Napelemes fűtési rendszerek: szoláris rendszerekre épülő fűtési technológiák elemzése

Egyre sürgetőbbé válik az alternatív hőforrások felkutatásának kérdése. Ezt elősegíti a gáz, a szén és az olaj árának emelkedése.Nagyon ígéretes irány a napkollektoros fűtési rendszerek, amelyek hosszú évekig képesek hatékonyan fűteni egy helyiséget.

Napelemes rendszer telepítésén gondolkodik, de kétségei és kérdései vannak? Segítünk kitalálni, mikor célszerű a napenergiát fűtésre használni, illetve ismertetjük a fűtésszervezés lehetséges lehetőségeit. Ezenkívül útmutatást adunk házi napelemes rendszerek - lapos és csőkollektorok - készítéséhez.

A napenergia alternatív hőforrás

A napenergia fűtési célú felhasználásának ötlete nem új. Sőt, használatának megvalósíthatóságát amerikaiak, kínaiak, spanyolok, izraeliek és japánok is bizonyították.

A piac tele van különféle berendezések kínálatával a napenergia átalakítására és további gazdasági igényekre történő felhasználására.

A napelemes rendszereket a világ számos országában aktívan használják fő hőforrásként. A mi szélességi köreinken még mindig a fűtési rendszer kiegészítéseként használják

A rendszerek költsége típusától, területétől és a gyártás során felhasznált anyagoktól függ. Évről évre folyamatosan csökkenő tendenciát mutatnak az árak minden típusú napelemes berendezések – napelemes rendszerek – esetében.

Ezáltal szélesebb lakosság számára elérhetőbbek. De még nem mindenki áll készen egy ilyen vásárlásra.

De ha kívánja, saját kezűleg is megépíthet egy hatékony szoláris fűtési rendszert, lényegesen kevesebb pénzt költve.

Egyre drágábbá válik egy hagyományos fűtési rendszer, amely évek óta tökéletesen ellátja funkcióit. Ennek oka az energiaforrások globális áremelkedése az egész világon. A tulajdonos természetes vágya, hogy spóroljon a fűtéssel, ami a családi költségvetés jelentős részét felemészti.

Tehát egy szoláris fűtési rendszer teljes mértékben helyettesítheti a szokásos szilárd tüzelőanyagot, gázt vagy bármi mást. Minden a helyiség típusától és méretétől függ, amelyben használni fogják.

A magtárnak megfelelő opció nem lesz megfelelő lakóépületnek, a nyaraló igényeit kielégítő rendszer pedig nem tud megbirkózni egy 2 szintes kastély fűtésével.

A hagyományos fűtés napenergiával történő teljes helyettesítése néha problémás. A tulajdonos attól tart, hogy a rendszer esetleg nem tud megbirkózni, vagy fizikailag nincs elég hely a szükséges számú panel felszereléséhez.

Ezért gyakran alkalmaznak kombinált fűtési rendszert anélkül, hogy teljesen elhagynák a beépített gáz (elektromos vagy egyéb) berendezéseket. A hagyományos fűtés napenergiával való helyettesítésének mértéke elérheti a 90%-ot.

Emellett fontos a napsütéses napok éves száma azon a területen, ahol az otthon található. Ráadásul a napi átlaghőmérséklet nem is olyan fontos. Sok berendezés hatékonyan nyeli el a fényt a fagyos téli napokon (a napkollektorok hűtőfolyadékként fagyállót használnak).

A fűtés mellett egy napelemes rendszer meleg vizet és villanyt is biztosíthat otthonának.

Hol lesz a leghatékonyabb a napelemes telepítés?

Amikor a fűtést napelemes rendszerre kell cserélni, számos olyan tényezőt kell figyelembe vennie, amelyek befolyásolják annak hatékonyságát.

Először, ki kell választania a megfelelőt napelemes rendszer típusa. Ebben a kérdésben figyelembe kell venni a szoba területét és célját. Leggyakrabban ez egy magánház, amelyben egy 4-5 fős család él.

Másodszor, gondosan számolja ki hőszükségletét a hideg évszak maximális fogyasztása alapján. Hasonlítsa össze ezeket a számokat a négyzetméterenként termelt energia mennyiségével. m napelemes telepítés. Csak ki kell számítani a napelemes szerkezet azon területét, amely képes megbirkózni egy adott helyiség fűtésével.

Az így kapott érték lesz a fő tényező a rendszer helyének meghatározásában. A háztartások tulajdonosai általában inkább a ház tetejét vagy falát használják. Ritkán használja a szomszédos területet vagy a garázs tetejét. Néha speciális állványokat építenek a telepítés felszereléséhez.

A napelemes rendszerek telepítésére szolgáló speciális állványok megépítése lehetővé teszi azok legkényelmesebb elhelyezését a helyi környezetben

Fontos, hogy semmi ne akadályozza meg a napfény szabad behatolását a fényelnyelő felületre. Ki kell választani egy déli, délkeleti vagy délnyugati falat vagy a tető egy részét.

Miután eldöntötte, hol helyezik el a napelemeket, el kell végezni az otthon előzetes előkészítését:

• Szabadítson fel helyet. Vágja le a felesleges ültetvényeket, ha az útban van.
• Erősítse meg a tetőt. Itt nem szabad megfeledkeznünk a javasolt szerkezet súlyáról.
• Az épület kiegészítő szigetelése. Végül is nincs értelme az utcát fűteni.

Harmadik, el kell döntenie, hogy vásárol vagy saját maga építi meg a fűtési rendszert. Minden a pénzügyi lehetőségektől és a szerkezet gyártására fordítandó vágytól függ.

A második lehetőség kiválasztása után meg kell értenie a kívánt rendszer működési elvét, hogy mindent helyesen összeszerelhessen.

A napkollektoros fűtés elrendezésének lehetséges lehetőségei

A napkollektoros fűtési rendszer kiépítésének lehetőségei teljes mértékben a háztartás tulajdonosának kívánságaitól függenek:

• Gyári termékek alkalmazása. Kész kollektorok vásárlása önszereléssel, beszereléssel.
• Kísérleti projekt építése. A további pontos számításokhoz ellenőrizni kell a rendszer használatának hatását.
• Egy teljes munkaciklus önálló elvégzése. Napelemes rendszer számítása, tervezése, építése a nulláról, telepítése.

1.opció. Ez azt jelenti, hogy a napelemes berendezésekhez a megfelelő helyet kell kiválasztani, mert ettől függ a használatuk hatékonysága. A telepítés speciális készségeket is igényel.

Nem kell kiszámítani a panelek számát - elég lesz minden kívánságát kifejezni a berendezés szállítójával.Meg kell válaszolnia a vezetők tisztázó kérdéseire is - ez az, a panelek (gyűjtők) optimális számának kiválasztása nehézségek nélkül történik.

Ahhoz, hogy saját maga telepítse a napelemes rendszert a tetőre, legalább egy asszisztens támogatását kell igénybe vennie. Ezt a munkát nem tudod egyedül elvégezni

2. lehetőség – kísérleti projekt építése. Ez lesz az optimális megoldás a kételkedő emberek számára. Végül is nehéz azonnal meghozni a végső döntést a fűtési rendszer cseréjéről. Egy kis méretű (levegő vagy víz) napkollektor megépítése és „működés közbeni” tesztelése hasznos élmény lesz.

A valós termelési költségek felmérése, a hasonló rendszerek piaci értékével való összehasonlítása és a gazdaságban történő felhasználásból származó megtakarítások kiszámítása után könnyű lesz felelős döntést hozni.

3. lehetőség – igazi mesterek választása.

A létesítmény teljes fűtéséhez óriási mennyiségű munkára lesz szükség:

• Számítsa ki a Naprendszer szükséges területét.
• Határozza meg a jövőbeni telepítés helyét, és erősítse meg.
• A ház kiegészítő szigetelése.
• Vásárolja meg az összes elemet a rendszer felépítéséhez.
• Épít napelem.
• Telepítse a megépített rendszert, az alapvető követelményekre összpontosítva - a napfény beeséséhez viszonyított dőlésszöget.

A rendszertelepítési munka teljes ciklusának elvégzése nem nevezhető könnyű feladatnak, de a folyamat rendkívül izgalmas. Ezenkívül jelentős összeget takaríthat meg.

A napenergiát használó fűtési mód kiválasztásakor el kell döntenie, hogy azt vízmelegítésre és villamosenergia-termelésre is használják-e (kattintson a nagyításhoz)

A napenergia átalakítására szolgáló berendezések típusai

A működési elvtől függően kétféle eszköz létezik, amelyek elnyelik a napfényt:

• Fotoelektromos átalakító alapú akkumulátorok. Sorosan vagy párhuzamosan kapcsolt félvezető elemek rendszereit ábrázolja. Áramot szolgáltatnak a háztartási fűtőberendezésekhez.
• Napkollektorok. Hűtőfolyadékkal töltött csőrendszerű panelek: levegő, fagyálló keverék vagy víz. Nap által felmelegített hűtőfolyadékot szállítanak a fűtőkörbe.

Nézzük meg mindegyik lehetőséget külön-külön.

Napelemek

A napelem az elnyelt fényt elektromos árammá alakítja. Fotocellákból (leggyakrabban szilíciumból) áll, amelyek azonnal képesek egyenáramot vonni a napsugárzásból.

Egy ilyen telepítés az elektromos fűtőberendezések működőképességének biztosítására használható. Csatlakoztatni kell az otthoni áramellátó rendszerhez.

A napsugárzás átalakításának hatékonysága ezzel a berendezéssel 5% és 20% között van a napsugárzást feldolgozó készülék típusától függően. Kapacitás 1 m² napelem - 120 W.

Ki kell számítani, hány négyzetméternyi területre lesz szükség egy adott háztartás igényeinek kielégítéséhez, a lakás mérete, az egyedi hőigények és a szerkezetek szigetelési szintje alapján.

A napelemeket a legkényelmesebb a ház tetejére helyezni, ehhez a déli lejtőt választva

Fűtésre a napelemek a déli régiókban a leghatékonyabbak. Legfőbb hátrányuk a hatékonyság csökkenése alkonyatkor és felhős időben, valamint a teljes teljesítmény hiánya éjszaka.

Ha saját kezűleg szeretne napelemet készíteni, először össze kell szerelnie a keretet, forrasztania kell a napelemeket, majd óvatosan le kell fektetnie mindent, és tömítőanyagot kell használnia.

A keret elkészítéséhez fa léceket és alumínium sarkokat használnak.Mindez az összeszerelt szerkezet méretétől és a telepítés helyétől függ. A napelemek - szilícium lapkák - a szerkezet leginkább fogyasztható részei. Ezek monokristályosak és polikristályosak. Az elsők valamivel drágábbak, de teljesítményük 5%-kal magasabb.

Lehetetlen saját kezűleg elkészíteni őket. Jobb, ha fotoelektromos átalakítókat vásárol már forrasztott vezetőkkel.

Ezeket farostlemez alapra kell helyezni, majd a keretben rögzíteni, a vezetékeket kívülről kivezetni az elemekből, és az összes lyukat ki kell tölteni tömítőanyaggal. Hagyja a szerkezetet alaposan megszáradni, és fedje le üveg vagy átlátszó műanyag fedéllel.

A szerelési rajzokat és a napelemek csatlakoztatásának módjait a ez a cikk.

Napkollektorok

A kollektorok alapvetően más módon alakítják át az elnyelt fényt. Munkájuk a csöveken áthaladó hűtőfolyadékon alapul.

A kialakítástól függően három fő kollektortípus különböztethető meg, amelyeket leggyakrabban szoláris fűtési rendszer építésére használnak:

• Lakás. A hűtőborda - abszorberük fémlemezből készül, külső felülete megfeketedett. Fűtéskor energiát ad át a fűtési rendszer hűtőfolyadékának.
• Vákuum. Gyűjtő vákuum típusú rendszer termosz dizájn szerint készült, melynek köszönhetően a napból kapott hő csaknem kétszeresen megmarad.
• Hubok. A készülék egy nagy felületű homorú tükörrésszel van felszerelve, amely a napfényt egy kis elnyelő területre fókuszálja.

A mindennapi életben legelterjedtebb napelemes berendezéseket párhuzamosan kapcsolt elemekből vagy tekercsből álló csőrendszerrel látják el. A csöveket vagy műszaki vízzel, vagy víz és nem fagyos folyadék vagy levegő keverékével töltik fel.

A napelemes rendszer fő részeinek megjelenítése után könnyebb eldönteni, hogy hova a legjobb egyes alkatrészeket elhelyezni (+)

A levegőrendszer kiegészítő fűtési forrásként használható. Nem tud teljes mértékben hőt biztosítani egy otthonnak, függetlenül attól, hogy melyik régióban található. Az ilyen típusú napelemes rendszerek fő jellemzője a levegő, amely hűtőfolyadékként működik.

A csőrendszereket egész évben aktívan használják fűtésre. A fagyálló vagy fagyálló keveréket a napsugarak felmelegítik, majd belső hőcserélő csöveken haladnak át, majd a tárolótartályba kerülnek.

A folyadék mozgását egy szivattyú serkenti, aminek köszönhetően a tartályból a fűtési rendszerbe kerül. A felmelegített hűtőfolyadék kiszorítja a folyadék lehűtött részét, amelynek vissza kell térnie a kollektorba és fel kell melegednie.

A lapos napelemes rendszer működési elve azon alapul, hogy a napfény behatol a panelbe, ahol a hőelnyelő található. Felmelegszik és hőt bocsát ki, ami a fémcsöveken (leggyakrabban rézen) keresztül kerül a keringő folyadékba.

Mit építhetsz egyedül?

Napkollektoros fűtési rendszert saját kezűleg készíthet levegő típusú kollektor segítségével. A legjobb, ha az épület déli falára helyezi.

Minél nagyobb a fűtött helyiség területe, annál nagyobb területet foglal el a kollektor - talán a ház teljes falát. Ez a napelemes rendszer a tetőtérben is kiépíthető.

Ha a tetőtérben légfűtéses rendszert kíván beépíteni, meg kell győződnie arról, hogy az elbírja a telepítés súlyát (+)

A légtömeget felmelegítő napkollektor a rendszeren belül áthaladó légáramlások miatt látja el fűtési funkcióit.A hűtőfolyadék kering az áramkörön, lehűl, és ismét belép a rendszerbe. A légáramlások mozgása történhet természetesen vagy ventilátor segítségével.

Ami a levegőelosztó készítéséhez szükséges anyagokat illeti, különféle rendelkezésre álló eszközöket használhat. Nincs egyetlen szabály.

Az otthoni kézművesek fejlesztik ezt a típusú, otthon összeszerelt napelemes rendszert. Vannak, akik a hatékonyság feláldozásával olcsóbb megoldást keresnek, míg mások ennek az ellenkezőjét teszik.

A légkollektor fő elemeinek megértése után könnyebb eldönteni a telepítés helyét - tető vagy fal (+)

Nézzük a főbb módszereket.

A csőszerű napelemes rendszer telepítésének jellemzői

A csőszerű napkollektoros fűtési rendszer különböző régiókban használható. Nem függ a külső hőmérséklettől. A lényeg az, hogy a telepítés maximális mennyiségű napfényt kapjon.

A hűtőfolyadékként használt fagyálló nem fagy meg alacsony hőmérsékleten. Tiszta téli napokon a napfény mennyisége meghaladja a nyáron beérkező fény mennyiségét.

A cső alakú napkollektor egymáshoz kapcsolódó átlátszó vákuumcsövek rendszeréből áll. Alacsony forráspontú anyagot tartalmaznak. Amikor felforr, elpárolog, hőjét átadja a rézcsúcsnak és lefolyik, ahol minden megismétlődik.

A tűzálló üvegből készült vákuumcsövek belsejében olyan anyaggal vannak feltöltve, amely alacsony hőmérsékleten felforr (+)

A vákuumcsövek az összes (látható és infravörös) napsugárzás akár 90%-át elnyelik. Hővé alakított napenergia kerül a hűtőfolyadékba. Ezt az energiát továbbítja a rendszeren keresztül - egy speciális tárolótartályban elhelyezett hőcserélőbe.

A hűtőfolyadék és a víz mozgása a fűtési rendszereken keresztül a szivattyúk miatt következik be. Fontos, hogy a tartály jó hőszigeteléssel rendelkezzen. Általában két hőcserélő van: az egyik a kiegészítő fűtőelemhez, a második a kollektorokhoz csatlakozik.

Az ilyen típusú napelemes beépítéssel rendelkező házakban előnyös a padlófűtött rendszer kiegészítő csatlakoztatása. Ez lehetővé teszi az épület hatékonyabb fűtését.

Ami a csőszerű kollektorok beszerelését illeti, saját maga is telepítheti. Az egyetlen dolog, amit figyelembe kell venni, az a dőlésszög működési szöge - legalább 20°-nak kell lennie.

A cső alakú napkollektor a tetőre kerül, a legnaposabb irányt választva. Fontos, hogy a közelben ne legyenek sokemeletes épületek, amelyek akadályozzák a napfény szabad behatolását

Nem lehet saját kezűleg vákuumrendszert építeni - lehetetlen vákuumcsöveket otthon készíteni. Ezt a vákuum napelemes rendszerek gyártására szakosodott gyárak végzik.

Lapos napelem telepítés

Gyakran lapos napkollektort használnak fűtésre.

Építéséhez szüksége lesz:

• fémkeret;
• tartós alsó;
• hőszigetelő réteg;
• fekete napsugárzás-elnyelő réteg (adszorber);
• átlátszó burkolat - műanyag, üveg;
• csövek folyadékhoz (réz, alumínium).

A szerkezetet fel kell szerelni bemeneti és kimeneti csövekkel, valamint szivattyúval a hatékony folyadékkeringés érdekében.

Saját kezűleg összeállíthat egy lapos napelemes rendszert. Ehhez gyakran rögtönzött eszközöket használnak, és olcsóbb anyagokat választanak analógként (+)

A laposkollektor tetszőleges szögben felszerelhető, ennek előfeltétele a hó és a por megtisztítása. Különösen jó meleg éghajlaton.

A hideg évszakban alacsony teljesítmény és nagy hőveszteség figyelhető meg.Ami megkérdőjelezi ennek a napelemes rendszernek a teljes fűtésre való egyedüli használatát. Optimális lenne egy lapos napkollektoros telepítés gáz-, elektromos vagy szilárd tüzelésű fűtéssel együtt.

Meghívjuk Önt, hogy olvasson cikkeket a házi napkollektoros fűtési rendszerekről:

1. Hogyan készítsünk napkollektort fűtésre saját kezűleg - lépésről lépésre
2. Hogyan készítsünk napelemet saját kezűleg: a napelem összeszerelésének és felszerelésének módszerei

Még egyszer a célszerűségről

Fűtésre előnyös a napenergiát használni a hagyományos energiaforrások helyett. A választott napelemes rendszer típusától függően a fizetett hőfogyasztás megtakarítása akár 100% is lehet.

A fűtési rendszer teljes cseréjének lehetősége vákuumcsöves kollektorok használata. Ez egy meglehetősen drága projekt a kezdeti szakaszban. A jövőben garantálni tudja a teljes energiafüggetlenséget, 6-8 év alatt megtérül.

Az otthoni kézművesek találékonysága nem ismer határokat - egy közönséges tömlő használható labirintusként a folyadék keringetésére az elosztóban

A napelemes berendezések élettartama akár 25 év. Kevés karbantartást igényelnek - a felületek időszakos tisztítását a hótól, portól és törmeléktől. Ami a javítást illeti, megteheti saját maga. Jelentős hátránya, hogy a síkkollektorok és a napelemek „félnek” a hurrikánoktól.

Az ilyen fűtés biztonságos a ház lakói és a környezet számára. Teljesen ingyenes, és nem függ az árfolyamoktól vagy az energiaáraktól.

Következtetések és hasznos videó a témában

A videó bemutatja a napelemek saját kezű építésének folyamatát:

Szemléltető segédlet légfűtőrendszer építéséhez:

Technológia lapos napelem telepítéshez saját kezűleg:

A napelemes erőművek vagy szoláris fűtési rendszerek világszerte beváltak. Lehetővé teszik, hogy ingyenesen kapjon hőt, 30%-kal csökkentve a fűtési közüzemi díjak fizetését.

Fűtési rendszerében lehetőség van az energiaforrások teljes kiváltására napenergiával. További jelentős előny, hogy a napelemes rendszert saját maga is összeállíthatja.

Rendelkezik gyakorlati ismeretekkel a napkollektoros rendszerek összeszerelésében vagy üzemeltetésében? Ossza meg felhalmozott tudását, tegyen fel kérdéseket a témával kapcsolatban, vegyen részt vitákban. A megjegyzés űrlap lent található.