Солнечная батарея – что это такое
Говоря просто – преобразователь солнечного света в постоянный электрический ток в чистом виде. Постоянный ток можно с помощью специального инвертора преобразовать в переменный, и пользоваться им, как в обычной бытовой сети. Солнечные батареи – далеко не новое изобретение, и еще во времена СССР можно было свободно купить калькулятор на солнечных батарейках. Энергия Солнца в бытовых и даже промышленных целях используется за рубежом достаточно давно, то есть, ничего нового изобретать не нужно, а только воспользоваться накопленным опытом.
Преимущества солнечного отопления, важные моменты
Отопление дома обходится очень недешево – с этим никто спорить не будет. Отопление на солнечных батареях позволит вам:
- Получить практически полную независимость от бытового электричества, в идеале – не платить за электричество и отопление ни копейки.
- Регулировать температуру в квартире или доме по своему усмотрению.
- Иметь собственный бесплатный запас энергии, излишки которой можно реализовать государству. К примеру, в Украине действует так называемый «зеленый тариф», согласно которому, излишки энергии, полученной из альтернативных источников, можно продать государству по достаточно высокой цене.
- Солнечные батареи служат долго, до 25-ти лет и более. Это избавит вас от хлопот по их замене и ремонту, и на протяжении почти всего срока их службы вы получаете только выгоду.
Однако есть целый ряд важных моментов, с которыми необходимо ознакомиться, прежде чем бежать покупать и устанавливать оборудование для солнечного отопления дома. Так, если вам не повезло жить в регионе, где небольшое количество солнечных дней, то оборудование вряд ли сможет полностью обеспечить ваш дом энергией в необходимом количестве.
Солнечные комплекты стоят дорого. Так, чтобы обеспечить дом средних размеров энергией, понадобятся батареи общей площадью примерно 20 кв.м. Если учитывать, что в среднем один квадратный метр солнечной батареи вырабатывает 120 Вт, то для семьи из трех человек понадобится достаточно много батарей. Элементы нужно устанавливать на самую освещаемую часть крыши или участка. Как правило, это южная и юго-восточная сторона.
Если установка производится на крыше здания, то ее площадь должна составлять не менее 40 кв.м. Чтобы получить в месяц около 500 кВт энергии, и полноценной работы системы, необходимо не менее 20-ти солнечных дней в месяц. Рядом с домом не должно быть высоких деревьев и зданий, тень от которых будет мешать работе солнечных батарей. Стропила на крыше дома должны быть очень прочными, чтобы выдержать вес комплекса солнечных батарей и не проломится. Это особенно актуально, если в вашем регионе зимой выпадает большое количество осадков.
И, наконец, стоимость. Для полного обеспечения своего дома электричеством нужно купить, к примеру, установку мощностью 7 кВт, сделать отопление на солнечных батареях – электрическое или водяное – все это обойдется как минимум в 200 000 рублей. Но, окупаемость достаточно высокая – в течение 2-3-х лет. Дальше вы получаете только чистую выгоду. Мощности такой установки полностью хватает для полного обеспечения теплом и электричеством дома средней величины.
Виды солнечных батарей, комплектация
Сегодня для получения электроэнергии вы бытовых условиях можно использовать батареи двух типов – большие и малые фотоэлектрические системы. Малая система это панель с аккумулятором, дает возможность получить напряжение от 12-ти до 24 Вольт.
Несколько таких батарей могут обеспечить работу телевизора и полного освещения дома. Большая фотоэлектрическая система обеспечивает дом энергией и теплом в полном объеме.
Если говорить о комплектации, то солнечное отопление включает в себя: солнечный вакуумный коллектор, контроллер, который следит за работой системы, насоса, поставляющего в накопительный бак теплоноситель, одна или несколько емкостей общим объемом 500- 1000 литров, теплового насоса, или же электротена. Запитав мощное отопление частного дома от солнечных батарей, вы получаете возможность постоянно пользоваться горячей водой, и, при желании оборудовать «теплый пол» во всех помещениях.
Перед тем как покупать и устанавливать систему, нужно обязательно рассчитать ее мощность.При этом учитывается количество постоянно проживающих в доме людей, жилая площадь, средний расход энергии. Так, в среднем семья из трех человек тратит в месяц от 200 до 500 кВт энергии на использование бытовых приборов. К этому количеству необходимо добавить расход энергии для постоянного подогрева воды в системе отопления. Проще всего посчитать площадь солнечных батарей, исходя из 1 квадратного метра солнечной батареи на человека. Например, если в доме есть теплые полы, то на каждые 10 кв. м. пола понадобится энергия от 1 кв. м солнечной батареи. И, повторимся, не забывайте:
- Батареи устанавливаются на солнечной стороне.
- Рядом не должно быть деревьев и высоких зданий.
- Угол ската крыши должен составлять не менее 30-ти градусов.
- Количество солнечных дней в месяц – не менее 20-ти.
Инсоляция (облучение поверхности земли солнечной радиацией) рассчитывается из учета 1000 кВт/ч на 1 кв.м за год. В этом случае количество полученной энергии эквивалентно энергии от 100 литров газа. Некоторые дорогие мощные системы могут легко обеспечивать горячей водой семью из четырех человек, имея при этом площадь немногим больше 4-х кв. м.
Если вы решились на установку солнечного отопления, помните, что в зимнее время года она, скорее всего, не будет полностью справляться с работой. Поэтому настоятельно не рекомендуется полностью отказываться от услуг ЖКХ. Это даст вам возможность подстраховаться, если батареи не будут получать достаточно света для полноценной работы.
Выбор и установка солнечного отопления
Чтобы получить эффективную и долговечную систему отопления, нужно серьезно подойти к ее выбору. Обязательно обратитесь к специалистам – они помогут рассчитать мощность и площадь системы, помогут выбрать место для установки. Помните, что батареи стоят дорого, а покупаются на десятилетия. Система устанавливается в максимально освещенном месте, допустимый угол отклонения на восток или запад составляет не более 30-ти градусов.
Систему солнечного отопления домов можно также установить и на соседнем здании, если ваше не подходит по каким-либо причинам. Накопитель можно устанавливать в подвале. Его также можно доставит по частям, и собрать на месте. Довольно часто собирается система из нескольких накопителей меньших размеров, если нет возможности установить один большой.
Важный момент: солнечное отопление будет работать более эффективно, если температура отопления небольшая. В этом случае оптимальный вариант – панельная система обогрева дома. Для экономии энергии своевременно позаботьтесь об надлежащем утеплении вашего дома.
Энергия солнца бесплатна и неисчерпаема, и вариант отопления частного дома с помощью солнечных батарей – не единственно возможный. Сегодня с этой же целью активно используются солнечные коллекторы, что это такое, и чем они отличаются от батарей – об этом ниже.
Солнечный коллектор
И солнечная батарея и коллектор используют один и тот же источник «подзарядки», но это устройства разного типа. Солнечные батареи можно использовать не только для отопления, так как они вырабатывают электричество. Коллектор же используется только для отопления, он вырабатывает только тепло. Солнце подогревает воду в коллекторе, которая потом поступает в отопительную систему. Солнечный коллектор вполне можно изготовить самостоятельно, сегодня многие умельцы занимаются этим, и довольно успешно, некоторые поставили это дело на поток, зарабатывая при этом неплохие деньги.
Чтобы сделать солнечный коллектор, нет нужды использовать дорогостоящие хрупкие фотоэлементы. Каково же устройство коллектора? Грубо говоря, это просто радиатор, помещенный в короб, имеющий стеклянную переднюю стенку, только вода в нем не охлаждается, а разогревается.
Система состоит из трех основных элементов:
- Солнечная панель.
- Аванкамера.
- Накопительный бак.
Систему устанавливают в хорошо освещенном месте, чаще всего на крыше. Нагретая в радиаторе вода, за счет расширения поступает в аванкамеру. Там она вытесняет холодную воду. Таким образом, поддерживается постоянное давление в системе отопления. Радиатор лучше размещать, как и солнечную батарею, на южной стороне крыши, уклон которой должен составлять от 30 до 45-ти градусов. Внутренняя часть короба, в который помещается радиатор, и сам радиатор окрашивают в черный цвет.
Работа солнечного коллектора основана на термосифонном процессе – нагретая вода меняет свою плотность, расширяется, и начинает двигаться внутри системы, вытесняя холодную воду. Для такого отопления не нужен насос, вода передвигается по системе самостоятельно.
Солнечный коллектор для отопления дома своими руками – общие советы и рекомендации
Чтобы сделать солнечный коллектор своими руками, можно использовать самые разные материалы. Все элементы системы изготавливаются отдельно, после чего они соединяются системой труб.
изготовление солнечной панели
Понадобится короб и материал для радиатора. Короб можно сделать из досок или фанеры, после чего дно и стенки необходимо утеплить как можно лучше – например, пенопластом.
Для изготовления радиатора используются отрезки широких труб, которые свариваются между собой отрезками меньшего диаметра – как в батарее парового отопления. Верх короба закрывают листом стекла. Наружная часть короба окрашивается в белый цвет.
изготовление аванкамеры и накопительного бака
Для этого понадобится пара емкостей подходящего объема. Для накопителя нужен бак не меньше чем на 150 литров. Бак также утепляют, например, помещают его в деревянный короб, свободное пространство заполняют теплоизоляционным материалом.
Для аванкамеры понадобится бак меньшего размера, не больше чем на 40 литров. Емкость должна быть полностью герметичной и снабженной шар-краном для подачи воды.
сборка системы
Как только основные элементы готовы, можно приступать к сборке. Сначала устанавливается аванкамера и накопительный бак. При этом необходимо правильно просчитать уровень воды в емкостях. Уровень в аванкамере должен быть выше уровня в накопителе минимум на 80 сантиметров. При установке солнечной панели, помните: она должна размещаться в самой нижней точке системы, накопительный бак находится выше, аванкамера – в самой высшей точке. Расстояние от панели до накопительного бака должно быть не меньше 70-ти сантиметров.
Далее монтируются:
- Дренажная труба накопителя.
- Дренажная труба аванкамеры.
- Труба подачи холодной трубы к аванкамере.
- Труба для ввода холодной воды.
- Труба подачи холодной воды к смесителям.
- Труба подачи горячей воды к смесителям.
- Труба подачи горячей воды к накопительному баку.
- Горячая труба радиатора.
- Труба подпитки накопительного бака.
Для участков системы с высоким напором воды лучше использовать трубу сечением в полдюйма, с низким – в дюйм. Для монтажа системы используются подходящие для каждого конкретного случая фитинги, сгоны, резьбовые соединения, и.т.д.
Перед запуском системы ее заполняют водой через дренажные отверстия, расположенные внизу, после чего аванкамера подсоединяется к системе отопления, и регулируется уровень воды в коллекторе. Рекомендуется в нижней части системы установить вентили для устранения воздушных пробок. Если система не дает течь, можно приступать к эксплуатации.
