Использование солнечных батарей для отопления дома

Использование такой системы позволит Вам экономить в 2 раза больше, чем до ее применения. Дополнительный плюс – накопленную энергию можно будет использовать не только для отопления, но и для других бытовых нужд.

Солнечные батареи на балконе

Владельцам частных домой проще, так как обустройство на крыше площади под солнечные батареи это лучший вариант их расположения. Как же быть хозяевам квартир в многоэтажках? Один из вариантов — это устройство солнечных батарей на балконах для выработки энергии для освещения и отопления помещений.

Как работают солнечные батареи?

Фотоэлементы, или как еще их называют полупроводниковые устройства, преобразуют солнечную энергию в постоянный электрический ток. Если соединить определенное количество фотоэлектрических преобразователей, получим солнечную батарею. Даже при небольшой облачности солнечные батареи вырабатывают достаточное количество энергии. Число используемых модулей зависят от расчетного потребления электричества. Продолжительность работы этой системы около 20-25 лет, а окупаются затраты на сооружение солнечных батарей несколько лет.

Плюсы и минусы использования солнечных батарей

Обычные балконы имеют средние габариты, поэтому модули для солнечных батарей должны быть как можно малыми по размеру, чтобы была возможность разместить их на балконе, и должны давать максимальное количество энергии.

В комплект системы для преобразования солнечной энергии входят:

— солнечная батарея, — инвертор (преобразователь напряжения) высокой мощности, — аккумулятор, — система управления модулями.

Человек, имеющий элементарный познания в электрике, без проблем справится со схемой подключения модулей. Панели солнечной батареи устанавливаются снаружи балкона, для них не требуется особый уход и внимание. Но так как аккумуляторы не выдерживают низкие температуры, то важным моментом является утепление балкона. И, естественно, так как солнечные батареи преобразовывают солнечную энергию в электрическую, эту энергию можно использовать не только для освещения балконов, но и для дополнительного обогрева в зимний период.

Решив воспользоваться солнечными батареями, нужно четко рассчитать потребности в электроэнергии и возможности системы перерабатывать солнечное излучение. На случай форс-мажорных обстоятельств желательно оставить доступ к общепринятым источникам питания. К таким обстоятельствам относится уменьшение количества солнечного времени в осенне-зимне-весенний период. Также — наличие большого количества в доме точек потребления энергии: телевизоры, музыкальные центры, кухонная аппаратура, холодильники, микроволновки, электрочайники, стиральные машины, обогреватели воды и т.д.

Значит, в большинстве случаев солнечные батареи это не просто альтернативное, а точнее дополнительное использование электроэнергии для нужд человека.

Как уже говорилось выше, прежде чем решить устанавливать солнечные батареи на балконе, нужно учесть тот факт, что аккумуляторы не работают при пониженных и низких температурах, сохраненная энергия теряется впустую, значит помещение нужно остеклить и утеплить.

Для начала устанавливаем стеклопакеты. Утепляем балкон по всем правилам, принятым в том регионе, где Вы проживаете. В системе солнечных батарей самым объемным являются аккумуляторы. При оформлении дизайна балкона нужно это учесть и расположить аккумуляторы так, чтобы сэкономить внутреннее пространство.

Практичность и декоративность в использовании солнечных модулей

Сами накапливающие устройства солнечных батарей устанавливаются снаружи балкона, обычно по всей площади парапета и по верхней части балкона под потолком или в верхней части стеклопакетов. Фотоэлектрические панели бывают цветными и могут иметь различный уровень прозрачности. Эти модули играют роль не только преобразователей энергии, но и роль дизайнерской изюминки в оформлении экстерьера балкона.

Установка на стекле окна модулей с одной стороны мешает проникновению естественного солнечного света в помещение балкона, с другой стороны играет роль тонирования и защиты от повышенного ультрафиолета в летний период.

На балконе обычно не устанавливаются электроприборы большого потребления электроэнергии, только элементы обогрева.

Хватает ли нам энергии

Про солнечные батареи для частного дома отзывы встречаются разные, кому-то хватает электричества, кому-то нет, а как с этим делом обстоит у нас? Наша система выдаёт 1500 Вт*ч в сутки. Ниже перечень того, на что мы тратим такую ценную зимой и в то же время бесплатную летом энергию:

  • на освещение: в доме у нас всего 10 светодиодных ламп, мощностью по 7 Ватт;
  • заряжаем 2 телефона и 2 ноутбука;
  • постоянно включён в сеть wi-fi роутер для интернета;
  • время от времени включаем насос, установленный в колодце, для системы водоснабжения;
  • включаем периодически блендер для приготовления зелёных коктейлей;
  • жена творит свои швейные дела с помощью электрической швейной машинки;
  • заряжаю аккумуляторы для шуруповёрта;
  • используется стиральная машинка на режиме холодной стирки;
  • пользуюсь электроинструментом (электролобзик, шлифмашинка, фрезер, болгарка, циркулярная пила, электрорубанок, электродрель, перфоратор).

Естественно, мы не включаем в розетку одновременно всё сразу из этого списка! Когда нужно включить прибор помощнее, например, рейсмусовый станок или электросварку, то запускаю генератор.

Летом, как в период наиболее богатый солнечным светом, энергии хватает, ещё и лишняя остаётся. Зимой – нет, не хватает. Солнце ходит по небосводу уже довольно низко, световой день короче, небо бывает часто затянуто тучами. Приходится экономить и регулярно пользоваться генератором.

Монтаж солнечных батарей

Перед установкой системы отопления на основе энергии солнца Вы должны убедиться в том, что крыша Вашего загородного дома выдержит нагрузку от устанавливаемых панелей. Чтобы получить максимальное количество солнечной энергии, панели рекомендуют устанавливать на южной стороне крыши, для средних широт угол наклона должен составлять 45° относительно горизонта. Самый выгодный вариант – это использование батарей, которые автоматически перемещаются в зависимости от движения солнца, но их стоимость достаточно велика. Поэтому рекомендуют просто монтировать батареи под углом в 90° относительно того положения солнца, в котором количество поступающей с его лучами энергии максимально. Следует учитывать, что снег, скапливающийся на батареях, заметно снижает количество накапливаемой энергии, поэтому в зимнее время рекомендуют устанавливать панели вертикально во избежание накопления снега. Если же такой возможности нет, то не забывайте как можно чаще очищать панели от загрязнений и снега.

Немаловажным элементом системы фотоэлементов, устанавливаемых на крыше, является конструкция, на которую они крепятся. Она бывает 3-х видов: Наклонная. Позволяет устанавливать солнечные панели на крыши с любым скатом. Горизонтальная. Предназначена для плоских крыш. Свободно-стоящая. Подходит для крыш с поверхностью любого типа.

Также батареи могут быть вмонтированы непосредственно в крышу. С этим сможет справиться любой специалист по установке окон, но подключение самой отопительный системы следует доверить мастеру по отоплению. Выполнение всех требований к монтажу позволит вырабатывать примерно 200-300 кВт электроэнергии в месяц при 18-20 солнечных днях, что должно быть достаточно для семьи из 3-5 человек. Площадь солнечной панели, способной обеспечить Вас таким количеством энергии, составит порядка 20 кв.м. Еще одно немаловажное правило – это отсутствие поблизости высоких деревьев или строительных конструкций, которые могут мешать попаданию солнечного света на установленные панели.

Используя солнечные батареи для отопления дома, Вы получаете не только бесплатный источник энергии, но и независимость от централизованной системы отопления. Вы сами сможете контролировать период отопительного сезона и температуру в помещении. Отапливая дом энергией солнца, Вы делаете огромный вклад в повсеместное использование «зеленой» энергии.

Статью подготовила Абдуллина Регина

В следующем видео показана система солнечного электроснабжения дома:

Отопление теплиц солнечным воздушным коллектором

Такой коллектор является главным элементом этой системы отопления. В зависимости от расположения этого коллектора отопление может осуществляться либо естественной циркуляцией воздуха в системе, либо с помощью вентиляторов.

В первом случае выходной патрубок коллектора должен располагаться ниже раструба входного отверстия в теплице. Тогда воздух, нагретый в коллекторе, по законам конвекции будет подниматься по воздуховоду и попадать в теплицу. Вытесняемый остывший воздух по обратному воздуховоду поступает в коллектор, нагревается и возвращается в теплицу. Этот цикл непрерывный, длится весь световой солнечный день.

Во втором случае расположение солнечного коллектора не имеет значения, так как циркуляция воздуха поддерживается вентиляторами, установленными в теплице на входе теплого воздуха. При таком способе обеспечивается равномерное распределение теплых воздушных масс по всему обогреваемому объему, и, что очень важно, равномерный обогрев почвы.

Естественно, что воздуховоды (особенно горячий) должны быть покрыты теплоизоляцией, чтобы воздух не мог быстро остывать. В темное время суток воздух в теплице без горячей подпитки может достаточно быстро охлаждаться. Поэтому для поддержания теплового режима необходимо предусмотреть резервный контур отопления. Это могут быть тепловентиляторы, калориферы.

Сам воздушный солнечный коллектор представляет собой предельно простую конструкцию. Собрать его самому из подручных материалов можно меньше, чем за час. Это герметичный деревянный короб высотой 10 – 15 см. Днище делается из ДВП. Для прочности боковые стенки соединяются деревянными брусками с сечением 5х5 сантиметров.

На днище укладывается теплоизолятор – пенопласт или минеральная вата. Поверх теплоизолирующего слоя кладется абсорбер, например, листовое оцинкованное железо. Чтобы увеличить площадь нагрева, к этому листу можно прикрепить дополнительные ребра.

Все швы внутренней части короба тщательно обрабатываются «Герметиком», после чего короб изнутри покрывается черной термостойкой краской. В зависимости от того, где и как будет устанавливаться коллектор, в его боковины встраиваются трубы для впускания и выпускания воздуха. После всех подготовительных работ короб закрывается каленным стеклом, стыки стекла с корпусом герметизируются «Герметиком».

Схема солнечного воздушного коллектора

Остается поставить коллектор на место и соединить воздуховодами с теплицей. При этом выходной патрубок коллектора должен располагаться выше патрубка входного. Размеры коллектора определяются только размерами металлического листа и стекла. В зависимости от размеров теплицы, таких коллекторов может быть несколько.

Воздух в таком коллекторе прогревается до температуры 45°C – 50°С. Нагретый воздух не только поддерживает в теплице комфортную для растений температуру, но, отдавая свое тепло, нагревает еще и почву, что создает наиболее благоприятные условия для развития корневой системы растений.

Читайте также:  Внутрипольные радиаторы (конвекторы) — незаметное отопление

Общий принцип работы солнечной батареи

Конструкция фотоэлектрических установок состоит из большого количества фотоэлементов.

В свою очередь, они обладают способностью поглощать лучи солнца, за счет чего в их структуре происходит электрохимическая реакция.

При этом в каждом отдельном фотоэлементе образуется минимальное количество тока, который соединяется в один поток и выходит из батареи.

Одна солнечная батарея способна вырабатывать около 250 вольт.

Так как этой цифры недостаточно для полноценного электроснабжения дома, устанавливают сразу несколько таких панелей, соединив их в одну единую систему.

В результате чего удается достичь нужной мощности. Если разместить батареи на площади 20-30 м2, удастся с излишком обеспечить электроэнергией дом среднестатического семейства.

Вырабатываемая в процессе химической реакции электроэнергия, поступает через контроллер на аккумуляторные батареи, затем подается через инвертор в электрическую сеть.

Внешние аккумуляторы должны иметь объем, соответствующий нерабочему времени солнечной системы, имеется ввиду темное время суток, когда снижается выработка напряжения панелями.

Видео:

При этом заряжаются аккумуляторные батареи в течение всего светового дня, как правило, в это время электричества в избытке.

Что касается функционального назначения инвертора, то устройство используется для преобразования постоянного тока в переменный ток, который впоследствии становится пригодным для питания современных электроприборов.

Среди них и электрические котлы, которые могут использоваться для отопления частного дома посредством солнечных батарей.

Вложив средства и установив солнечное оборудование один раз, можно добиться эффективной работы панелей круглый год.

При этом не исключается темное время суток, что стало возможным после разработки и производства фотоэлементов для панелей, функционирующих от инфракрасного излучения, которое имеет свойство проходить сквозь густые облака и темноту.

Рекомендации по установке

Выделив из бюджета деньги на покупку дорогостоящего оборудования, собственник также должен позаботиться о заключении контракта с профессиональными подрядчиками, которые имеют опыт работы в строительстве и в вопросах проектирования энергоэффективных домов.

Профессионалы проведут монтаж оборудования максимально ответственно и грамотно, и собственник сможет использовать в доме устройства для выработки бесплатной энергии.

При выборе компании, которая подберет и установит солнечные батареи, не лишним будет узнать, занимается ли фирма послепродажным обслуживанием устройств и предоставляет ли гарантию на проведенные работы.

Проект системы отопления на коллекторах

Прежде всего, мы подробно разберемся с различиями в строении и функционировании батарей и коллекторов.

Панель состоит из нескольких фотоэлементов, соединенных между собой на каркасе из непроводящих энергию материалов.

Фотоэлектрические преобразователи – достаточно сложные конструкции, представляющие собой своеобразный сэндвич из пластин с различными характеристиками и назначениями.

Кроме гелио модулей и специального крепежа, система состоит из таких элементов:

  • аккумуляторов, для хранения энергии;
  • контроллера, который будет следить за степенью зарядки в аккумуляторе;
  • инвертора – для преобразования постоянного тока в переменный.

Коллекторы бывают двух видов: вакуумные и плоские.

Вакуумные коллекторы состоят из полых стеклянных трубок, внутри которых расположены трубки меньшего диаметра, содержащие поглотитель энергии. Меньшие трубки соединены с теплоносителем. В свободном пространстве между ними находится вакуум, который сохраняет тепло.

Принцип работы солнечного коллектора

Плоские коллекторы состоят из рамы и армированного стекла с фотонопоглощающим слоем. Слой поглотителя подключен к трубкам с теплоносителем.

Обе эти системы состоят из контура для теплообмена и теплового аккумулятора (бак для жидкости).

Из бака вода поступает в отопительную систему при помощи насоса. Во избежание потерь тепла, бак должен быть хорошо утеплен.

Располагаться такие установки должны на южном скате кровли. Угол наклона должен быть 30–45 градусов. Если расположение дома или конструкция крыши не позволяют установить панели гелиосистемы на кровле, то можно установить их на специальных укрепленных каркасах или на стойках, закрепленных в стену.

Количество солнечной энергии, выделяемой в разное время года, сильно отличается. Величину коэффициента инсоляции для места вашего проживания можно найти по карте солнечной активности. Зная коэффициент инсоляции, вы сможете посчитать необходимое вам количество модулей.

Проект системы отопления на коллекторах

Например, вы потребляете энергии 8 кВт/ч, инсоляция в среднем 2 кВт/ч. Мощность солнечной панели – 250 Вт (0,25 кВт). Произведем расчеты: 8 / 2 / 0,25 = 16 штук – именно такое количество панелей вам понадобится.

Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома

В Европе и Америке уже давно используют энергию солнца для выработки электроэнергии. Солнечные батареи используют не только для работы электротранспорта, в космических целях, или работы маленького карманного калькулятора.

Очень распространенным оказался способ отопления домов с помощью солнечных рубежом многие частные коттеджи, дачи и дома оснащены на крышах панелями, которые питаются солнечными лучами. Сколько надо солнечных батарей для отопления дома, должен определить специалист.

Но первые расчеты владелец частного дома может сделать сам.

Читайте также:  Какой обогреватель лучше купить для дачи, дома и квартиры

Плюсы использования солнечных батарей для отопления дома

Хозяин частного дома определенно экономит на отоплении. По информации специалистов, солнечная энергия может обеспечить жилье до 70% по отоплению, естественно снижая затраты на оплату за тепло. Используя солнечные батареи, хозяин дома не загрязняет окружающую среду, так как не сжигает газ, дрова или уголь.

Можно раз и навсегда забыть об опасности пожара в доме. Система отопления жилого помещения с помощью солнечной энергии не станет причиной возгорания. Также такая система полностью носит автономный характер.

Отопление частного дома с помощью солнечных батарей

Помимо самих панелей солнечных батарей, для обеспечения отопления в доме следует не забывать о других элементах отопительной системы:

Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома
  1. солнечный модуль;
  2. насосы для перекачки по систему теплоносителей;
  3. контроллер;
  4. баки для горячей воды до 1000 литров.

Также смотрите расчет аккумуляторов необходимых для солнечных батарей.

Сколько солнечных батарей нужно для отопления дома?

Количество солнечных батарей зависит от того, какое пространство нужно отопить. На крышу дома можно поставить панель с мощностью в 800 Вт. Тогда батарея обеспечит энергией один обогреватель. Панель на 8 кВт вполне сможет обогреть несколько комнат в доме. Если вы приобретете батарею с еще большим количеством элементов, тогда сможете обогреть весь дом.

А для того, чтобы помимо теплоты в вашем хозяйстве еще и домашние приборы брали электроэнергию от солнца, следует раскошелиться на схему общей мощностью до 20 кВт. Поэтому вопрос о количестве солнечных батарей для отопления в вашем доме, зависит также и от мощности самой панели и от того, хотите ли вы отапливать всю площадь дома, либо же только его часть.

Следует не забывать, чтобы воплотить в жизнь идею отопления дома с помощью солнечной энергии, нужна большая площадь для размещения солнечных батарей. Советуем, прежде чем сразу решать, сколько панелей потребуется, обратитесь за рекомендацией к специалистам, будет ли достаточно площади на вашей крыши, чтобы реализовать задуманное.

Интересная публикация?

Поделись с друзьями!

Заключение

Солнечные электростанции для дома решают две основные задачи:

  • могут обеспечивать электроэнергией участок, который не подключен к сети. В самом простом варианте вам понадобится только панель, аккумулятор и контролер заряда, которые уже способны генерировать электроэнергию. Также возможна более сложная реализация, когда станция генерирует электричество и через инвертор передает его в розетки. В этой схеме дополнительно необходим преобразователь из 12В в 220В.
  • служить инвестицией и источником дохода. В Украине существует  закон о зеленом тарифе, согласно которому государство готово покупать у населения электроэнергию, выработанную на альтернативных источников энергии, по более высокому тарифу. Другими словами: каждый может установить в доме солнечную электростанцию и продавать электроэнергию государству.

Производительность станции зависит от мощности панели и коэффициента интенсивности солнца. Для южных регионов, где солнце светит долго и интенсивно, выработка панелей может быть в 4.5 — 5 раз больше номинала. Зимой коэффициент практически отсутствует.

При пасмурных днях даже летом выработка сильно падает. Поэтому целиком полагаться на солнечную энергию не стоит (особенно если у вас автономное энергообеспечение объекта) и не лишним будет иметь резервный источник, например — дизельный генератор.

Все про солнечную электростанцию для дома: подключение, реальная выработка, подключение, особенности

Варианты создания воздушного солнечного коллектора своими руками

Изготовление традиционного воздушного солнечного коллектора для отопления дома своими руками начинается с создания каркаса из деревянных досок. Заднюю и торцевые стенки следует утеплить минватой. Корпус закрепляется на стене. Все зазоры необходимо заизолировать монтажной пеной. По боковым сторонам выполняются отверстия под патрубки для входа и выхода воздушных масс. Наружные элементы надежно обматываются теплоизоляционным материалом.

В качестве абсорбера используется перфорированный металлический лист из алюминия, который характеризуется высокой теплопроводностью и низкой стоимостью. Для увеличения селективных качеств он покрывается черной краской. Сверху укладывается лист из стекла или поликарбоната.

Самодельный воздушный солнечный коллектор из гофротрубы

Варианты создания воздушного солнечного коллектора своими руками

Абсорбер может быть выполнен из водопроводных труб прямоугольного сечения, которые устанавливаются на лист из алюминия и фиксируются к нему с помощью монтажной ленты и саморезов. Задняя стенка деревянного корпуса утепляется минеральной ватой, а боковые – пенополистиролом. Трубы окрашиваются в черный цвет и покрываются листом закаленного стекла или поликарбоната.

Еще более простая конструкция изготавливается из профнастила. Каркас выполняется из деревянных брусков. В дне проделывается выходное отверстие. На брус укладывается профнастил со множеством отверстий по всей площади изделия, которые обеспечат приток воздуха.

Хорошим решением является сооружение воздушного коллектора на окне. Это довольно эффективный вариант, позволяющий неплохо обогреть помещение. Каркас изготавливается из алюминиевых рамок и крепится к окну в виде москитной сетки. Задняя стенка выполняется из листа алюминия, в котором проделываются отверстия в нижней, (для забора холодного воздуха) и в верхней (для отведения теплого воздуха) частях. Роль абсорбера может также выполнять черная фольга, которая покрывается защитной пленкой ПВХ.