Použití „zelené“ energie dodávané přírodními prvky může výrazně snížit náklady na užitné služby. Například zajištěním solárního ohřevu pro soukromý dům budete dodávat nízkoteplotní radiátory a systémy podlahového vytápění s prakticky volným přenosem tepla. Souhlasím, tohle je úspora.
Dozvíte se vše o „zelených technologiích“ z článku, který jsme navrhli. S naší pomocí můžete snadno pochopit druhy solárních zařízení, jak je postavit a specifika provozu. Jistě zájem o jednu z nejoblíbenějších možností, intenzivně pracující na světě, ale ne příliš populární mezi námi.
V přehledu, který byl předložen vaší pozornosti, jsou konstrukční vlastnosti systémů demontovány, schémata zapojení jsou podrobně popsána. Je uveden příklad výpočtu solárního topného okruhu pro posouzení skutečností jeho konstrukce. Pomoci nezávislým mistrům přiloženým fotografickým sbírkám a videu.
„Zelené“ technologie výroby tepla
Průměrně 1 m 2 zemského povrchu přijímá 161 wattů sluneční energie za hodinu. Samozřejmě, že u rovníku bude toto číslo mnohonásobně vyšší než v Arktidě. Navíc hustota slunečního záření závisí na ročním období.
V moskevském regionu se intenzita slunečního záření v prosinci až lednu liší od května do července více než pětkrát. Moderní systémy jsou však tak účinné, že mohou pracovat téměř všude na Zemi.
Moderní solární systémy jsou schopny efektivně pracovat v oblačném a chladném počasí až do -30 ° C
Úloha využití energie slunečního záření s maximální účinností je řešena dvěma způsoby: přímým ohřevem v tepelných kolektorech a solárních fotovoltaických článcích. Solární panely nejprve přeměňují energii slunečních paprsků na elektřinu, pak ji přenášejí prostřednictvím speciálního systému na spotřebitele, například na elektrické kotle.
Tepelné kolektory se zahřívají pod vlivem slunečního světla a ohřívají chladicí systém topných systémů a zásobování teplou vodou.
Solární kolektory - hlavní dodavatelé tepelných nosičů připravených pro použití v topných systémech venkovských domů 
Sběrač je systém trubek, nezakrytý nebo uzavřený tmavý, zvyšující účinek absorpce povrchu slunečního světla 
Trubky otevřených solárních spotřebičů jsou vnitřně potaženy kompozicí, která přitahuje sluneční paprsky a zvyšuje efekt 
Trubkové varianty kolektorů se používají při vytápění všech typů chladicích kapalin používaných v topných systémech 
V našich zeměpisných šířkách není teplo, které přichází ze zpracování solární energie, dostačující pro plné vytápění. Soustředný tvar a velkoplošná lupa pomohou zvýšit produktivitu 
Modifikace solárních kolektorů, které umožňují přilákat největší množství slunečního světla, se vyrábějí ve formě konkávních koncentrátorů se zrcadlovým reflektorem. 
Modely používané k výrobě recyklované sluneční energie ve velkém měřítku, vybavené zařízeními "sledování" pohybu slunce 
Posílit výkon systému nejen změnou tvaru a použití pohybových zařízení. V podstatě se zvyšuje, zvyšuje přijímací oblast
Tepelné kolektory jsou několika typů, včetně otevřených a uzavřených systémů, plochých a kulových konstrukcí, polokulovitých kolektorů, nábojů a mnoha dalších možností. Tepelná energie získaná ze solárních kolektorů se používá k ohřevu teplé vody nebo topného média topného systému.
Průmysl v širokém spektru výrobních sběrných systémů pro začlenění do nezávislé topné sítě. Nejjednodušší možnost dávání je však snadné.
Solární kolektory - jedna z nejjednodušších a nejlevnějších možností pro výrobu spotřebičů vlastníma rukama 
Sběrač je cívka uložená různými způsoby, připojená k výměníkem tepla ak nádrži, která slouží jako akumulátor připraveného chladiva. 
Při samostatné výrobě kolektorů se nejčastěji používají měděné trubky a cívky chladniček. 
Pro zvýšení výkonu solárního ohřívače se mění tvar zařízení, zvyšuje se absorpční plocha. 
Poměrně běžnou a vyhledávanou verzí materiálu, který je k dispozici, jsou ocelové trubky s odbočkami z demontovaného systému zásobování vodou nebo jejich plastové protějšky. 
Plastové lahve s odříznutým dnem a krkem se aktivně používají. Používají se jako pouzdro světlovodu kovového přijímače umístěného uvnitř lahví. 
Zajímavým řešením je použití hliníkových plechovek, které dříve sloužily jako nádoby na šťávy a široký sortiment nápojů sycených oxidem uhličitým. 
Je třeba poznamenat, že polymerní trubky vedou ve výrobě solárních topných zařízení: jak pružné z HDPE, tak z PVC, stejně jako pevné PP a PVC
Navzdory jasnému pokroku ve vývoji řešení pro sběr, skladování a využití sluneční energie existují výhody a nevýhody.
Efektivní využití sluneční energie
Nejzřejmější výhodou využití energie slunce je jeho obecná dostupnost. Dokonce i ve velmi ponurém a zamračeném počasí lze sluneční energii sbírat a používat.
Druhým plusem jsou nulové emise. Ve skutečnosti je to nejšetrnější k životnímu prostředí a přirozená forma energie. Solární panely a kolektory nevydávají hluk. Ve většině případů je instalována na střechách budov, aniž by zabírala užitnou plochu příměstské oblasti.
Účinnost solárního vytápění v našich zeměpisných šířkách je poměrně nízká, což je vysvětleno nedostatečným počtem slunečných dnů pro pravidelný provoz systému (+)
Nevýhody spojené s využíváním sluneční energie jsou nesnášenlivostí světla. V noci se nic nestane, situace se zhoršuje tím, že vrchol topné sezóny připadá na nejkratší světelné dny v roce. Je nutné sledovat optickou čistotu panelů, mírné znečištění dramaticky snižuje účinnost.
Navíc nelze říci, že provoz solárního systému je zcela volný, existují fixní náklady na odpisy zařízení, provoz oběhového čerpadla a řídicí elektroniky.
Významným nedostatkem vytápění na základě využití solárních kolektorů je neschopnost akumulovat tepelnou energii. Systém obsahuje pouze expanzní nádobu (+).
Otevřené solární kolektory
Otevřený solární kolektor je nechráněný systém trubek před vnějšími vlivy, skrze který tepelný nosič ohřívaný přímo sluncem cirkuluje.
Jako nosič tepla se používá voda, plyn, vzduch, nemrznoucí kapalina. Trubky jsou buď upevněny na nosném panelu ve formě cívky, nebo jsou připojeny paralelně k výstupní trysce.
Otevřené solární kolektory nejsou schopny se vyrovnat s vytápěním soukromého domu. Kvůli nedostatku izolace chladivo rychle ochlazuje. V létě se používají především pro ohřev vody v sprchách nebo bazénech.
Otevřené kolektory obvykle nemají žádnou izolaci. Konstrukce je velmi jednoduchá, proto má nízkou cenu a je často prováděna nezávisle.
Vzhledem k nedostatku izolace prakticky neukládají energii získanou ze slunce, vyznačují se nízkou účinností. Používají se hlavně v létě k ohřevu vody v bazénech nebo v letních sprchách.
Jsou instalovány ve slunečných a teplých oblastech s malými rozdíly v teplotě okolního vzduchu a ohřáté vodě. Pracují dobře jen za slunečného, klidného počasí.
Nejjednodušší solární kolektor s přijímačem tepla vyrobeným z plastového polymerního potrubí zajistí přívod ohřáté vody na dachu pro zavlažování a domácí potřeby.
Tubulární sběratelské odrůdy
Trubkové solární kolektory jsou sestaveny z jednotlivých trubek procházejících vodou, plynem nebo párou. To je jedna z variant otevřených solárních systémů. Chladivo je však mnohem lépe chráněno před vnějšími negativními vlivy. Zejména ve vakuových instalacích, uspořádaných na principu termosky.
Každá trubka je připojena k systému odděleně, paralelně k sobě. Když trubka selže, je snadné ji změnit na novou. Celá konstrukce může být sestavena přímo na střeše budovy, což značně usnadňuje instalaci.
Trubkový kolektor má modulární strukturu. Hlavním prvkem je vakuová trubice, počet trubek se pohybuje od 18 do 30, což umožňuje přesně zvolit kapacitu systému.
Vážné plus trubicových solárních kolektorů leží ve válcovitém tvaru hlavních prvků, díky kterému je sluneční záření zachyceno po celý den bez použití drahých sledovacích systémů pro pohyb těla.
Speciální vícevrstvý nátěr vytváří optickou past pro sluneční paprsky. Diagram částečně znázorňuje vnější stěnu vakuové žárovky odrážející paprsky na stěnách vnitřní žárovky (+)
Konstrukcí trubek se rozlišují peří a koaxiální sluneční kolektory.
Koaxiální trubka je nádoba Dyaura nebo všechny známé termosky. Vyrobeno ze dvou lahví, mezi nimiž je vzduch čerpán. Vysoce selektivní povlak je aplikován na vnitřní povrch vnitřní žárovky, aby účinně absorboval sluneční energii.
Když je trubka válcovitého tvaru, sluneční paprsky vždy spadají kolmo k povrchu.
Tepelná energie z vnitřní selektivní vrstvy se přenáší do tepelné trubky nebo vnitřního výměníku tepla z hliníkových desek. V této fázi dochází k nechtěným tepelným ztrátám.
Plnicí trubice je skleněný válec s vloženým absorbérem peří.
Systém obdržel své jméno od tlumiče peří, který těsně uzavírá tepelný kanál tepelně vodivého kovu
Pro dobrou tepelnou izolaci je z trubky čerpán vzduch. Přenos tepla z absorbéru probíhá bez ztráty, takže účinnost trubek per je vyšší.
Podle způsobu přenosu tepla existují dva systémy: přímý proud a tepelná trubka (tepelná trubka). Termotrubice je uzavřená nádoba s těkavou kapalinou.
Protože těkavá kapalina přirozeně proudí ke dnu tepelné trubky, minimální úhel sklonu je 20 ° С
Uvnitř tepelné trubky je těkavá kapalina, která absorbuje teplo z vnitřní stěny baňky nebo z absorbéru pera. Při působení teploty se kapalina vaří a stoupá ve formě páry. Po odvedení tepla do topného média nebo přívodu teplé vody pára kondenzuje do kapaliny a proudí dolů.
Voda s nízkým tlakem se často používá jako těkavá kapalina. V systému s přímým prouděním se používá U-trubka, skrze kterou cirkuluje voda nebo topné médium topného systému.
Jedna polovina trubky ve tvaru písmene U je určena pro chladicí chladicí kapalinu, druhá odstraňuje ohřívanou. Při zahřátí se chladicí kapalina rozpíná a vstupuje do zásobníku, čímž zajišťuje přirozenou cirkulaci. Stejně jako u systémů s tepelnou trubkou by minimální úhel sklonu měl být nejméně 20 °.
S přímým spojením nemůže být tlak v systému vysoký, protože uvnitř baňky je technické vakuum.
Systémy s přímým tokem jsou účinnější, protože chladicí kapalinu okamžitě ohřívají. Jsou-li systémy solárních kolektorů plánovány na celoroční provoz, je do nich čerpána speciální nemrznoucí kapalina.
Použití trubkových solárních kolektorů má několik výhod a nevýhod. Konstrukce trubkového solárního kolektoru se skládá ze stejných prvků, které lze poměrně snadno vyměnit.
Výhody:
- nízké tepelné ztráty;
- schopnost pracovat při teplotě do -30⁰С;
- efektivní výkon během hodin;
- dobrý výkon v oblastech s mírným a chladným podnebím;
- nízké větrání, založené na schopnosti trubkových systémů procházet vzduchovými hmotami;
- možnost výroby vysokoteplotního chladiva.
Konstrukční trubkovitá konstrukce má omezený povrch otvoru.
Má následující nevýhody:
- není schopen samočištění ze sněhu, ledu, mrazu;
- vysoké náklady.
I přes zpočátku vysoké náklady se tubulární rozdělovače vyplatí rychleji. Dlouhá životnost.
Trubkové kolektory jsou solární systémy otevřeného typu, proto nejsou vhodné pro celoroční použití v topných systémech (+)
Ploché uzavřené systémy
Plochý kolektor se skládá z hliníkového rámu, speciální absorpční vrstvy - absorbéru, transparentního nátěru, potrubí a izolace.
Jako absorbér se používá černěný měděný plech, který je ideální pro vytváření heliosystémů s tepelnou vodivostí. V absorpci sluneční energie absorbérem je přijímaná sluneční energie přenášena na chladivo cirkulující systémem trubek sousedících s absorbérem.
Na vnější straně je uzavřený panel chráněn průhledným povlakem. Je vyroben z nárazuvzdorného tvrzeného skla s šířkou pásma 0, 4-1, 8 μm. Tento rozsah má maximální sluneční záření. Nárazuvzdorné sklo slouží jako dobrá ochrana proti krupobití. Zezadu se spolehlivě zahřeje všechny panely.
Ploché solární kolektory se vyznačují maximálním výkonem a jednoduchým designem. Jejich účinnost je zvýšena díky použití absorbéru. Jsou schopny zachytit difuzní a přímé sluneční záření.
Seznam výhod uzavřených plochých panelů zahrnuje:
- jednoduchost designu;
- dobré výsledky v regionech s teplým podnebím;
- možnost instalace pod jakýmkoliv úhlem, pokud existují zařízení pro změnu úhlu sklonu;
- schopnost samočistit se od sněhu a mrazu;
- nízká cena
Ploché solární kolektory jsou zvláště výhodné, pokud je jejich použití plánováno ve fázi návrhu. Životnost kvalitních výrobků je 50 let.
Mezi nevýhody patří:
- vysoké tepelné ztráty;
- velká váha;
- vysoké větry s panely pod úhlem k horizontu;
- omezení výkonu při poklesu teploty nad 40 ° C
Rozsah uzavřených kolektorů je mnohem širší než otevřené solární elektrárny. V létě jsou schopni plně uspokojit potřebu teplé vody. V chladných dnech, které nejsou součástí veřejných služeb během topné sezóny, mohou pracovat místo plynových a elektrických ohřívačů.
Ti, kteří si přejí vyrobit solární kolektor vlastníma rukama pro topné zařízení na dacha, jsou vyzváni, aby se seznámili s osvědčenými schématy a návodem k montáži krok za krokem.
Srovnání solárních kolektorů
Nejdůležitějším ukazatelem solárního kolektoru je účinnost. Užitečný výkon různých provedení solárních kolektorů závisí na rozdílu teplot. Ploché kolektory jsou zároveň mnohem levnější než trubkové.
Hodnoty účinnosti závisí na kvalitě výroby solárního kolektoru. Účelem grafu je ukázat účinnost různých systémů v závislosti na teplotním rozdílu
Při výběru solárního kolektoru byste měli věnovat pozornost řadě parametrů, které ukazují účinnost a výkon zařízení.
U solárních kolektorů existuje několik důležitých vlastností:
- adsorpční koeficient - ukazuje poměr absorbované energie k celkovému;
- emisní faktor - vyjadřuje poměr přenášené energie k absorbované energii;
- společná a clonová plocha;
- Účinnost
Plocha otvoru je pracovní plocha solárního kolektoru. V prostoru plochého kolektoru je maximální plocha. Plocha otvoru je rovna oblasti absorbéru.
Způsoby připojení k topnému systému
Vzhledem k tomu, že solární zařízení nemohou poskytovat stabilní a nepřetržité napájení energií, je zapotřebí systém odolný vůči těmto nevýhodám.
Pro střední Rusko nemohou solární zařízení zaručit stabilní tok energie, a proto se používají jako další systém. Integrace do stávajícího systému vytápění a ohřevu teplé vody se liší pro solární kolektor a solární panel.
Obvod kolektoru vody
V závislosti na účelu použití tepelného kolektoru se používají různé systémy připojení. Může existovat několik možností:
- Letní možnost teplé vody
- Zimní možnost vytápění a ohřevu teplé vody
Letní verze je nejjednodušší a bez cirkulačního čerpadla, s využitím přirozené cirkulace vody.
Voda se ohřívá v solárním kolektoru a díky tepelné expanzi vstupuje do zásobníku nebo kotle. Když k tomu dojde, přirozená cirkulace: namísto horké vody z nádrže je tažena za studena.
V zimě při nízkých teplotách není možné přímé ohřev vody. Uzavřeným okruhem cirkuluje speciální nemrznoucí kapalina, která zajišťuje přenos tepla z kolektoru do výměníku tepla v nádrži
Stejně jako každý jiný systém založený na přirozeném oběhu, nefunguje velmi efektivně a vyžaduje splnění nezbytných přechodů. Zásobník musí být navíc vyšší než solární kolektor. Aby se voda udržovala co nejdéle, musí být horká nádrž pečlivě ohřátá.
Pokud opravdu chcete dosáhnout co nejefektivnějšího provozu solárního kolektoru, schéma zapojení se stává složitějším.
Takže v noci se kolektor neotáčí do radiátoru, je nutné násilně zastavit oběh vody
Prostřednictvím solárního kolektoru cirkuluje nemrznoucí chladicí kapalina. Nucená cirkulace je zajištěna čerpadlem pod kontrolou regulátoru.
Regulátor řídí provoz oběhového čerpadla na základě údajů nejméně dvou teplotních čidel. První senzor měří teplotu v zásobníku, druhá - na přívodním potrubí nosiče horkého tepla solárního kolektoru.
Jakmile teplota v nádrži překročí teplotu chladicí kapaliny, regulátor v kolektoru vypne oběhové čerpadlo a zastaví cirkulaci chladicí kapaliny systémem. Když teplota v zásobníku klesne pod přednastavenou teplotu, zapne se topný kotel.
Novým slovem a účinnou alternativou k solárním kolektorům s chladivem jsou ocelové systémy s vakuovými trubicemi, princip provozu a konstrukce, které nabízíme k seznámení se s nimi.
Solární okruh
Bylo by lákavé použít podobné schéma připojení solární baterie k elektrické síti, protože je realizováno v případě solárního kolektoru, který akumuluje energii přijímanou za den. Bohužel pro systém napájení privátního domu vytvořit akumulátor s dostatečnou kapacitou je velmi drahé. Schéma připojení je proto následující.
Při snížení výkonu elektrického proudu ze solární baterie zajišťuje jednotka AVR (automatické zapnutí rezervy), že spotřebitelé jsou připojeni ke společné elektrické síti
Ze solárních panelů jde poplatek do regulátoru nabíjení, který plní několik funkcí: zajišťuje konstantní nabíjení akumulátoru a stabilizuje napětí. Dále je elektrický proud přiváděn do měniče, kde je přeměna stejnosměrného proudu 12V nebo 24V na střídavý jednofázový proud 220V.
Bohužel, naše energetické sítě nejsou uzpůsobeny pro energii, mohou pracovat pouze jedním směrem od zdroje ke spotřebiteli. Z tohoto důvodu nebudete moci prodávat vyrobenou elektřinu, nebo alespoň otáčet elektroměr v opačném směru.
Použití solárních panelů je výhodné v tom, že poskytují univerzálnější formu energie, ale nelze je srovnávat s účinností se solárními kolektory. Ty však nemají schopnost akumulovat energii na rozdíl od solárních fotovoltaických článků.
Pracovní část solárních článků je sada sériově spojených křemíkových desek 
Ačkoliv navenek solární baterie se mohou podobat uzavřeným plochým kolektorům, princip fungování zařízení tohoto typu se výrazně liší. 
Baterie s fotovoltaickými články generují elektřinu, kterou lze použít k ohřevu chladiva nebo k napájení elektrických ohřívačů 
Není k dispozici dostatek nástrojů pro vybudování solárního panelu. Budou vyžadovány křemíkové oplatky, které budou muset být zakoupeny.
V tomto článku naleznete všechny možnosti uspořádání vytápění soukromého domu se solárními bateriemi.
Příklad výpočtu požadovaného výkonu
Při výpočtu požadovaného výkonu solárního kolektoru je velmi často nesprávné provádět výpočty na základě příchozí sluneční energie v nejchladnějších měsících roku.
Faktem je, že ve zbývajících měsících roku se celý systém neustále přehřívá. Teplota nosiče tepla v létě na výstupu ze solárního kolektoru může dosáhnout teploty 200 ° C s ohřevem páry nebo plynu, 120 ° C nemrznoucí kapaliny, 150 ° С vody. Pokud se chladicí kapalina vaří, částečně se vypaří. V důsledku toho bude muset být nahrazen.
Výrobci doporučují postupovat z následujících obrázků:
- zásobování teplou vodou nejvýše 70%;
- zajistit, aby topný systém nebyl větší než 30%.
Zbytek potřebného tepla by měl produkovat standardní topné zařízení. U těchto ukazatelů se však ročně šetří průměrně 40% na dodávku tepla a teplé vody.
Výkon generovaný vakuovým vakuovým systémem závisí na geografické poloze. Ukazatel solární energie klesající za rok na 1 m 2 půdy se nazývá ozáření.
Znát délku a průměr trubky, je možné vypočítat clonu - efektivní absorpční plochu. Zbývá použít koeficienty absorpce a emise pro výpočet výkonu jedné trubky za rok.
Příklad výpočtu:
Standardní délka trubky je 1800 mm, efektivní - 1600 mm. Průměr 58 mm. Clona - stínovaná plocha vytvořená trubkou. Oblast stínu obdélníku bude tedy:
S = 1, 6 x 0, 058 = 0, 0928 m2
Účinnost průměrné trubice je 80%, sluneční energie pro Moskvu je přibližně 1170 kWh / m 2 za rok. Jedna trubka tak bude produkovat za rok:
W = 0, 0928 * 1170 * 0, 8 = 86, 86 kW * h
Je třeba poznamenat, že se jedná o velmi přibližný výpočet. Množství vyrobené energie závisí na orientaci instalace, úhlu, průměrné roční teplotě atd.
С всеми видами альтернативных источников энергии и способами их использования вы сможете ознакомиться в представленной статье.
Závěry a užitečné video na toto téma
Video č. 1. Демонстрация действия солнечного коллектора в зимнее время:
Video č. 2. Сравнение разных моделей солнечных коллекторов:
На протяжении всего собственного существования человечество с каждым годом потребляется все больше энергии. Попытки использовать бесплатное солнечное излучение предпринимались давно, но только в последнее время стало возможным эффективно использовать солнце в наших широтах. Несомненно, что за гелиосистемами будущее.
Хотите сообщить об интересных особенностях в организации солнечного отопления загородного дома или дачи? Napište komentář do rámečku níže. Здесь же можно задать вопрос, оставить фото с демонстрацией процесса сборки системы, поделиться полезными сведениями.