Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Питання про пошук альтернативних джерел тепла стає все більш актуальною. Цьому сприяють зростаючі ціни на газ, вугілля, нафта. Вельми перспективний напрямок - сонячні системи опалення, здатні ефективно обігрівати приміщення багато років.

Замислюєтеся над облаштуванням геліосистеми, але є сумніви і питання? Ми допоможе вам розібратися, коли доцільно задіяти енергію сонця для обігріву, і опишемо можливі варіанти організації опалення. Крім того, запропонуємо інструкції з виготовлення саморобних геліосистем - плоского і трубчастого колектора.

Енергія сонця - альтернативне джерело тепла

Ідея використання сонячної енергії для опалення не нова. Більш того, доцільність її застосування доведена американцями, китайцями, іспанцями, ізраїльтянами і японцями.

Ринок рясніє пропозиціями різних установок по перетворенню енергії сонця і подальшого її використання для господарських потреб.

Геліосистеми активно використовують в якості основного джерела теплп в багатьох країнах світу. У наших широтах воно поки застосовується в якості доповнення до системи опалення

Вартість систем залежить від їх типу, площі, матеріалу, що застосовується при виготовленні. З року в рік спостерігається стійка тенденція до зниження цін на всі види сонячних установок - геліосистем.

Це робить їх більш доступними для широкого загалу населення. Ось тільки поки не кожен бажаючий готовий зробити таку покупку.

Зате, при бажанні, можна спорудити ефективну систему сонячного опалення своїми руками, витративши відчутно менше коштів.

Установка приладів сонячного опалення дозволяє істотно знизити витрати на оплату електроенергії під час відключення центральних систем Пристрої, що представляють собою систему трубок з курсує по ній водою, нагріває теплоносій для автономних систем Сонячні батареї, що складаються з набору фотоелементів, виробляють електрику з уловлених ними променів. Цей варіант використовується як в опаленні, так і в постачанні електроенергії Прилади для нагріву теплоносія або перетворення сонячного тепла без проблем можна встановити власноруч

Звична система опалення, відмінно виконує свої функції багато років, ставати все дорожче. Виною цьому - глобальне подорожчання енергоресурсів у всьому світі. Природне бажання, що виникає у господаря - заощадити на опаленні, з'їдає значну частку сімейного бюджету.

Так сонячна система опалення може повноцінно замінити звичну твердотопливную, газову або будь-яку іншу. Все залежить від типу і розміру приміщення, в якому вона буде використовуватися.

Варіант, який підходить для зерносховища не підійде для житлового будинку, а система, яка задовольняє потреби дачі, ніяк не впорається з опаленням 2-поверхового особняка.

Повна заміна традиційного опалення сонячним іноді проблематична. Власник побоюється, що система може не впоратися або фізично не вистачає місця для монтажу потрібної кількості панелей.

Тому, часто використовують комбіновану систему опалення, не відмовляючись повністю від встановленого газового (електричного або іншого) устаткування. Рівень заміщення звичного опалення сонячним може досягати 90%.

Також, важливе значення має річне кількість сонячних днів місцевості, в якій розташовується житло. Причому, середньодобова температура не настільки важлива. Багато установки ефективно поглинають світло в зимові морозні дні (сонячні колектори, які використовують в якості теплоносія антифриз).

Крім опалення сонячна установка здатна забезпечити житло теплою водою і електроенергією

Де геліоустановка буде найбільш ефективна

У питанні заміни опалення геліоустановкою потрібно враховувати ряд чинників, що впливають на її ефективність.

По-перше, необхідно правильно вибрати тип геліосистеми. У цьому питанні слід враховувати площу приміщення і його призначення. Найчастіше це приватний будинок, в якому проживає сім'я з 4-5 осіб.

По-друге, уважно прорахувати потреби в теплі, виходячи з максимального споживання в холодну пору року. Зіставити ці цифри з кількістю виробленої енергії 1 кв. м геліоустановки. Чи залишиться розрахувати площа сонячної конструкції, здатної впоратися з опаленням конкретного приміщення.

Отримана величина стане основним фактором при визначенні місця розміщення системи. Зазвичай власники домогосподарств вважають за краще використовувати дах або стіну будинку. Рідко використовують прибудинкова ділянка або дах гаража. Іноді споруджують спеціальні підставки для монтажу установки.

Спорудження спеціальних підставок для монтажу геліосистем дозволяє максимально зручно розмістити їх на прибудинковій території

Важливо, щоб нічого не перешкоджало вільному проникненню сонячних променів на поглинаючу світло поверхню. Вибирати потрібно південну, південно-східну або південно-західну стіну або частину даху.

Визначившись, де будуть розміщуватися сонячні панелі, належить провести попередню підготовку житла:

  • Звільнити простір. Вирубати зайві насадження, якщо вони заважають.
  • Зміцнити дах. Тут потрібно не забувати про те, яку вагу буде у передбачуваної конструкції.
  • Додатково утеплити будинок. Адже безглуздо опалювати вулицю.

По-третє, необхідно вирішити питання: купувати чи спорудити систему опалення самостійно. Все залежить від фінансових можливостей і бажання витратити час на виготовлення конструкції.

Вибравши другий варіант, потрібно розібратися з принципом роботи потрібної системи, щоб правильно все зібрати.

Можливі варіанти облаштування сонячного опалення

Варіанти споруди системи сонячного опалення повністю залежать від побажань власника домогосподарства:

  • Застосування фабричних виробів. Купівля готових колекторів з самостійною установкою і монтажем.
  • Спорудження пілотного проекту. Він потрібен для перевірки ефекту від використання системи для подальшого виробництва точних розрахунків.
  • Самостійне виконання повного циклу робіт. Розрахунок, проектування, спорудження «з нуля» геліосистеми, її установка.

Варіант №1. Має на увазі вибір правильного місця розташування сонячних установок, адже від цього буде залежати ефективність їх використання. Для монтажу також будуть потрібні спеціальні навички.

Розраховувати ж кількість панелей не знадобиться - достатньо буде озвучити всі свої побажання фірмі-постачальнику обладнання. Ще потрібно буде відповісти на уточнюючі питання менеджерів - все, підбір оптимальної кількості панелей (колекторів) відбудеться без жодних складнощів.

Для монтажу геліоустановки своїми руками на даху потрібно заручитися підтримкою як мінімум одного помічника. Одному з такою роботою справитися не вдасться

Варіант №2 - спорудження пілотного проекту. Він буде оптимальним рішенням для тих, хто сумнівається людей. Адже остаточне рішення про заміну системи опалення складно відразу прийняти. Спорудити сонячний колектор (повітряний або водяний) невеликого розміру і перевірити його «в дії» стане корисним досвідом.

Оцінивши реальні витрати на виготовлення, зіставивши їх з ринковою вартістю аналогічних систем і прорахувавши економію від використання в господарстві, прийняти відповідальне рішення буде просто.

Варіант №3 - вибір справжніх майстрів.

Для повноцінного опалення об'єкта знадобиться провести колосальну роботу:

  • Прорахувати потрібну площу геліосистеми.
  • Визначити місце майбутнього монтажу, зміцнити його.
  • Додатково утеплити житло.
  • Придбати все елементи для спорудження системи.
  • Спорудити сонячну батарею.
  • Встановити споруджену систему, орієнтуючись на основні вимоги - кут нахилу щодо падіння сонячних променів.

Виконання повного циклу робіт по влаштуванню системи не можна назвати легкою справою, але процес вкрай захоплюючий. До того ж, дозволяє заощадити досить солідну суму.

Вибираючи тип опалення, використовує сонячну енергію, слід визначитися, чи буде воно додатково використовуватися для нагрівання води і вироблення електроенергії (клікніть для збільшення)

Види установок для перетворення сонячної енергії

Залежно від принципу роботи виділяють два типи пристроїв, що поглинають сонячне світло:

  • Батареї на фотоелектричних перетворювачів. Що представляють собою системи послідовно або паралельно з'єднаних напівпровідникових елементів. Вони постачають струм для живлення побутових обігрівачів.
  • Сонячні колектори. Панелі з системою трубок, наповнених теплоносієм: повітрям, незамерзаючої сумішшю або водою. Вони постачають нагрітий сонцем теплоносій в контур опалення.

Розглянемо кожен варіант окремо.

Сонячні батареї

Сонячна батарея, перетворює поглинається світло в електроенергію. Вона складається з фотоелементів (найчастіше кремнієвих), здатних з сонячного випромінювання відразу витягувати постійний електричний струм.

Така установка може бути використана для забезпечення працездатності електричного опалювального обладнання. Її потрібно під'єднати до системи електропостачання житла.

Крок 1: При грамотному виборі нахилу сонячні батареї виробляють достатню кількість енергії. Вони чудово підходять для облаштування плоских дахів над гаражами і побутовими будівлями Крок 2: Перед виконанням монтажних робіт слід перевірити комплектацію приладу на фотоелементах і ретельно вивчити інструктаж по його установці Крок 3: Доставлене на об'єкт обладнання треба досконально досліджувати. На його корпусі і светоулавлівающей поверхні не повинно бути тріщин, подряпин, відколів Крок 4: Перед складанням міні електростанції відкручується перетворювач, зафіксований на одній з опорних стійок регульованою підставки приладу Крок 5: Сонячна батарея фіксується на обох опорах підставки. Кут ухилу визначається згідно пори року і напрямки сонячних променів в конкретному регіоні Крок 6: Зібрана сонячна панель акуратно переміщається на дах гаража, який вона буде забезпечувати електроенергією для опалення та харчування електропристроїв Крок 7: На плоскому даху сонячну батарею розташовують так, щоб вона уловлювала найбільшу кількість сонячних променів Крок 8: При необхідності оптимізувати генерацію енергії число сонячних батарей збільшують, розрахувавши на практиці потрібний кількість

Ефективність перетворення сонячного випромінювання цією установкою - від 5% до 20% в залежності від типу переробного сонячне випромінювання пристрою. Продуктивність 1 м 2 сонячної батареї - 120 Вт.

Залишається підрахувати, скільки квадратів площі знадобиться для забезпечення потреб конкретного домогосподарства, виходячи з розмірів житла, індивідуальних потреб в теплі і рівня утеплення конструкцій.

Розташовувати сонячні батареї найзручніше на даху будинку, вибравши для цього його південний схил

Для опалення сонячні батареї найефективніше використовувати в південних регіонах. Їх основний недолік - зниження ефективності в сутінках і похмуру погоду, повна відсутність працездатності в нічний час.

Щоб змайструвати сонячну батарею своїми руками, знадобиться спочатку зібрати каркас, припаяти сонячні елементи, потім все акуратно укласти і скористатися герметиком.

Для виготовлення каркаса застосовують дерев'яні рейки, алюмінієві куточки. Все залежить від розміру збирається конструкції і місця її установки. Сонячні елементи - кремнієві пластини - сама витратна частина конструкції. Вони бувають монокристалічні та полікристалічні. Перші кілька дорожче, але і продуктивність у них на 5% вище.

Зробити їх самостійно - неможливо. Фотоелектричні перетворювачі краще купувати з уже припаяними провідниками.

Їх має бути помістити на основу з ДВП, потім закріпити в каркасі, вивести дроти від елементів назовні і всі отвори залити герметиком. Дати конструкції добре висохнути і накрити кришкою зі скла або прозорого пластика.

Схеми монтажу та способи підключення сонячних батарей описані в цій статті.

сонячні колектори

Принципово інший спосіб перетворення поглиненого світла у колекторів. В основі їх роботи - теплоносій, що проходить по трубах.

Залежно від конструкції можна виділити три основні різновиди колекторів, найчастіше застосовуються для споруди сонячної системи опалення:

  • Плоскі. Теплоприемник - абсорбер їх виконано з листового металу з зачерненной зовнішньою поверхнею. Нагріваючись, він передає енергію теплоносія системи опалення.
  • Вакуумні. Колекторна система вакуумного типу виконана за схемою термосів, завдяки чому майже в два рази краще зберігається отримане від сонця тепло.
  • Концентратори. Пристрій оснащується увігнутою дзеркальною деталлю з великою площею поверхні, котра фокусує сонячне світло на невеликій площі абсорбера.

Найпоширеніші в побуті геліоустановки оснащені системою трубок, виконаної у вигляді паралельно з'єднаних елементів або змійовика. Трубки заповнюються або технічною водою, або сумішшю води з незамерзаючої рідиною або повітрям.

Візуалізувати основні частини геліоустановки, легше вирішити, де краще всього розташувати ті чи інші складові (+)

Повітряна установка може бути використана в якості додаткового джерела опалення. Повністю забезпечити домоволодіння теплом незалежно від регіону його розташування вона не в змозі. Основна особливість цього виду геліосистеми - повітря, що виконує роль теплоносія.

Трубчасті системи досить активно застосовуються для опалення цілий рік. Антифриз або суміш антифризу нагрівається під сонячними променями, потім проходить по внутрішніх теплообмінних трубок, потім направляється в бак-накопичувач.

Рух рідини стимулює насос, завдяки якому вона з бака переміщається в систему опалення. Нагрітий теплоносій витісняє собою остигнула частина рідини, яка має знову повернутися в колектор і нагрітися.

Принцип роботи плоскою геліосистеми заснований на проникненні сонячного світла всередину панелі, де знаходиться теплопоглотітель. Він нагрівається і випромінює тепло, яке передається рідини, що циркулює по металевим трубках (частіше за все, мідним).

Що можна спорудити своїми силами?

Спорудити сонячну систему опалення, яка використовує колектор повітряного типу, можна своїми руками. Розміщувати її краще за все на південній стіні будівлі.

Чим більше площа опалювального приміщення, тим більшу площу буде займати колектор - можливо, всю стіну будинку. Також, цю геліосистему можна спорудити на горищі.

Збираючись встановити систему повітряного опалення на горищі, необхідно подбати, щоб він витримав вагу установки (+)

Нагріваючий повітряну масу геліоколектор - виконує свої функції по опаленню за рахунок потоків повітря, що проходять всередині системи. Теплоносій циркулює по контуру, охолоджуючись, знову потрапляє в систему. Рух повітряних потоків може здійснюватися природно або із застосуванням вентилятора.

Що стосується матеріалів для виготовлення повітряного колектора, то тут можна використовувати різні підручні засоби. Єдиного правила не існує.

Домашні майстри вдосконалюють цей тип геліосистеми, яка збирається в домашніх умовах. Хтось прагне отримати дешевший варіант, жертвуючи при цьому ефективністю, хтось - навпаки.

Розібравшись з основними елементами повітряного колектора, легше прийняти рішення про місце його монтажу - дах або стіна (+)

Розглянемо основні способи.

Особливості установки трубчастої геліосистеми

Гелиосистема трубчастого типу для опалення може бути використана в різних регіонах. Вона не залежить від зовнішньої температури. Головне, щоб на установку потрапляло максимальну кількість сонячних променів.

Антифриз, який використовується в якості теплоносія, не замерзає при низьких температурах. У ясні зимові дні кількість сонячного світла перевищує кількість світла, що надходить влітку.

Трубчастий сонячний колектор складається з системи прозорих вакуумних трубок, з'єднаних між собою. У них міститься речовина з невисокою температурою кипіння. Закипаючи, воно випаровується, передає своє тепло мідному наконечнику і стікає вниз, де все повторюється знову.

Вакуумні трубки, виконані з вогнетривкого скла, всередині заповнені речовиною, здатним закипати при невисокій температурі (+)

Вакуумні трубки поглинають до 90% всього сонячного випромінювання (видимого і інфрачервоного). Сонячна енергія, перетворена в теплову, надходить до теплоносія. Він передає цю енергію далі по системі - в теплообмінник, що знаходиться в спеціальному баку-акумуляторі.

Рух теплоносія і води по систем опалення відбувається за рахунок насосів. Важливо, щоб у баку була хороша теплоізоляція. Теплообмінників, як правило, два: один з'єднується з додатковим нагрівачем, другий - з колекторами.

У будинках з таким типом сонячних установок вигідно додатково підключати систему теплих підлог. Це дозволяє ефективніше опалювати будівлю.

Що стосується монтажу трубчастих колекторів, то його можна встановити своїми силами. Єдине, слід враховувати робочий кут нахилу - він повинен бути не менше 20 °.

Трубчастий сонячний колектор розташовують на даху, вибравши найбільш сонячне напрямок. Важливо, щоб поруч не було висоток, які заважають вільному проникненню сонячного світла

Соорудить вакуумную установку своими руками не выйдет – сделать вакуумные трубки в домашних условиях невозможно. Это проделывают заводы, специализирующиеся на производстве вакуумных гелиосистем.

Плоская солнечная установка

Часто для отопления используют плоский гелиоколлектор.

Для его сооружения понадобятся:

  • металлическая рама;
  • прочное дно;
  • шар теплоізоляції;
  • слой поглотителя солнечного излучения черного цвета (адсорбера);
  • прозрачная крышка – пластик, стекло;
  • трубки для жидкости (медь, алюминий).

Конструкцию нужно оснастить входным и выходным патрубками и насосом для эффективной циркуляции жидкости.

Собрать плоскую гелиоустановку можно своими руками. Для этого часто используют подручные средства, выбирая материалы подешевле в качестве аналога (+)

Устанавливать плоский коллектор можно под любым углом, обязательное условие – очищать от снега и пыли. Он особенно хорош для теплого климата.

В холодное время года наблюдается низкая работоспособность и высокие потери тепла. Что ставит под сомнение использование только одной этой гелиосистемы для полноценного отопления. Оптимально будет использовать плоскую солнечную установку вместе с газовым, электрическим или твердотопливным видом отопления.

Предлагаем ознакомиться со статьями о самодельной сборке солнечных отопительных систем:

  1. Как сделать солнечный коллектор для отопления своими руками - пошаговое руководство
  2. Как сделать солнечную батарею своими руками: способы сборки и монтажа солнечной панели

Еще раз про целесообразность

Использовать для отопления вместо привычных энергоресурсов энергию солнца выгодно. В зависимости от выбранного типа гелиосистемы, экономия на потреблении платного тепла может составлять до 100%.

Вариант полной замены системы отопления – использование коллекторов с вакуумными трубками. Это достаточно дорогостоящий проект на начальном этапе. В дальнейшем он может гарантировать полную энергетическую независимость, окупив себя за 6-8 лет.

Изобретательность домашних мастеров не знает границ – в качестве лабиринта для циркуляции жидкости внутри коллектора можно приспособить обычный шланг

Срок службы гелиоустановок до 25 лет. Они требуют незначительного ухода – периодического очищения поверхностей от снега, пыли, мусора. Что касается ремонта, то его можно проводить собственными силами. Существенный недостаток – плоские коллекторы и солнечные батареи «боятся» ураганов.

Такое отопление безопасно для жителей дома и окружающей среды. Оно совершенно бесплатное и не зависит от курса валют, цен на энергоресурсы.

Висновки і корисне відео по темі

Ролик продемонстрирует процесс собственноручного сооружения солнечной батареи:

Наглядное пособие по сооружению воздушной системы отопления:

Технология изготовления плоской солнечной установки своими руками:

Гелиоустановки или солнечные системы отопления хорошо зарекомендовали себя во всем мире. Они позволяют получать тепло бесплатно, сократив расходы на оплату коммунальных платежей за отопление от 30%.

Возможен вариант полной замены энергоресурсов солнечной энергией в своей отопительной системе. Еще одно существенное достоинство – собрать гелиоустановку можно своими руками.

У вас есть практические навыки сборки или эксплуатации солнечных систем отопления? Делитесь накопленными знаниями, задавайте вопросы по теме и участвуйте в обсуждениях. Форма для коментарів розташована нижче.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія:

Будівництво