Солнечные коллекторы для отопления дома

С давних времен Солнце и его энергия привлекали внимание древних людей, но попытки их использовать закончились лишь появлением стеклянных окон и дневным освещением жилищ. Описанные системы из научно-фантастических романов стали воплощаться в жизнь, но без должного эффекта, соизмеряя с ценами прошлого века на энергоносители.

Современные технологии значительно удешевили гелиосистему, сделали ее оборудование более компактным и с эстетическим видом. Теперь такими системами можно запитать не одну лампу накаливания, а энергосистему целого дома с его электрооборудованием. Но такие солнечные панели обеспечиваю электроэнергией, а как же с отоплением?

Реальность отопления энергией Солнца

Самый простой способ подогрева воды, это просто поставить бочку на солнечное место и наполнить ее водой. Солнечное тепло нагреет металлическую бочку и воду внутри. Такой была самая первая система, которая начала работать больше, чем сто лет назад и до сих пор ее можно встретить на дачных участках. Но это «оборудование» не совершенно, т.к. есть большие потери тепла в ночное время и в пасмурную погоду. Изолирование бочки приведет к недогреву воды, что же предлагают новые технологии?

Классические способы обогрева уходят в прошлое, и на их место приходит «ЭкоДом», целая система мер, элементом которой стали альтернативные источники энергии. Их грамотное использование способно покрыть до 70% годового потребления энергии традиционных источников для отопления дома.

Современная гелиосистема – это высокотехнологическое оборудование, способное полностью автоматизировать процесс отопления. Правильная установка, обслуживание должно выполняться только специалистами, только в этом случае оно будет работать эффективно. Слухи, что зимой такая система не работает, не соответствуют действительности. Ничего в ней не замерзает, и только на пару месяцев незначительно снижается КПД. Не стоит забывать, что система не только обеспечивает дом отоплением, но и круглогодично горячим водоснабжением.

Состав системы отопления с солнечным коллектором

Солнечный водонагревательный коллектор получает лучистую энергию от Солнца, удерживает ее и передает теплоносителю (воде). Внутри панели возникает парниковый эффект. Жидкий теплоноситель, как правило, вода, собирает захваченное тепло для передачи его на хранение.

Два принципа, которые влияют на солнечные тепловые коллекторы

Первый, всякий нагретый объект в итоге теряет тепло и передает его обратно в окружающее пространство. КПД солнечного коллектора непосредственно связано с потерями тепла, главным образом, из-за конвекции и излучения. Используется серьезная теплоизоляция, чтобы замедлить потерю тепла от горячего тела в среду.

Второй, потери тепла являются более быстрыми, если большая разность температур между горячим объектом и окружающей его средой, в данном случае между температурой поверхности коллектора и температурой окружающей среды. Но то же самое происходит при передаче тепла от коллектора к жидкости, чем больше разница между коллектором и жидкостью, тем больше теплопередача.

Классический коллектор – плоская панель (абсорбер) большой площади, чтобы максимизировать воздействие солнца, имеет систему тонких трубок внутри. Жидкость проходит через трубки, собирая тепло из абсорбера.

Задняя и боковые поверхности хорошо изолированы, и стекло сверху тоже является изоляцией. Все очень просто, но есть некоторые технические особенности. Одна из них это покрытие абсорбера, который специально разработан, чтобы поглотить, как можно больше тепла, в тоже время необходимо минимизировать его излучение обратно. Другим фактором является стекло, которое имеет высокое содержание железа и специальные покрытие, чтобы как можно больше световой энергии прошло через него, насколько это возможно, предотвратить его потери.

Другой известный тип коллектора с вакуумными трубками, который содержит длинный, тонкий абсорбер внутри. Из трубок откачивают воздух (создают вакуум), что создает существенную изоляцию, как в классическом термосе.
Основными компонентами системы отопления дома солнечной энергией являются:

• Коллекционеры, чтобы получить тепло от солнца и передать его в жидкость.
• Жидкий теплоноситель, который принимает тепло от коллектора для использования или хранения.
• Теплообменники для передачи тепла от жидкости коллектора к внутренним системам отопления и горячего водоснабжения.
• Насосы для перемещения жидкости через коллектор и / или теплообменник.

Контроллеры для управления насосами и системой клапанов и приводов.

В общем, есть несколько причин, чтобы использовать солнечную энергию.

Энергетическая независимость. Использование солнечной энергии может снизить зависимость от топливных компаний. Это помогает уменьшить зависимость страны от иностранных источников энергии.

Солнце является надежным (условно бесплатным) источником энергии, т.е. пока светит солнце, у нас есть энергия. Независимость является элементом свободы.

Нет воздействия на окружающую среду от сжигания ископаемого топлива. Это приводит к широкому кругу экологических проблем, включая изменение климата, кислотные дожди с последствиями для здоровья.

Финансовые выгоды. Окупятся первоначальные инвестиции в течение 5 лет, и лишь в отдельных случаях 3 года при частичном участии государства.

Как и в других энергетических технологиях, часто финансовые стимулы более привлекательные, чтобы сделать первоначальные инвестиции. Для солнечной горячей воды они могут включать в себя государственные и федеральные налоговые кредиты и государственные, региональные и коммунальные льготы.