Как отопить дом солнечными батареями

как отопить дом солнечными батареями

Затраты на отопление частного дома – это основная часть расходов на его эксплуатацию. Наверняка каждый хозяин частного дома, задумывался об уменьшении вышеуказанных затрат, с помощью бесплатной энергии солнца, посредством установки солнечных батарей.

Способы использования солнечной энергии Методы применения энергии небесного светила не относятся к инновационным технологиям, солнечное тепло используют давно и весьма успешно. Однако это касается, в основном, Австралии, некоторых стран Европы, Америки и южных регионов, где альтернативную энергию можно получать в течение всего года. Некоторые северные области испытывают дефицит естественного излучения, поэтому его применяют в качестве дополнительного или запасного варианта.

Солнечные батареи – один из способов получение практически бесплатной энергии, безвозмездно излучаемой небесным светилом.

Посредниками между солнечными лучами и образующим энергию механизмом являются солнечные батареи или коллекторы, которые отличаются и назначением, и конструкцией. Батареи аккумулируют энергию солнца и позволяют использовать ее для питания бытовых электрических приборов. Они представляют собой панели с фотоэлементами с одной стороны и фиксирующим механизмом с другой. Можно поэкспериментировать и собрать батарею самостоятельно, но проще купить готовые элементы – выбор достаточно широк.

схема солнечной панели

Гелиосистемы (солнечные коллекторы) являются частью отопительной системы дома. Большие теплоизолированные короба с теплоносителем, как и батареи, крепят на приподнятых щитах, обращенных к солнцу, или скатах крыши. Считать, что абсолютно все северные регионы получают намного меньше естественного тепла, чем южные, ошибочно. Предположим, на Чукотке или в центральной Канаде солнечных дней намного больше, чем в расположенной южнее Великобритании Для повышения эффективности панели помещают на динамические механизмы, напоминающие систему слежения – они поворачиваются вслед за движением солнца.
Процесс преобразования энергии происходит в трубках, расположенных внутри коробов.
Главное отличие гелиосистем от солнечных батарей в том, что первые нагревают теплоноситель, а вторые аккумулируют электроэнергию. Есть возможность обогревать помещение и с помощью фотоэлементов, но схемы устройства нерациональны и пригодны только для тех для районов, где солнечных дней в году не менее 200.

Плюсы и минусы альтернативной отопительной системы
Достоинств у солнечной системы обогрева не так много, но каждое из них весомо и может стать причиной для частных экспериментов: Экологические достоинства. Это безопасный для жильцов дома и окружающей природы, чистый источник тепла, не требующий применения традиционных видов топлива.
Автономность. Владельцы систем абсолютно не зависят от цен на энергоносители и от экономической обстановки в стране.
Экономичность. При сохранении традиционной отопительной системы появляется возможность снизить затраты на оплату горячего водоснабжения.
Общедоступность. Для установки солнечных систем не нужно разрешения из государственных инстанций.
Но существует и неприятные моменты, способные испортить общую картину. Например, для определения эффективности работы системы потребуется продолжительный период – не менее 3 лет (при условии, что солнечной энергии достаточно и она используется активно). Установка только солнечных модулей потребует больших вложений: самые дешевые кремниевые панели обойдутся не менее 2200 руб. за штуку, а поликристаллические шестидиодные элементы первой категории – до 17000 за штуку. Подсчитать стоимость 30 модулей довольно прост.

схема аккумуляторов солнечной панели

Пользователи отмечают следующие недостатки: высокие цены на оборудование, необходимое для запуска системы в эксплуатацию; прямая зависимость количества произведенного тепла от географического положения и погоды; обязательное наличие резервного источника, например, газового котла (на практике зачастую резервной оказывается гелиосистема). Чтобы добиться большей отдачи, приходится регулярно следить за исправностью коллекторов, очищать их от мусора и беречь от образования наледи в заморозки. Если температура часто опускается ниже отметки 0ºС, нужно позаботиться о дополнительной теплоизоляции не только элементов гелиосистемы, но и дома в целом.

Солнечные батареи представляют собой генератор электрической энергии, основанный на фотоэлектрических реакциях. Их КПД довольно невысок – от 15 до 30 %, а мощность одного модуля составляет 50-300 Вт. Современные батареи эффективно производят энергию даже при средней облачности. Несколько солнечных элементов соединяют в цепи для обеспечения дома необходимым количеством электроэнергии.

Чаще всего солнечные батареи устанавливаются на крыше дома. Суммарная площадь поверхности солнечных батарей для отопления дома площадью 100-120м² в средней полосе составляет порядка 30м². Однако все равно необходимо предусмотреть изолированное место в доме, где будет установлено электрическое распределительное оборудование и аккумуляторы, электроэнергия из которых будет использоваться в темное время суток и при пасмурной погоде.

Система отопления, использующая электроэнергию солнечного света, чаще бывает электрической, хотя возможны варианты и водяной системы отопления, подключенной к электрическому котлу. Электрическая система предпочтительнее, так как использование солнечной энергии эффективнее при небольшом нагреве больших площадей, таких как теплый пол. Также она более гибкая в настройке, и менять температуру в зависимости от погоды на улице или от количества человек в помещении – проще. Монтаж электрического отопления проще и быстрее, дополнительное преимущество – отсутствие громоздких радиаторов под окнами и труб.

Обычный дом тратит на отопление около 74% всей расходуемой энергии, в то время как энергоэффективный – 45-55%. Достигается это за счет тщательной термоизоляции и исключению мест утечки тепла. Не получится сэкономить на солнечном отоплении, если стены не утеплены, а в окнах и дверях – щели. Перед установкой отопления от солнечных батарей необходимо утеплить стены, крышу, пол, позаботиться о герметизации окон. В большинстве регионов Росси при достаточном общегодовом количестве солнечных дней распределены они крайне неравномерно. Зимой пасмурные периоды и снегопады могут длиться неделями, не говоря уже о том, что световой день значительно сокращается. Для безопасности необходимо иметь резервную отопительную систему в виде печи/котла или возможность переключать систему отопления на получение энергии из централизованной электросети. Тем не менее, использование солнечных батарей для отопления осенью и весной вполне оправдано и позволяет снизить общие расходы на обогрев. Большинство владельцев домов, от установки солнечных батарей удерживает их высокая стоимость. За систему мощностью 20-25 кВт, при помощи которой можно отапливать дом средних размеров, придется заплатить более 800тыс. рублей. При текущих ценах на электричество, в зависимости от региона, окупаемость солнечной электростанции составляет 4-12 лет. За солнечными батареями придется ухаживать. Периодически 2-3 раза в год их необходимо очищать от грязи и пыли, так как при загрязнении поверхности их эффективность резко снижается.

Об установке солнечных батарей лучше подумать еще на стадии проектирования дома, так как располагаться они должны на южном скате крыши, причем оптимальный угол ее наклона – от 30 до 45 градусов в зависимости от региона . Специально спроектированные под использование солнечной энергии дома имеют ассиметричную или односкатную крышу, на которой можно расположить большое количество солнечных элементов.
Если ориентация дома и форма крыши не позволяют эффективно закрепить солнечные батареи, то можно смонтировать на крыше или стенах специальные каркасы для их крепежа. Солнечные батареи также могут располагаться на стойках вне дома. Помимо самих модулей солнечных батарей и конструкций их крепежа, для подключения к системе отопления понадобится устройство отбора мощности от батарей, контроллер для солнечных батарей, первичный преобразователь, аккумуляторы и контроллер, при помощи которого отслеживается оставшийся в них заряд, автоматически происходит переключение на централизованную электросеть при падении уровня заряда ниже критического предела, преобразователь электрического тока из постоянного в переменный, комплект проводов.
Оптимально, если электрическая система обогрева дома, работающая от солнечной энергии, будет оснащена термостатом и регуляторами температуры в каждой комнате. Детальный проект и смету лучше проводить совместно с опытным электриком. Ему же стоит поручить работу по подключению солнечных батарей, чтобы не повредить их, а также вся проводку в доме. Решение об установке системы отопления, работающей от солнечных батарей, будет выходом недоступности других источников энергии в населенном пункте или их завышенной стоимости подключения.

Эта запись защищена паролем. Введите пароль, чтобы посмотреть комментарии.