Sončno ogrevanje je najbolj okolju prijazen način ogrevanja zasebne hiše. Primeren je za prebivalce osrednjih in južnih regij držav CIS, kjer zemeljska površina prejme zadostno količino sevanja. Uporaba sončne toplote za ogrevanje vašega doma bo pomagala prihraniti notranji prostor.
Prednosti in slabosti sončnega ogrevanja
Ta vrsta energije je okolju prijazna, njena uporaba je dostopna vsem in je ne spremljajo emisije škodljivih spojin v okolje. Razširjena uporaba sončnih ogrevalnih sistemov za zasebni dom bo pripomogla k ohranjanju naravnih virov, ki se uporabljajo za ogrevanje prostora: premog, les in plinsko gorivo. Uporaba solarnih ogrevalnih konstrukcij je popolnoma varna za prebivalce in zunanje okolje. Tega ne moremo reči o tradicionalnih vrstah goriva - dim nima zelo ugodnega vpliva na ozračje in lahko med drugim povzroči solzenje in nelagodje.
Če želite prihraniti uporaben prostor na mestu, lahko sistem namestite na streho.Montaža takšnih kolektorjev bo pripomogla tudi k zmanjšanju prostorskih stroškov za grelne naprave v samem prostoru. Druga prednost je, da solarni paneli za dom med delovanjem ne povzročajo hrupa.
Pomanjkljivost je, da nimajo vsa območja primernih podnebnih razmer za celoletno rabo sončne energije brez dodatnega ogrevanja. V večini regij Rusije pozimi je potrebna vzporedna uporaba električnih grelnikov ali drugih naprav za podobne namene. Včasih je solarni sistem priključen samo za delovanje v letnih časih, za katere je značilna zadostna osvetlitev v temnih obdobjih, uporabljajo se drugi generatorji toplote.
Lastnosti sončnih kolektorjev
Kolektorji se od drugih vrst ogrevalnih sistemov razlikujejo po tem, da so vezani na dobavo sončne energije. Posledično se ponoči akumulacija toplote v inštalaciji ustavi, nadaljuje pa se sproščanje čez dan akumulirane toplote v zrak doma. Učinkovitost sistema je odvisna od dolžine dnevne svetlobe. V topli sezoni in na južnih zemljepisnih širinah uporaba te vrste ogrevanja kaže najboljše rezultate. Najmanj produktivna je decembra, v najtemnejšem času dneva. To je posledica kratke dnevne svetlobe in vpadnega kota žarkov. Pri izračunu prispevka solarnega sistema k celotni toplotni oskrbi doma je treba upoštevati, da se njegova učinkovitost skozi leto spreminja. Zimsko ogrevanje v večini regij zahteva električne naprave, peč ali kotel.
Zelo pomembna sta pravilen izračun površine kolektorskih elementov, potrebnih za oskrbo hiše, in izbran kot namestitve. Priporočljivo je, da naprave postavite tako, da je kot naklona enak geografski širini kraja, kjer se nahaja dom. Sončno energijo najbolje absorbirajo kolektorji, katerih delovne ravnine ležijo pravokotno na vpadne žarke. Če je mogoče, so baterije nameščene proti jugu. Pomembno je zagotoviti, da sence zgradb ali dreves ne padejo na površino.
Da bi bil izkoristek delovanja pozimi večji, mora biti kot nagiba elementov nekoliko večji. Poleti pa bo produktivnost nekoliko nižja, a to ne bi smelo negativno vplivati na kakovost življenja lastnikov stanovanj.
Elementi ogrevalnega sistema
Obstaja več vrst naprav za sončne baterije, vendar je načelo zasnove večine ogrevalnih sistemov, ki temeljijo na njih, enako. Včasih se lahko konfiguraciji dodajo dodatne komponente.
Osnovni elementi namestitve:
- vakuumske kolektorske naprave;
- kontrolor, odgovoren za upravljanje sistema;
- akumulatorski rezervoar za ogrevano vodo;
- črpalka, ki prenaša hladilno tekočino iz akumulatorja v akumulator;
- Grelni element, ki ga napaja električno omrežje.
Namesto grelnega elementa lahko drug del deluje kot tesnilo. Včasih je tak sistem ogrevanja kombiniran z ogrevanim podom.
Vrste sončnih kolektorjev
Kolektorski elementi so na voljo v več variantah naprav. Obstajajo modeli, ki so namenjeni samo ogrevanju in dodatno ogrevajo vodo.
Po zasnovi in videzu
Kolektorske naprave so na voljo v odprti obliki (z nezaščitenimi cevmi) in zaprti obliki - z aktivnimi komponentami, zaprtimi v ohišju, ki ima lahko različne oblike, na primer sploščene ali sferične. Najcenejši in najbolj trpežni so ravni, zaprti modeli. Njihovo telo je izdelano iz aluminija, v notranjost pa so nameščene bakrene cevi. Lahko so nameščeni serpentinasto ali v vzporednih vrstah. Po njih lahko kroži plin, voda ali tekočina proti zmrzovanju in deluje kot hladilno sredstvo. Na vrhu ohišja je prevleka, sestavljena iz plasti stekla in propilen glikola. Takšni modeli lahko delujejo vse leto, ogrevajo vodo na temperaturo, ki je 30-40 stopinj višja od temperature zraka. Vendar imajo pomembno pomanjkljivost: če se kolektor zlomi, celoten sistem za absorpcijo toplote odpove.
Vakuumski izdelki imajo največjo moč. Vsebujejo tudi bakrene cevi, napolnjene z absorberjem toplote, položene v vrste. Vsak tak element je nameščen v steklenem stožcu. Vakuumski prostor med stenami ima vlogo prevodnega materiala in toplotnega izolatorja. Slabost te zasnove je krhkost votlih steklenih elementov. Po drugi strani pa je v primeru okvare dovolj, da neposredno zamenjate poškodovane cevi.
Če je prispevek solarnega sistema pozimi pomemben, je bolje priključiti vakuumske kolektorje. Dlje zadržujejo toploto in segrejejo pline in tekočine na višje temperature. Možno je sestaviti konstrukcijo neposredno na strehi hiše. Cevasta oblika vam omogoča zbiranje toplote podnevi brez povezovanja dodatnih mehanizmov, ki spremljajo gibanje sonca.
Po principu delovanja
Ta kriterij opisuje kolektorske elemente z vidika avtonomije. Nekatere vrste ne potrebujejo električne energije. Zaradi tega so dobra izbira za podeželsko hišo ali za uporabo v določeni sezoni. Naprave z mehanizmom za prisilno kroženje je treba pred uporabo priključiti na električno omrežje. Delujejo zaradi pritiska črpalnega mehanizma.
Glede na sezonskost
Nekateri potrošniki raje priključijo sončne celice samo v topli sezoni. V kolektorjih, zasnovanih izključno za to obliko delovanja, voda deluje kot hladilno sredstvo. Pri temperaturah pod ničlo se spremeni v led, zato se z nastopom hladnega vremena takšne instalacije razstavijo. Drugi modeli omogočajo celoletno uporabo. V topli sezoni lahko potrošniku zagotovijo toplo vodo, v hladni sezoni pa vzdržujejo temperaturo zraka na določeni ravni.
Izdelava zbiralnika z lastnimi rokami
Pri nakupu že pripravljenega kompleta je povezovalni diagram za sončne celice običajno naveden v priloženi dokumentaciji. Toda nekateri prebivalci raje doma sestavijo domači kolektor. Preprosta enota je narejena iz odpadnega materiala, za osnovo pa se uporablja kačasta struktura, vzeta iz zastarelega ali pokvarjenega hladilnika.
Za izdelavo zbiralnika boste morali pripraviti:
- folija in steklena plošča;
- tuljava iz hladilnika (iz nje lahko odstranite tudi povezovalne sponke in jih uporabite v novi enoti);
- regalni elementi za ustvarjanje okvirja;
- trak;
- pritrdilni elementi - vijaki in vijaki;
- gumijasta podloga;
- rezervoar za tekočino;
- dovodne in odtočne cevi.
Tuljavo najprej operemo iz umazanije, prahu in sledi freona, nato pa jo obrišemo do suhega. Lamele so vklesane tako, da se prilegajo dimenzijam serpentinaste strukture, tako da se prilega okvirju, sestavljenemu iz njih. Nato morate povezati letvice med seboj. Gumijasta preproga mora ustrezati dimenzijam okvirja. Po potrebi odrežite presežek. V procesu povezovanja letvic morate v stenah narediti majhne luknje, tako da gredo tuljavne cevi, če jih je treba odstraniti.
Zgornji del preproge je prekrit s plastjo folije. Če morate za premaz uporabiti rezine majhne velikosti, jih povežete s trakom. Nato se položi struktura stojala in nato tuljava, ki je pritrjena s sponami. Slednji mora biti na nasprotni strani pritrjen z vijaki. Iz njega so tudi pribite letvice, da je konfiguracija bolj toga.
Če so med letvami in folijo reže, jih je treba zatesniti s trakom. To bo zagotovilo minimalne toplotne izgube in povečalo učinkovitost končane instalacije. Ko je enota pripravljena, se nanjo namesti steklena prevleka. Nato se trak nanese po celotnem obodu izdelka.
Da je kolektor čim bolj zrakotesen, je steklo ojačano z vijaki. S tem bo tudi naprava bolj zanesljiva. Po tem se lahko nastali element okrepi na nosilni konstrukciji.
Kako sistem deluje
Za čim bolj učinkovito izrabo sončne energije lahko uporabite različne metode. Načelo prvega temelji na neposrednem segrevanju kolektorskih elementov s sončnimi žarki.Z akumulacijo toplote jo naprave prenesejo na hladilno tekočino, ki se nahaja v krogih ogrevanja in tople vode. Vir se lahko porabi za oba cilja ali samo za enega. Drugi način temelji na uvedbi solarnih kolektorjev v ogrevalni sistem, ki akumulirano energijo pretvorijo v električno energijo, ki se nato oddaja potrošniku.
Pri uporabi naprave iz tuljave lahko v sončnem vremenu segrejete vodo na 60-65 stopinj. Hkrati je sistem avtonomen, hladilna tekočina kroži v njem naravno, lastniki stanovanj pa redko posegajo v njegovo delovanje. Cikel gibanja izgleda takole: segreta tekočina postane manj gosta, zaradi česar se požene navzgor - v pripravljeno posodo (na primer rezervoar). Gosta hladna voda je usmerjena v spodnji del kolektorja. Poleg rezervoarja je za namestitev sistema potrebnih več cevi. Skozi njih se dovaja in odvaja ogrevana voda, hladna voda pa vstopa v kolektor. Potrebujete tudi 4 ventile: odvodni, zaporni, dovodni in sprostitveni tlak v sistemu.
Pozimi je priporočljivo razstaviti vodne zbiralnike, saj ta hladilna tekočina rada zmrzne, zaradi česar je delovanje neuporabno. Modeli, ki so namenjeni celoletni uporabi, zahtevajo redno čiščenje sprijetega snega. Slednja rada odbija sončne žarke, kar močno zmanjša učinkovitost kolektorja.
Sončne ogrevalne sisteme je mogoče priključiti ne samo v južnih regijah, temveč tudi na območjih z zmernim podnebjem. Tudi z majhnim številom sončnih dni v mrzlih letnih časih lahko ultravijolična svetloba, ki prodira skozi oblake, vsaj delno ogreje dom.V tem primeru brez dodatnih ogrevalnih naprav ne gre, vendar pa so zaradi okolju prijaznega delovanja in brezplačnih energetskih virov te instalacije odlična izbira za zasebne domove.
