Употреба „зелене“ енергије коју дају природни елементи може значајно да смањи трошкове комуналних услуга. На пример, уређењем соларног грејања приватне куће обезбедићете радијаторе и системе подног грејања са практично бесплатним расхладним средством хладњачама. Слажете се, ово је уштеда.
Све о „зеленим технологијама“ сазнаћете из нашег чланка. Уз нашу помоћ можете лако схватити сорте соларних инсталација, како их организирати и специфичности рада. Сигурно ће вас занимати једна од популарних опција које се интензивно раде у свету, али до сада нису превише популарне код нас.
У прегледу који је представљен вашој пажњи анализирају се дизајнерске карактеристике система, детаљно су описани дијаграми повезивања. Дати је пример израчунавања круга соларног грејања ради процене стварности његове конструкције. Да бисте помогли независним мајсторима, приложене су колекције фотографија и видео записа.
Зелене топлотне технологије
1 м просечно2 Површина земље прима 161 вату соларне енергије на сат. Наравно, на екватору ће та бројка бити многоструко већа него на Арктику. Уз то, густина сунчеве радијације зависи од доба године.
Интензитет сунчеве радијације у децембру-јануару разликује се од маја до јула за више од пет пута. Међутим, савремени системи су толико ефикасни да могу радити скоро свуда на земљи.
Савремени соларни системи су у стању да ефикасно раде у облачном и хладном времену до -30 ° Ц
Проблем коришћења енергије сунчевог зрачења са максималном ефикасношћу решава се на два начина: директно загревање у термичким колекторима и соларним фотонапонским батеријама. Соларни панели прво претварају енергију сунчевих зрака у електричну енергију, а затим је преко посебног система преносе потрошачима, попут електричног котла.
Колектори топлоте, загревани дејством сунчеве светлости, загријавају расхладну течност система грејања и снабдевања топлом водом.
Галерија слика
Пхото фром
Соларни колектори - главни добављачи припремљене за употребу расхладне течности у системима грејања сеоских кућа
Сакупљач је систем цеви, отворених или затворених тамних, појачавајући ефекат апсорпције сунчеве светлости површином
Цеви отворених соларних уређаја су унутрашње обложене композицијом која привлачи сунчеву светлост и појачава ефекат
Цевасти типови колектора користе се за загревање свих врста расхладних средстава укључених у системе грејања
У нашим земљописним ширинама топлота примљена као резултат обраде соларне енергије није довољна за потпуно функционалан рад грејања. Концентрични облик и превелика лупа помажу повећању продуктивности
Модификације соларних колектора за привлачење највеће количине сунчеве светлости доступне су у облику конкавних концентратора са огледалом
Модели који се користе за производњу рециклиране соларне енергије у великом обиму опремљени су уређајима за праћење кретања сунца
Они побољшавају перформансе система не само променом облика и коришћењем покретачких уређаја. Углавном се повећава повећањем пријемне површине
Кровни соларни колектор
Упијајућу површину
Вањски вакуум соларни колектор
За грејање ваздухом и паром
Објектив за повећане перформансе инструмената
Сабирно чвориште са рефлектором
Индустријски модел са уређајем за кретање
Снажна група за прикупљање средишта
Термички колектори се испоручују у више облика, укључујући отворене и затворене системе, равне и сферне структуре, хемисферне колекторе, чворишта и многе друге могућности. Термална енергија добијена од соларних колектора користи се за загревање топле воде или грејног медијума.
Широк спектар индустрија производи многоструке системе за укључивање у независну мрежу грејања. Међутим, најједноставнија опција за летњу резиденцију је лако учинити са сопственим:
Галерија слика
Пхото фром
Домаћи затворени соларни колектор
Цоил Тубе Манифолд Цоил
Методе унапређења ефикасности
Употреба крутих водоводних цеви и фитинга
Пластичне боце у производњи разводника
Соларни колектор за ваздух израђен од металних лименки
Полимерне цеви у независној производњи
Упркос јасном напретку у развоју решења за прикупљање, складиштење и употребу соларне енергије, постоје и предности и недостаци.
Ефикасно коришћење соларне енергије
Најочитија предност коришћења соларне енергије је њена општа доступност. У ствари, чак и у најмрачнијим и облачним временима, соларна енергија се може прикупљати и користити.
Други плус је нула емисија. У ствари, то је најприроднији и најприроднији облик енергије. Соларни панели и колектори не производе буку. У већини случајева постављају се на кровове зграда без заузимања корисне површине приградског подручја.
Ефикасност соларног грејања на нашим географским ширинама је прилично ниска, због недовољног броја сунчаних дана за редован рад система (+)
Недостаци који се односе на употребу соларне енергије су непромењивост осветљења. Ноћу се ништа не може сакупљати, ситуацију погоршава чињеница да врхунац грејне сезоне пада на најкраће дневне сате у години. Потребно је пратити оптичку чистоћу панела, мање загађење нагло смањује ефикасност.
Поред тога, не може се рећи да је рад система на соларној енергији потпуно бесплатан, да постоје стални трошкови за амортизацију опреме, рад циркулационе пумпе и контролну електронику.
Значајан недостатак грејања на бази употребе соларних колектора је немогућност акумулирања топлотне енергије. У круг је укључен само експанзијски резервоар (+)
Отворени соларни колектори
Отворени соларни колектор је систем цеви незаштићених од спољашњих утицаја, кроз које циркулише расхладна течност директно загревана сунцем.
Вода, гас, ваздух, антифриз користе се као носачи топлоте. Цеви су или монтиране на носећу плочу у облику завојнице, или су повезане паралелним редовима на излазној цеви.
Соларни колектори отвореног типа нису у могућности да се носе са грејањем приватне куће. Због недостатка изолације, расхладна течност се брзо хлади. Они се љети користе углавном за загријавање воде у тушевима или базенима
Отворени колектори обично немају изолацију. Дизајн је врло једноставан, стога има ниску цену и често се прави самостално.
Због недостатка изолације, они практично не чувају енергију добијену од сунца, а карактерише их мала ефикасност. Они се углавном користе љети за загријавање воде у базенима или љетним тушевима.
Инсталирају се у сунчаним и топлим пределима, са малим разликама у температури околине и загрејаној води. Добро раде само по сунчаном, мирном времену.
Најједноставнији соларни колектор са хладњаком направљеним од лежишта полимерних цеви обезбедиће снабдевање грејаном водом у викендици за наводњавање и кућне потребе
Тубуларни раздјелници
Цевасти соларни колектори састављају се из засебних цеви дуж којих воде, гас или пара. Ово је једна од сорти отворених хелиосистема. Међутим, расхладна течност је већ много боље заштићена од спољне негативности. Нарочито у вакум инсталацијама постављеним по принципу термоза.
Свака цев је спојена на систем одвојено, паралелно једна са другом. Ако једна цев не успе, лако је заменити је новом. Цела конструкција се може саставити директно на крову зграде, што увелико олакшава уградњу.
Цевасти разводник има модуларну структуру. Главни елемент је вакуумска цев, број цеви варира од 18 до 30, што вам омогућава да тачно одаберете снагу система
Важан плус цевастих соларних колектора је цилиндрични облик главних елемената, због којег се соларно зрачење хвата током читавог дана без употребе скупих система за праћење кретања сунца.
Специјални вишеслојни премаз ствара својеврсну оптичку замку за сунчеву светлост. Дијаграм делимично приказује спољашњи зид вакуумске сијалице који одражава зраке на зидовима унутрашње сијалице (+)
По дизајну цеви разликују се перо и коаксијални соларни колектори.
Коаксијална цев је Дијур посуда или познати термос. Направљене су од две боце између којих се издувава ваздух. Високо селективни премаз који ефикасно апсорбује соларну енергију наноси се на унутрашњу површину унутрашње сијалице.
Са цилиндричним обликом цеви, сунчеве зраке увек падају окомито на површину
Топлотна енергија из унутрашњег селективног слоја преноси се у топлотну цев или унутрашњи измењивач топлоте са алуминијумских плоча. У овој фази се дешавају нежељени губици топлоте.
Цев за оловку је стаклени цилиндар са уметком оловке за оловку.
Име је систем добило по апсорберу пера који се чврсто омота око топлотног канала направљеног од метала који проводи топлоту
За добру топлотну изолацију, из цеви је издуван ваздух. Пренос топлоте из апсорбера одвија се без губитака, тако да је ефикасност перастих цеви већа.
Према методи преноса топлоте постоје два система: једнократни и са топлотном цеви. Термоепруба је заптивена посуда са испарљивом течношћу.
Будући да хлапљива течност природно тече до дна топлотне цеви, најмањи угао нагиба је 20 ° Ц.
Унутар термоепруве се налази испарљива течност која апсорбује топлину из унутрашње стијенке тиквице или из апсорбера пера. Под утицајем температуре, течност се кључа и подиже према горе у облику паре. Након преноса топлоте у грејни медијум или топлу воду, пара се кондензира у течност и тече доље.
Вода под ниским притиском често се користи као испарљива течност. У систему са директним протоком користи се цев у облику слова У, кроз коју циркулише вода или грејни медиј.
Једна половица цеви у облику слова У дизајнирана је за хладну течност, друга уклања грејану. Када се загрева, расхладна течност се шири и улази у резервоар за складиштење, обезбеђујући природну циркулацију. Као и код система са термотубом, минимални угао нагиба треба да буде најмање 20 °.
Са прикључком са директним протоком, притисак у систему не може да буде висок, јер унутар тиквице постоји технички вакуум
Системи са директним протоком су ефикаснији јер одмах загревају расхладну течност. Ако се системи соларних колектора планирају користити током цијеле године, у њих се убацују посебни антифризи.
Употреба цевастих соларних колектора има неколико предности и недостатака. Дизајн цевастог соларног колектора састоји се од истих елемената које је релативно лако заменити.
Предности:
- мали губитак топлоте;
- способност рада на температурама до -30⁰С;
- ефикасна продуктивност током дневног светла;
- добре перформансе у областима са умереном и хладном климом;
- ниска окретност, оправдана способношћу цевастих система да пролазе ваздушне масе кроз себе;
- могућност производње расхладне течности на високој температури.
Конструктивно, цеваста структура има ограничену површину отвора.
Има следеће недостатке:
- није способан за самочишћење од снега, леда, смрзавања;
- висока цена.
Упркос првобитно високим ценама, цевасти колектори се брже исплаћују. Имају дуг радни век.
Цевасти колектори су соларни системи отвореног типа, стога нису погодни за целогодишњу употребу у системима грејања (+)
Равни затворени системи
Равни колектор се састоји од алуминијумског оквира, посебног упијајућег слоја - апсорбера, прозирног премаза, цевовода и грејача.
Као апсорбер користи се поцрњени бакар од лима, који карактерише топлотна проводљивост идеална за стварање соларних система. Када апсорбер упија соларну енергију, примљена соларна енергија преноси се у расхладну течност која циркулише кроз цевни систем поред апсорбера.
Са спољашње стране затворени панел заштићен је прозирним премазом. Направљен је од отпорног каљеног стакла са пропусним опсегом од 0,4-1,8 микрона. Овај опсег представља максимално соларно зрачење. Отпорно на стакло пружа добру заштиту од туче. На полеђини је цела плоча поуздано изолирана.
Равни соларни колектори нуде максималне перформансе и једноставну конструкцију. Њихова ефикасност је повећана захваљујући употреби апсорбера. Способни су да снимају распршену и директну сунчеву светлост.
Листа предности затворених равних плоча укључује:
- једноставност конструкције;
- добре перформансе у регионима са топлом климом;
- могућност инсталирања под било којим углом помоћу уређаја за промену угла нагиба;
- способност самочишћења од снега и смрзавања;
- ниска цена.
Равни соларни колектори су посебно повољни ако се њихова примена планира у фази пројектовања. Век трајања квалитетних производа је 50 година.
Недостаци укључују:
- велики губитак топлоте;
- велика тежина;
- висока окретност при постављању плоча под углом према хоризонту;
- ограничења перформанси са температурним разликама већим од 40 ° Ц.
Обим затворених колектора много је шири од соларних електрана отвореног типа. Љети су у стању да у потпуности задовоље потребе за топлом водом. У хладним данима, који нису обухваћени од стране комуналних служби током грејне сезоне, они могу радити уместо грејача на плин и електричног грејања.
Ако желите да направите соларни колектор властитим рукама за грејни уређај у земљи, предлажемо да се упознате са провереним шемама и детаљним упутствима за монтажу.
Поређење карактеристика соларног колектора
Најважнији показатељ соларног колектора је ефикасност. Корисне перформансе различитих дизајнерских соларних колектора зависе од разлике у температури. У исто време, равни сакупљачи су много јефтинији од цевастих.
Вриједности ефикасности зависе од квалитета израде соларног колектора. Сврха графикона је приказати ефикасност употребе различитих система у зависности од температурне разлике.
Приликом одабира соларног колектора, вриједно је обратити пажњу на бројне параметре који приказују ефикасност и снагу уређаја.
Постоји неколико важних карактеристика за соларне колекторе:
- адсорпциони коефицијент - приказује однос апсорбоване енергије према укупном;
- фактор емисије - показује однос пренесене енергије и апсорбоване;
- укупна површина и отвор бленде;
- Ефикасност.
Подручје отвора је радна површина соларног колектора. У равном колектору површина отвора је максимална. Површина отвора једнака је површини апсорбера.
Начини повезивања на систем грејања
Будући да уређаји са соларним напајањем не могу да обезбеде стабилно и нон-стоп напајање, потребан је систем отпоран на ове недостатке.
У централној Русији соларни уређаји не могу гарантовати непрекидно снабдевање енергијом, па се користе као додатни систем. Интеграција у постојећи систем грејања и топле воде је различита за соларни колектор и соларну батерију.
Круг сакупљача воде
Различити системи повезивања се користе у зависности од сврхе коришћења колектора топлоте. Можда постоји неколико опција:
- Летња опција за топлу воду
- Зимска опција за грејање и топлу воду
Летња опција је најједноставнија и може се постићи чак и без циркулационе пумпе, користећи природну циркулацију воде.
Вода се загрева у соларном колектору и због топлотног ширења улази у резервоар или котао. У овом случају долази до природне циркулације: хладна вода се усисава на место топле воде из резервоара.
Зими, при негативним температурама, директно загревање воде није могуће. Посебан антифриз циркулише у затвореном кругу, обезбеђујући пренос топлоте од колектора до измењивача топлоте у резервоару
Као и сваки систем заснован на природној циркулацији, он не делује веома ефикасно, захтевајући поштовање потребних пристраности. Поред тога, резервоар за складиштење мора бити већи од соларног колектора. Да би се вода задржала што дуже, резервоар за вруће мора бити пажљиво изолован.
Ако желите да постигнете најефикаснији рад соларног колектора, схема повезивања је компликована.
Да бисте спречили да се колектор ноћу претвара у радијатор за хлађење, потребно је присилно зауставити циркулацију воде
Средство за хлађење без смрзавања циркулише кроз систем соларних колектора. Присилну циркулацију обезбеђује пумпа којом управља контролер.
Регулатор контролише рад циркулационе пумпе на основу очитавања најмање два сензора температуре. Први сензор мери температуру у акумулационом резервоару, а други - на доводној цеви топлог носача топлоте соларног колектора.
Чим температура у резервоару пређе температуру расхладне течности, у колектору регулатор искључује циркулацијску пумпу, заустављајући циркулацију расхладне течности кроз систем. Заузврат, када се температура у резервоару спусти испод задате температуре, бојлер се укључује.
Новом речју и ефикасном алтернативом соларним колекторима са расхладном течношћу, челичним системима са вакуумским цевима, са принципом рада и уређајима о којима предлажемо да се упознамо.
Соларни круг
Било би примамљиво применити сличну шему за повезивање соларне батерије на мрежу, као што је случај у соларном колектору, акумулирајући примљену енергију дневно. Нажалост, створити батерију довољно капацитета за систем напајања приватне куће веома је скупо. Стога је дијаграм везе следећи.
Уз смањење снаге електричне струје из соларне батерије, АБП јединица (аутоматско укључивање резерве) осигурава повезивање потрошача у заједничку електричну мрежу
Са соларних панела наелектрисање иде до контролера набоја који обавља неколико функција: омогућава стално пуњење батерија и стабилизује напон.Затим се електрична струја напаја у претварач, где се претвара једносмерна струја 12В или 24В у променљиви једнофазни ток 220В.
Нажалост, наше електричне мреже нису прилагођене за пријем енергије, могу радити само у једном правцу од извора до потрошача. Из тог разлога, нећете моћи да продате произведену електричну енергију или барем направите да мерач врти у супротном смеру.
Употреба соларних панела је повољна јер дају свестранији облик енергије, али се истовремено не могу упоредити по ефикасности са соларним колекторима. Међутим, ове последње немају способност накупљања енергије, за разлику од соларних фотонапонских батерија.
Галерија слика
Пхото фром
Соларне електране у грејању куће
Процес уградње соларних панела на кров
Самоинсталација уређаја на крову гараже
Домаћи електрични апарат за соларно грејање
Све о могућностима организовања грејања приватне куће на соларне плоче пронаћи ћете у овом чланку.
Пример за израчунавање потребне снаге
Када се израчунава потребна снага соларног колектора, често је погрешно да се израчуни на основу долазне соларне енергије у најхладнијим месецима у години.
Чињеница је да ће се у осталим месецима цео систем стално прегревати. Температура расхладне течности љети на излазу из соларног колектора може досећи 200 ° Ц загријавањем паре или плина, 120 ° Ц антифриза, 150 ° Ц воде. Ако расхладна течност кључа, делимично ће испарити. Као резултат тога, мораће да буде замењен.
Произвођачи препоручују полазити од следећих података:
- обезбеђивање снабдевања топлом водом не више од 70%;
- обезбеђивање система грејања не више од 30%.
Остатак потребне топлоте треба да се производи стандардном грејном опремом. Ипак, са таквим показатељима годишње, на грејању и снабдевању топлом водом у просеку се уштеди око 40%.
Снага коју ствара једна цев вакуум система зависи од географског положаја. Стопа соларне енергије која пада годишње на 1 м2 земља се назива инсолација.
Знајући дужину и пречник цеви, можете израчунати отвор - ефективно подручје апсорпције. Остаје да се примене фактори апсорпције и емисије како би се израчунао капацитет једне цеви годишње.
Пример израчуна:
Стандардна дужина цеви је 1800 мм, ефективна - 1600 мм. Пречник 58 мм. Отвор - засјењено подручје које ствара цев. Дакле, подручје правоугаоника у сенци је:
С = 1,6 * 0,058 = 0,028 м2
Ефикасност средње цеви је 80%, а соларна инсолација за Москву је око 1170 кВх / м2 у години. Тако ће се годишње произвести једна цевчица:
Ш = 0.0928 * 1170 * 0.8 = 86.86кВ * х
Треба напоменути да је ово врло груба процена. Количина произведене енергије зависи од оријентације инсталације, угла, просечне годишње температуре итд.
У представљеном чланку можете да се упознате са свим врстама алтернативних извора енергије и како их користити.
Видео број 1. Демонстрација деловања соларног колектора зими:
Видео бр. 2 Поређење различитих модела соларних колектора:
Кроз сопствено постојање, човечанство сваке године троши све више и више енергије. Покушаји коришћења бесплатног сунчевог зрачења рађени су већ дуже време, али тек недавно је постало могуће ефикасно коришћење сунца на нашим географским ширинама. Нема сумње да будућност лежи на соларним системима.
Да ли желите да пријавите занимљиве карактеристике у организацији соларног грејања сеоске куће или викендице? Напишите коментаре у доњи блок. Овде можете поставити питање, оставити фотографију са демонстрацијом процеса монтаже система, делити корисне информације.