Альтернативная энергетика и Энергосбережение. Солнечный коллектор установить
Выгодно ли устанавливать солнечный коллектор, какой потребуется
Выгодно ли устанавливать солнечный коллектор, какой потребуется
В Европе крыши домов заставлены приспособлениями улавливающими и преобразующими солнечную энергию. У нас такое встретишь не часто. Почему? Есть ли целесообразность устанавливать в частном доме солнечный коллектор, и какой конструкции он должен быть...Конструкции солнечных коллекторов
- Пластинчатые.Поглотителем солнечной энергии является пластина покрытая чаще никелем. К ней прикреплены медные трубки, по которым движется теплоноситель. Другой вариант, - трубки выдавленные в самой нагревающейся пластине состоящей из двух половинок.Пластина закрывается в утепленный короб, с одной стороны которого находится прочное самоочищающееся стекло.
- Трубчатый вакуумныйВ основе - вакуумные трубки из стекла, покрытые снизу светоотражающим материалом, а сверху - металлизированным напылением, которое препятствует уходу отраженной энергии. Внутри стеклянной трубки размещается трубка с движущимся теплоносителем. Ряды таких улавливателей солнечной энергии закрепляются к теплоизолированным сборным шинам с теплоносителем. Роль утеплителя в самой трубке играет вакуум.
- Тепловые трубки.Применяются сходные вакуумные трубки, но внутри них находятся медные трубки с легкоиспаряющейся жидкостью. Она преобразуется в пар солнечным теплом и сразу же конденсируется на теплообменнике в верхней части, отдавая энергию теплоносителю, и такой процесс идет постоянно.
- Летний нагреватель.Пластинчатый коллектор, но в самом дешевом исполнении - без стекла и теплоизоляции, с полимерным шлангом… Эффективно может использоваться только когда температура окружающего воздуха большая. Но нагрев воды намного более интенсивный, чем просто у бочки для летнего душа. Чаще по такой системе движется непосредственно вода, которая используется для душа и бассейна, без промежуточного бойлера.
Сколько энергии дает солнце
Количество солнечной энергия, которая приходится на единицу площади (метр квадратный), весьма различается на разных географических широтах. В северных регионах энергии слишком мало, чтобы речь шла о применении коллектора. Для эффективного и самоокупаемого применения солнечных коллекторов реально могут рассматриваться только южные регионы, южнее 52 параллели.- В этих районах, в период минимального высоты солнца в декабре, можно получить максимум 80 Вт/м2
- В июне, когда солнце находится в наивысшей точке, - 600 Вт/м2.
- В апреле и сентябре - около 350 Вт/м2.
Если сравнить имеющуюся солнечную энергию с характеристиками различных типов коллекторов, то можно заметить, что трубчатый будет способен работать круглый год. Зимой также, хоть отдача его и будет минимальна. Пластинчатый же можно применять только в межсезонье и летом.
Для чего может понадобиться солнечный коллектор
Отопление необходимо в зимний период, а в это время отдача коллекторов весьма небольшая. Летом же отопление не нужно вовсе, и в это время коллектор способен генерировать максимум энергии.Возникает не разрешимое противоречие - когда энергии нужно больше всего для отопления, ее просто нет.
Поэтому солнечный коллектор целесообразней всего использовать для приготовления горячей воды, которая понадобится всегда. Зимой коллектору намного больше будут помогать обычные источники энергии - от системы отопления или элеткронагрев.
Для ГВС коллектор намного выгоднее потому, что за период своей эксплуатации круглый сезон с него можно забрать и использовать больше энергии, чем если бы это делалось для отопления. А это значит, что прибор может оказаться выгодным, самоокупаемым.
КПД и эффективность
Коллектор наиболее выгодно использовать для подогрева воды, если он генерирует не более чем 70% требуемой энергии. Остальная энергия добирается за счет подогревом от других источников.Почему солнечный коллектор не может сделать горячую воду, обычных 50 градусов?
КПД коллекторов быстро падает с ростом температуры теплоносителя. На графике видно, что пластинчатые приборы наиболее сильно зависят от температуры теплоносителя.Пока теплоноситель холодный - КПД коллектора наибольший.
Отсюда, при проектировании систем нагрева отопления, следует учитывать довольно простой вывод - сначала нужно нагревать объем воды от солнечного коллектора. А затем догревать его до нужной температуры, например, электричеством.
Также из характеристик приборов известно:
- Трубчатые коллекторы имеют куда меньшую зависимость КПД от редуцируемой температуры. Могут использоваться круглый год, в том числе и для отопления.
- Пластинчатые. Их эффективность намного больше летом, при прямом солнечном свете, они дают больше энергии чем трубчатые. Выгодней для приготовления ГВС. Зимой же, как указывалось, эффективность крайне низкая - не применимы.
Экономическая целесообразность - большой или маленький коллектор нужен?
Чем больше площадь солнечного коллектора, тем больше он поглощает энергии и тем больше будет температура теплоносителя. Но, согласно приведенным выше данным, с ростом температуры теплоносителя КПД приборов уменьшается.Таким образом, слишком большой коллектор, при больших затратах, будет работать ненамного эффективней, чем маленький, - он просто не сможет поднять температуру выше из-за резкого падения КПД.
Как указывалось, для ГВС коллектор окажется экономически целесообразным, если будет давать не более 70 % необходимой энергии.
Но для радиаторного отопления, температура требуется обычно гораздо выше - до 80 градусов, причем зимой.Здесь же коллектор окажется выгодным если будет генерировать не более 20-30% энергии. Т.е. площадь коллектора не должна быть слишком большой, с целью добиться более высокой температуры, иначе прибор быстро выйдет за рамки окупаемости.
Какая площадь солнечного коллектора потребуется
Существуют сложные расчеты наиболее экономически целесообразных площадей солнечных коллекторов. Ниже приведены конечные рекомендации по подбору площади этих приборов, в реальных экономических условиях при низких ценах на углеводороды, по сравнению с Европой.Количество энергии для ГВС полностью зависит от количества используемой воды. Поэтому данные приводятся из расчета на одного жителя.
- Для ГВС на одного человека целесообразная площадь солнечного коллектора находится в пределах 1,0 - 1,4 метра в зависимости от степени расхода воды.
- Для отопления расчет такой - площадь прибора не более 0,4 м2 на каждый квадратный метр площади дома. Соответственно, для небольшого дома в 100 кв, предел целесообразности - 40 м кв. прибора.
Воспользовавшись подобными рекомендациями, или исходя из приведенных выше данных, можно говорить о подборе коллектора под конкретное жилище. Но нужно помнить, что цифры продавцов, могут быть слишком оптимистичными, так как они будут стремиться продать максимальную площадь.
Также много нюансов в системах подключения и размещения на крыше или на приусадебном участке. Подробней можно ознакомиться со схемами включения солнечных коллекторов
stroy-block.com.ua
Солнечные коллекторы: где устанавливать, как устанавливать? - страница 1 - Инсталляции
Где? Чаще всего коллекторы монтируют на крыше, хотя обычно производители указывают, что место монтажа является произвольным.
Нельзя забывать, что, как и любое другое устройство, коллектор требует периодического техобслуживания, а в случае поломки – ремонта. Поэтому необходимо обеспечить к нему свободный доступ.
Наполненный теплоносителем коллектор является достаточно тяжелым, следовательно, перед его установкой на крыше необходимо проверить ее на прочность и, в случае необходимости (особенно при монтаже нескольких коллекторов), установить дополнительную опорную конструкцию.
Как? В первую очередь под углом наклона по отношению к поверх¬ности земли, обеспечивающим максимальное поглощение солнечной энергии. Круглогодичные коллекторы должны устанавливаться под углом b = α ± 15° к горизонту (α – географическая широта). В Украине, которая находится между 44° и 52° северной широты, этот угол может составлять 29–67°. Практика свидетельствует, что наиболее подходящим является угол 35–37°.
Если есть возможность изменять угол наклона, летом наиболее эффективным будет угол 25°, а зимой – 55°. Иногда коллекторы монтируют на опоре с сервоприводом, который автоматически подбирает оптимальный угол наклона. На производительность коллектора также влияет точность его ориентирования на юг. При отклонении, превышающем ±15°, производительность коллектора ощутимо снижается. Поэтому плоские и вакуумные коллекторы с тепловой трубкой следует устанавливать на скате крыши с южной стороны или отдельно стоящими, сориентированными на юг. Трубчатые вакуумные коллекторы с непосредственной циркуляцией теплоносителя менее требовательны к ориентации на юг, их можно монтировать везде – при условии обеспечения возможности их нагревания на солнце по крайней мере в течении шести часов в день. Угол наклона абсорбера в течении года может быть изменен.
Схемы подключения солнечных коллекторов
В зависимости от вида теплоносителя и дополнительных элементов, входящих в состав оборудования (а значит, влияющих на его стоимость), система может использоваться только в летний период или в течение всего года наравне с другими отопительными системами.
Альтернативная энергетика и Энергосбережение: Как установить солнечный коллектор
.jpg)
При отоплении своего жилища у каждого возникает вопрос, связанный с выбором способа обогрева. В последнее время, у человечества появилась большая заинтересованность в области альтернативной и возобновляемой энергетике. Так например, запроектировать отопительную систему частного дома с помощью солнечных коллекторов, значит выбрать одно из правильных решений этой проблемы. Солнечное отопление относится к пассивному способу обогрева помещения, поскольку данная система не требует подачи внешнего топлива и отвода продуктов горения. Энергией для солнечных коллекторов служат солнечное тепло, которое ежесекундно проникает в атмосферу Земли. Как правило, монтаж солнечных коллекторов очень часто производится на крыше дома, поскольку эта область полностью доступна к солнечному теплу. Кроме того, солнечная отопительная система на крыше положительно подчеркивает дизайн и внешний вид всего здания. Солнечные коллектора устанавливаются на любой вид крыши: будь-то шифер, металочерепица, гидроизоляционный ковер или дерево. Для монтажа системы применяют специальные кровельные фиксаторы, которые отличаются в зависимости от вида крыши и его материалов. Солнечный коллектор может быть, как отдельным элементом, так и встроенным в крышу. Второй вариант отлично подходит при строительстве нового дома, поскольку при установке таких коллекторов удастся одним махом убить двух зайцев: смонтировать крышу и одновременно – обустроить источник энергии для отопительной системы. Основной недостаток встроенных в крышу солнечных панелей заключается в их высокой стоимости, крупных габаритах и как следствие – трудоемкого процесса транспортировки. Чтобы достичь максимальной энергоэффективности солнечные коллектора рекомендуется устанавливать на плоскую крышу, угол наклона которой не превышает 20 градусов. Иногда, солнечную отопительную систему устанавливают прямо на поверхности земли, подбирая наилучшее место расположения относительно Солнца. При таком проектировании коллектор собирают часть энергии от излучение отраженного от поверхности земли, тем самым увеличивая свой КПД. Установить и закрепить солнечный коллектор на поверхности земли значительно проще, чем на крыше. Простота и удобство монтажа позволят выполнить все работы самостоятельно без привлечении помощи специалистов. Основные недостатки такого способа монтажа заключаются в незначительных потерях тепла от нагревательных трубок коллектора до отопительной системы в доме и необходимость в установке насоса, который будет поддерживать постоянную циркуляцию воды. У солнечных коллекторов, установленных на крыше, циркуляция теплоносителя будет естественной, поскольку теплая вода от коллектора будет сама стекать вниз по трубкам до отопительных приборов. Одним из последних ноу-хау при монтаже солнечных коллекторов стала интеграция солнечных панелей в керамическую черепицу. Солнечный коллектор состоит из четырех стандартных модулей. Каждый отдельный элемент, вмонтированный в материал крыши, является частью единого коллектора, размеры которого сравнимы с размером крыши. Солнечная панель таких размеров сможет без проблем обогреть и снабдить горячей водой целый дом. Идея «единого солнечного коллектора» на данный момент является весьма перспективной, однако, из-за своего раннего возраста она пока не нашла применения на практике.
Нынешний рынок альтернативной энергетике предлагает еще один вариант солнечных отопительных систем – солнечные панели, устанавливаемые на фасадах и стенах здания перпендикулярно по отношению к поверхности земли. Понятно, что данное решение уступает по энергоэффективности солнечным панелям, повернутым под определенным углом к солнечному свету. Тем не менее данный способ установки солнечных модулей открывает дополнительные возможности для дизайнеров и архитекторов. Кроме того солнечный коллектор вмонтированный в стену позволяет значительно экономить территорию усадьбы.
Всякий вариант выбора и монтажа солнечных коллекторов требует особого индивидуального подхода, отвечающий многочисленным критериям: размеры крыши; общие габариты здания; отопительная мощность; расположение дома относительно Солнца; территориальное местонахождения проектируемого объекта; внешний вид, форма и характер дизайна отопительных панелей.
Читайте по теме:
alterenergetika.blogspot.com
