Автономное отопление в частном доме от солнца

Надежное солнечное отопление частного дома

Главным критерием уюта в частном коттедже или квартире является тепло. В холодном доме даже самая шикарная обстановка не поможет создать комфортных условий. Но чтобы оптимальная для проживания температура поддерживалась в помещении не только летом, но и зимой понадобится монтаж системы отопления.

Сделать это сегодня можно легко, приобретя в качестве источника тепла газовый, дизельный или электрический котел. Но проблема заключается в том, что топливо для такого оборудования стоит дорого и доступно не во всех населенных пунктах. Что же тогда выбрать? Лучшим решением являются альтернативные источники тепла и в частности солнечное отопление.

Устройство и принцип работы

Что же представляет собой такая система? В первую очередь следует сказать, что есть два варианта солнечного отопления. Они предполагают использование различных как в конструктивном плане, так и по назначению элементов:

  • Коллектора;
  • Фотоэлектрической панели.

И если оборудование первого типа предназначено сугубо для поддержания в помещении комфортной температуры, то солнечные панели для отопления дома могут применяться для получения электричества и тепла. Их принцип работы основан на преобразовании энергии солнца и накапливании ее в аккумуляторах, чтобы потом использовать для различных нужд.

Смотрим видео, все о данном коллекторе:

Применение коллектора позволяет организовать только солнечное системы отопление для частного дома, при этом используется тепловая энергия. Такое устройство действует следующим образом. Солнечные лучи подогревают воду, которая является теплоносителем и поступает с трубопровод. Эта же система может использоваться и в качестве горячего водоснабжения. В состав солнечного коллектора входят специальные фотоэлементы.

Но кроме них в комплектацию солнечного отопления включены:

  • Специальный бак;
  • Аванкамеры;
  • Радиатор, выполненный из трубок и заключенный в короб, у которого передняя стенка выполнена из стекла.

Солнечные батареи для отопления дома размещаются на крыше. В нем вода нагреваясь перемещается в аванкамеру где происходит ее замена горячим теплоносителем. Это позволяет поддерживать в системе постоянное динамическое давление.

Виды отопления с использованием альтернативных источников

Самый простой способ преобразования энергии светила в тепло – это использование солнечных батарей для отопления дома. Они все чаще используются в качестве дополнительных источников энергии. Но что же представляют собой эти устройства и действительно ли они эффективны?

Смотрим видео, виды и их особенности работы:

Задача, установленного на крыше коллектора солнечного системы отопления для дома впитать как можно больше солнечного излучения, преобразовав его затем в так необходимую человеку энергию. Но при этом следует учитывать, что оно может быть превращено как в тепловую, так и электрическую энергию. Для получения тепла и подогрева воды используют солнечные системы отопления. Для получения электрического тока используют специальные батареи. Они аккумулируют энергию в дневное время суток и отдают ее ночью. Однако сегодня существуют и комбинированные системы. В них солнечные панели вырабатывают одновременно тепло и электричество.

Что касается солнечных водонагревателей для отопления дома, то они представлены на рынке широкой линейкой. Причем модели могут иметь различное назначение, дизайн, принцип работы, габариты.

Например, по внешнему виду и конструкции системы отопления частного дома подразделяются на:

По назначению они классифицируются на используемые для:

  • Системы отопления и ГВС;
  • Для нагрева воды в бассейне.

Есть отличия и принципе работы. Солнечное отопление с применением коллекторов является идеальным выбором для дачных домиков, так как не требуют подключения к электросети. Модели с принудительной циркуляцией подключают к общей системе отопления, в них циркуляция теплоносителя осуществляется при помощи насоса.

Смотрим видео, сравниваем плоский и трубчатый коллектор:

Не все коллекторы пригодны для солнечного отопления загородного дома. Согласно этому критерию они делятся на:

Первые применяются для отопления дачных строений, вторые в частных домовладениях.

Сравниваем с обычными система отопления

Если сравнивать это оборудование с газовым или электрическим, то оно имеет гораздо больше преимуществ. В первую очередь это экономия топлива. Летом солнечное отопление способно полностью обеспечить проживающих в доме людей горячей водой. Осенью и весной, когда ясных дней мало, оборудование можно использовать для снижения нагрузки на стандартный котел. Что касается зимней поры, то обычно в это время эффективность работы коллекторов очень мала.

Смотрим видео, эффективность коллекторов зимой:

Но кроме экономии топлива использование оборудования, работающего на солнечных батареях, снижает зависимость от газа и электричества. Для установки солнечного отопления не нужно получать разрешение и установить его сможет каждый, кто имеет элементарные знания в сантехнике.

Смотрим видео, критерии подбора оборудования:

Еще один плюс – это большая продолжительность работы коллектора. Гарантированный срок службы оборудования составляет не менее 15 лет, значит на этот период ваши коммунальные платежи будут минимальными.

Однако, как и у любого устройства у коллектора имеются некоторые недостатки:

  • На солнечные водонагреватели для частного дома цена достаточно высокая;
  • Невозможность использования как единственного источника тепла;
  • Необходима установка бака-накопителя.

Есть и еще один нюанс. Эффективность работы солнечного отопления зависит от региона. В южных районах, где активность солнца высока оборудование будет иметь самый большой КПД. Поэтому наиболее выгодно использовать такое оборудование на юге и менее эффективным оно будет на севере.

Выбор солнечного коллектора и его монтаж

Прежде, чем приступать к установке оборудования, входящего в отопительную систему необходимо изучить его возможности. Для того чтобы узнать сколько тепла потребуется на обогрев дома необходимо рассчитать его площадь. Важно правильно выбрать место для установки солнечного коллектора. Оно должно быть максимально освещенным на протяжении дня. Поэтому обычно оборудование устанавливаются на южной части крыши.

Выполнение монтажных работ лучше доверить специалистам, потому что даже небольшая ошибка в установке системы солнечного отопления приведет к значительному снижению эффективности системы. Только при правильной установке солнечного коллектора он прослужит до 25 лет, причем полностью окупив себя за первые 3 года.

Если здание по каким-либо причинам не подходит для установки оборудования, то можно разместить панели на соседнем строении, а накопитель поставить в подвале.

Преимущества солнечного отопления

Нюансы, на которые стоит обратить внимание при выборе этой системы были рассмотрены выше. И если вы все сделали правильно, то ваша система отопления на солнечных коллекторах доставит вам только приятные моменты. Среди ее достоинств следует отметить:

  • Возможность круглогодичного обеспечения дома теплом, с возможностью регулировки температуры;
  • Полная автономия от централизованных коммунальных сетей и снижение финансовых расходов;
  • Использование солнечной энергии на различные нужды;
  • Длительный эксплуатационный срок оборудования и редкие аварийные ситуации.

Единственное, что останавливает потребителей от покупки солнечной системы для отопления частного дома – это зависимость их работы от географии проживания. Если в вашем регионе ясные дни редкость, то эффективность оборудования будет минимальной.

Но все же несмотря на все препоны такой коллектор считается одним из самых распространенных альтернативных источников тепла.

Солнечный обогреватель для дома

Цены кусаются, гарантия 25 лет на 80% мощности номинала также впечатляет. Солнечный обогреватель для дома днем собирает энергию, ночью питание идет от аккумулятора. Рекламный трюк либо единственно возможная альтернатива дизель-генератору – попробуем поразмыслить.

Цены и решения

Цена за 1 Вт мощности для типичных солнечных батарей, устанавливаемых на крышу, укладывается в рамки 4-8$. При этом поставщик часто обязуется вырезать элементы под заказ либо установить стандартный вариант. Вот набор типичных решений, предоставляемых солнечной энергией, выложенных фирмой на официальном сайте:

  1. Снабжение энергией частного дома.
  2. Оборудование для бесперебойной работы станций связи.
  3. Точка Wi-Fi на солнечных батареях.
  4. Отдельно стоящие фонари, питаемые лучами дневного светила.
  5. Зарядные устройства для сотовых телефонов.
  6. Рекламные щиты с огнями.
  7. Оконные стекла, способные вырабатывать энергию.

Это вполне доступные пониманию проекты, разработаны и прочие. Инженер Скотт Брюсав предлагает сделать дорожные покрытия из солнечных батарей. Это по-настоящему грандиозный проект, но намного удивительнее смотрится сад из эко-деревьев. От «растений» легко заряжаются мобильные устройства.

Конструкции

Что предложат магазинные прилавки. Сегодня в наличии две конструкции:

Вдобавок приобретете фотоэлементы по отдельности. Сложность правильного использования устройств ложится на плечи покупателя.

Общие черты

Независимо от наличия каркаса каждая солнечная батарея составляется из модулей, образованных фотоэлементами, соединенными последовательно, параллельно или смешанным способом. Последнее позволит получить необходимые вольтаж и мощность. В пределах узла пристальное внимание уделяется характеристикам фотоэлементов. Суммарные свойства конструкции определяются наихудшим значением параметра. К примеру, в последовательной цепочке ток ограничен максимальным внутренним сопротивлением фотоэлемента.

Солнечные батареи на крыше дома состоят из мириадов модулей, упакованных способом из упомянутых выше. Обсудим различия.

Каркасные солнечные батареи

Подложка из закаленного стекла выступает надежной защитой для листовых солнечных батарей, нанесенных на одну сторону. Дождь, снег, град не повредят источнику автономного электроснабжения. Прозрачное стекло легко пропускает свет и препятствует механическому повреждению фотоэлементов. С внутренней стороны батареи защищены слоями ламината. Используется лавсан (полиэстер).

Для дополнительной герметизации фотоэлементы утоплены в пленку, схожую по свойствам с полиэтиленом. Торцы отделываются алюминиевым профилем, посаженным на герметик, препятствуя расслоению пирога, который — начиная с внешней поверхности — выглядит так:

  1. Прочный слой закаленного стекла.
  2. Фотоэлементы, утопленные в пленку.
  3. Внутренние слои ламината.

Алюминиевый профиль имеет форму буквы F, поддерживает конструкцию на некотором расстоянии от поверхности кровли. Единственный элемент не обеспечит достаточного выходного напряжения, ряд штук соединяются последовательно. Каркасная конструкция дополняется элементами электрических соединений.

Бескаркасные солнечные батареи

В этом варианте исполнения каркас отсутствует. Подложкой выступит стеклотекстолит, либо подложка отсутствует окончательно. В последнем случае обе стороны покрываются лавсановой пленкой. Фотоэлементы тщательно загерметизированы.

Оцениваем покупку

Номинальные параметры, приведенные в таблицах для солнечных батарей, измеряются в нормальных условиях. Таковыми считаются:

  • температура окружающей среды 25 ºС;
  • поток света 1000 Вт/м 2 ;
  • спектр АМ1.5.

Указанная в последнем элементе списка аббревиатура введет в заблуждение даже опытного инженера. На деле сложного нет. Номинальные параметры солнечных батарей принято испытывать спектром светила, наблюдаемым на средней континентальной широте США. Это южнее Москвы, соответствует положению Волгограда либо Ростова-на-Дону.

Стандарт, характеризующий состояние атмосферы испытательного спектра, на официальном сайте стоит 80 швейцарских франков, предлагается удовольствоваться тем, что получим по поводу условий измерения в открытых источниках:

  • оценка параметров воздуха проводится в 30 слоях, согласно платному стандарту;
  • угол положения Солнца в зените составляет 48,19 градусов;
  • мутность атмосферного воздуха на частоте 500 нм (голубой цвет) — 0,084;
  • эквивалентный столбик водяного пара — 1,42 см;
  • эквивалентная толщина озонового слоя — 0,34 см.

Мутность на длине волны 500 нм выбирается исходя из условия голубизны неба. Этот цвет преобладает в видимом с поверхности Земли спектре.

Научное изложение предостерегает от вопроса, отчего питание обогревателя солнечными батареями идет вразрез с документацией. Похожи условия из списка на местность, где установлена батарея?

Как ситуация выглядит зимой. Номинальная мощность солнечной батареи составляет 1000 Вт, точное значение напряжения не важно, останется преобразовано инвертором. Итак, температура перешла в минус. Специальная поправка на номинал напряжения учитывается при отклонении условий от нормы. Ниже 25 ºС вольтаж на выходе батареи растёт. При этом плотность потока мощности зимой не составит 1000 Вт/м 2 в Химках. Измерения также предусматривают, что Солнце отбрасывает лучи на поверхность солнечной батареи под прямым углом. Отклонение от условия закономерно понижает выходную мощность.

Эти аспекты учитывают, выбирая солнечную батарею для дома.

Типичная схема автономной электрической сети

Солнечные батареи с номиналом 12 В работают на аккумуляторы и приборы, для которых вольтаж достаточен. Контроллер заряда чутко следит, чтобы оборудование эксплуатировалось согласно техническим нормам. При необходимости цепь между солнечной батареей и аккумуляторами размыкается.

Домашние приборы не работают напрямую с постоянного напряжения 12 В, используется специальный преобразователь — инвертор. Переменный ток частотой 50 Гц и номиналом 230 В уже поступает в дом. Питание обогревателя солнечными батареями ведется по опосредованной схеме — через инвертор.

А как же сетевое электроснабжение. Солнечные батареи во дворе позволят не платить государству, даже подзаработать.

Программы по развитию солнечной индустрии существуют в развитых государствах, даже в Монголии.

Коллекторы

Наконец, упомянем про солнечные обогреватели воды, называемые коллекторами. Достаточно поставить такой на крыше дома, чтобы отпала надобность греть. Китайская провинция Хубэй возводит жилые здания, оснащенные подобным образом. На наших широтах солнечный водонагреватель пригодится преимущественно летом на даче.

Коллектор состоит из специальных вакуумных коаксиальных трубок, покрытых темной краской, поглощающей свет. В разрезе получаются два цилиндра, вставленных один в другой соосно. Внутренний — медный водовод — нагревается за счет излучения от стенок внешнего.

  1. Слой краски поглощает энергию солнечного света и нагревает внешнюю трубку. Внутренние стенки излучают тепло.
  2. Через вакуум энергия достигает внутренней трубки, по которой протекает вода.
  3. Жидкость нагревается и собирается в бак, откуда раздается потребителям.

Иногда коллектор продается в составе солнечного обогревателя либо купите прибор отдельно. Стоимость изделия укладывается в 500$, что позволит получить 15 – 25 литров горячей воды.

Если поработать над конструкцией, теплую воду получим и зимой. Главное условие — отсутствие снега и наледи на трубках коллектора. Поместим прибор на солнечный чердак или даже вынести на улицу. Важно обеспечить изоляцию водовода внешней среды. Утеплить, допустим, стекловатой в сочетании с ПЕНОФОЛ.

Вывод

Обогреватель на солнечных батареях исправно функционирует даже при отключении сетевого электроснабжения. Плюсы такого решения:

  • от инвертора питаются бытовые приборы, не только обогреватель;
  • полная пожаробезопасность, если сравнивать с подвальным газовым котлом;
  • отсутствие необходимости дополнительного монтажа внутри помещений;
  • долговечность и отказоустойчивость — кремний не поломается;
  • гарантия производителя до 25 лет;
  • отличная электрическая совместимость с различным типом оборудования.

К минусам относятся:

  • придется чистить поверхность солнечной батареи от дождевых разводов и прочей грязи;
  • дорогая покупка защищена от вандалов и воров;
  • стоимость решения сравнительно велика.

Цена — единственный ограничивающий фактор. Если средства найдены, солнечная батарея на крыше не помешает. Первый водонагреватель (Швейцария) работал за счет солнечной энергии. Вдумайтесь в открывающиеся перед человечеством перспективы использования энергии, подаренной Вселенной.

Солнечное отопление частного дома под ключ

С каждым годом все больше граждан задумываются об использовании альтернативных источников энергии. Это связано с постоянным ростом цен на основные энергоносители. Более того, люди стали все больше осознавать весь уровень несовершенства традиционных источников энергии, которые оказывают пагубное воздействие на окружающую среду.

Если вы решили полностью отказаться от централизованных услуг и перейти на использование альтернативной энергетики, то в таком случае данный материал обязателен к прочтению. Существенно модернизировать систему отопления загородного дома можно благодаря внедрению электрических солнечных коллекторов, которые традиционно размещаются на крыше зданий.

Солнечное отопление – это ключ в мир новых технологий и полной автономности. Однако для реализации таких задач потребуется немало потрудиться. Электрические панели – это прежде всего дорогостоящее удовольствие, которое себе может позволить на сегодняшний день не каждая семья. Однако при одноразовом крупном капиталовложение такая система отепления в дальнейшем быстро окупает расходы и за кратчайшие сроки начинает приносить чистый доход. Для реализации такого проекта можно взять кредит или объединиться с соседями для сокращения финансовых расходов.

Перед тем как произвести монтаж солнечных коллекторов, вырабатывающих электрическую энергию, необходимо сделать ряд точных расчетов и определить необходимую мощность сети (потребуется еще предусмотреть безопасный резерв), смонтировать систему отопления, а также определить площадь солнечных коллекторов. Все это требует времени, знаний и практического опыта. При отсутствие вышеприведенных качеств лучше не рисковать денежными средствами, подвергать себя и близких людей опасности, а обратиться за помощью в специализированную компанию, которая выполнит проект отопления под ключ.

Сколько это стоит?

  • Эконом оборудование + монтаж от 1200 руб./м2 –> Газовый котел (Buderus) Секционные радиаторы (Rommer) Труба – полипропилен (Kalde) Краны и зап. арматура Монтажные работы Заказать сейчас
  • Стандарт оборудование + монтаж от 2900 руб./м2 –> Газовый котел (Vaillant) Стабилизатор напряжения Стальные радиаторы (Kermi) Труба – полипропилен (Kalde) Краны и зап. арматура Теплые водяные полы Монтажные работы Заказать сейчас
  • Премиум оборудование + монтаж от 3500 руб./м2 –> Газовый котел (Wolf) Автоматика котельной Стабилизатор напряжения Стальные радиаторы (Kermi) Труба – сшитый полиэтилен (ТЕСЕ) Котельная труба – медь Краны и зап. арматура Монтажные работы Заказать сейчас
  • Эконом оборудование + монтаж от 1700 руб./м2 –> Газовый котел (Buderus) Секционные радиаторы (Rommer) Труба – полипропилен (Kalde) Краны и зап. арматура Монтажные работы Заказать сейчас
  • Стандарт оборудование + монтаж от 2900 руб./м2 –> Газовый котел (Vaillant) Стабилизатор напряжения Стальные радиаторы (Kermi) Труба – полипропилен (Kalde) Краны и зап. арматура Теплые водяные полы Монтажные работы Заказать сейчас
  • Премиум оборудование + монтаж от 3500 руб./м2 –> Газовый котел (Wolf) Автоматика котельной Стабилизатор напряжения Стальные радиаторы (Kermi) Труба – сшитый полиэтилен (ТЕСЕ) Котельная труба – медь Краны и зап. арматура Монтажные работы Заказать сейчас

Срок службы коллекторов исчисляется не в годах, а в десятилетиях.

Использование солнечных панелей для отопления помещений обеспечивает существенную экономию семейного бюджета.

Отопительный сезон можно начать в любое время года.

Избыточную электрическую мощность можно использовать в коммерческих целях (необходимо получить разрешение в государственных инстанциях).

Электрическое отопление не требует специальных навыков в монтаже и обслуживании.

Солнечная энергия – абсолютно экологически чистый вид отопления, который не загрязняет окружающую среду.

Стоимость фотоэлементов для солнечных панелей с каждым годом уменьшается, а КПД увеличивается.

Недостатки, которыми обладают солнечные коллекторы:

В пасмурную погоду наблюдается существенное снижения вырабатываемой коллектором электрической энергии.

Совокупная стоимость оборудования и монтажа такой альтернативной отопительной системы очень высока.

Для обеспечения бесперебойной работы рассматриваемой системы необходимо дополнительное оборудование, что в свою очередь увеличивает суммарную стоимость проекта.

Принцип действия солнечного коллектора

Любая солнечная панель является фотогенератором, посредством которого происходит превращение тепловой энергии солнца в электрическую. С точки зрения физики, солнечные лучи, воздействуя на полупроводниковые элементы способствуют появлению постоянного тока, который в дальнейшем накапливается аккумулирующей станцией или потребляется электрическим устройством, которым в данном случае выступает отопительный котел.

Для получения высокого коэффициента полезного действия коллекторы следует устанавливать на южную сторону крыши дома. Кроме того, угол наклона крыши к горизонту не должен быть меньше 30 градусов. Поток солнечной энергии на фотогенераторы должен поступать беспрепятственно. Если крышу дома закрывает деревья или другие предметы, то в таком случае установка коллекторов является нерациональным капиталовложением средств и в таких случаях лучше использовать традиционные системы отопления. Помните, что эффективность солнечный панелей должна составлять не менее 1000 кВт/ч×м 2 за год.

Для справки необходимо отметить, что солнечный коллектор площадью 4 м 2 может полностью обеспечить электрической энергией и снабдить горячей водой семью из трех человек. Статистические исследования показывают, что такая солнечная панель в среднем вырабатывает 2 миллиона Вт/ч за год

Что говорят о нас клиенты?

  • клиент Михаил
    Калужская область,
    деревня Муковня
  • клиент Николай
    Калужская область,
    деревня Колюпаново
  • клиент Владимир
    Калуга,
    микрорайон Ромодановские Дворики
  • Дровяное отопление
    Установлен твердотопливный котел Купер компании Теплодар
  • клиент Михаил
    Калужская область,
    деревня Муковня
  • клиент Николай
    Калужская область,
    деревня Колюпаново
  • клиент Владимир
    Калуга,
    микрорайон Ромодановские Дворики
  • Дровяное отопление
    Установлен твердотопливный котел Купер компании Теплодар

Из каких компонентов состоит солнечный коллектор для системы отопления

Существует две разновидности солнечного отопления. В первом случае на крыше здания размещаются фотогенераторы, посредством которых осуществляется зарядка аккумулятора, а далее, через преобразователь, подается ток на электрический бойлер, в котором и происходит процесс подогрева воды для потребительских нужд. Преобразователь используется для трансформации постоянного тока в переменный. Для регулировки уровня заряда батареи используется специальный датчик-сигнализатор. Переизбыток энергии в таковой системе электрического отопления распределяется при помощи специального модуля, который организует систему отбора мощности. Главным преимуществом такой системы отопления является стабильность работы. Коллектор обеспечивает бесперебойную подачу горячей воды в любое время суток.

Второй вариант – это солнечная батарея со встроенной системой подогрева воды. Такой коллектор состоит из прозрачной стеклянной панели, под которой располагаются фотоэлементы, поглощающие тепловую энергию солнца, а под ними медные трубки по которым течет подогреваемая жидкость или газ, которая поступает в батарею. Подача теплоносителя осуществляется посредством питательного насоса. Такая система отопления обладает значительным недостатком. Дело в том, что, подогрев жидкости осуществляется исключительно в светлое время суток. Поэтому такие коллекторы можно использовать только в комбинации с традиционной системой отопления. Более того, КПД этих панелей зависит от интенсивности солнечных лучей. Так, в пасмурную погоду температура подогреваемой воды существенно падает, что вызывает огромный дискомфорт для хозяев дома.

Статистические данные, касающиеся расчета мощности системы отопления на солнечных коллекторах

При расчете тепловой мощности коллектора необходимо делать ряд поправок. Так, например, если предположить, что солнечные панели площадью 10 м 2 дают около 20% от энергии, необходимой для подогрева теплоносителя, тогда коллекторы суммарной площадью 50 м 2 полностью покроют отопительную потребность жилого дома. Однако – это достаточно поверхностное предположение, так как необходимо еще учитывать поправку на величину солнечного дня, которая может существенно варьироваться на протяжении всего отопительного сезона. Кроме того, в расчет необходимо учитывать поправку на пасмурные дни, которые также приносят существенное снижение электрической энергии, вырабатываемой солнечными панелями. Таким образом, для того, чтобы обеспечить бесперебойную работу системы отопления необходимо добавить 30-40% к суммарной расчетной площади коллекторов. Напоследок отметим, что окупаемость такого мероприятия составляет 6-8 лет. Срок службы коллекторов составляет 25-30 дет.

Земля и Солнце — источники энергии для вашего дома

Вопрос о совершенно автономном независимом отоплении частного дома волнует многих жителей и владельцев загородных домов. Если вы владелец частного дома, то экономия на энергетических ресурсах, очень больная тема. Ведь частные дома не всегда удаётся разместить вблизи доступной газовой магистрали. Люди пытаются использовать энергию Земли и космоса, например, наладить обогрев дома внутренним, казалось бы, небольшим, теплом Земли.

Холодильник наоборот

Это очень интересное решение, которое не только предлагается в плане научных разработок, но уже использовано на практике и взятое на вооружение.

В геотермальных отопительных системах основным прибором является тепловой насос. Принцип действия такого насоса основан на принципе холодильного агрегата.

Холодильник забирает тепло изнутри и отдаёт его наружу, тепловой насос забирает тепло снаружи и отдаёт внутрь. Для такого устройства не нужны источники, нагревающиеся до высокой температуры, котлы не используются.

Жидкость, используемая в качестве антифриза, в тепловом насосе относится к низкопотенциальным источникам энергии. Для её закипания достаточно температуры – 4 градуса, такой температурой обладают земля, вода, воздух. Конечно, на глубине, ниже точки замерзания. Эта жидкость, проходя испаритель, закипает при температуре природной среды и испаряется. Получается пар, который сжимает компрессор. Этим паром нагревается воздух или другая жидкость – теплоноситель, который поступает в трубопровод, затем к радиаторам отопления. Так, происходит геотермальный обогрев дачного или загородного дома.

Теплоноситель нагревается примерно до 60 градусов, но этого достаточно, чтобы обогревать помещения. Таким же способом можно и охлаждать помещения в тёплом климате. Но этот вид охлаждения задействован меньше.

Эффективность использования

Эксплуатируя тепло Земли, вы получаете экологичную энергию для обогрева дома. Эффективность такой системы очень велика. Затратив 1 Киловатт энергии для работы насоса, можно получить от 4 до 6 киловатт тепловой энергии.

По прогнозам компетентных органов, большинство высокоразвитых стран перейдут на использование тепловых насосов уже к 2020 году. Многие будут пользоваться этой дешевой энергией.

Типы тепловых насосов

В российских условиях применяются четыре типа тепловых насоса, характеризующие теплоноситель на входе и выходе отопительной системы:

  • вода — вода;
  • воздух — воздух;
  • грунт – вода;
  • воздух — вода.

Выбирая любой из типов тепловых насосов необходимо помнить, что такой обогрев дачного или частного дома будет особенно эффективным в хорошо утеплённом доме. Утеплены должны быть стены, крыша, фасад, подвал. Тепловые потери должны быть максимально снижены.

Разница температур на входе и выходе теплового контура должна быть небольшая, поэтому системы лучше работают в низкотемпературном режиме. То есть тёплый пол подключить выгоднее, чем греть горячую воду. Также для достижения лучшего эффекта рекомендуется использование тепловых насосов совместно с другим источником тепла, например, электрическим насосом. А также целесообразно применение теплового аккумулятора.

Батареи на крыше

Обогрев дачного или загородного дома можно устроить и с помощью солнечной батареи. Если осуществить установку солнечной батареи на крыше, то можно использовать полученную энергию и для освещения, и для обогрева коттеджа теплом. Солнечные батареи бывают двух типов. Батареи с использованием кремниевой плёнки и батареи, использующие монокристаллы и поликристаллы, работающие как фотоэлементы. Чем больше площадь солнечной батареи, тем большее количество энергии вы получите. Это один из недостатков таких обогревателей. Другой недостаток – высокая цена. Использование солнечной батареи выгодно на территориях, где много солнца и температура воздуха достаточно высокая.

Солнечные батареи

Солнечный коллектор

В качестве генератора тепла лучше использовать солнечный коллектор. Принцип работы коллектора другой, чем обогрев дома солнечной батареей. Солнечный коллектор основан на стеклянных вакуумных трубках. В трубках нагревается вода, которая по типу естественной циркуляции (горячая легче холодной) поднимается наверх в накопительный бак. Эти системы используются сезонно, хотя КПД у них больше, чем у солнечных батарей.

Можно сделать вывод, что существующие системы, работающие от солнца, носят сезонный характер. Организовать обогрев дачного дома солнечной и тепловой энергией Земли возможно, но нельзя использовать только эту энергию. Необходим дополнительный генератор тепла.

Солнечный коллектор

Биореактор

Если продолжать разговор об экзотических видах отопления дачного или частного домов, можно сказать несколько слов о том, как происходит обогрев дома так называемым биореактором. Биореактор — это прибор, который позволяет производить биологическое топливо непосредственно в доме. Используются зелёные водоросли, выращенные в доме, в специальном аквариуме, поэтому аквариум самая большая часть этой конструкции. Водоросли поглощают углекислый газ и растут. Затем они перерабатываются в биотопливо.

Биореактор с использованием зелёных водорослей

Более прозаичное топливо для биореакторов навоз и другие органические отходы. Такие технологии всё чаще стали внедрять в нашей стране.

Пеллетные агрегаты

Зачастую биореакторами называют котлы, работающие на твёрдом древесном топливе в виде гранул. Гранулы называются пеллетами, а котлы — пеллетными. Эти котлы активно используются в европейских странах. А вот в России этот вид топлива достаточно дорог. Хотя это экологически чистый вид топлива с высоким КПД, составляющим около 90%. В таких котлах предусмотрено использование автоматики, что позволяет работать им круглосуточно без вмешательства человека. Благодаря своему устройству, а именно двойным стенкам топливной камеры, котлы не перегреваются, поэтому имеют большой срок эксплуатации.

Использование солнечных батарей для отопления дома

Используя солнечные батареи для отопления дома, в качестве альтернативы другим источникам энергии, можно сэкономить бюджет.

Особенно финансовая течь заметна зимой, когда газовый или электрический счетчик работает беспрерывно, наматывая кубы или киловатты. А ведь за них ежемесячно приходится отдавать половину заработной платы.

Так как солнечные батареи являются неисчерпаемым энергетическим источником, отопление на солнечных батареях можно считать идеальным решением для поддержания комфортных климатических условий в доме.

С их применением можно обеспечить не только полноценное отопление дома, но и питание для различных бытовых электроприборов.

Солнечная батарея является устройством, функционирующим под воздействием энергии солнца.

Подобный принцип действия можно было наблюдать еще в ХХ веке, когда на прилавках появились калькуляторы, работающие за счет миниатюрных солнечных батарей.

С тех пор экспериментировать и использовать силы природы на благо человечеству, ученые стали еще интенсивнее.

В результате, помимо техники и устройств (электромобили, самолет HB-SIA, фонариков, плееров) работающих от тепловой энергии солнца, появились солнечные батареи.

Преимущества и недостатки эксплуатации солнечных батарей

Установить своими руками систему из солнечных панелей на кровле частного дома может практически каждый человек, имеющий базовый опыт в электрике и готовый выделить средства на их приобретение.

Как правило, окупаемость солнечных батарей составляет от 2-х до 5-ти лет – сроки зависят от типа и технических характеристик установленного оборудования.

В течение этого времени затраченные деньги возвращаются в дом теплом, за которое не надо больше платить.

Имея резерв солнечной энергии, можно отапливать дом и не иметь ничего общего с коммунальными службами.

При этом жить в тепле можно сколько угодно, время от времени регулируя температурный режим в помещении.

Фотоэлектрические батареи также смогут стать источником питания для осветительных устройств дома и бытовых электроприборов.

Излучение от солнца постоянно притягивается солнечными пластинами, поэтому их можно эксплуатировать в любое время года и в любой климатической зоне.

Оборудование не подвергается атмосферным воздействиям, его конструкция хорошо защищена и тщательно продумана.

Из недостатков солнечных пластин, используемых для отопления и освещения дома, стоит указать, что эффективнее батареи эксплуатируются в зимнее время первые полдня, когда сильнее светит солнце.

Поэтому конструкцию системы рекомендуется монтировать своими руками на южную сторону кровли.

При этом рабочая площадь крыши частного дома должна быть не менее 40 кв. м., что позволит обеспечить нужное количество энергии.

При необходимости использовать 500 кВт энергии в течение 30 календарных дней, необходимо учитывать, что около 20-ти из них должны быть солнечными.

Второй весомый недостаток – это высокая стоимость установки, но все затраты, как уже говорилось выше, окупаются в течение 2-5 лет.

Особенно, когда монтаж оборудования для отопления дома был тщательно спланирован.

Ведь эффективность его работы во многом зависит от угла наклона крыши, который должен составлять примерно 450.

Кроме того, не должно быть никаких преград перед пластинами, которые мешали бы получать энергию, например, бросающих на дом тень зданий или больших деревьев.

Стропиловку дома перед монтажом батарей рекомендуется своими руками укрепить, чтобы предотвратить падение кровли в зимнее время, когда на крыше, помимо батарей, будут наносы снега.

Виды солнечных батарей и особенности их комплектации

На сегодняшний день существует два вида солнечных панелей, их технические свойства свободно можно использовать для снабжения жилплощади электроэнергией.

К первой группе относятся малые фотоэлектрические системы, вырабатывающие напряжение от 12 до 24 вольт – этого достаточно, чтобы дом полноценно освещался и круглосуточно работал телевизор.

Ко второй группе относятся большие фотоэлектрические установки, которые при грамотном монтаже обеспечивают отопление и освещение среднего по размеру дома.

Батареи при монтаже комплектуются следующими вспомогательными элементами:

  • вакуумный солнечный коллектор;
  • прибор контроля или контроллер – следит за функционированием системы;
  • насос – обеспечивает подачу теплоносителя к резервуару от коллектора;
  • емкость под горячую воду, ее объем от 500 до 1000 л;
  • электрический тэн.

Водоснабжение дома теплой водой, отопительная система «теплый пол» – все эти удовольствия можно получить с помощью природного явления бесплатно, при условии установки мощного оборудования.

Чтобы рассчитать нужную мощность установки, учитывают количество членов семьи, размер жилплощади и стандартный объем употребляемой энергии.

На бытовые нужды семьи, состоящей из трех человек, может понадобиться от 200 до 500 кВт/месяц.

Так как зимой эффективность работы батарей снижается, после обустройства фотоэлектрических панелей своими руками не стоит полностью отказываться от привычного отопления с целью перестраховки.

Срок эксплуатации солнечных батарей превышает 25 лет, проблемы с их ремонтом и техническим обслуживанием на протяжении указанных лет – редкость.

Единственное, что в обязательном порядке придется делать, это очищать их от оседающей пыли и, время от времени, менять внешние аккумуляторы, как только их мощности перестает хватать на удержание полной емкости.

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.

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.

Ссылка на основную публикацию