Преимущества обогревателя на солнечных батареях

Всё больше людей переселяются в частные дома, и если вы не житель солнечной Калифорнии, то перед вами неизбежно встанет вопрос, чем же отапливать свое жилище, – и при этом обойтись без электрических обогревателей и водонагревателей.

Солнечное отопление

Постоянный рост тарифов и ветхое состояние коммуникаций вынуждают владельцев частных домов активно искать альтернативные способы обогрева. Одним из мощных и неиссякаемых источников является Солнце, ежедневно поставляющее огромное количество киловатт бесплатной энергии. Необходимо установить соответствующее оборудование, и зависимость от поставщиков сетевых ресурсов останется в прошлом.

Солнечная энергия имеется всегда, хоть и зависит от погодных условий или времени суток. Для регионов, где климатические и погодные условия позволяют получать достаточное количество киловатт для обогрева, такой вариант становится оптимальным. Солнечное отопление предоставляет массу возможностей и преимуществ, о которых следует поговорить подробнее.

Получение энергии

Схема солнечной батареи.

Получение энергии

Солнечные батареи, которые вырабатывают электричество, работают согласно закону физики, суть которого заключается в том, когда солнце действует на батарею, фоторецепторы, находящиеся на поверхности, создают микро разряды. Несмотря на то, что сила одного фоторецептора мала, на одном квадратном метре их огромное количество, помимо этого, когда энергия, полученная батареями, не используется, она накапливается в аккумуляторы. Обычно, стандартная система для отопления загородного дома от Солнца на основе электричества несет за собой ряд дополнительного оборудования:

Получение энергии
  • преобразователь постоянного тока в переменный из аккумуляторов. Переменный ток используют большинство приборов загородного дома;
  • первичный преобразователь;
  • реле, регулирующее мощность тока, получаемого из батареи;
  • реле, регулирующее заряд аккумулятора. Это устройство следит за зарядом и режимами работы: работа на прямую от батареи, когда света Солнца достаточно, или работа от аккумуляторной батареи.
Получение энергии

Помимо солнечных батарей для отопительной системы дома в странах Европы применяют коллекторы. Они преобразуют свет прямо в тепловую энергию. Эти устройства состоят из большого количества стеклянных трубочек, заканчивающихся теплоносителем с малым порогом нагрева. За счет этого тепло вырабатывается при малых количествах солнечного света. Этот метод используется как вспомогательный, так как в ночное время, из-за отсутствия аккумуляторов, эффективность от него отопление практически не получает.

Получение энергии

Экскурс в историю

Первый солнечный коллектор был изобретен более двух столетий назад: его работа основывалась на том, что темная поверхность нагревается более интенсивно, чем светлая.

Наиболее известный вариант коллектора представили публике в 1767 году – он был изготовлен швейцарским ученым Г. де Соссюром.

Швейцарский плоский коллектор стал сразу использоваться в повседневной жизни. Именно это приспособление в 19 веке помогало готовить пищу Д. Гершелю, когда он отправился в свою знаменитую африканскую экспедицию.

В 1908 году В. Бейли разработал теплоизолированный коллектор с медными трубками. Это позволило вывести принцип солнечного отопления на современный уровень понимания, но ощутимые сдвиги произошли лишь в 70-е годы прошлого века. Причиной внимания к альтернативным источникам энергии стал кризис на рынке нефти. Ученые многих стран возобновили активную работу в области использования природного тепла, что позволило значительно увеличить эффективность работы систем отопления от солнца. Подобные разработки стали иметь стратегическое значение в политике государств.

Как продавать своё электричество

Николай собирается установить в доме двунаправленные счётчики: они будут фиксировать, сколько электричества ушло в сеть и сколько пришло из сети. Один киловатт стоит пять рублей. Если, например, «солнечная система» за месяц произвела 1000 кВт·ч, а потратил дом 500 кВт·ч за этот же срок, то эти 500 кВт·ч достаются даром.

Читайте также:  19 ошибок котлов Навьен: как найти и устранить

А неиспользованный объём энергии — то есть лишние 500 кВт·ч — сеть покупает уже дешевле: по средневзвешенной цене плюс доплата за мощность. На Кубани это примерно 2,5–3 рубля за кВт·ч.

Ещё на первом чтении законопроекта было озвучено, что средняя ожидаемая цена выкупа — в районе 2,20 рубля по стране. Я думаю, и в Москве по цене от 2,20 до 2,5 рубля может быть осуществлена продажа энергетических излишков, — сказал Николай.

Петербургские учёные придумали дешёвые и более мощные солнечные батареи

Таким образом, 2,2–2,5 рубля за каждый лишний киловатт будут копиться на счету Николая всё лето, а зимой он на эти деньги будет покупать сетевое электричество, чтобы не зависеть от капризов погоды. Кстати, его ветрогенераторы, которые он покупал на стадии строительства, отработали около пяти лет и один за другим сломались. Теперь же Николай не хочет покупать новые — сотрудничать с сетью оказалось выгодно.

Благодаря этой системе можно добиться того, что в течение года баланс дома будет нулевым, то есть человек живёт и ничего не платит никому вообще. И ни в чём себе не отказывает: у него и отопление, и электроснабжение есть, — уверен житель Краснодара.

Коммунальные платежи

  • Потайной тариф: как управляющие компании заставляют переплачивать за услуги ЖКХ

    3 февраля, 21:40

  • С россиянина потребовали миллион рублей за электричество

    20 декабря, 08:35

  • Субсидии по ЖКХ. Есть способ получить доплату от государства

    22 ноября, 21:40

Еще

Закон о микрогенерации вступил в силу в начале 2020 года, однако пока что на практике он не работает: нужно было подготовить регламенты подключения, согласно которым у человека может быть электростанция мощностью до 150 кВт, но отправлять в сеть он может не более 15 кВт·ч.

Как выяснилось, этого документа ждут многие владельцы подобных автономных систем. Предприниматель из Астрахани Владимир Юдин показал свою солнечную электростанцию, установленную на острове Белинский Банк на Волге. Этот остров каждую весну затапливает, поэтому домов там нет, зато у берега стоит судно, переоборудованное в базу отдыха. Этот импровизированный санаторий успешно снабжается электричеством от восьми солнечных панелей общей мощностью три киловатта. Интересно, что они оснащены особой системой слежения за солнцем — гелиотрекером. Проще говоря, батареи в течение дня постоянно поворачиваются в сторону светила.

По словам Владимира, за сутки вырабатывается более 12 кВт — данного объёма полностью хватает на все нужды: приготовление пищи, нагрев воды, освещение и так далее. Раньше это обеспечивалось с помощью бензогенератора, владельцы базы отдыха тратили на топливо по 800 тысяч рублей каждый год. Установка этой «солнечной системы» обошлась в 820 тысяч рублей. А теперь, по расчётам Владимира, она будет стоить ещё дешевле.

В связи с тем что в 2020 году подписан закон о микрогенерации в России, затратность снизилась на 30%, теперь появилась возможность закачивания электроэнергии в сеть, использования её по мере необходимости и получения при этом прибыли: 120 тысяч рублей за один киловатт мощности, — заявил предприниматель.

Инженеры придумали "ночные солнечные батареи"

Актуальность организации гелиосистемы

Монтаж солнечных батарей

Перед приобретением или самостоятельным изготовлением преобразователя следует узнать – будет ли отопление частного дома солнечными батареями достаточно эффективным. Для этого необходимо провести детальный анализ всех факторов, влияющих на КПД будущей системы.

Актуальность организации гелиосистемы

Для начала определяется показатель солнечной инсоляции. Это количество солнечной энергии, падающей на поверхность земли в конкретном регионе. От этого будет зависеть степень нагрева теплоносителя или объем генерируемого тока. Солнечные радиаторы для отопления дома в идеальном варианте должны работать независимо от сезона. Однако фактически это получается далеко не всегда.

Читайте также:  Система GSM управления газовым котлом по смартфону

Солнечная инсоляция

Также пассивная система солнечного отопления может изменять свою эффективность работы из-за угла наклона панели. Он же зависит от сезона. Для определения теоретически возможной энергии можно воспользоваться данными из таблицы.

Актуальность организации гелиосистемы

Уже на основе этих данных можно сделать расчет солнечного коллектора для отопления с учетом его технических и эксплуатационных характеристик. Но кроме этого следует учитывать такие факторы:

  • Местонахождение дома. Падению солнечных лучей не должны препятствовать природные или искусственные объекты – горы, высокие дома, высокий лес и т.д;
  • Место для установки. Комбинированное солнечное отопление потребует большого пространства – от 2 до 10 м². Чаще всего для этого используют крышу дома. При этом она должна быть адаптирована для монтажа коллекторов или солнечных батарей;
  • Требуемая тепловая мощность. Зачастую солнечные системы отопления частного дома используются в качестве вспомогательных.

Значения солнечной энергии (кВт/ч) для регионов России

Актуальность организации гелиосистемы

Только после этого анализа можно приступать к выбору определенной схемы альтернативного теплоснабжения дома. Предварительно рассчитываются тепловые потери в доме, определяется оптимальный тепловой режим работы отопления. Если солнечный коллектор в системе отопления будет вспомогательным – к его номинальной мощности прибавляется этот же показатель основной системы теплоснабжения.

При расчете нужно учитывать массу оборудования. Поверхность кровли должна выдержать эту нагрузку.

Тепловой насос

Системы солнечного теплоснабжения наиболее эффективно работают с таким устройством, как тепловой насос. Предназначен для сбора энергии из окружающей среды вне зависимости от погодных условий и может устанавливаться внутри дома. В качестве источника энергии здесь могут выступать вода, воздух либо грунт. Тепловой насос может работать, используя лишь солнечные коллекторы, если достаточно солнечной электроэнергии. При использовании комбинированной системы «тепловой насос и солнечный коллектор», не имеет значения тип коллектора, однако наиболее подходящим вариантом будет солнечная вакуумная батарея.

«Лежебока» своими руками

Модели аккумуляторов тепла, предлагаемые промышленностью, не содержат сложных узлов, что позволяет при желании изготовлять их самостоятельно.

Быстрее и проще всего создать контейнер для сбора тепла из большого черного мешка для мусора. Дно такого мешка уже герметично запаяно. Мешок ставят на землю, наполовину заливают в него воду, перекручивают и завязывают края, после чего укладывают в междурядье.

Недостатком подобной конструкции является ее недолговечность. Намного надежнее использовать пластиковые трубы, применяемые для монтажа канализации.

«Лежебока» своими руками

Для этого подбирают трубу максимального диаметра: чем больше в нее поместится жидкости, тем эффективнее будет работать изделие. При выборе длины трубы следует исходить из габаритов теплицы и удобства пользования. Снаружи трубу следует покрыть черной краской.

Торцы трубы наглухо заваривают или заклеивают заглушками соответствующего диаметра. В центре трубы вырезают отверстие для заполнения водой и подбирают к нему пробку. Наполненный жидкостью контейнер с установленной в отверстии пробкой готов к работе.

Совет. Чтобы не таскать тяжелые емкости по огороду, заполняйте аккумулятор водой на том месте, где ему назначено лежать. Для облегчения процесса воспользуйтесь воронкой.

Очевидные плюсы системы

Итак, обогреватель на солнечных батареях имеет ряд очевидных преимуществ:

1. Его работоспособность не зависит от условий погоды. Сейчас разрабатываются фотоэлементы, которые не теряют своей эффективности даже в сильные холода.

2. Пользоваться гелиосистемой просто, а ухаживать за ней легко. Время от времени необходимо чистить поверхность солнечных элементов от пыли, снега и грязи. Для удобства очистки надо сразу устанавливать комплект там, где к нему будет всегда обеспечен свободный доступ.

Читайте также:  Как правильно включить бойлер в первый раз

3. Обогреватели на солнечных батареях могут накапливать запас электрической энергии, которая используется при работе различных электроприборов или обогреве нескольких помещений сразу.

4. Отопительные контуры полностью автоматизированы и оборудованы термостатическими датчиками.

5. Изначально в гелиосистему придется вложить крупную сумму денег, но она окупит себя в течение первых двух лет использования. С ее помощью вы получаете возможность экономить газ, электричество и даже не зависеть от местных теплосетей.

6. Если возникает необходимость повысить КПД и мощность гелиосистемы, вы можете купить еще несколько панелей и установить их дополнительно.

7. К солнечным батареям могут быть подключены другие альтернативные источники энергии: например, ветрогенераторы или двигатели, работающие на бензине или дизельном топливе.

8. Накопители солнечной энергии абсолютно безопасны в применении, при условии правильного монтажа и установки всех необходимых элементов (контроллера, инвертора и т. д.).

9. Если вы беспокоитесь об экологической ситуации в мире, лучшего способа получать горячую воду и электричество вам точно не найти.

Варианты создания воздушного солнечного коллектора своими руками

Изготовление традиционного воздушного солнечного коллектора для отопления дома своими руками начинается с создания каркаса из деревянных досок. Заднюю и торцевые стенки следует утеплить минватой. Корпус закрепляется на стене. Все зазоры необходимо заизолировать монтажной пеной. По боковым сторонам выполняются отверстия под патрубки для входа и выхода воздушных масс. Наружные элементы надежно обматываются теплоизоляционным материалом.

В качестве абсорбера используется перфорированный металлический лист из алюминия, который характеризуется высокой теплопроводностью и низкой стоимостью. Для увеличения селективных качеств он покрывается черной краской. Сверху укладывается лист из стекла или поликарбоната.

Самодельный воздушный солнечный коллектор из гофротрубы

Варианты создания воздушного солнечного коллектора своими руками

Абсорбер может быть выполнен из водопроводных труб прямоугольного сечения, которые устанавливаются на лист из алюминия и фиксируются к нему с помощью монтажной ленты и саморезов. Задняя стенка деревянного корпуса утепляется минеральной ватой, а боковые – пенополистиролом. Трубы окрашиваются в черный цвет и покрываются листом закаленного стекла или поликарбоната.

Еще более простая конструкция изготавливается из профнастила. Каркас выполняется из деревянных брусков. В дне проделывается выходное отверстие. На брус укладывается профнастил со множеством отверстий по всей площади изделия, которые обеспечат приток воздуха.

Хорошим решением является сооружение воздушного коллектора на окне. Это довольно эффективный вариант, позволяющий неплохо обогреть помещение. Каркас изготавливается из алюминиевых рамок и крепится к окну в виде москитной сетки. Задняя стенка выполняется из листа алюминия, в котором проделываются отверстия в нижней, (для забора холодного воздуха) и в верхней (для отведения теплого воздуха) частях. Роль абсорбера может также выполнять черная фольга, которая покрывается защитной пленкой ПВХ.

Внутренняя теплоизоляция

Чтобы обогрев был эффективнее и обходился дешевле, необходимо обратить внимание на теплоизоляцию.

Цоколь можно обшить подходящим материалом — пеноплексом или пенопластом. Затем сверху монтируется поликарбонат, который оклеивается фольгоизолоном или просто фольгой.

Отделка стен в теплице фольгой

Внутренняя теплоизоляция

Каркасная часть может быть теплоизолирована с помощью двойного остекления. Оптимально будет использовать поликарбонат. Внутреннюю часть можно дополнительно оклеить пузырьковой пленкой.

Друзья! В рамках нашего портала, мы запустили книгу о том как сделать газон своими руками. Если эта тема вам интересна, то ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ>>

Друзья! В рамках нашего портала, мы запустили книгу о том как сделать газон своими руками. Если эта тема вам интересна, то ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ>>