Солнечное отопление: насколько эффективно

С ростом цен на энергоносители все актуальнее становится использование альтернативных источников энергии. А так как отопление у многих основная статья расходов, то об отоплении речь в первую очередь: платить приходится практически круглый год и немалые суммы. При желании сэкономить, первым на ум приходит солнечное тепло: мощный и совершенно бесплатный источник энергии. И использовать его вполне реально. Причем оборудование стоит хоть и дорого, но в разы дешевле, чем тепловые насосы. О том, как может быть использована энергия солнца для отопления дома, поговорим подробнее.

Отопление от солнца: за и против

Если говорить об использовании солнечной энергии для отопления, то нужно иметь в виду, что существуют два разных устройства для преобразования солнечной энергии:

• Солнечные батареи. Они вырабатывают исключительно электрический ток. А вот его уже вы можете использовать для обеспечения работоспособности любого электрооборудования, в том числе и не работу отопительных приборов.
• Солнечные коллекторы. Эти устройства нагревают жидкость (теплоноситель) и их можно напрямую подключать к системе отопления, а также с их помощью греть воду для бытовых нужд.

Оба варианта имеют свои особенности. Хотя сразу нужно сказать, какой бы из их вы ни выбрали, не спешите отказываться от той системы отопления, которая у вас есть. Солнце встает, конечно, каждое утро, но вот не всегда на ваши солнечные элементы будет попадать достаточно света. Самое разумное решение — сделать комбинированную систему. Когда энергии солнца достаточно, второй источник тепла работать не будет. Этим вы и обезопасите себя, и жить будете в комфортных условиях, и сэкономите.

Если желания или возможности ставить две системы нет, ваше солнечное отопление должно иметь, как минимум, двукратный запас по мощности. Тогда точно можно сказать, что тепло у вас будет в любом случае.

1. Дровяное отопление — это традиционный и экологически чистый способ обогрева жилых помещений. В отличие от газовых и электрических котлов, которые…

2. Водоснабжение от колодца — это надежный и экономичный способ обеспечить дом или дачу чистой питьевой водой. Колодцы являются традиционным источником…

3. Промывка системы отопления — это важный процесс, который позволяет продлить срок службы оборудования, улучшить его производительность и снизить затраты на…

4. Ремонт водоснабжения частного дома включает в себя замену старых труб, установку новых насосов, фильтров и других элементов системы. Этот процесс…

5. Ремонт частного отопления — это важный и ответственный процесс, требующий профессионального подхода. От качества выполненных работ зависит не только эффективность…

6. Отопление частного дома – это важный аспект, который требует тщательного планирования и профессионального подхода. Установка радиаторов отопления является одной из…

7. Перепланировка газового отопления в частном доме требует тщательного подхода к выбору оборудования, его установке и соблюдению всех норм безопасности. В…

8. Ремонт системы отопления является важной и необходимой мерой для поддержания комфортной температуры в доме в зимний период. В России, где…

9. Ремонт системы отопления является важным аспектом в поддержании комфортной температуры в доме или квартире. Современные системы отопления могут быть оборудованы…

10. Отопление без насоса: Альтернативные решения В условиях ограниченного бюджета и необходимости минимизации энергозатрат, отопление частного дома без насоса становится все…

11. Ремонт труб отопления в коттедже является важной задачей, особенно в условиях суровой зимы, когда системы отопления должны работать бесперебойно. В…

12. Промывка системы отопления с помощью пневмо-гидроудара — это эффективный метод очистки теплообменников, котлов и трубопроводов от накипи, ржавчины и других…

13. Ремонт котельной – это важный и ответственный процесс, который требует профессионального подхода и использования передовых технологий. В современных котельных используется…

14. Бойлер – это важный элемент системы отопления и горячего водоснабжения в доме. Однако, несмотря на надежность и долговечность современных моделей,…

15. Отопление дачи является важным аспектом комфортного проживания в загородном доме. В современном мире существует множество вариантов отопления, которые можно адаптировать…

16. Диагностика системы отопления частного дома является важным этапом в поддержании комфортной и безопасной среды проживания. В процессе эксплуатации системы могут…

17. Отопление дачи — это важный аспект, который влияет на комфорт и уют в вашем доме в холодное время года. В…

18. Замена котельной в частном доме — это важный шаг, который может значительно улучшить комфорт проживания, повысить энергоэффективность и снизить эксплуатационные…

19. Ремонт труб теплого пола — важный этап в поддержании комфорта и безопасности вашего жилья. Этот процесс требует внимательного подхода и…

20. Замена труб отопления в жилых помещениях является важным и необходимым мероприятием, которое позволяет не только улучшить теплоотдачу, но и продлить…

21. Автономное водоснабжение дома – это система, обеспечивающая подачу чистой питьевой воды без зависимости от централизованных водопроводных сетей. В условиях растущей…

22. Ремонт системы отопления в частном доме – это важный и ответственный процесс, требующий внимательного подхода. От качества проведенных работ зависит…

23. Ремонт системы отопления является важной задачей, особенно в условиях суровой русской зимы. Правильное обслуживание и своевременная замена изношенных компонентов позволяют…

24. Автономное водоснабжение дома – это система, обеспечивающая подачу воды без подключения к централизованным водопроводным сетям. В условиях загородной жизни, где…

25. Ванная комната для дачи – это не только место для принятия душа, но и важный элемент комфорта и функциональности. В…

26. В условиях растущих цен на отопление и энергоносители, всё больше людей задумываются о строительстве собственной котельной. Это не только экономически…

27. Автономное водоснабжение дома становится всё более популярным в условиях растущего спроса на экологически чистые и энергоэффективные решения. В отличие от…

28. Замена котельной в частном доме: современные решения и преимущества В последние годы в России наблюдается значительное повышение интереса к энергоэффективности…

29. Ремонт системы отопления в частном доме требует тщательного подхода и внимания к деталям. Прежде всего, необходимо определить причину неисправности. Это…

30. Ремонт труб теплого пола: важные аспекты и советы Теплый пол стал неотъемлемой частью современного жилья, обеспечивая комфорт и уют в…

31. Ремонт системы отопления является важным аспектом поддержания комфортных условий в доме или квартире. Современные системы отопления могут быть сложными и…

32. В условиях постоянного роста тарифов на энергоресурсы и повышения экологической ответственности, вопрос о замене отопления в доме становится как никогда…

33. Реконструкция и ремонт котельной – это сложный и ответственный процесс, требующий тщательного планирования и выполнения. В современных условиях, когда энергоэффективность…

34. Профессиональное переоборудование бойлерной – это важный шаг для повышения эффективности и безопасности работы котельной. В процессе переоборудования специалисты выполняют комплексные…

35. Замена отопления дома — это важный шаг, который может существенно изменить комфорт и экономичность вашего жилища. В этом тексте мы…

36. Ремонт отопления в частном доме – это важный и ответственный процесс, требующий профессионального подхода. В большинстве случаев, отопление в частном…

37. Система отопления «Ленинградка» является одной из наиболее популярных и эффективных схем обогрева частных домов. Она состоит из котла, циркуляционного насоса,…

38. Ремонт водяных теплых полов — это важный и ответственный процесс, требующий профессионального подхода. Теплые полы стали популярным решением для создания…

39. Замена труб отопления является важным аспектом в поддержании комфортной температуры в доме. Современные системы отопления часто требуют обновления, так как…

40. Ремонт системы отопления в жилом доме – это важный и ответственный процесс, требующий профессионального подхода и использования качественных материалов. Прежде…

41. Замена системы отопления в частном доме — это важный шаг, который может существенно повысить комфорт проживания и сэкономить значительные средства…

42. Ремонт частного отопления требует особого подхода, так как неправильная установка или неисправные элементы могут привести к серьезным проблемам с теплоснабжением.…

43. Автономное водоснабжение дома становится все более популярным в условиях урбанизации и роста стоимости коммунальных услуг. Основным преимуществом автономных систем водоснабжения…

44. Ремонт частного отопления является важным аспектом для поддержания комфортной температуры в доме и обеспечения долгосрочной работы системы. В России, где…

45. Важная часть успешной работы системы отопления – это обвязка электрического котла. Она обеспечивает правильное функционирование, безопасность и долговечность всего оборудования.…

46. Котельная для дома газовая. В современном мире создание комфортных условий в доме немыслимо без надежного отопления. Газовые котлы становятся все…

47. Электроотопление является актуальным решением для обеспечения тепла в вашем доме. В условиях роста цен на энергоресурсы и ограниченного доступа к…

48. Ремонт системы отопления – это комплекс мероприятий, направленных на восстановление или замену изношенных компонентов системы для обеспечения эффективного и безопасного…

49. В современном частном доме система отопления играет ключевую роль в создании комфортного и уютного проживания. В отличие от централизованных систем,…

50. В последние годы дачная жизнь становится все более популярной среди городских жителей, которые стремятся к уединению и комфорту. Однако вопрос…

Достоинства использования солнечной энергии для отопления:

• Безопасный и абсолютно «чистый» источник энергии.

• Снижение затрат на отопление и ГВС.
• Вы независимы от состояния экономики: солнце светит всегда, и в кризис, и в период расцвета.
• Денег солнце за свою энергию не требует. Другое дело, что государство может обложить налогами владельцев гелиоустановок. Но пока такого не случилось — солнечная энергия бесплатна.

Недостатки:

• Зависимость количества поступающего тепла от погоды и региона.

• Для гарантированного отопления потребуется система, которая может работать параллельно с гелиосистемой отопления. Многие производители отопительного оборудования предусматривают такую возможность. В частности европейские производители настенных газовых котлов предусматривают совместную работу с солнечным отоплением (например, котлы Baxi). Даже если у вас установлено оборудование, у которого такой возможности нет, можно согласовать работу отопительной системы при помощи контролера.
• Солидные финансовые вложения на стартовом.
• Периодичное обслуживание: трубки и панели нужно очищать от налипшего мусора и мыть от пыли.
• Некоторые из жидкостных солнечных коллекторов не могут работать при очень низких температурах. В преддверии сильных морозов жидкость приходится сливать. Но это касается не всех моделей и не всех жидкостей.

Теперь рассмотрим подробнее каждый из типов солнечных нагревательных элементов.

Солнечные коллекторы

Для солнечного отопления используют именно гелиоколлекторы. Эти установки при помощи тепла солнца нагревают жидкость-теплоноситель, которую потом можно использовать в системе водяного отопления. Специфика в том, что солнечный водонагреватель для отопления дома выдает только температуру 45-60оС, а самую высокую эффективность показывает при 35оС на выходе. Потому рекомендованы такие системы для использования в паре с теплыми водяными полами. Если отказываться от радиаторов вам не хочется, или увеличивайте количество секций (раза в два примерно) или подогревайте теплоноситель.

Теперь о видах солнечных коллекторов. Конструктивно есть две модификации:

• плоские;
• трубчатые.

В каждой из групп есть вариации и по материалам, и по конструкции, но принцип действия у них один: по трубкам бежит теплоноситель, который нагревается от солнца. Вот только конструкции абсолютно разные.

Плоские солнечные коллекторы

Эти гелиоустановки для отопления имеют простую конструкцию и потому именно их можно при желании изготовить своими руками. На металлической раме закреплено прочное дно. Сверху уложен слой теплоизоляции. Изолируются для уменьшения потерь и стенки корпуса. Затем идет слой адсорбера — материала, который хорошо поглощает солнечное излучение, превращая его в тепло. Этот слой обычно имеет черный цвет. На адсорбере закреплены трубы, по которым течет теплоноситель. Сверху вся эта конструкция закрывается прозрачной крышкой. Материалом для крышки может быть закаленное стекло или один из пластиков (чаще всего это поликарбонат). В некоторых моделях светопропускающий материал крышки может проходить специальную обработку: для уменьшения отражающей способности его делают не гладким, а чуть матовым.

Трубы в плоском солнечном коллекторе обычно уложены змейкой, имеется два отверстия — впускное и выпускное. Может быть реализовано однотрубное и двухтрубное подключение. Это кому как нравится. Но для нормального теплообмена необходим насос. Возможна и самотечная система, но она будет очень неэффективной из-за небольшой скорости движения теплоносителя. Именно этого типа солнечный коллектор и используют для отопления, хотя с его помощью можно эффективно греть воду для ГВС.

Есть вариант самотечного коллектора, но его применяют в основном для подогрева воды. Называют такую конструкцию еще пластиковым солнечным коллектором. Это две пластины из прозрачного пластика, герметично закрепленные на корпусе. Внутри устроен лабиринт для продвижения воды. Иногда нижняя панель бывает окрашена в черный цвет. Имеется два отверстия — впускное и выпускное. Вода подается внутрь, по мере продвижения по лабиринту греется солнцем, и выходит уже теплой. Такая схема хорошо работает с резервуаром для воды и легко нагревает воду для ГВС. Это современная замена обычной бочке, установленной на летнем душе. Причем более эффективная замена.

Насколько эффективны солнечные коллекторы? Среди всех бытовых гелиоустановок на сегодня они показывают лучшие результаты: их КПД 72-75%. Но не все так хорошо:

• они не работают ночью и плохо работают в пасмурную погоду;

• большие потери тепла, особенно при ветре;
• низкая ремонтопригодность: если что-то выходит из строя, то менять нужно значительную часть, или всю панель полностью.

Тем не менее, часто отопление частного дома от солнца делают именно при помощи этих гелиоустановок. Такие установки популярны в южных странах с активным излучением и положительными температурами в зимний период. Для наших зим они не подходят, но в летний сезон показывают хорошие результаты.

Воздушный коллектор

Эта установка может быть использована для воздушного отопления дома. Конструктивно она очень напоминает описанный выше пластиковый коллектор, но циркулирует и нагревается в нем воздух. Такие устройства навешиваются на стены. Действовать они могут двумя способами: если воздушный гелионагреватель герметичен, воздух забирается из помещения, нагревается и возвращается в то же помещение.

Есть другой вариант. В нем обогрев совмещен с вентиляцией. В наружном корпусе воздушного коллектора имеются отверстия. Через них внутрь конструкции поступает холодный воздух. Проходя через лабиринт, от солнечных лучей он нагревается, а затем подогретым попадает в помещение.

Такое отопление дома будет более-менее эффективным, если установка будет занимать всю южную стену, и при этом тени на этой стене не будет.

Трубчатые коллекторы

Тут тоже циркулирует теплоноситель по трубам, но каждая из таких теплообменных труб вставлена в стеклянную колбу. Все они соединяются в манифолде (manifold), который, по сути, является гребенкой.

Трубчатые коллекторы имеют два типа трубок: коаксиальные и перьевые. Коаксиальные — труба в трубе — вложены одна в другую и их края запаяны. Внутри между двумя стенками создается разреженная безвоздушная среда. Потому такие трубки называют еще вакуумными. Перьевые трубки — это обычная трубка, запаянная с одной стороны. А перьевыми их называют потому, что для повышения теплоотдачи в них вставляется пластина адсорберная, которая имеет изогнутые края и чем-то напоминает перо.

Кроме того в разные корпуса могут быть вставлены теплообменники разного типа. Первые — это тепловые каналы Heat-pipe (Хит пайп). Это целая система преобразования солнечного света в тепловую энергию. Heat-pipe — это полая медная трубка небольшого диаметра, запаянная на одном конце. На втором находится массивный наконечник. В трубку залито вещество с низкой температурой кипения. При нагревании вещество начинает кипеть, часть его переходит в газообразное состояние и поднимается по трубке вверх. По пути от нагретых стенок трубки оно все больше нагревается. Попадает в верхнюю часть, где находится некоторое время. За это время часть тепла газ передает массивному наконечнику, постепенно охлаждается, конденсируется и оседает вниз, где процесс снова повторяется.

Второй способ — U-type — это традиционная трубка, заполненная теплоносителем. Тут никаких новостей или сюрпризов. Все как обычно: с одной стороны входит теплоноситель, проходя по трубке, нагревается от солнечного света. Несмотря на свою простоту этот вид теплообменников эффективнее. Но используется он реже. А все потому, что солнечные водонагреватели такого типа составляют собой единое целое. При повреждении одной трубки приходится менять вся секцию.

Трубчатые коллекторы с системой Heat-pipe стоят дороже, показывают меньшую эффективность, но используются чаще. А все потому, что поврежденную трубку поменять можно за пару минут. Причем, если колба использована коаксиальная, то трубка тоже может быть отремонтирована. Просто она разбирается (снимается верхняя заглушка) и поврежденный элемент (тепловой канал или сама колба) заменяется на исправный. Затем трубка вставляется на место.

Какой коллектор лучше для отопления

Для южных регионов с мягкой зимой и большим количеством солнечных дней в году лучший вариант — плоский коллектор. При таком климате он показывает высшую продуктивность.

Для регионов с более суровым климатом подходят трубчатые коллекторы. Причем для суровых зим больше подходят именно системы с Heat-pipe: они греют даже ночью и даже в пасмурную погоду, собирая большую часть спектра солнечного излучения. Они не боятся низких температур, но точный диапазон температур нужно уточнять: он зависит от вещества, находящегося в тепловом канале.

Эти системы при грамотном расчете могут быть основными, но чаще они просто экономят затраты на отопление от другого, платного источника энергии.

Еще одним вспомогательным отоплением может быть воздушный коллектор. Его можно сделать во всю стену, причем он легко реализуется своими руками. Он отлично подойдет для отопления гаража или дачи. Причем проблемы с недостаточным нагревом могут возникнуть не зимой, как вы ожидаете, а осенью. При морозе и снеге энергии солнца в разы больше, чем в пасмурную дождливую погоду.

Солнечные батареи

Слыша слова «солнечная энергетика» мы в первую очередь думаем именно о батареях, которые преобразуют свет в электричество. И делают это специальные фотоэлектрические преобразователи. Они выпускаются промышленностью из разных полупроводников. Чаще всего для бытового использования мы применяем кремниевые фотоэлементы. Они имеют самую низкую цену и показывают достаточно приличную производительность: 20-25%.

Напрямую использовать солнечные батареи для отопления можно лишь в том случае, если котел или другой отопительный прибор на электричестве вы подключите к этому источнику тока. Также солнечные панели в совокупности с электро-аккумуляторами можно интегрировать в систему снабжения дома электричеством и таким образом уменьшать приходящие ежемесячно счета за использованную электроэнергию. В принципе, вполне реально полностью обеспечить потребности семьи от этих установок. Просто средств и площадей потребуется много. В среднем с квадратного метра панели можно получить 120-150Вт. Вот и считайте, сколько квадратов кровли или придомовой территории должно быть занято такими панелями.

Особенности отопления солнечным теплом

Целесообразность устройства системы солнечного отопления у многих вызывает сомнения. Основной довод — это дорого и никогда себя не окупит. С тем, что это дорого, приходится согласиться: цены на оборудование немаленькие. Но никто не мешает вам начать с малого. Например, для оценки эффективности и практичности идеи сделать подобную установку самому. Затрат минимум, а представление будете иметь из первых рук. Потом уже будете решать стоит со всем этим связываться или нет. Вот только в чем дело: все негативные сообщения от теоретиков. От практиков не встречалось ни одного. Идет активное выяснение способов улучшения, переделок, но никто не сказал, что затея бесполезна. Это о чем-то говорит.

Теперь о том, что установка системы солнечного отопления никогда не окупится. Пока срок окупаемости в нашей стране большой. Он сравним со сроком эксплуатации солнечных коллекторов или батарей. Но если посмотреть динамику роста цен на все энергоносители, то можно предположить, что вскоре он сократится до вполне приемлемых сроков.

Теперь собственно о том, как сделать систему. Прежде всего, нужно определить потребность вашего дома и семи в тепле и горячей воде. Общая методика расчета системы солнечного отопления следующая:

• Зная, в каком регионе находится дом, вы можете узнать, сколько солнечного света приходится на 1м2 площади в каждом месяце года. Специалисты это называют инсоляцией. Исходя из этих данных, вы затем сможете прикинуть, сколько солнечных панелей вам необходимо. Но сначала нужно определить, сколько тепла понадобится на подготовку ГВС и отопление.

• Если счетчик горячей воды у вас есть, то вы знаете объемы горячей воды, которые вы тратите ежемесячно. Выведите средние данные расхода за месяц или считайте по максимальному расходу — это кто как хочет. Также у вас должны иметься данные о тепловых потерях дома.
• Присмотрите солнечные нагреватели, которые хотели бы поставить. Имея данные по их производительности, вы сможете примерно определить количество элементов, необходимое на покрытие ваших потребностей.

Кроме определения количества составляющих гелиосистемы, понадобится определить объем бака, в котором будет накапливаться горячая вода для ГВС. Это легко можно сделать, зная фактический расход вашей семьи. Если у вас установлен счетчик на ГВС, и вы имеете данные за несколько лет, можно вывести среднюю норму потребления в день (средний расход в месяц поделить на количество дней). Вот примерно такой объем бака вам нужен. Но бак нужно брать с запасом в 20% или около того. На всякий случай.

Если ГВС или счетчика нет, можно воспользоваться нормами потребления. Один человек в сутки в среднем расходует 100-150 литров воды. Зная, сколько человек постоянно проживают в доме, вы рассчитаете требуемый объем бака: норма умножается на количество жильцов.

Сразу нужно сказать, что рациональной (с точки зрения окупаемости) для средней полосы России является система солнечного отопления, которая покрывает порядка 30% потребности в тепле и полностью снабжает горячей водой. Это усредненный результат: в какие-то месяцы отопление будет на 70-80% обеспечиваться гелиосистемой, а в какие-то (декабрь-январь) всего на 10%. И снова-таки многое зависит от типа солнечных батарей и от региона проживания.

Причем дело не только в «севернее» или «южнее». Дело в количестве солнечных дней. Например, на очень холодной Чукотке солнечное отопление будет очень эффективным: там почти всегда светит солнце. В гораздо более мягком климате Англии, с вечными туманами, его эффективность крайне низка.

Итоги

Несмотря на множество критиков, которые говорят о неэффективности солнечной энергетики и слишком большом сроке окупаемости, все больше людей хоть частично переходят на альтернативные источники. Кроме экономии многих привлекает независимость от государства и его ценовой политики. Чтобы не жалеть о напрасно вложенных суммах, можно сначала провести эксперимент: изготовить одну из солнечных установок своими руками и решить для себя насколько это вас привлекает (или нет).

Отопление от солнца: за и против

Достоинства использования солнечной энергии для отопления

Недостатки

Солнечные коллекторы

Плоские солнечные коллекторы

Воздушный коллектор

Трубчатые коллекторы

Какой коллектор лучше для отопления

Солнечные батареи

Особенности отопления солнечным теплом

Итоги

ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ

Ваш надежный поставщик тепла и водоснабжения дома.

Солнечное отопление

8(495)744-67-74 Круглосуточно

direktor@resant.ru

Солнечное отопление частного дома

Солнечное отопление своими руками

Солнечное отопление как правильно сделать

Отопление загородного дома солнечными батареями

Солнечное отопление дома – реальность

Солнечное отопление принцип изготовления

Использование коллекторов и солнечных батарей

Автономное солнечное отопление

Солнечное отопление: насколько эффективно