Сонячний обігрівач для дому – зручне і дешеве опалення

Зміст:

  • Ціни та рішення
  • Конструкції
  • Загальні риси
  • Каркасні сонячні батареї
  • Безкаркасні сонячні батареї
  • На що звертати увагу при покупці
  • Типова схема автономної електричної мережі
  • Колектори
  • Висновок

Ціни кусаються, але і гарантія 25 років на 80% потужності від номіналу також вражає. Сонячний обігрівач для будинку днем збирає енергію, вночі живлення здійснюється від акумулятора. Рекламний трюк або єдино можлива альтернатива дизель-генератора?

Ціни та рішення

Ціна за 1 Вт потужності для типових сонячних батарей, встановлених на дах, вкладається в рамки 4-8$. При цьому постачальник часто зобов’язується вирізати елементи під замовлення або встановити стандартний варіант. Що може і чого не може сонячна енергія? Ось набір типових рішень, що надаються однієї з фірм на своєму сайті:

  • Постачання енергією приватного будинку.
  • Обладнання для безперебійної роботи станцій зв’язку.
  • Точка Wi-Fi на сонячних батареях.
  • Окремо стоять ліхтарі, що живляться променями денного світила.
  • Зарядні пристрої для стільникових телефонів.
  • Рекламні щити з вогнями.
  • Віконні скла, здатні виробляти енергію.
  • Це лише найбільш доступні розумінню проекти, є й інші. Інженер Скотт Брюсав пропонує зробити дорожні покриття цілком з сонячних батарей. Це по-справжньому грандіозний проект, але набагато більш дивно буде виглядати сад з еко-дерев. Від «рослин» легко заряджаються різні мобільні пристрої. (Див. також: Сонячний водонагрівач своїми руками)

    Сонячний обігрівач для дому   зручне і дешеве опалення

    Конструкції

    Що саме можуть запропонувати магазинні прилавки? На сьогоднішній день в наявності є дві конструкції:

  • каркасні;
  • безкаркасні.
  • Крім цього, можна придбати фотоелементи окремо. У цьому випадку проблема правильного використання пристроїв лягає повністю на плечі покупця.

    Загальні риси

    Незалежно від наявності каркаса кожна сонячна батарея складається з модулів, утворених фотоелементами, з’єднаними послідовно, паралельно або змішаним способом. Останнє дозволяє отримати необхідні вольтаж і потужність. В межах модуля пильна увага приділяється характеристикам фотоелементів. Сумарні властивості конструкції визначаються найгіршим значенням параметра. Так в послідовному ланцюжку струм обмежений максимальним внутрішнім опором фотоелемента.

    Сонячні батареї на даху будинку складаються з безлічі модулів, упакованих одним з двох способів, згаданих вище. Чим же вони відрізняються?

    Каркасні сонячні батареї

    Підкладка з загартованого скла служить надійним захистом для листових сонячних батарей, нанесених на одну з його сторін. Ні дощ, ні сніг, ні град не зможуть зашкодити джерела автономного електропостачання. Прозоре скло легко пропускає світло і запобігає механічному пошкодженню фотоелементів. З внутрішньої сторони батареї захищені шарами ламінату. Зазвичай в цих цілях використовується лавсан (поліестер).

    Для додаткової герметизації фотоелементи втоплені в плівку, схожу за властивостями з поліетиленом. Торці обробляються алюмінієвим профілем, посадженим на герметик, це перешкоджає розшаруванню пирога, який починаючи від зовнішньої поверхні — виглядає так: (Див. також: Який обігрівач вибрати для дому)

  • Міцний шар загартованого скла.
  • Фотоелементи, втоплені в плівку.
  • Внутрішні шари ламінату.
  • Сонячний обігрівач для дому   зручне і дешеве опалення

    Алюмінієвий профіль зазвичай має форму літери F і підтримує всю конструкцію на деякій відстані від поверхні покрівлі. Оскільки один елемент не може забезпечити достатнього вихідної напруги, то кілька штук з’єднуються послідовно. Будь-каркасна конструкція доповнюється елементами електричних з’єднань.

    Безкаркасні сонячні батареї

    У цьому варіанті виконання каркас відсутня. Підкладкою може служити склотекстоліт, або підкладка може бути відсутнім зовсім. В останньому випадку обидві сторони покриваються лавсановою плівкою. Фотоелементи, як і раніше, ретельно загерметизовані.

    На що звертати увагу при покупці

    Всі номінальні параметри, наведені в таблицях для сонячних батарей, вимірюються в нормальних умовах. Такими вважаються:

    • температура навколишнього середовища 25 ?С;
    • потік світла 1000 Вт/м2;
    • спектр АМ1.5.

    Треба визнати, що зазначена в останньому елементі списку абревіатура може ввести в оману навіть досвідченого інженера. Насправді нічого складного немає. Номінальні параметри сонячних батарей прийнято відчувати спектром нашого світила, які спостерігаються на середній континентальної широті США. Це дещо південніше Москви і відповідає приблизно положення Волгограда або Ростова-на-Дону.

    Стандарт, що характеризує стан атмосфери випробувального спектру, на офіційному сайті коштує 80 швейцарських франків, тому пропонується задовольнитися тим, що є з приводу умов вимірювання у відкритих джерелах:

    • оцінка параметрів повітря проводиться в 30 шарах, згідно платного стандарту;
    • кут положення Сонця в зеніті становить 48,19 градусів;
    • каламутність атмосферного повітря на частоті 500 нм (блакитний колір) — 0,084;
    • еквівалентний стовпчик водяної пари — 1,42 см;
    • еквівалентна товщина озонового шару — 0,34 див.

    Каламутність на довжині хвилі 500 нм вибирається виходячи з умови блакиті неба. Цей колір переважає у видимому з поверхні Землі спектрі.

    Навіщо стільки науковості? Щоб потім не задаватися питанням, чому харчування обігрівача сонячними батареями йде якось врозріз з документацією. Дуже схожі умови списку на ту місцевість, де буде встановлена батарея?

    Ось як це може виглядати взимку. Номінальна потужність сонячної батареї складає 1000 Вт, точне значення напруги не настільки важливо, оскільки буде перетворено інвертором. Отже, температура перейшла в мінус. Спеціальна поправка на номінал напруги враховується при відхиленні умов від норми. Нижче 25 ?С вольтаж на виході батареї буде зростати. При цьому щільність потоку потужності ніколи не складе 1000 Вт/м2 де-небудь в Хімках, та ще й взимку. Вимірювання також передбачають, що Сонце відкидає промені на поверхню сонячної батареї під прямим кутом. Будь-яке відхилення від цього умови закономірно знижує вихідну потужність.

    Сонячний обігрівач для дому   зручне і дешеве опалення

    Всі ці аспекти необхідно враховувати, вибираючи сонячну батарею для дому.

    Типова схема автономної електричної мережі

    Сонячні батареї з номіналом 12 В зазвичай працюють на акумулятори та прилади, для яких вольтаж достатній. Контролер заряду чуйно стежить, щоб обладнання експлуатувалося згідно з технічним нормам. При необхідності ланцюг між сонячною батареєю і акумуляторами розмикається.

    Домашні прилади не можуть працювати безпосередньо від постійної напруги 12 В, тому використовується спеціальний перетворювач — інвертор. Змінний струм частотою 50 Гц і номіналом 220 В від нього вже надходить в будинок. Харчування обігрівача сонячними батареями ведеться за опосередкованої схеми — через інвертор.

    А як же мережеве електропостачання? Чули анекдот про те, як мешканці не тільки не споживають гарячу воду, але й закачує її в водопровід? Поки ми тут безглуздо жартуємо про скручиваемые лічильники, у Німеччині фермери постачають електроенергією не тільки себе, але і всю округу, закачуючи кіловати в мережу. І отримують за це гроші. А беруться кіловати від сонячних батарей. Як у казці? Так! Сонячні батареї у дворі дозволяють не тільки не платити державі, але навіть трохи підзаробити.

    Програми з розвитку сонячної індустрії існують у всіх розвинених державах і навіть у Монголії.

    Колектори

    Нарешті, хотілося б згадати про сонячні нагрівачі води, називаються колекторами. Досить поставити на даху будинку, щоб відпала потреба щось гріти. Китайська провінція Хубей активно зводить житлові будинки, оснащені подібним чином. На наших широтах сонячний водонагрівач нагоді переважно влітку на дачі.

    Сам колектор складається з спеціальних вакуумних коаксіальних трубок, покритих темною фарбою, чудово поглинає світло. У розрізі виходять два циліндра, вставлених один в іншій співвісно. Внутрішній — мідний водовід — нагрівається за рахунок випромінювання від стінок зовнішнього.

    Сонячний обігрівач для дому   зручне і дешеве опалення

    Загальна схема виглядає так:

  • Шар фарби поглинає енергію сонячного світла і нагріває зовнішню трубку. Внутрішні її стінки починають випромінювати тепло.
  • Через вакуум енергія досягає внутрішньої трубки, по якій протікає вода.
  • Рідина нагрівається і збирається в бак, звідки лунає споживачам.
  • Іноді колектор продається в складі сонячного обігрівача, а інший раз можна придбати прилад окремо. Вартість виробу укладається в 500$, що дозволяє отримати від 15 до 25 літрів гарячої води.

    Якщо трохи попрацювати над конструкцією, то теплу воду можна отримати і взимку. Головна умова — відсутність снігу та криги на трубках колектора. Можна помістити прилад на сонячний горище чи навіть винести на вулицю. Важливо забезпечити ізоляцію водоводу від зовнішнього середовища. Утеплити, наприклад, скловатою в поєднанні з ПЕНОФОЛ.

    Сонячний обігрівач для дому   зручне і дешеве опалення

    Висновок

    Обігрівач на сонячних батареях буде справно функціонувати навіть при відключенні мережевого електропостачання. Ось плюси такого рішення:

    • від інвертора можуть харчуватися будь-які прилади, не тільки обігрівач;
    • повна пожежобезпечність, якщо порівнювати з підвальним газовим котлом;
    • відсутність необхідності додаткового монтажу всередині приміщень;
    • довговічність і відмовостійкість — кремній не може поламатися;
    • гарантія виробника до 25 років;
    • відмінна електрична сумісність з різним типом обладнання.

    До мінусів відносяться:

    • необхідно чистити поверхню сонячної батареї від дощових розлучень та іншого бруду;
    • дорога покупка повинна бути захищена від вандалів та злодіїв;
    • вартість рішення порівняно велика.

    Загалом, ціна — єдиний обмежуючий фактор. Якщо кошти є, то сонячна батарея на даху не завадить.

    Сподобалася стаття? Поділитися з друзями:
    Корисні поради та відповіді на питання