Все про солнечные системы отопления: виды, схемы обустройства, как сделать своими руками

Вопрос поиска альтернативных источников тепла становится все более актуальным. Этому способствует рост цен на газ, уголь и нефть. Очень перспективное направление – солнечные системы отопления, способные эффективно обогревать помещение на долгие годы.

Вы думаете об организации солнечной системы, но есть сомнения и вопросы? Мы поможем вам разобраться, когда целесообразно использовать энергию солнца для обогрева, и опишем возможные варианты организации обогрева. Кроме того, мы предложим инструкции по изготовлению самодельных солнечных систем: плоских и трубчатых коллекторов.

Энергия солнца: альтернативный источник тепла

Идея использования солнечной энергии для отопления не нова. Кроме того, полезность его применения продемонстрировали американцы, китайцы, испанцы, израильтяне и японцы.

Рынок полон предложений различных установок для преобразования солнечной энергии и дальнейшего ее использования для бытовых нужд.

Солнечные системы активно используются в качестве основного источника тепла во многих странах мира. В наших широтах до сих пор используется как дополнение к системе отопления

Стоимость систем зависит от типа, площади, материала, из которого изготовлены. Из года в год наблюдается постоянная тенденция к снижению цен на все типы солнечных систем – гелиосистемы.

Это делает их более доступными для широкой публики. Но пока не все готовы совершить такую ​​покупку.

Но при желании можно построить эффективную систему солнечного отопления своими руками, потратив гораздо меньше денег.

Галерея изображенийФотографии из Установка солнечных нагревательных устройств может значительно снизить затраты на оплату электроэнергии при отключении центральных систем. Устройства, представляющие собой систему труб, по которым проходит вода, нагревают теплоноситель для автономных систем. Солнечные батареи, состоящие из набора фотоэлементов, производят электричество из улавливаемых ими лучей. Эта опция используется как для отопления, так и для электроснабжения. Устройства для нагрева теплоносителя или преобразования солнечного тепла легко устанавливаются своими руками. Преимущества использования солнечной энергии. Функции и назначение солнечных коллекторов. Панельные солнечные панели на фотоэлементах. Установка солнечных нагревательных элементов

Семейная система отопления, прекрасно выполняющая свои функции на протяжении многих лет, становится все дороже. Причина этого – глобальный рост цен на энергоресурсы во всем мире. Возникает естественное желание хозяина сэкономить на отоплении, которое поглощает значительную часть семейного бюджета.

Тогда солнечная система отопления может полностью заменить обычное твердое топливо, газ или другое. Все зависит от типа и размера помещения, в котором он будет использоваться.

Подходящий вариант сарая не подходит для жилого дома, а система, отвечающая потребностям дачи, никак не справится с отоплением 2-х этажного дома.

Иногда бывает проблематично полностью заменить традиционное отопление солнечным. Владелец опасается, что система может не справиться или что физически недостаточно места для установки необходимого количества панелей.

Поэтому часто применяют комбинированную систему отопления, не отказываясь полностью от установленного газового оборудования (электрического или другого). Коэффициент замены обычного отопления солнечным может достигать 90%.

Кроме того, немаловажно количество солнечных дней в году на участке, где расположен дом. К тому же не так важна среднесуточная температура. Многие установки эффективно поглощают свет в холодные зимние дни (солнечные коллекторы, использующие антифриз в качестве теплоносителя).

Помимо отопления, солнечная система может обеспечить дом горячей водой и электричеством

Где солнечная система будет наиболее эффективной

При замене отопления солнечной системой необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на ее эффективность.

Во-первых, вам нужно выбрать правильный тип солнечной системы. В этом вопросе следует учитывать площадь помещения и его предназначение. Чаще всего это частный дом, в котором проживает семья из 4-5 человек.

Во-вторых, внимательно рассчитайте потребность в тепле исходя из максимального потребления в холодное время года. Сравните эти цифры с количеством энергии, вырабатываемой 1 кв. М солнечной электростанции. Осталось рассчитать площадь солнечной конструкции, которая сможет справиться с обогревом конкретного помещения.

Полученное значение будет основным фактором при определении местоположения системы. Домовладельцы обычно предпочитают использовать крышу или стену дома. Редко используйте крышу прилегающего участка или гаража. Иногда для монтажа установки строят специальные крепления.

Создание специальных опор для установки солнечных систем позволяет максимально удобно разместить их на участке

важно, чтобы ничто не препятствовало свободному проникновению солнечных лучей на светопоглощающую поверхность. Вы должны выбрать южную, юго-восточную или юго-западную стену или часть крыши.

Определившись, где будут располагаться солнечные батареи, необходимо провести предварительную подготовку жилища:

  • Укрепляем крышу. Здесь нельзя забывать о весе предлагаемой конструкции.
  • Освободите место. Сократите лишние посадки, если они мешают.
  • Далее изолируйте здание. Нет смысла отапливать улицу.

В-третьих, нужно решить проблему – купить или построить систему отопления самостоятельно. Все зависит от финансовых возможностей и желания потратить время на изготовление конструкции.

Выбрав второй вариант, нужно понимать принцип работы желаемой системы, чтобы все правильно собрать.

Возможные варианты организации солнечного отопления

Варианты построения солнечной системы отопления полностью зависят от пожеланий владельца семьи:

  • Строительство пилотного проекта. Вам необходимо проверить эффект от использования системы для дальнейших точных расчетов.
  • Использование произведенной продукции. Покупка готовых коллекторов с самостоятельной установкой и сборкой.
  • Самостоятельное выполнение всего рабочего цикла. Расчет, проектирование, строительство «с нуля» солнечной системы, ее установка.

Вариант №1. Он предполагает выбор правильного места для солнечных установок, так как от этого будет зависеть эффективность их использования. Для монтажа также потребуются специальные навыки.

Количество панелей подсчитывать не обязательно – достаточно будет высказать все свои пожелания поставщику оборудования. Также вам придется ответить на уточняющие вопросы менеджеров: все, подбор оптимального количества панелей (коллекторов) пройдет без труда.

Чтобы своими руками установить гелиоустановку на крышу, вам понадобится поддержка хотя бы одного помощника. Вы не можете столкнуться с такой работой

Вариант № 2 – строительство пилотного проекта. Будет лучшим решением для сомневающихся людей. Ведь окончательное решение о замене системы отопления принять сразу сложно. Будет полезно построить небольшой солнечный коллектор (воздушный или водяной) и испытать его «в действии.

После оценки реальных производственных затрат, сравнения их с рыночной стоимостью аналогичных систем и расчета экономии, получаемой от использования в компании, будет несложно принять ответственное решение.

Вариант №3 – выбор настоящих мастеров.

Чтобы полностью прогреть конструкцию, потребуется выполнить колоссальную работу:

  • Купите все элементы для построения системы.
  • Рассчитайте необходимую площадь солнечной системы.
  • Далее утеплите дом.
  • Устанавливайте построенную систему, ориентируясь на основные требования: угол наклона относительно падения солнечного света.
  • Сделайте солнечную панель.
  • Определите место будущей установки, укрепите его.

Выполнение полного цикла работ над системным устройством не назовешь легкой задачей, но процесс чрезвычайно увлекательный. К тому же это позволяет сэкономить довольно значительную сумму.

При выборе типа отопления, использующего солнечную энергию, необходимо решить, будет ли он также использоваться для нагрева воды и выработки электроэнергии (нажмите, чтобы увеличить)

Типы систем преобразования солнечной энергии

В зависимости от принципа работы различают два типа устройств, поглощающих солнечный свет:

  • Солнечные коллекторы. Панели с трубной системой, заполненной теплоносителем – воздухом, антифризной смесью или водой. Они подают теплоноситель, нагреваемый солнечными батареями, в отопительный контур.
  • Фотоэлектрические батареи. Это системы из последовательно или параллельно соединенных полупроводниковых элементов. Они обеспечивают питание домашних обогревателей.

Рассмотрим каждый вариант отдельно.

Солнечные панели

Солнечный элемент преобразует поглощаемый свет в электричество. Он состоит из фотоэлементов (чаще всего кремниевых), способных немедленно извлекать постоянный электрический ток из солнечного излучения.

Такую установку можно использовать для обеспечения работы электронагревательного оборудования. Его необходимо подключить к электросети дома.

Галерея изображенийФотографии из Шаг 1. При правильном наклоне солнечные панели вырабатывают достаточно энергии. Они отлично подходят для устройства плоских крыш над гаражами и жилыми домами. Шаг 2: Перед проведением монтажных работ проверьте оборудование устройства на фотоэлементы и внимательно изучите инструкцию по установке. Шаг 3: Оборудование, доставленное на строительную площадку, необходимо тщательно осмотреть. На корпусе и на поверхности, улавливающей свет, не должно быть трещин, царапин, сколов Шаг 4: Перед сборкой мини-панели преобразователь откручивается, закрепляется на одной из опорных ножек регулируемой опоры прибора Шаг 5 : Аккумуляторная солнечная панель закреплена на обеих опорах опоры. Угол наклона определяется в зависимости от сезона и направления солнечных лучей в определенном регионе. Шаг 6: Собранная солнечная панель осторожно перемещается на крышу гаража, которая будет обеспечивать электричеством для обогрева и питания электрических устройств. 7: На плоской крыше солнечная панель расположена так, чтобы улавливать наибольшее количество солнечных лучей. Шаг 8: При необходимости для оптимизации выработки энергии количество солнечных панелей увеличивается, практически рассчитывая необходимое количество. Угол наклона солнечная батарея Подготовка солнечной батареи к установке Проверка мини-электростанции после транспортировки Отключение инвертора от батареи Крепление солнечного модуля к держателю Транспортировка мини-электростанции на крыше Размещение солнечной батареи на модульной панели Принцип монтажа на крыше

Эффективность преобразования солнечного излучения этой системы составляет от 5% до 20%, в зависимости от типа устройства обработки солнечного излучения. Производительность 1 м2 солнечной батареи составляет 120 Вт.

Осталось посчитать, сколько квадратов площади потребуется для удовлетворения потребностей данной семьи, исходя из размеров жилища, индивидуальных потребностей в тепле и уровня утепления конструкций.

солнечные батареи удобнее размещать на крыше дома, выбрав для этого его южную сторону

Для отопления солнечные батареи наиболее эффективно используются в южных регионах. Их главный недостаток – снижение работоспособности в сумерках и в пасмурную погоду, полное отсутствие работоспособности ночью.

Чтобы сделать солнечную батарею своими руками, сначала потребуется собрать каркас, сварить солнечные элементы, затем все аккуратно уложить и использовать герметик.

Для изготовления каркаса используются деревянные рейки, алюминиевые уголки. Все зависит от размеров собираемой конструкции и места ее установки. Солнечные элементы: кремниевые пластины – самая расходная часть конструкции. Они бывают монокристаллическими и поликристаллическими. Первые немного дороже, но производительность у них на 5 выше.

Сделать их самостоятельно невозможно. Фотоэлектрические преобразователи лучше всего покупать с предварительно припаянными проводниками.

Их нужно будет разместить на основе ДВП, затем закрепить в каркасе, вытянуть из элементов нити и заполнить все отверстия герметиком. Дайте конструкции хорошо просохнуть и накройте стеклянной или прозрачной пластиковой крышкой.

Схемы установки и способы подключения солнечных панелей описаны в этой статье.

Солнечные коллекторы

Принципиально другой способ преобразования света, поглощаемого коллекторами. В основе их работы лежит охлаждающая жидкость, проходящая по трубам.

В зависимости от конструкции можно выделить три основных типа коллекторов, наиболее часто используемых для строительства солнечной системы отопления:

  • Пустой. Коллекторная система вакуумного типа выполнена по схеме термоса, благодаря чему тепло, получаемое от солнца, также сохраняется почти вдвое.
  • Квартира. Приемник тепла: их поглотитель изготовлен из листового металла с почерневшей внешней поверхностью. При нагревании передает энергию теплоносителю системы отопления.
  • Концентраторы. Устройство имеет вогнутое зеркало с большой поверхностью, которое фокусирует солнечный свет на небольшой поглощающей площади.

Наиболее распространенные в быту солнечные системы оснащены системой труб, выполненной в виде параллельно соединенных элементов или змеевика. Трубы заполнены технической водой или смесью воды с антифризом или воздухом.

Рассматривая основные части солнечной системы, легче решить, где лучше всего разместить определенные компоненты (+)

Воздушный агрегат можно использовать как дополнительный источник тепла. Он не может полностью обеспечивать теплом домовладение, в каком бы регионе оно ни находилось. Главная особенность солнечной системы этого типа – воздух, который выступает в качестве теплоносителя.

Трубчатые системы достаточно активно используются для круглогодичного отопления. Антифриз или смесь антифриза нагревается под солнечными лучами, затем проходит по внутренним теплообменным трубам, затем попадает в накопительный бак.

Движение жидкости стимулируется насосом, благодаря которому она перемещается из емкости в систему отопления. Нагретый теплоноситель вытесняет остывшую часть жидкости, которая должна снова вернуться в коллектор и нагреться.

Принцип работы плоской солнечной системы основан на проникновении солнечного света в панель, на которой расположен радиатор. Он нагревается и отдает тепло, которое передается жидкости, циркулирующей по металлическим трубам (чаще всего медным).

Что можно построить самому?

Соорудить солнечную систему отопления с помощью воздухосборника можно своими руками. Лучше всего разместить его на южной стене здания.

Чем больше площадь отапливаемого помещения, тем большую площадь занимает коллектор, возможно, вся стена дома. Также эту солнечную систему можно построить на чердаке.

Планируя установку системы воздушного отопления на чердаке, нужно убедиться, что она выдержит вес установки (+)

Солнечный коллектор, который нагревает воздушную массу – выполняет свои нагревательные функции за счет воздушных потоков, проходящих через систему. Хладагент циркулирует в контуре, охлаждается и снова попадает в систему. Движение воздушных потоков может осуществляться естественным путем или с помощью вентилятора.

Что касается материалов для изготовления воздухосборника, то здесь можно использовать различные подручные средства. Нет единого правила.

Домашние мастера совершенствуют этот тип самодельной солнечной системы. Кто-то пытается получить более дешевый вариант, жертвуя эффективностью, кто-то – наоборот.

Разобравшись с основными элементами воздухосборника, проще определиться с местом его установки – крыша или стена (+)

Рассмотрим основные методы.

Особенности установки трубчатой ​​солнечной системы

Трубчатую солнечную систему для отопления можно использовать в различных регионах. Он не зависит от температуры наружного воздуха. Главное, чтобы на установку приходилось максимальное количество солнечного света.

Антифриз, используемый в качестве охлаждающей жидкости, не замерзает при низких температурах. В ясные зимние дни количество солнечного света превышает количество света летом.

Трубчатый солнечный коллектор состоит из системы соединенных между собой прозрачных вакуумных трубок. В них содержится вещество с низкой температурой кипения. Когда он кипит, он испаряется, передает свое тепло медному наконечнику и стекает вниз, где все повторяется снова.

Огнеупорные стеклянные вакуумные трубки заполнены веществом, которое может кипеть при низкой температуре (+)

Вакуумные лампы поглощают до 90% всего солнечного излучения (видимого и инфракрасного). Солнечная энергия, преобразованная в тепловую, поступает в теплоноситель. Далее он передает эту энергию через систему – в теплообменник, расположенный в специальном накопительном баке.

Движение теплоносителя и воды по системам отопления происходит за счет насосов. Важно, чтобы резервуар был хорошо изолирован. Теплообменников, как правило, два: один подключается к дополнительному нагревателю, второй – к коллекторам.

В домах с таким типом солнечной системы выгодно также подключить систему теплого пола. Это позволяет более эффективно отапливать здание.

Что касается установки трубчатых коллекторов, то вы можете установить ее самостоятельно. Единственное, что нужно учитывать, – это угол наклона работы: он должен быть не менее 20°.

Трубчатый солнечный коллектор расположен на крыше в наиболее солнечном направлении. Важно, чтобы поблизости не было небоскребов, которые мешают свободному проникновению солнечных лучей

Соорудить вакуумную установку своими руками не получится – сделать вакуумные трубы в домашних условиях невозможно. Этим занимаются фабрики, специализирующиеся на производстве вакуумных солнечных систем.

Плоская солнечная система

Для отопления часто используют плоский солнечный коллектор.

Для его строительства вам понадобятся:

  • черный слой, поглощающий солнечное излучение (адсорбер);
  • металлическая рама;
  • слой теплоизоляции;
  • жидкостные трубы (медь, алюминий).
  • прозрачная крышка – пластик, стекло;
  • сплошное дно;

Конструкция должна быть оборудована впускным и выпускным трубопроводами и насосом для эффективной циркуляции жидкости.

Собирать плоскую солнечную систему можно своими руками. Для этого часто используют подручные средства, выбирая в качестве аналога более дешевые материалы (+)

Плоский коллектор можно установить под любым углом; Обязательное условие – очистить его от снега и пыли. Он особенно подходит для жаркого климата.

В холодное время года наблюдается низкий КПД и большие теплопотери. Что ставит под сомнение использование одной только этой солнечной системы для полного отопления. Оптимальным будет использование плоской солнечной системы вместе с газовым, электрическим или твердотопливным отоплением.

Предлагаем вам ознакомиться со статьями по сборке солнечных систем отопления своими руками:

  1. Как сделать солнечный коллектор для отопления своими руками: пошаговая инструкция
  2. Как сделать солнечную панель своими руками: как собрать и смонтировать солнечную панель

Еще раз о возможности

для отопления выгодно использовать солнечную энергию вместо обычных энергоресурсов. В зависимости от выбранного типа солнечной установки экономия на платном потреблении тепла может достигать 100%.

Один из вариантов полной замены системы отопления – использование коллекторов с вакуумными трубками. На начальном этапе это довольно дорогостоящий проект. В будущем он сможет гарантировать полную энергетическую независимость, окупившись за 6-8 лет.

Изобретательность отечественных умельцев не знает границ: обычную трубу можно приспособить как лабиринт для циркуляции жидкости внутри коллектора

Срок службы солнечных систем до 25 лет. Они не требуют особого ухода: периодическая очистка поверхностей от снега, пыли, мусора. Что касается ремонта, то вы можете сделать это самостоятельно. Существенным недостатком является то, что плоские коллекторы и солнечные батареи «боятся» ураганов.

Такое отопление безопасно для жителей дома и окружающей среды. Это совершенно бесплатно и не зависит от курса валюты, от цен на энергоносители.

Выводы и полезные видео по теме

На видео будет продемонстрирован процесс сборки солнечной батареи своими руками:

Наглядное пособие по устройству системы воздушного отопления:

Технология производства плоских солнечных электростанций своими руками:

Солнечные системы или солнечные системы отопления зарекомендовали себя во всем мире. Они позволяют получать тепло бесплатно, снижая стоимость счетов за отопление на 30%.

вы можете полностью заменить энергоресурсы солнечной энергией в своей системе отопления. Еще одно существенное преимущество – вы можете собрать солнечную систему своими руками.

У вас есть практические навыки сборки или управления системами солнечного отопления? Делитесь своими знаниями, задавайте связанные вопросы и участвуйте в обсуждениях. Форму для комментариев можно найти ниже.

Источник – https://sovet-ingenera.com/eco-energy/sun/solnechnye-sistemy-otopleniya.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: