika dobile praktičnu primjenu i pozitivne povratne informacije.
Na temelju naših preporuka možete izgraditi učinkovit solarni sustav za ljetnu kuću ili seosku kuću. Da bismo olakšali percepciju teškog materijala, informacije smo nadopunili vizualnim dijagramima, ilustracijama i video vodičima.
Načini korištenja solarne energije
Načini primjene energije nebeskog tijela nisu inovativne tehnologije; solarna se toplina koristi već duže vrijeme i vrlo uspješno. Međutim, to se uglavnom odnosi na Australiju, neke zemlje Europe, Amerike i južne regije, gdje se alternativna energija može dobiti tijekom cijele godine.
Neke sjeverne regije imaju nedostatak prirodnog zračenja pa se koristi kao dodatna ili povratna opcija.
Galerija slika
Fotografija s
Solarni paneli - jedan od načina da se dobije gotovo besplatna energija koju emitira nebesko tijelo
Izgradnja autonomne solarne elektrane preporučljiva je u regijama s velikim brojem sunčanih dana, što nije povezano s prosječnom godišnjom temperaturom
Autonomni solarni sustavi smješteni su uglavnom na krovovima niskih zgrada i na područjima bez drveća
Za vrijeme mraza solarni sustavi opskrbljuju energijom za grijanje zraka, pare ili grijanja vode, ljeti osiguravaju grijanu vodu
Solarne elektrane su zelene, ekološki prihvatljive, neprekidno obnovljive vrste proizvodnje energije
Do sada je učinkovitost solarnih elektrana previše ovisna o broju sunčanih dana. To je isplativo samo u južnim širinama. U srednjem traku i na sjeveru može služiti samo kao rezervni izvor
Solarni paneli na jugu zemalja ZND moći će pružiti seoskoj kući struju, toplu vodu i rashladnu tekućinu za krugove grijanja
Solarni sustavi, čak i korišteni kao rezervni izvor energije, donose prilično visok ekonomski učinak, smanjujući opterećenje glavnih opcija za proizvodnju energije
Pasivno korištenje solarne energije
Opcija instalacije solarne ploče
Optimalni izgled privatnog solarnog sustava
Položaj solarne ploče uz strehe
Sunčev sustav na blagom nagibu krova
Solarna elektrana kao rezervni izvor
Rad baterije u južnim regijama zemalja ZND
Prave prednosti solarnog sustava u privatnom sektoru
Posrednici između sunčevih zraka i mehanizma za stvaranje energije su solarni paneli ili kolektori koji se razlikuju po svojoj namjeni i dizajnu.
Baterije akumuliraju sunčevu energiju i omogućuju joj da se koristi za napajanje kućanskih električnih uređaja. Oni su ploče s fotoćelijama s jedne strane i mehanizmom za zaključavanje s druge strane. Možete sami eksperimentirati i sastaviti bateriju, ali lakše je kupiti gotove elemente - izbor je dovoljno širok.
Solarni sustavi (solarni kolektori) dio su sustava grijanja kuće. Velike toplinski izolirane kutije s rashladnom tekućinom, kao i baterije, montirane su na podignute štitnike okrenute suncu ili krovnim kosinama.
Pogrešno je smatrati da apsolutno sve sjeverne regije primaju mnogo manje prirodne topline od južne. Pretpostavimo da na Chukotki ili središnjoj Kanadi ima puno više sunčanih dana nego na jugu Velike Britanije
Da bi povećali učinkovitost, ploče su postavljene na dinamične mehanizme koji nalikuju sustavu praćenja - oni se okreću nakon pomicanja sunca. Proces pretvorbe energije odvija se u cijevima smještenim unutar kutija.
Glavna razlika između solarnih sustava i solarnih panela je u tome što prvi zagrijavaju rashladno sredstvo, dok drugi akumuliraju električnu energiju. Sobu je moguće grijati uz pomoć fotoćelija, ali sklopovi uređaja su neracionalni i prikladni samo za ona područja u kojima ima najmanje 200 sunčanih dana u godini.
Shema sustava grijanja sa solarnim kolektorom spojenim na bojler i rezervnim izvorom električne energije (na primjer, plinskim kotlom) koji radi na tradicionalnom gorivu (+)
Za i protiv alternativnog sustava grijanja
Nema mnogo prednosti solarnog sustava grijanja, ali svaki od njih je značajan i može postati razlog privatnih eksperimenata:
- Ekološke prednosti. Siguran je za stanovnike kuće i okolne prirode, čisti izvor topline koji ne zahtijeva uporabu tradicionalnih goriva.
- Autonomija, Vlasnici sustava apsolutno su neovisni o cijenama energije i ekonomskoj situaciji u zemlji.
- Profitabilnost. Uz održavanje tradicionalnog sustava grijanja, postaje moguće smanjiti troškove plaćanja tople vode.
- Opća pristupačnost, Za instaliranje solarnih sustava nije potrebno odobrenje državnih tijela.
Ali postoje neugodni trenuci koji mogu upropastiti širu sliku. Na primjer, za određivanje učinkovitosti sustava potrebno je dugo razdoblje od najmanje 3 godine (pod uvjetom da ima dovoljno solarne energije i da se aktivno koristi).
Ugradnja samo solarnih modula zahtijevat će velika ulaganja: najjeftiniji silicijski paneli koštat će najmanje 2200 rubalja. po komadu i polikristalni šest-diodni elementi prve kategorije - do 17000 po komadu. Izračunavanje troškova od 30 modula prilično je jednostavno (+)
Korisnici primjećuju sljedeće nedostatke:
- visoke cijene opreme potrebne za pokretanje sustava;
- izravna ovisnost količine proizvedene topline o zemljopisnom položaju i vremenu;
- Obavezna dostupnost rezervnog izvora, na primjer, plinskog kotla (u praksi se solarni sustav često ispostavi kao rezervni).
Da biste postigli veće prinose, morate redovito pratiti zdravlje sakupljača, očistiti ih od krhotina i zaštititi ih od stvaranja ledenog mraza. Ako temperatura često padne ispod 0ºS, morate voditi brigu o dodatnoj toplinskoj izolaciji ne samo elemenata sunčevog sustava, već i kuće u cjelini.
Galerija slika
Fotografija s
Solarni paneli na krovu seoske kuće
Ugradnja baterija ljetnog solarnog sustava
Vanjska oprema solarne elektrane
Tehnički uređaji smješteni unutar kuće
Solarna energija za grijanje
Glavna svrha fotoćelija koje štede energiju je osigurati električnu energiju u kući. Da biste ih uključili u krug sustava grijanja i postigli optimalno funkcioniranje, potrebno je sastaviti krug s spremnikom.
U njemu će se zagrijavati voda koja će, postignuvši određenu temperaturu, napuniti cijevi i radijatore u prostorijama kojima je potrebno grijanje (dnevni boravak, kupaonica).
Sustav na solarni pogon s spremnikom s dva kruga koji organizira grijanje i toplu vodu u dva smjera: za grijanje radijatora i mjesta analize (+)
Pokušajmo analizirati značajke dizajna solarnih panela i utvrditi njihovu potencijalnu ulogu u sustavu grijanja.
Princip rada ploča s fotoćelijama
Postoje tri uobičajene vrste ćelija za solarne ploče:
- monokristalni, Riječ je o tankim pločama najčišćeg silicijuma izrezanog iz kristala uzgojenog u umjetnim uvjetima. Najproduktivnija sorta s učinkovitošću od oko 17-18%. Optimalna temperatura za rad je od 5 ° C do 25 ° C.
- polycrystalline, Napravljeni od vafla dobivenih postupnim hlađenjem otopine silicijuma. Tehnologije njihove proizvodnje manje su naporne, ali učinkovitost fotonaponskih ćelija izrađenih od polikristala značajno je niža - ne više od 12%.
- Amorfni. Oni su filmski. Izrađene su metodom faze isparavanja, što rezultira time da se silicij u obliku tankog filma taloži na fleksibilnoj polimernoj bazi. Najjeftinija metoda proizvodnje kombinira se s najnižom stopom proizvodnje do 7%.
Za ugradnju autonomnih sustava grijanja u sjevernim regijama, fotonaponske baterije sastavljene od monokristalnih elemenata smatraju se najprikladnijom opcijom. No, baterije s amorfnim modulima jednostavnije je instalirati, praktički nisu zahtjevne na bazi, a puno su jeftinije.
Jednokristalni modul sastoji se od serijski povezanih elemenata kombiniranih u module. Nekoliko modula tvori solarnu ploču. Tamna površina fotonaponskih solarnih sustava optimizira apsorpciju sunčeve svjetlosti
Zadaća vanjskih elemenata je apsorbirati i transformirati sunčeve zrake. Oslobođena energija ide dalje i koncentrirana je u akumulatoru. Mali element daje oko 100-250 vata, a montažni panel površine 25-30 m² pruža električnu energiju maloj kući. Za ugradnju sustava grijanja potrebno je 2-3 puta više energije.
Pretvarač djeluje kao pretvarač istosmjerne struje solarne energije u električnu energiju, jer je za rad kućanskih električnih uređaja i svjetiljki potrebna izmjenična struja.
Posebno govoreći o sustavu grijanja, električni bojler za grijanje vode također radi na izmjeničnu struju. Da biste kući osigurali svjetlost noću, bit će potrebne baterije koje štede dnevnu potrošnju.
Inverterski moduli instalirani su na pogodnom mjestu za održavanje, iako ne treba stalnu kontrolu i rade u automatskom načinu rada (+)
Učinkovitost korištenja fotoćelija
Najlakši način je kupiti solarne kolektore i primijeniti jedan od jednostavnih, dokazanih tijekom godina. Međutim, okolnosti ponekad diktiraju njihove uvjete. Pretpostavimo da imate izvrstan radni sustav sa solarnim generatorom, ali zasad on služi za opskrbu električnom energijom i opskrbu kuće toplom vodom.
Jasno je da kupovina nove opreme nije isplativa, pa je lakše povećati snagu kupnjom određenog broja fotonaponskih pretvarača. Opcija proračuna su silikonski paneli kapaciteta do 23-25%.
Električni grijač mora biti spojen na izvor struje. Univerzalna opcija je kotao opremljen distribucijskim ožičenjem.
Polimerni filmski elementi na ruskom su tržištu puno rjeđi od silicijskih pojedinačnih i polikristalnih analoga. Prikladni su za ugradnju, ali imaju malu učinkovitost - samo 6%
Ako pravilno organizirate opskrbu električnom energijom, to bi trebalo biti dovoljno i za opskrbu toplom vodom i za grijanje. Postoje primjeri kada je kuća u potpunosti opskrbljena toplinom - može se prepoznati po krovu, gotovo u potpunosti prekrivena pločama.
Ponekad je potrebno podići posebne samostojeće konstrukcije ako površina krova nije dovoljna. Ispada da je za povećanje snage potreban dodatni slobodni prostor.
Čak i temeljiti izračuni neće vam pomoći odrediti točnu količinu potencijalne energije i brzo stvoriti učinkovit, racionaliziran sustav. Činjenica je da u praksi postoje prepreke, čiji je izgled teško predvidjeti.
Evo nekoliko faktora:
- Vremenska nedosljednost. Čist broj sunčanih dana nije poznat ni u južnim krajevima. Pouzdano predvidjeti njihov broj u sjevernim regijama gotovo je nemoguće.
- Nepravilnost u proizvodnji električne energije. Primjerice, u sjevernim krajevima zimi je kratko dnevno svjetlo, pa se puno prerađene solarne energije troši na osvjetljenje. Osim toga, intenzitet sunčevog zračenja zimi je znatno smanjen.
- Periodični kvari, Kao i svi tehnički sustavi, solarni paneli mogu s vremena na vrijeme otkazati zbog oštećenja pojedinih elemenata, ugovornih priključaka, zaštitne površine itd.
Stoga o učinkovitosti možete saznati tek nakon određenog razdoblja, barem nakon godinu dana. Možda ćete morati povećati broj fotoćelija ili baterija, razmotriti dodatnu toplinsku izolaciju kod kuće i smanjiti grijani prostor. Pretpostavimo da u sjevernim regijama Njemačke, kako bi se uštedio novac, spavaće sobe često uopće nisu grijane.
Održavanje instaliranih fotoćelija ne zahtijeva posebne vještine i sastoji se od redovnog čišćenja: čišćenja snijega zimi i smeća u toplom razdoblju, pranja staklene površine vodom iz crijeva
Dijagram instalacije kućne elektrane
Najlakši način za instaliranje solarnog generatora je kontaktirati tvrtku koja implementira komponente sustava i nudi usluge njihove instalacije. Pluse - profesionalni projekt koji uzima u obzir pojedinačne karakteristike, jamstvo za sve proizvode i instalaciju, minus - visoki trošak.
Ako imate relevantno iskustvo, možete samostalno sastaviti mini elektranu sa solarnim pločama za grijanje privatne kuće.
Najučinkovitija hibridna shema smatra se zračno-solarni sustav, u kojem se fotoćelije koriste za proizvodnju energije, kolektori za grijanje vode i ugrađuje se dodatni generator vjetra. Može se zamijeniti rezervnim izvorom goriva (+)
Svi dijelovi za sastavljanje sustava grijanja prodaju se u specijaliziranim prodavaonicama.
Sljedeće komponente moraju se kupiti:
- skup solarnih ili filmskih solarnih modula;
- akumulator za pohranu energije;
- regulator za punjenje koji regulira proces punjenja i pražnjenja baterije;
- pretvarač koji pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju;
- set kablova za povezivanje.
Poželjno je da su baterije iste (uzimajući u obzir marku, kapacitet, pa čak i seriju) i da imaju mogućnost skladištenja energije 3-4 dana. Trajanje njihovog rada ovisi o sobnoj temperaturi - u hladnim se uvjetima brzo prazni. Ako dnevna potrošnja iznosi 2400 Wh, potrebne su baterije s ukupnim kapacitetom od najmanje 1000 Ah.
Kada koristite automobilske baterije, imajte na umu da je njihova maksimalna učinkovitost 70-75% (vijek trajanja 3 godine), posebni uređaji za solarne sustave imaju najbolje performanse - do 85% (vijek trajanja - 10 godina). Tijekom skladištenja i pretvorbe gubi se određena količina energije
Kvaliteta struje koju generiraju sinusoidni pretvarači za solarne sustave viša je od struje iz centralizirane mreže. Značajka opreme je sinkronizacija naponske faze pri kojoj se prijelaz od 12 V do 220 V provodi bez prekida u radu električnih uređaja u kućanstvu.
Pretvarači snage - od 250 W do 6000 W i više.Izlaznu snagu možete povećati pražnjenjem paralelne veze nekoliko uređaja. Na primjer, 3 x 3000 W = 9000 W (+)
Nakon ugradnje svih elemenata solarnog sustava, potrebno je spojiti električni spremnik koji zagrijava vodu na pretvarač, a zauzvrat, cjevovod za grijanje na spremnik.
Sustav grijanja kolektora
Najveća učinkovitost i povrat se mogu postići postavljanjem kolektora umjesto solarnih modula - vanjskih instalacija u kojima se voda zagrijava pod utjecajem sunčevog zračenja. Takav je sustav logičniji i prirodniji, jer ne zahtijeva zagrijavanje rashladne tekućine od strane drugih uređaja.
Razmotrite dizajn i princip rada uređaja dva glavna tipa: ravna i cevasta.
Samostalna ravna opcija
Dizajn ravnih biljaka je toliko jednostavan da iskusni majstori vlastitim rukama sastavljaju rukotvorine, kupuju neke dijelove u specijaliziranoj trgovini, a neke konstruiraju iz improviziranog materijala.
Ploča koja apsorbira solarnu toplinu je učvršćena unutar čelične ili aluminijske kutije. Najčešće je prekriven slojem crnog kroma. Vrućica je odozdo zaštićena zabrtvljenim prozirnim poklopcem.
Voda se zagrijava u cijevima koje je položila zmija i spojena na ploču. Voda ili antifriz ulazi u kutiju kroz ulaznu cijev, zagrijava se u cijevima i prelazi na izlazni otvor - u izlaznu cijev.
Propusnost svjetlosti poklopca objašnjava se upotrebom prozirnog materijala - izdržljivog kaljenog stakla ili plastike (na primjer, polikarbonata). Kako se sunčeva svjetlost ne bi odbijala, staklena ili plastična površina zamrznuta (+)
Postoje dvije vrste priključka, jednocijevni i dvocijevni, nema bitne razlike u izboru. Ali velika je razlika u tome kako će se rashladna tekućina dovoditi u kolektore - gravitacijom ili pomoću pumpe. Prva je opcija prepoznata kao neučinkovita zbog male brzine kretanja vode, a po principu grijanja nalikuje kapacitetu za ljetni tuš.
Djelovanje druge opcije je zbog spajanja cirkulacijske crpke, koja prisilno dovodi rashladno sredstvo. Izvor energije za rad crpne opreme može biti solarni energetski sustav.
Temperatura rashladne tekućine kada se zagrijava pomoću solarnog kolektora doseže 45-60 ºS, na izlazu je maksimalni pokazatelj 35-40 ºS. Da biste povećali učinkovitost sustava grijanja, zajedno s radijatorima koristite "tople podove" (+)
Cjevasti razdjelnici - rješenje za sjeverne regije
Opće načelo rada podsjeća na rad ravnih analoga, ali s jednom razlikom - cijevi za izmjenu topline s rashladnom tekućinom nalaze se unutar staklenih boca. Sama cijevi su pero, s jedne strane su zapečaćene i po izgledu nalikuju perju, a koaksijalni (vakuum) umetnuti jedan u drugi i zapečaćeni s obje strane.
Izmjenjivači topline također su različiti:
- sustav za pretvaranje solarne energije u toplinsku toplinsku cijev;
- obična cijev za pomicanje rashladnog sredstva tipa U.
Druga vrsta izmjenjivača topline prepoznata je kao učinkovitija, ali nije dovoljno popularna zbog troškova popravka: ako jedna cijev ne uspije, morat ćete zamijeniti cijeli odjeljak.
Toplinska cijev nije dio cijelog segmenta, pa je možete promijeniti za 2-3 minute. Neuspjeli koaksijalni elementi popravljaju se jednostavnim uklanjanjem čepa i zamjenom oštećenog kanala.
Shema koja objašnjava cikličku prirodu procesa zagrijavanja unutar vakuumskih cijevi: hladna tekućina pod utjecajem sunčeve topline zagrijava se i isparava, pri čemu dolazi do sljedećeg dijela rashladne tekućine (+)
Analizirajući tehničke karakteristike različitih vrsta kolektora i sumirajući iskustva njihove uporabe, zaključili smo da su ravni kolektori prikladniji za južne regije, a cevasti za sjeverne. Posebno je dobro uspostavljen u oštrom podneblju instalacije sa sustavom toplinske cijevi. Imaju sposobnost grijanja čak i u oblačnim danima i noću, "jedu" minimalnu količinu sunčeve svjetlosti.
Primjer standardne sheme za povezivanje solarnih kolektora na opremu kotla: crpna stanica omogućuje cirkulaciju vode, a regulator regulira proces grijanja
Način povećanja performansi
Obično, nakon eksperimentiranja s malim brojem solarnih modula, vlasnici privatnih kuća idu dalje i poboljšavaju sustav na različite načine.
Najlakši način je povećati broj uključenih modula, privući dodatni prostor za njihovo postavljanje i kupiti snažniju prateću opremu
Što ako ima slobodnog prostora? Evo nekoliko smjernica za poboljšanje učinkovitosti solarne stanice (s fotoćelijama ili sakupljačima):
- Promijenite orijentaciju modula. Pomični elementi u odnosu na položaj sunca. Jednostavno rečeno, ugradnja glavnog dijela ploča s južne strane. Uz dulje dnevno svjetlo, optimalno je koristiti i površine okrenute prema istoku i zapadu.
- Podešavanje nagiba. Proizvođač obično naznačuje koji je kut najpoželjniji (na primjer, 45 °), ali ponekad je tijekom ugradnje potrebno izvršiti prilagodbe uzimajući u obzir geografsku širinu.
- Pravi izbor mjesta instalacije. Krov je pogodan, jer je najčešće najviša ravnina i nije zatvoren drugim objektima (na primjer, vrtnim stablima). Ali postoje još prikladnija područja - rotacijski uređaji za praćenje sunca.
S elementima okomitim na sunčeve zrake, sustav djeluje učinkovitije, ali na stabilno fiksiranoj površini (na primjer, krov), to je moguće samo za kratko vrijeme. Da bi ga povećali, osmislili su praktične uređaje za praćenje.
Mehanizmi praćenja su dinamične platforme koje se okreću svojom ravninom nakon sunca. Zahvaljujući njima, performanse generatora povećavaju se ljeti za oko 35-40%, zimi - za 10-12%
Veliki minus uređaja za praćenje su njihove visoke cijene. U nekim se slučajevima to ne isplati, tako da nema smisla ulagati u beskorisne mehanizme.
Procjenjuje se da je 8 panela minimalni iznos na kojem će se troškovi opravdati tijekom vremena. Možete koristiti 3-4 modula, ali pod jednim uvjetom: ako su izravno povezani, zaobilazeći baterije, na crpku za vodu.
Baš neki dan Tesla Motors najavio je stvaranje nove vrste krova - s integriranim solarnim pločama. Elon Musk rekao je da će modificirani krov biti jeftiniji od konvencionalnog krova na kojem su postavljeni kolektori ili moduli.
Tematski videozapisi pomoći će vam da bolje zamislite uređaj kućnih solarnih stanica i otkrijete neke tajne instaliranja opreme.
Video broj 1. Dostupne su tehničke informacije o solarnim pločama i kontrolerima punjenja:
Video broj 2. Korisno iskustvo korištenja solarnih panela u predgrađu:
Video broj 3. Primjer uspješno funkcionirane solarne stanice, potpuno samostalno sastavljene, osiguravajući i toplu vodu za kućanstvo i grijanje kuće:
Kao što vidite, sustav grijanja na solarni pogon vrlo je stvarna pojava koju možete samostalno realizirati. Polje alternativnih načina proizvodnje energije neprestano se razvija, možda ćete sutra čuti za novo otkriće.
Pozivamo vas da aktivno komentirate materijal.Možete izraziti svoj stav prema „zelenoj energiji“, podijeliti svoje iskustvo u izgradnji solarnog sustava, reći samo detalje koje znate u bloku ispod.