Солнечный коллектор для отопления

Любой владелец частного дома сталкивался с проблемой выбора системы отопления. Особенно данный вопрос актуален для удаленных от городов зон. Экономное отопление теплиц, бытовых помещений также часто вызывает много раздумий.

Печи с котлами нагревания, электрические батареи, дровяные камины – распространенные, но не самые выгодные под итоговый расчет варианты. Носители энергии (дерево, уголь, газ, электричество) обходятся дорого.

Поговорим про солнечные коллекторы для отопления дома

При этом расход ресурсов, особенно для помещений больших площадей, отличается немалым показателем. В ответ на существующий спрос технический прогресс продвинулся до создания энергетических коллекторов, действующих за счет поглощения солнечного света. Изобретение является довольно молодым, но уже активно используется для нагревания воды, воздушных масс внутри разных теплоносителей. Особенно широко для отопления такой комплект включается в «эко» дома.

Солнечные коллекторы – инновационные системы, постепенно набирающие популярность. Технология относится к дорогостоящим, но при этом предлагает качественный альтернативный способ получения энергии. Некоторые фирмы могут изготовить коллектор или их комплект на заказ в соответствии с нужными размерами, мощностью. Большинство предлагают универсальные экземпляры.

Использование для отопления дома

Любой солнечный коллектор является климатической техникой с возобновляемым ресурсом энергии. Источником тепла для данного случая выступает сама природа. Таким образом, расходы требуются только на оборудование. Результативный расчет показывает значительное снижение общих затрат на отопление дома.

  1. Коллекторы каждым своим квадратным метром экономят в среднем 800 кВт в год.
  2. Это покрывает практически половину потребности типового частного дома в тепле.
  3. Зимой солнечный комплект способен обогреть до 30-40% жилых помещений.
  4. Автоматизированные экземпляры улавливают и перерабатывают на отопление до 75% дневного света.
  5. Солнечные коллекторы работают по тому же принципу, что и бытовые водонагреватели – энергия действует на тепловой элемент, повышая температуру воды, воздуха или антифриза в полостях отопительных приборов.
  6. Руководящим элементом выступает сам корпус коллектора – плоская пластина площадью несколько квадратных метров.

Погодная нестабильность породила идею совмещения энергий солнца и электричества у некоторых приборов такого класса. При низкой освещенности и прохладной погоде площадь устройства только впитывает доступное тепло, нагревая комплект.

Дальнейшее прогревание системы частного отопления проводится уже при участии электричества. Подобный подход позволяет выжать из установки максимум, хотя расчет затрат останется скромным. Технология получила название «принудительной циркуляции».

Как правило, она характерна крупномасштабным коллекторам.

Созависимое функционирование в умеренных поясах планеты используются чаще автономного. Но в условиях преобладания годового активного солнца возможно использовать исключительно природную энергию. Для этого понадобиться только рациональный расчет с правильной теплоизоляцией постройки.

Способ включения коллектора в отопительный комплект частного дома напрямую зависит от выбранного типа циркуляции. При естественной форме бак накопления ставится выше основной пластины, верхний вывод подключается ко входу горячего содержимого, а нижний – в обратном направлении. Такой способ более дешев, но рискован появлением воздушных пробок.

Использование дополнительных насосов для принудительной работы подразумевает иной монтаж. На бак, выход и обратный ход таких коллекторов обязательно ставятся температурные датчики. Показания автоматики дают дальнейшие команды контроллеру и управляют движениями насоса. При таком способе частыми вспомогательными источниками энергии выступают газовые котлы и котлы на твердом топливе.

Для обоих вариантов важно установить коллектор таким образом, чтобы уровень наклона позволял улавливать максимум прямого солнечного света за сутки. В противном случае система не станет функционировать как следует, особенно при пасмурной погоде.

Видео на эту тему, рассказ о готовом примере применения

Эффективность работы

Солнечные коллекторы, или гелиосистемы, способны работать круглый год без перерыва.

Даже в условиях облачности до поверхности земли доходит больше половины излучения.

Кроме того, их эксплуатация абсолютно безопасна для человека и окружающей среды. Любой гелио комплект прост в обслуживании, выглядит эстетично, облагораживает внешний облик частного дома.

К плюсам устройств также можно отнести:

  • автономность горячего водоснабжения зимой, летом, при перебоях и ремонтных работах;
  • срок службы до 30 лет, окупаемость с выгодой от трат на отопление через 3-5 лет;
  • отсутствие тарификации, ежемесячный расчет независим от повышения цен на электричество;
  • возможность одновременного использования для обогрева бассейнов, теплиц, хозяйственных помещений;
  • легкая интеграция в существующий комплект отопления;
  • отсутствие грязи, отходов;
  • снижение суммарной нагрузки на электро- и теплосеть дома;
  • оптимизация под собственные нужды.

Отрицательные моменты использования солнечных коллекторов не столь многочисленны:

  • высокая стоимость первичной покупки и установки. В зависимости от производителя, масштабности и комплектации вся гелиосистема может обойтись до 10 тысяч долларов. Даже модели попроще обходятся в крупную сумму, которую необходимо заплатить единовременно;
  • на эффективность работы коллекторов могут влиять не только климатические условия, но и особенности ландшафта, форма крыши, типичная длина светового дня и прочие факторы. От подобных показателей зависит период окупаемости.

Пассивная циркуляция внутри солнечного коллектора обусловит меньшую производную эффективность. При принудительном управлении вода и энергия расходуются более продуктивно. Второй вариант требует усложненного обслуживания, но больше подходит для условия средней полосы проживания. Для южных регионов введение в обиход гелиосистемы нередко сокращает расчет за электроэнергию вдвое.

КПД солнечного коллектора достигает 95%. Края с суровым климатом проявляют показатель пониже, но также оправдывают использование.

Чтобы произвести расчет годовой эффективности коллектора, требуется перемножить величину инсоляции в регионе за год (существуют специальные таблицы), площадь поглощения системы и его КПД.

Расчет дневной выгоды проводится таким же образом, но с учетом соответственного (дневного) показателя инсоляции.

Типы солнечных коллекторов

Конструкция солнечного коллектора может соответствовать одному из классов, описанных ниже.

Плоский светопоглощающий

Представляет собой темный алюминиевый ящик с медными трубками внутри. Снизу ограничен слоем теплоизоляции. Сверху закрыт закаленным стеклом и пропилен-гликолем, выполняющим работу поглотителя солнечных лучей. Функционален в любое время года, популярен ввиду доступной себестоимости.

Вакуумные коллекторы состоят из многочисленных медных трубок. Элементы уложены ровными рядами. Каждая трубка с поглощающим и отражающим веществами расположена внутри еще одной стеклянной колбы аналогичной формы, но большего диаметра.

Между стенками емкостей образуется вакуум, выступающий теплоизолятором и проводником. Главным достоинством класса является большая принимающая площадь, а значит, высокий КПД.

Воздушный

Основан на принципе «парникового эффекта». Лучи попадают на поглощающее покрытие и полностью впитываются им. Заряженный приемник обогревает воздушные массы внутри себя. Горячий воздух заполняет помещения, поступая в дом с помощью естественной конвекции или вентилятора.

Все классы подходят для отопления частных домов в равном соотношении. Конкретный тип выбирается исходя из собственных нужд, платежеспособности, площади крыши (или иной поверхности) для установки.

Критерии выбора

Все виды коллекторов солнечного типа обладают недостатками и достоинствами.

Выбирая устройство по своим нуждам, следует обращать внимание на некоторые нюансы:

  • Плоские разновидности прочнее остальных, однако, не выгодны при ремонте. Поломка выводит из строя всю систему адсорбции, что увеличивает траты. Экземпляры данного класса способны нагревать воду на 20-40 градусов выше температуры окружающей среды.
  • Вакуумные виды коллекторов чувствительны к внешним действиям, быстрее поддаются повреждениям из-за хрупких полых трубок. Между тем, ремонт может быть произведен в виде замены конкретной колбы. Зимой эффективнее плоского типа, поскольку нагревает теплоноситель в более широком диапазоне и дольше поддерживает температуру.
  • Воздушные виды просты по конструкции, редко требуют ремонтных вмешательств. Стойко выдерживают очень низкие температуры, служат дольше остальных. В целом же, они слабее прогревают помещения.
  • Преобразование солнечной энергии на тепло внутри вакуумного коллектора прямо пропорционально размеру трубок. Короткая трубка мелкого диаметра снизит расчет выработки нагрева. Вакуумные коллекторы оптимальны при наличии нескольких колб длиной до 2 метров и шириной около 6 см. Внутри должна иметься U-образная или прямая вставка для эффективного термогенеза.
  • Мощность гелиотехники измеряется в кВт и является номинальной. Т.е. показатель говорит о количестве тепла, которое будет производиться за период пребывания яркого солнца на уровне зенита. Для раннего утра и вечера такой расчет не актуален. Ночью в режиме поддержания используется накопленная днем энергия. По этой причине необходимо учитывать мощность сопрягаемой с коллектором системы и проверять возможность длительного сохранения тепла. Устройства с низким сбережением температур не подойдут для морозного времени года. Особенно данный фактор важен для моделей с водным проводником.
  • Перед приобретением коллектора требуется составить проект полной системы отопления и крепления к крыше. Во многих случаях будет оправданно использование дополнительных каркасов. Замеры, расчет предпочтительно делать при участии специалиста данной сферы деятельности.
  • Выбор вертикального расположения коллектора избавит от проблем с зачисткой снега, но может снизить КПД. В любом случае, нужно предусмотреть под установкой место для схода осадков зимой.
  • Самым выгодным будет размещение системы «лицом» на южную сторону или с отклонением от нее не более 30 градусов. Для функционирования 12 месяцев в год лучше брать угол установки равный широте местности.

Отзывы

Мнения по поводу использования солнечных коллекторов на практике расходятся. Положительные отзывы опираются на экологическую чистоту метода и рентабельность использования такого отопления как дополнительного источника горячей воды. Подавляющее число потенциальных пользователей сомневается в способности такой техники справиться с обогревом полноценного дома.

Нередко отзывы содержат споры о целесообразности применения гелиосистем где-то кроме южных территорий. Многие считают коллекторы в средней полосе дорогостоящей игрушкой с непредсказуемой окупаемостью. Большинство видит выгоду только для обогрева теплиц, бассейнов, небольших домов и мелких помещений на летние периоды.

Рассказ пользователя коллектором о первом дне использования

В целом, интерес к альтернативным способам получения тепловой энергии проявляется очень активно. Массы людей, изучающих вопрос углубленно, растут с каждым днем.

Обзор моделей

HH-SCH-12

Вакуумный коллектор солнечного класса с 12 трубками диаметра 5,8 см, длиной 1,8 м. КПД поглощения равен не менее 92%. Рабочая площадь 1,5 кв.м. Давление при испытании – 1 МПа. Подходит для отопительных сплит-систем. Допустимо последовательное объединение нескольких штук для наращивания производительности.

Цена – 27 тыс. руб.

FPC-2200

Плоский коллектор с активной площадью 2,1 кв.м. Адсорбция лучей превышает 94%. Максимальное давление при работе – 1 МПа. Диапазон рабочей температуры – от 33 до 135 градусов Цельсия. Требует дополнительного приобретения монтажной рамы.

Цена – 28 тыс.руб.

Сокол-Эффект-А

Бюджетный солнечный коллектор плоского типа. Российское производство. Предназначен для круглогодичного пользования. Поглощающая панель – 2,06 кв.м. Профиль изготовлен из алюминия. Лучшим образом работает с отоплением на основе воды или антифриза. Поглощает до 95% света. Теплопотери – не более 5%. Средняя производительность – 125 л воды (от 15 градусов) до 50 градусов.

Цена – 17 тыс. руб.

Читайте также:  Комплекты солнечных панелей для частного дома

Комплект солнечных коллекторов Galmet Premium 2хKSG 21

Состоит из двух плоских гелиосистем, инсталляционных креплений, расширительного бака на 24 л, водонагревателя. Теплоноситель – жидкости. Подходит для скатных крыш из черепицы, рубероида.

Выгодный вариант для дач, пригородных домов небольшой площади. Стекло призматическое антибликовое. Коэффициент поглощения – от 95%. Площадь одного листа – 2,1 кв.м. максимальная мощность – 1,5 кВт.

Работает круглогодично.

Цена комплекта – 117 тыс. руб.

SOLARVENTI SV3

Воздушный коллектор. Обогревает помещения без питания от электросети, избавляет от затхлости, улучшает качество воздуха в домах. Подходит для складов, гаражей, жилых и технических помещений до 25 кв.м.

Полный воздухообмен площади происходит за 2 часа. КПД – 57%, производительность за год – 200кВт/ч. Диапазон нагрева – 15 градусов. Толщина панели – 10 мм. Вес не более 6 кг позволяет крепить вертикально даже к стене.

Габариты 53 на 70 на 5,5 см.

Цена – 39 тыс. руб.

Как итог

Солнечный коллектор – изобретение современной науки, вызывающее множество любопытства и споров.

Об абсолютном переходе на подобные установки говорить рано. При этом разумные доводы в сторону использования такого метода генерации тепла, безусловно, присутствуют.

В условиях истощения ресурсов природы коллекторы солнечного света становятся все актуальнее. Технология продолжает идти по пути развития, совершенствования, распространения в массы.

Производство гелиосистем набирает обороты. Количество моделей на разные потребности увеличивается. Даже при обширных сомнениях народа в таком отоплении, ниша растет и занимает все более устойчивые позиции.

Источник: http://generatorexperts.ru/alternativnye-istochniki/solnechnye-kollektory-dlya-otopleniya-doma.html

Солнечный коллектор для отопления дома

Солнечный коллектор – это техническое устройство, служащее для преобразования солнечной энергии в тепловую. По типу теплоносителя, солнечные коллекторы подразделяются на воздушные и жидкостные, в которых теплоносителем служит вода или иное жидкое вещество (антифриз, этиленгликоль и подобные). По конструкции, данные устройства, бывают плоские и вакуумные.

Принцип действия

Для отопления жилого дома или иного объекта могут быть использованы все виды солнечных коллекторов, однако принцип их работы, вне зависимости от конструкции и вида теплоносителя, является единым.

Принцип работы солнечного коллектора основан на способности материалов поглощать энергию солнца в видимом и невидимом, человеческому глазу, диапазонах, в связи с чем, внутри данного материала, начинаются физические процессы, молекулы начинают быстрее двигаться, материал (вещество) – нагревается. Тепло выделяемое материалами, на которые воздействуют солнечные лучи, передается теплоносителя для последующего использования.

Схематично, принцип работы различных видов устройств, можно отразить следующим образом:

  1. Плоский солнечный коллектор, работающий с использование жидкого теплоносителя:
  2. Плоский солнечный коллектор, работающий с использование воздуха:
  3. Вакуумный солнечный коллектор, с жидким теплоносителем:

Виды

В соответствии с конструкцией, видом теплоносителя и способу его использования и передачи тепла, солнечные коллекторы бывают:

По типу конструкции:

  • Плоские – представляют из себя конструкцию в виде прямоугольника (коробки), выполняемую из прочного материала и служащую корпусом устройства. Во внутренне пространство корпуса укладывается изоляция, по поверхности которой монтируется абсорбирующая (поглощающая тепло) пластина. В специальные углубления абсорбера, укладываются трубки (как правили изготовленные из меди), в которые, в дальнейшем, подается теплоноситель. С наружной стороны корпус закрывается поглощающей оболочкой и защитным стеклом.
  • Вакуумные – в устройстве данного типа, определенное количество вакуумных трубок, объединены в общем корпусе коллектора. В корпусе устроен теплообменник, в котором теплоноситель, циркулирующий во внутреннем контуре вакуумных трубок, передает полученную энергию, теплоносителю наружного контура.

По типу теплоносителя:

По способу использования теплоносителя:

  • Пассивные – солнечный коллектор используется в паре с баком накопителем, и служит для горячего водоснабжения, без устройства дополнительных инженерных элементов сети (циркуляционный насос, элементы защиты и т. д.).
  • Активные – система, кроме монтажа коллектора, комплектуется техническими устройствами (насос, защитные клапана, бак накопитель, дополнительные элементы нагрева теплоносителя), и может использоваться как для горячего водоснабжения, так и для отопления помещений.

По способу передачи тепла:

  • Косвенного действия, когда в системе отопления (горячего водоснабжения), присутствует бак-аккумулятор (накопитель), в котором происходит передача тепловой энергии, полученной, наружным контуром, от солнечных лучей, и передаваемой внутреннему контуру, циркулирующему в системах ГВС и отопления.
  • Прямого действия, прямоточные – данный способ используется в системах ГВС, при этом циркуляция воды, в контуре коллектора, осуществляется под воздействием разности температур и путем установки дополнительных элементов (кранов, клапанов и т. д.).

Как работает зимой?

В системах отопления, как правило, используются вакуумные коллекторы, это определяется их техническими характеристиками и условиями эксплуатации.

Основной элемент вакуумного солнечного коллектора – это вакуумная трубка, которая состоит из:

  • Изоляционной трубки, выполненной из стекла или иного материала, пропускающего солнечные лучи с минимальными потерями их мощности;
  • Медной, тепловой трубки, помещенной во внутреннее пространство изоляционной трубки;
  • Алюминиевой фольги и поглощающего слоя, расположенных между трубками;
  • Крышкой изоляционной трубки, являющейся уплотнительной прокладкой, обеспечивающей вакуум во внутреннем пространстве устройства.

Работа системы осуществляется следующим образом:

  1. Под воздействием солнечной энергии, теплоноситель контура трубки, испаряется и поднимается вверх, где в теплообменнике коллектора конденсируется, передает свое тепло теплоносителю наружного контура, после чего стекает вниз, и процесс повторяется.
  2. Теплоноситель наружного контура, из теплообменника солнечного коллектора, подается на бак-аккумулятор, где происходит передача полученной тепловой энергии теплоносителю системы отопления и горячего водоснабжения.
  3. Циркуляция теплоносителя наружного контура осуществляется путем установки циркуляционного насоса и систем автоматики, обеспечивающей работу системы в автоматическом режиме.
  4. В комплекс системы автоматики входит контроллер, датчики и элементы управления, обеспечивающие установленные параметры работы системы (температура, расход жидкости в системе ГВС и т. д.)

Для того, чтобы данная система была эффективна и справлялась с выполнением поставленных задач, в том числе и в зимний период, системой предусматривается установка дублирующих источников энергии.

Это может быть дополнительная система нагрева, с использованием теплоносителя, как на приведенной схеме, когда теплоноситель дополнительного контура нагревается путем использования различных видов топлива (газ, биотопливо, электричество).

Также, с подобную задачу можно выполнить путем установки электрических ТЭНов, непосредственно в бак-аккумулятор. Работу дублирующих источников энергии контролирует система автоматики, включая в работу данные устройства, по мере необходимости.

Выгодно ли это

Определить, выгодно ли использовать солнечные коллекторы, каждый определяет для себя индивидуально, в зависимости от региона проживания, потребности в тепловой энергии и в зависимости от финансовых возможностей.

Регион проживания – это важный критерий, при определении эффективности использования устройств, служащих для преобразования энергии солнца в другие виды энергии. Солнечная активность (продолжительность солнечного сияния), в разных регионах нашей страны разная, что видно на приведенной ниже схеме.

Из данной схемы видно, что наиболее благоприятные регионы, для использования солнечной энергии, с продолжительностью солнечной активности более 2000,0 часов в год, расположены в южных районах страны.

В этих районах также не бывает холодных и продолжительных зим, что определяет возможность успешного использования солнечных коллекторов в системах отопления и горячего водоснабжения, именно в этих областях России.

При необходимости создать абсолютно автономную систему, от внешних, традиционных поставщиков тепловой энергии, следует помнить, что, установив только коллектор, создать подобную систему не получится, т. к.

для создания циркуляции теплоносителя, работы системы автоматики, необходима электрическая энергия. Поэтому, для полной автономии, необходимо проработать вопрос по независимому электроснабжению подключаемого объекта.

Следовательно, для того, чтобы сделать абсолютно независимую систему, потребуются дополнительные финансовые затраты, что увеличит срок окупаемости оборудования.

Как сделать своими руками

Наиболее простой, но тем не менее эффективный вариант, это плоский солнечный коллектор, в котором в качестве теплоносителя используется вода.

Из имеющихся под рукой материалов, изготавливается корпус устройства. Это может быть дерево, профильный черный или цветной металл.

Размеры каркаса определяются местом установки солнечного коллектора, его назначением и наличием требуемых материалов.

Во внутреннее пространство корпуса укладывается утеплитель, поверх которого укладывается медная трубка. Для создания большей поглощающей площади, трубку укладывают в форме змеевика.

Чтобы увеличить КПД устройства, под трубку можно положить слой фольги (на схеме не показано), это позволит снизить тепловые потери в нижнюю сторону устройства и увеличит температуру во внутреннем пространстве корпуса.

С наружной стороны корпус закрывается защитным стеклом, щели герметизируются. В местах ввода и выхода труб, монтируются патрубки холодной и горячей воды.
Изготовленной таким образом устройство, можно использовать для горячего водоснабжения летнего душа и подогрева воды в бассейне, для этого патрубки коллектора подключаются к выбранным системам, после чего устройство готово к работе.

Плюсы и минусы

Как у любого технического устройства, так и у солнечного коллектора, есть свои плюсы и минусы, как по возможности использования и эксплуатации, так и по иным параметрам и показателям. В зависимости от конструкции устройства, плюсы и минусы, разнятся, поэтому необходимо их рассмотреть в отдельности друг от друга.

Плоские солнечные коллекторы

Достоинства использования:

  1. При использовании в южных регионах с теплым климатом, наилучшие показатели в соотношении цена – производительность;
  2. При осадках в виде снега, имеют способность к самоочищению;
  3. Обладают высоким КПД, при использовании в летний период;
  4. Относительно низкая стоимость, в сравнении с аналогами другой конструкции.

Недостатками являются:

  1. Значительные тепловые потери, вызванные конструктивными особенностями устройства;
  2. Низкий КПД при работе в осенне-весенний период;
  3. Сложность транспортировки и монтажа готовых изделий;
  4. Высокая парусность конструкции, создает опасность повреждения ее элементов, в процессе эксплуатации;
  5. Сложность и трудозатратность выполнения ремонтных работ.

Вакуумные солнечные коллекторы

Достоинства использования:

  1. При использовании в регионах с холодным и умеренным климатом, наилучшие показатели в соотношении цена – производительность;
  2. Незначительные тепловые потери, в процессе эксплуатации, в сравнении с аналогами другой конструкции;
  3. Способность работать при низких и отрицательных температурах окружающего воздуха;
  4. Способность работать при низкой солнечной активности в утренние и вечерние часы, а также при отсутствии прямых солнечных лучей (пасмурная погода);
  5. Легкий и удобный монтаж, транспортабельность конструкций;
  6. Надежность в процессе эксплуатации.

Недостатками являются:

  1. Относительно высокая стоимость;
  2. Жесткие требования к монтажу, определяющие расположение коллектора в пространстве по отношению к поверхности земли.

Источник: https://alter220.ru/solnce/solnechnyj-kollektor.html

Солнечное теплоснабжение

Очень часто противники использования солнечных коллекторов и даже определенных типов солнечных коллекторов называют определенные их недостатки. Многие из этих возражений можно отнести к «мифам». На этой странице мы постараемся объективно развеять эти мифы и в подтверждение привести отзывы владельцев солнечных систем теплоснабжения.

Миф о том, что
Солнечные коллекторы не окупаются в течение срока своей службы

Ответ с форума forumhouse.ru от Homemaster: По поводу окупаемости альтернативной энергии. Так вы когда варианты сравниваете, не сравнивайте уже подключеный к сетям объект к альтернативной энергии.

Читайте также:  Виды инверторов для солнечных батарей

Кто-нибудь недавно подключали электричество, например 15 -20кВт? Сколько за это энергетики просят знаете? Кто-нибудь подлючил 15 кВт за 560 руб, как обещал господин президент Медведев? С меня попросили 400 тыс руб! 200 т.руб на замену трансформатора и пошло поехало.

Миф о том, что
Вакуумные солнечные коллекторы засыпает снегом

На самом деле

  1. Ответ с форума forumhouse.ru от Homemaster: Вакуумные коллекторы (по личному опыту) засыпает снегом, но в одном единственном случае. Когда предварительно на трубках выступила изморось + после этого нападал снег, есть за что зацепиться. Но, если есть небольшой ветерок > 3м/с все слетает. Плоские при таких условиях укрываются шапкой и ветер не ветер, бесполезно.
  2. Засыпает ли вакуумный солнечный коллектор снегом? — Видео установки на крыше на Украине
  3. Также см. ниже фото реальных установок нашего оборудования. Там есть и фото коллекторов зимой.

Миф о том, что
Вакуумные солнечные коллекторы работают хуже плоских и наоборот

На самом деле все солнечные коллекторы разделяются не только на плоские и вакуумные (если говорить точнее, то не только на плоскопластинчатые и трубчатые, соответственно), но и внутри этих типов коллекторы могут различаться по технологии производства, виду используемых материалов, общей и апертурной площади и т.д. Все перечисленные параметры и будут влиять на выработку тепловой энергии и эффективность использования того или другого типа коллектора. Данные характеристики могут отличаться от производителя к производителю, и более того, внутри одной марки.

Выработка тепловой энергии зависит от многих факторов. Факторы могут быть постоянными и изменяющимися. Например, мы не можем привязать к определенной модели коллектора четкое значение КПД, т.к.

оно зависит от разницы температур нагреваемой воды в начальный и конечный момент, а также от количества приходящей солнечной радиации, которое зависит от широты местности, угла и ориентации размещения коллектора. Зато мы с успехом можем сравнить коллекторы по тому, на сколько эффективно происходит светопоглощение и сохранение тепла.

Итак, солнечные коллекторы необходимо сравнивать по значению оптической эффективности и коэффициентам тепловых потерь, (!)учитывая соотношение апертурных площадей.

Если сравнить по этим характеристикам плоскопластинчатый и трубчатый коллектор одного производителя (н-р, немецкой компании »WOLF»), то получится, что коллектор с вакуумными трубками уступая плоскому по оптической эффективности на 20 %, имеет сниженный в три раза (!) коэффициент тепловых потерь. Что это значит? Да то, о чем уже давно всем известно.

Плоский и вакуумный показывают примерно одинаковую мощность при небольшой разнице температур воздуха и теплоносителя (летом). И при увеличении этой разницы (начиная от -10 … -15 0С за окном) вакуумный коллектор увеличивает показатели вырабатываемой мощности за счет снижения тепловых потерь. Нет альтернативы качественному вакуумному коллектору зимой, летом же эффективность использования будет зависеть от качества любого коллектора.

Миф о том, что
Вакуумные трубки очень хрупкие и разбиваются при малейшем ударе

На самом деле вы можете посмотреть видео испытаний вакуумных трубок при ударе железным шариком. Это видео наглядно доказывает, что вакуумные трубки легко могут выдерживать довольно крупный град.

Миф о том, что
Все гелиоколлекторы, произведенные в Китае, дешевые и плохие

На самом деле сегодняшний мир тяжело представить без современного технологически развитого Китая. Никто не спорит, что необходимо развивать производство в своей стране. Мы только за! Но что сделаешь, если на данный момент «власти имущие» не находят выгоды в реальном развитии этой отрасли.

А как известно, «спрос рождает предложение». Китай в этом плане открыт для выбора. Главное, знать что ты покупаешь и сколько это должно стоить. Что касается трубчатых гелиоколлекторов с тепловыми трубками, то около 90 % всего производства данной продукции сосредоточено в Китае.

Более того, технологии в этой области постоянно развиваются. И это просто надо принять. Мы воспользовались правом выбора и благополучно поставляем оборудование лучшего китайского производителя вакуумных гелиоколлекторов уже несколько лет.

Солнечные коллекторы прошли полную сертификацию в Китае и Германии и имеют отличные технические характеристики.

Отопление от солнечных вакуумных коллекторов

Тип системы: Солнечная система горячего водоснабжения с вакуумными коллекторами и солнечными батареями
Расположение: Солнечногорский р-н Московской области
Дата установки:2011
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом

Система состоит из 5 солнечных коллекторов по 20 и 30 вакуумных трубок каждый, которые установлены на крыше дома, бака с двумя теплообменниками объемом 220 л, системы управления, насосной группы и т.п.

Система обеспечивает отопление жилого помещения, горячая вода подается в теплый пол.

Через несколько месяцев в системы были добавлены 4 солнечных модуля по 220 Вт для электроснабжения части нагрузки в доме и сокращения потребления электроэнергии от сетей.

Горячее водоснабжение от солнечных вакуумных коллекторов

Тип системы: Солнечная система горячего водоснабжения с вакуумными коллекторами
Расположение: Московская область
Дата установки:2009
Общая оценка: отлично.
Потребители: баня, бассейн

Система состоит из 3 солнечных коллекторов по 15 вакуумных трубок каждый, которые установлены на крыше бани, бака с двумя теплообменниками объемом 300 л, системы управления, насосной группы и т.п.

Система обеспечивает горячей водой баню. Ориентация коллекторов на юго-запад. Летом излишки тепла нагревают воду в бассейне. Без отвода тепла летом вода в баке закипает за 2-3 часа погоды с переменной облачностью.

Горячее водоснабжение от солнечных вакуумных коллекторов

Тип системы: Солнечная система горячего водоснабжения с вакуумными коллекторами
Расположение: Курганская область
Дата установки:2009
Общая оценка: отлично.
Потребители: жилой дом

Система состоит из 3 солнечных коллекторов по 12 вакуумных трубок каждый, которые установлены на крыше дома, бака с двумя теплообменниками объемом 300 л, системы управления, насосной группы и т.п.

Система обеспечивает горячей водой жилой дом. Зимой температура воды в баке при умеренном расходе была около 35°С

Эта статья прочитана 9933 раз(а)!

Продолжить чтение

  • Система с вакуумными коллекторами YFCY
  • Вакуумные солнечные коллекторы
  • Мобильные солнечные батареи
  • Ветроэлектрические системы

Источник: http://www.solarhome.ru/tests/solar.htm

Плоские солнечные коллекторы для гелиосистем отопления и ГВС купить недорого

Гелиосистема отопления и ГВС с плоскими солнечными коллекторами

Энергия солнца для нагрева воды использовалась с незапамятных времен. Условно первым солнечным коллектором можно назвать ведро воды, поставленное на солнце. Такой способ не мог похвастаться особой эффективностью, поэтому постоянно предпринимались попытки придумать более совершенную систему.

Наконец, современные знания и технологии позволили ученым создать солнечный коллектор, достаточно эффективный для автономного нагрева воды в летний период.

Что из себя представляет коллектор?

Плоский солнечный коллектор — это бюджетная и эффективная альтернатива центральному водоснабжению в летние месяцы. Она может использоваться для поддержания комфортной температуры воды в бассейне, для душа в летнем домике или обеспечивать дом горячей водой летом, позволяя сэкономить на счетах.

Отопление дома на коллекторах эффективно при совместном использовании с газовыми и электрокотлами, тепловыми насосами — в этом случае клиент получает значительную экономию денежных средств.

Устройство плоского коллектора

Плоские солнечные коллекторы состоят из стального профиля (или алюминиевого, или гальванизированного материла) по периметру, закалённого стекла, абсорбера (металлический лист покрытый специальным покрытием эффективного поглощения солнечных лучей), медных (или алюминиевых) трубок внедрённых в абсорбер по которым циркулирует теплоноситель, теплоизолирующий лист из стекловолоконного композитного материала (такие материалы широко применяют для утепления стен домов — типа Rockwool), и подкладочного листа (пластик или металл).

Все применяемые материалы производятся специально для эксплуатации в условиях экстремальных температур — от минус 50°C до 250°C и воздействия ультрафиолета. Если применяемые материалы — качественные, то срок службы как правило превышает 10 лет, профилактических и ремонтных работ не требуется.

Вышеописанная конструкция является приемником тепла. Нагреваясь на солнце, она в дальнейшем передает энергию воде в бойлере через систему труб.

По трубам может циркулировать как вода непосредственно из емкости (прямая передача тепла), так и вода со специальными примесями (косвенная передача тепла).

В последнем случае трубы в виде нескольких колец заведены в саму емкость с водой.

Аккумулятором тепла может выступать любая емкость нужного объема.

Главное условие здесь: она должна выдержать давление системы водоснабжения.

Сейчас на рынке много готовых предложений , что позволяет купить плоский солнечный коллектор в комплекте с баком необходимого объема, а также со всеми комплектующими для подключения системы.

Как показала практика эксплуатации в 2011 году в Московской области — стекло выдерживает попадание града и резкие перепады температур в зимнее время. Чистка стекла владельцом коллектора в Московской области производилась один раз, после наступления весеннего периода.

Эффективность системы с панельным коллектором

Плоский (или панельный) водонагреватель имеет высокую производительность в теплую погоду.Фактически, чем выше температура окружающей среды, тем эффективнее работает коллектор. Зимой, при низких температурах, очень велики теплопотери в окружающую среду, что делает нерациональным использование плоского коллектора в эту пору года.

Также производительность напрямую зависит от расстояния между бойлером и коллектором. Чем оно меньше, тем меньшее количество тепла теряется при его передаче.

Если Вы планируете использовать гелиосистему отопления или горячего водоснабжения всесезонно, то необходима комплектация следующим оборудованием:

  1. Плоские солнечные коллекторы;
  2. Насосная станция;
  3. Расширительный бак;
  4. Контроллер;
  5. Буферный накопитель;
  6. Температурные датчики;
  7. Воздушный предохранительный клапан (сбросник);
  8. Электрический ТЭН или отопительный котел;
  9. Фильтрующий узел;
  10. Нержавеющая гофрированная труба со специальным утеплителем.

Использование плоского солнечного коллектора в летний период времени (на даче или в загородном доме)

Для эксплуатации на даче для горячего водоснабжения Вам достаточно одного плоского солнечного коллектора подсоединённого к баку двумя шлангами.

При нагреве вода по верхнему шлангу поступает в бак, а холодная вода из нижнего патрубка поступает в коллектор. Таким образом запускается есественная циркуляция и не трубуется никаких дополнительных элементов — достаточно плоского солнечного коллектора и бака.

Один плоский коллектор за летний световой день, способен нагреть воду до 90°C в течение 7-ми часов в объёме 250-300 литров. Что вполне достаточно для семьи из 4-х человек.

Характеристики плоского коллектора делают его идеальным для летнего использования. В теплую погоду он имеет такую же эффективность, как и вакуумный.

Но при этом цена плоского солнечного коллектора начинается с 16000-20000 рублей, что существенно ниже стоимости его аналогов.

Поэтому предпочтительнее для получения горячей воды на дачах устанавливать коллекторы именно такого типа.

Источник: https://invertory.ru/category/ploskie-solnechnie-kollektori/

Солнечные батареи своими руками ?

Я построил ветрогенератор для электрообеспечения этого участка. Он работает хорошо, когда ветер дует. К сожалению, мне нужно больше энергии. И эта энергия должна быть более стабильна. А то такое ощущение, что у меня на участке ветер дует всегда, но только не тогда когда мне нужна энергия.

Читайте также:  Как работают уличные фонари на солнечных батареях

Персональные зеленые электростанции

 

Наступает эпоха извлечения энергии из чистых возобновляемых источников. Нам надо построить экологически чистое будущее, и времени для этого осталось не так уж много. Выход есть – альтернативные источники энергии и применение технологии Smart Grid (Интеллектуальные Сети).

Электрический аккумулятор. Строение и принцип работы.

Важной составной частью электрической станции, работающей от солнечной энергии, является аккумуляторная батарея. Именно в ней запасается выработанная в светлое время суток электрическая энергия, которая может оказаться востребованной после захода Солнца.

Солнечные коллекторы. Какие они бывают?

На сегодняшний день солнечная энергетика развита достаточно обширно, это  дает возможность устанавливать солнечные панели различных комплектаций и  размеров. Этот аспект позволяет солнечным коллекторам обеспечивать  хозяйственные нужды человека, такие как  отопление и снабжение горячей  водой.

Существует несколько видов ветряков. Более того существует несколько их классификаций. Каждый из видов имеет много преимуществ.

Не нужно быть великим мыслителем, чтобы понять, что энергетическое будущее земли именно за возобновляемыми источниками энергии и, в частности, за солнечной энергетикой. Ведь всё гениальное — просто.

Энергия ветра на пользу людям

В средней полосе России ветряк может стать хорошим подспорьем, если у вас отсутствует электричество и его не будет в дальнейшем. Вырабатывая в среднем 150 кВт/ч в месяц он поможет хорошо сэкономить топливо и ресурс теплового генератора. Ресурс же самого ветрогенератора измеряется десятилетиями. При этом ветряк требует минимального обслуживания.

Солнце лишь одна из миллиардов звезд, но оно источник энергии для всего живого и для самой Земли. Ископаемое топливо расходуется такими темпами, что его запасы истощатся где-то во второй половине следующего столетия

Принцип преобразования солнечной энергии в электричество

Гипотеза Планка объяснила явление фотоэффекта, открытого в 1887 г. немецким ученым Генрихом Герцем и изученного экспериментально русским ученым Александром Григорьевичем Столетовым, который путем обобщения полученных результатов установил следующие три закона фотоэффекта….

Солнечная энергетика является одним из крупнейших сегментов альтернативной энергетики и отрасли использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Сегодня принято различать три основных технологии солнечной энергетики: энергия солнца может использоваться для генерации электроэнергии (фотовольтаика, photovoltaics, PV), для получения концентрированной тепловой энергии с целью последующей электрогенерации (concentrated solar power, CSP) или для непосредственного нагрева теплоносителя, наиболее часто, водного (solar thermal).

Источник: http://www.solarroof.ru/theory/45/87/

Что такое солнечный коллектор

О том, сколько дармового тепла нам могут дать летние потоки солнечного света, зачастую приходит в голову летом, в период неистовой жары и раскаленных на солнце асфальта и стен.

В ясную летнюю погоду на квадратный метр может падать от 600 до 800вт/ч. Это немало.

Если перемножить на площадь залитого солнцем подворья или крыши, с помощью солнечного коллектора можно собрать энергию, сопоставимую по величине с потребностями на отопление дома.

Назначение солнечных коллекторов

Солнечные тепловые коллекторы дают возможность собрать энергию и направить полученное тепло в нужное русло:

  • Обеспечение горячей водой для душа, ванной и кухни;
  • Обогрев помещений небольшой закрытой теплицы или сада любой конструкции практически круглый год;
  • Значительная добавка в контур отопления дома в морозы и почти полное обеспечение в прохладные осенние дни.

Коллектор предназначен для сбора солнечной энергии в наиболее удобном для использования виде. Условно по устройству солнечного коллектора их конструкции можно разделить на три основные группы:

  1. Вакуумные многотрубные или плоские с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя. Чаще всего это стационарные конструкции, рассчитанные на сезонную работу.
  2. Воздушные солнечные коллекторы, самые простые и легкие. Накопленное тепло снимается с нагреваемой поверхности коллектора потоком воздуха.
  3. В третьем варианте конструкций солнечных коллекторов полученное тепло может использоваться для преобразования его в электроэнергию, начиная от термохолодильных установок, заканчивая сложными машинами с пароэлектрическими устройствами.

Последняя группа изделий редко находит спрос среди населения из-за высокой стоимости и сложности обслуживания.

Как работает полнопроточный солнечный коллектор

Самой простой разновидностью плоской конструкции солнечного коллектора является полнопроточный вариант с двухслойным поглотителем тепла. Само устройство по принципу работы схоже с дачным вариантом летнего душа, основу которого составляет бочка, обработанная по наружной поверхности битумной мастикой или черной краской.

Для увеличения количества собранной солнечной энергии конструкция солнечного коллектора выполняется в виде плоской емкости относительно небольшой толщины, в 5-7см, ширина и длина устройства зависит от конкретных потребностей в мощности коллектора.

Одна из стенок выполнена из анодированного алюминия и окрашена в черный, как сажа, цвет, без единого блеска. Это так называемая приемная, или рабочая поверхность коллектора.

С внутренней стороны рабочей части коллектора зачастую выполняются тонкие ребра из алюминия или пластика, улучшающие теплоотвод энергии от стенки рабочей поверхности к теплоносителю — воде или тосолу.

Для уменьшения загрязнения и потерь на рабочую поверхность устанавливаются тонкая прозрачная пленка или лист пластика или стекла, обладающие хорошими теплоизоляционными показателями. С внутренней стороны такая защита напыляется зеркальным слоем алюминия, что позволяет в итоге уменьшить потери тепла за счет отражения и конвекции.

Конструкция плоского солнечного коллектора может иметь вместо обычного алюминиевого листа стенку-сэндвич из порошкового графита, металлических волокон и армирующей смолы. У такого материала хорошая теплопроводность и высокая стойкость к окислению.

Такие конструкции в обязательном порядке монтируются на усиленном каркасе, обычно на солнечной стороне крыши или стене дома.

Вакуумные системы нагрева

При всей своей простоте, надежности и дешевизне плоские солнечные накопители обладают относительно неплохой продуктивностью тепла только в солнечный день. Для более высоких широт или ранней весной – поздней осенью теплопроизводительность его падает наполовину.

Более высокой эффективностью в сравнении с плоскими солнечными коллекторами обладают вакуумные системы.

В основу конструкции заложен индивидуальный тепловой элемент — вакуумная трубка, принцип работы такого солнечного коллектора основывается на известном в физике устройстве – тепловой трубке,  достаточно сложной и капризной, но эффективной в работе.

Особенностью конструкции является сверхвысокая теплопроводность, благодаря которой все тепло, попавшее на один конец трубки, в считанные мгновения собирается и концентрируется на противоположном конце.

Вакуумный элемент представляет собой вытянутую колбу-трубку из прочного стекла, с внутренней стороны которого напылено зеркальное покрытие.

Благодаря одностороннему зеркалу, солнечный поток энергии свободно проникает вовнутрь колбы и не может вырваться обратно, эффективно поглощается медным концом тепловой трубки, помещенной внутри корпуса колбы. Для уменьшения потерь воздух из стеклянной колбы откачан.

Полученную от светового потока энергию центральный медный элемент передает в поток теплоносителя, обычно тосола, или напрямую в бак с водой.

Преимущества вакуумных солнечных коллекторов

Преимущества в преобразовании солнечной энергии в варианте с тепловой трубой:

  1. Эффективность поглощения и преобразования солнечного тепла в 3-4 раза выше плоских и воздушных коллекторов;
  2. Отлично работает в диапазоне температур 0-50оС, тогда как остальные виды солнечных коллекторов, по отзывам пользователей, имеют рабочий интервал от 20оС;
  3. Наименьшая чувствительность к направлению и углу падения солнечного света. Для нормальной работы солнечного коллектора достаточно быть освещенным солнцем даже под острым углом падения солнечных лучей, у остальных конструкций солнечных коллекторов при выходе за оптимальный угол освещения более чем на 20о эффективность падает на 10% в час.
  4. Малый вес конструкции солнечного накопителя позволяет установить его непосредственно на крыше, даже без специальной несущей опоры.

Важно! Стекло колбы в теории выдерживает даже град диаметром 2-2,5см, прекрасно переносит многоцикловые нагревы-охлаждения, стойко к любым воздействиям окружающей среды и солнечного света. Но для удаления пыли с поверхности стекла мойку лучше проводить в вечернее время с помощью теплой чистой воды.

При планировании приобретения стоит принимать ориентировочный расчет площади солнечного коллектора, исходя из соотношения: квадратный метр даст в сутки примерно 50-55литров горячей воды, но не кипятка.

Более точную информацию можно узнать на сайтах компаний, занимающихся производством солнечных коллекторов. Там же можно получить сведения о стоимости изделий. Каждая фирма доказывает сверхэффективность и дешевизну своей продукции.

Вакуумный прибор из 15 элементов обойдется примерно в 15-20тыс. рублей на мощность подогрева в 1,3-1,5кВт и накопительного бака 80-100литров.

К интересным особенностям подобных систем солнечных коллекторов можно отнести возможность проверки работоспособности каждой вакуумной колбы самостоятельно, без каких-либо специальных инструментов.

Достаточно вечером, в неработающем состоянии, приложить ладонь к нижнему торцу трубы.

Если элемент будет длительное время оставаться холодным, и в области запайки колбы не будет иней-подобного налета, — устройство считается исправным.

Горячая вода из бака может подаваться самотеком, но чаще всего устанавливают маломощный подкачивающий насос, позволяющий быстро заполнять резервуар после израсходования горячей воды.

В более серьезных вариантах конструкции солнечный коллектор объединяют с теплоаккумулятором и электронной системой контроля и управления горячим водоснабжением и отоплением. Стоимость таких систем уже не менее 1000EUR.

Гарантия на системы с тепловыми трубками, как правило, составляет от 5 до 25 лет, в зависимости от уровня качества материалов, применяемых в устройстве.

Воздушные коллекторы

Чем сложнее конструкция, тем она дороже в эксплуатации, и больше вероятность непредвиденной поломки.

В этом вопросе конструкции коллекторов с воздушным переносом тепла являются чемпионами в простоте и надежности.

По сути, воздушный коллектор – это набор вертикальных каналов или труб с матовым черным покрытием. В работе коллектора используется принцип разгона нагреваемого воздуха в вертикальной трубе.

К преимуществам и достоинствам воздушной конструкции стоит отнести:

  • Самую высокую надежность и простоту конструкции;
  • Маленькую массу устройства, гибкость настройки и простоту монтажа;
  • Минимальный расход электроэнергии на работу вентилятора, в некоторых случая вентилятор может отключаться, и обогрев осуществляется самотёком.

Конструкция коллектора состоит из большого числа тонкостенных алюминиевых труб с зачерненной матовой поверхностью.

Батарея труб имеет центральный подводящий холодный и отводящий горячий воздуховоды, в холодном устанавливается центробежный вентилятор нулевого сопротивления.

В случае необходимости он может быть отключен и в таком состоянии практически не создавать сопротивление движущемуся потоку воздуха.

В устройстве есть воздухозаборник, позволяющий регулировать количество и соотношение воздуха, забираемого извне, и из отапливаемого помещения.

В теплопроизводительности воздушные коллекторы практически не уступают плоским системам, требуют вертикального расположения труб и максимальной освещенности солнцем.

Мощность легко регулировать подбором количества труб теплообменника.

Зачастую воздушные солнечные коллекторы являются незаменимыми в отоплении и вентиляции разнообразных складских помещений, применяются для сушки разнообразной овощной и фруктовой продукции.

Источник: http://bouw.ru/article/solnechniy-kollektor-ustroystvo-i-printsip-deystviya

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector