چگونه از انرژی خورشیدی برای گرم کردن خانه خود استفاده کنیم؟ گرمایش خورشیدی یک خانه خصوصی: گزینه ها و نمودارهای طراحی. گرمایش با سیستم هوای خورشیدی
با افزایش قیمت انرژی، استفاده از منابع انرژی جایگزین اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. و از آنجایی که گرمایش برای بسیاری از هزینه های اصلی است، اول از همه در مورد گرمایش صحبت می کنیم: تقریباً در تمام طول سال باید مبالغ قابل توجهی بپردازید. وقتی می خواهید پول پس انداز کنید، اولین چیزی که به ذهن می رسد این است گرمای خورشیدی: منبع انرژی قدرتمند و کاملا رایگان. و استفاده از آن کاملا امکان پذیر است. علاوه بر این، اگرچه تجهیزات گران هستند، اما چندین برابر ارزان تر از پمپ های حرارتی هستند. بیایید با جزئیات بیشتری در مورد چگونگی استفاده از انرژی خورشیدی برای گرم کردن خانه صحبت کنیم.
گرمایش خورشیدی: مزایا و معایب
اگر در مورد استفاده از انرژی خورشیدی برای گرمایش صحبت می کنیم، باید به خاطر داشته باشید که دو دستگاه مختلف برای تبدیل انرژی خورشیدی وجود دارد:
هر دو گزینه ویژگی های خاص خود را دارند. اگرچه بلافاصله باید گفت، هر کدام را که انتخاب کردید، برای رها کردن سیستم گرمایشی که دارید عجله نکنید. خورشید، البته، هر روز صبح طلوع می کند، اما سلول های خورشیدی شما همیشه نور کافی دریافت نمی کنند. معقول ترین راه حل ساختن یک سیستم ترکیبی است. وقتی انرژی خورشید کافی باشد، منبع گرمای دوم کار نخواهد کرد. به این ترتیب از خود محافظت می‌کنید، در شرایط راحت زندگی می‌کنید و در هزینه خود صرفه‌جویی می‌کنید.
اگر تمایل یا فرصتی برای نصب دو سیستم وجود ندارد، گرمایش خورشیدی شما باید حداقل یک ذخیره توان دو برابر داشته باشد. آن وقت به یقین می توانیم بگوییم که در هر صورت گرمی خواهید داشت.
مزایای استفاده از انرژی خورشیدی برای گرمایش:
ایرادات:
- وابستگی مقدار گرمای ورودی به آب و هوا و منطقه.
- برای گرمایش تضمینی، به سیستمی نیاز دارید که بتواند موازی با سیستم گرمایش خورشیدی کار کند. بسیاری از تولید کنندگان تجهیزات گرمایشی این امکان را فراهم می کنند. به طور خاص تولید کنندگان اروپاییدیگ های گاز دیواری برای عملیات مشترک با گرمایش خورشیدی (به عنوان مثال، دیگ های باکسی). حتی اگر تجهیزاتی را نصب کرده اید که این قابلیت را ندارند، می توانید با استفاده از کنترلر، عملکرد سیستم گرمایش را هماهنگ کنید.
- سرمایه گذاری مالی جامد در آغاز.
- تعمیر و نگهداری دوره ای: لوله ها و پانل ها باید از زباله های چسبیده تمیز و از گرد و غبار شسته شوند.
- مقداری از مایع کلکتورهای خورشیدینمی تواند در دمای بسیار پایین کار کند. در آستانه یخبندان شدید، مایع باید تخلیه شود. اما این در مورد همه مدل ها صدق نمی کند و نه همه مایعات.
حال بیایید نگاهی دقیق تر به هر نوع عنصر گرمایش خورشیدی بیندازیم.
کلکتورهای خورشیدی
از کلکتورهای خورشیدی برای گرمایش خورشیدی استفاده می شود. این تاسیسات از گرمای خورشید برای گرم کردن سیال خنک‌کننده استفاده می‌کنند که سپس می‌تواند در سیستم گرمایش آب استفاده شود. ویژگی این است که آبگرمکن خورشیدی برای گرم کردن خانه فقط دمای 45-60 درجه سانتیگراد تولید می کند و بیشترین راندمان بالادر 35 درجه سانتیگراد در خروجی نشان می دهد. بنابراین، چنین سیستم هایی برای استفاده همراه با کف آب گرم توصیه می شود. اگر نمی خواهید رادیاتورها را رها کنید، یا تعداد بخش ها را افزایش دهید (تقریباً دو برابر) یا مایع خنک کننده را گرم کنید.
برای تامین آب گرم خانه و گرمایش آب می توان از کلکتورهای خورشیدی (تخت و لوله ای) استفاده کرد.
حال در مورد انواع کلکتورهای خورشیدی. از نظر ساختاری دو تغییر وجود دارد:
- مسطح
- لوله ای
در هر یک از گروه ها، هم در مواد و هم در طراحی، تغییراتی وجود دارد، اما آنها اصل عملکرد یکسانی دارند: یک مایع خنک کننده از لوله ها عبور می کند که توسط خورشید گرم می شود. اما طرح ها کاملا متفاوت است.
کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت
این سیستم های گرمایش خورشیدی دارند طراحی سادهو بنابراین در صورت تمایل می توان آنها را با دستان خود درست کرد. یک کف بادوام روی یک قاب فلزی محکم شده است. یک لایه عایق حرارتی در بالا گذاشته شده است. دیوارهای مسکن نیز برای کاهش تلفات عایق بندی شده اند. سپس یک لایه جاذب وجود دارد - ماده ای که تابش خورشید را به خوبی جذب می کند و آن را به گرما تبدیل می کند. این لایه معمولاً سیاه رنگ است. جاذب مجهز به لوله هایی است که مایع خنک کننده از طریق آنها جریان می یابد. از بالا، کل این ساختار با یک درب شفاف بسته می شود. مواد برای پوشش می تواند شیشه سکوریت یا یکی از پلاستیک ها باشد (اغلب پلی کربنات است). در برخی از مدل ها، مواد عبور دهنده نور پوشش ممکن است تحت درمان خاصی قرار گیرد: برای کاهش بازتاب، آن را نه صاف، بلکه کمی مات می کنند.
لوله های یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت معمولاً به شکل مار گذاشته می شوند و دو سوراخ وجود دارد - ورودی و خروجی. اتصالات تک لوله ای و دو لوله ای قابل اجرا می باشد. این چیزی است که شما دوست دارید. اما برای تبادل حرارت معمولی به یک پمپ نیاز است. سیستم جریان ثقلی نیز امکان پذیر است، اما به دلیل سرعت کم مایع خنک کننده، بسیار ناکارآمد خواهد بود. این نوع از کلکتور خورشیدی است که برای گرمایش استفاده می شود، اگرچه می توان از آن برای گرم کردن موثر آب برای تامین آب گرم استفاده کرد.
نوع دیگری از کلکتور گرانشی وجود دارد، اما عمدتاً برای گرم کردن آب استفاده می شود. به این طرح کلکتور خورشیدی پلاستیکی نیز می گویند. این دو صفحه ساخته شده از پلاستیک شفاف هستند که به صورت هرمتیک روی بدنه ثابت شده اند. در داخل هزارتویی برای حرکت آب وجود دارد. گاهی اوقات پانل پایینمی توان آن را سیاه رنگ کرد. دو سوراخ وجود دارد - ورودی و خروجی. آب در داخل تامین می شود، در حین حرکت در لابیرنت توسط خورشید گرم می شود و گرم خارج می شود. این طرح با مخزن آب به خوبی کار می کند و به راحتی آب را برای آب گرم خانگی گرم می کند. این یک جایگزین مدرن برای بشکه معمولی است که روی آن نصب شده است دوش تابستانی. علاوه بر این، جایگزینی موثرتر.
کلکتورهای خورشیدی چقدر کارآمد هستند؟ امروزه در بین تمام تاسیسات خورشیدی خانگی بهترین نتایج را نشان می دهند: راندمان آنها 72-75٪ است. اما همه چیز خیلی خوب نیست:
- آنها در شب کار نمی کنند و در هوای ابری خوب کار نمی کنند.
- تلفات حرارتی زیاد، به ویژه در شرایط باد.
- قابلیت نگهداری کم: اگر چیزی خراب شود، بخش قابل توجهی یا کل پانل باید تعویض شود.
با این حال، گرم کردن یک خانه خصوصی از خورشید اغلب با استفاده از این تاسیسات خورشیدی انجام می شود. چنین تاسیساتی در این کشور محبوب هستند کشورهای جنوبیبا تشعشع فعال و دمای مثبت در دوره زمستانی. آنها برای زمستان های ما مناسب نیستند، اما در فصل تابستان نتایج خوبی از خود نشان می دهند.
منیفولد هوا
از این تنظیمات می توان برای گرمایش هواخانه ها از نظر ساختاری، بسیار شبیه به کلکتور پلاستیکی است که در بالا توضیح داده شد، اما هوا در آن گردش می کند و گرم می شود. چنین وسایلی بر روی دیوار آویزان می شوند. آنها می توانند به دو صورت عمل کنند: اگر بخاری خورشیدی آب بندی شود، هوا از اتاق گرفته می شود، گرم می شود و به همان اتاق باز می گردد.
گزینه دیگری وجود دارد. گرمایش را با تهویه ترکیب می کند. در محفظه بیرونی منیفولد هوا سوراخ هایی وجود دارد. از طریق آنها، فضای داخلی سازه دریافت می شود هوای سرد. با عبور از لابیرنت، توسط پرتوهای خورشید گرم می شود و سپس گرم می شود و وارد اتاق می شود.
اگر نصب تمام دیوار جنوبی را اشغال کند و هیچ سایه ای روی این دیوار نباشد، چنین گرمایش خانه کم و بیش موثر خواهد بود.
منیفولدهای لوله ای
در اینجا نیز مایع خنک‌کننده از طریق لوله‌ها به گردش در می‌آید، اما هر یک از این لوله‌های تبادل حرارتی در یک فلاسک شیشه‌ای قرار می‌گیرند. همه آنها در یک منیفولد که در اصل یک شانه است وصل شده اند.
نمودار یک کلکتور لوله ای (برای بزرگنمایی تصویر کلیک کنید)
کلکتورهای لوله ای دارای دو نوع لوله هستند: کواکسیال و پر. کواکسیال - یک لوله در یک لوله - یکی در داخل دیگری تودرتو شده و لبه های آنها آب بندی می شود. یک محیط نادر بدون هوا در داخل بین دو دیوار ایجاد شده است. به همین دلیل است که به چنین لوله هایی لوله های خلاء نیز می گویند. لوله های پر فقط یک لوله معمولی هستند که از یک طرف مهر و موم شده اند. و به این دلیل که برای افزایش انتقال حرارت یک صفحه جاذب که لبه های منحنی دارد و تا حدودی یادآور پر است به آنها پر می گویند.
علاوه بر این، مبدل های حرارتی از انواع مختلف را می توان در محفظه های مختلف قرار داد. اولین آنها کانال های حرارتی لوله های حرارتی هستند. این کل سیستمتبدیل نور خورشید V انرژی حرارتی. لوله حرارتی یک لوله مسی توخالی با قطر کوچک است که در یک انتهای آن مهر و موم شده است. در دوم یک نوک عظیم وجود دارد. ماده ای با نقطه جوش کم در لوله ریخته می شود. هنگامی که گرم می شود، ماده شروع به جوشیدن می کند، بخشی از آن به حالت گاز تبدیل می شود و از لوله بالا می رود. در طول مسیر از دیواره های گرم شده لوله، بیشتر و بیشتر گرم می شود. وارد می شود قسمت بالا، جایی که مدتی در آن بوده است. در این مدت، گاز بخشی از گرما را به نوک عظیم منتقل می کند، به تدریج سرد می شود، متراکم می شود و ته نشین می شود، جایی که این روند دوباره تکرار می شود.
روش دوم نوع U است که یک لوله سنتی پر از خنک کننده است. اینجا خبری و غافلگیری نیست همه چیز طبق معمول است: مایع خنک کننده از یک طرف وارد می شود، از لوله عبور می کند و با نور خورشید گرم می شود. این نوع مبدل حرارتی با وجود سادگی کارایی بیشتری دارد. اما کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. و همه به این دلیل آبگرمکن های خورشیدیاز این نوع یک کل واحد را تشکیل می دهند. اگر یک لوله آسیب دیده باشد، کل بخش باید تعویض شود.
کلکتورهای لوله‌ای با سیستم لوله‌های حرارتی گران‌تر هستند، راندمان کمتری نشان می‌دهند، اما بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. و همه به این دلیل است که یک لوله آسیب دیده را می توان در چند دقیقه تغییر داد. علاوه بر این، اگر از فلاسک کواکسیال استفاده شود، می توان لوله را نیز تعمیر کرد. به سادگی جدا می شود (شاخه بالایی برداشته می شود) و عنصر آسیب دیده (کانال حرارتی یا خود لامپ) با یک لامپ کار جایگزین می شود. سپس لوله در جای خود قرار می گیرد.
کدام کلکتور برای گرمایش بهتر است؟
برای مناطق جنوبیبا زمستان های معتدل و تعداد زیادیدر روزهای آفتابی سال، بهترین گزینه کلکتور صفحه تخت است. در چنین آب و هوایی بالاترین بهره وری را نشان می دهد.
برای مناطق با آب و هوای خشن تر، کلکتورهای لوله ای مناسب هستند. علاوه بر این، سیستم‌های دارای لوله حرارتی برای زمستان‌های سخت مناسب‌تر هستند: آنها حتی در شب و حتی در هوای ابری گرم می‌شوند و بیشتر طیف تابش خورشیدی را جمع‌آوری می‌کنند. آنها از دمای پایین نمی ترسند، اما محدوده دمایی دقیق باید مشخص شود: این بستگی به ماده ای دارد که در کانال حرارتی قرار دارد.
این سیستم ها، زمانی که به درستی محاسبه شوند، می توانند اساسی باشند، اما اغلب آنها صرفه جویی در هزینه های گرمایش از منبع انرژی پرداخت شده دیگری دارند.
گرمایش کمکی دیگر می تواند منیفولد هوا باشد. می توان آن را طوری ساخت که تمام دیوار را بپوشاند و به راحتی با دستان خود انجام می شود. برای گرم کردن گاراژ یا کلبه عالی است. علاوه بر این، مشکلات گرمایش ناکافی ممکن است نه در زمستان، همانطور که انتظار دارید، بلکه در پاییز ایجاد شود. در یخبندان و برف، انرژی خورشید چندین برابر هوای ابری و بارانی است.
پنل های خورشیدی
وقتی کلمه "انرژی خورشیدی" را می شنویم، ابتدا به باتری هایی فکر می کنیم که نور را به برق تبدیل می کنند. و این کار توسط مبدل های فوتوالکتریک مخصوص انجام می شود. آنها توسط صنعت از نیمه هادی های مختلف تولید می شوند. اغلب برای استفاده خانگیما از فتوسل های سیلیکونی استفاده می کنیم. آنها بیشترین را دارند قیمت پایینو عملکرد کاملا مناسبی را نشان می دهد: 20-25٪.
پنل های خورشیدی برای یک خانه خصوصی در برخی کشورها رایج است
تنها در صورتی می توانید مستقیماً از پنل های خورشیدی برای گرمایش استفاده کنید که یک دیگ بخار یا سایر وسایل گرمایش الکتریکی را به این منبع جریان متصل کنید. همچنین، پنل‌های خورشیدی در ترکیب با باتری‌های برقی را می‌توان در سیستم تامین برق خانه ادغام کرد و در نتیجه صورت‌حساب ماهانه برق مصرف‌شده را کاهش داد. اصولاً تأمین نیازهای خانواده از این تأسیسات کاملاً امکان پذیر است. فقط پول و فضای زیادی می خواهد. به طور متوسط، شما می توانید 120-150 وات در هر متر مربع پانل دریافت کنید. بنابراین محاسبه کنید که چند مربع از سقف یا منطقه محلی باید توسط چنین پانل هایی اشغال شود.
ویژگی های گرمایش خورشیدی
امکان سنجی نصب سیستم گرمایش خورشیدی باعث ایجاد شک و تردید در بین بسیاری می شود. بحث اصلی این است که گران است و هرگز برای خودش هزینه نخواهد کرد. ما باید قبول کنیم که گران است: قیمت تجهیزات بسیار بالا است. اما هیچ کس مانع شما از شروع کوچک نمی شود. به عنوان مثال، برای ارزیابی اثربخشی و عملی بودن ایده ساختن یک نصب مشابه خودتان. هزینه ها حداقل است و شما یک ایده دست اول خواهید داشت. سپس تصمیم می گیرید که درگیر همه اینها شوید یا نه. نکته اینجاست: همه پیام های منفی از طرف نظریه پردازان است. حتی یک مورد هم از سوی تمرین‌کنندگان مشاهده نشد. جستجوی فعالی برای راه‌هایی برای بهبود و تغییرات وجود دارد، اما هیچ‌کس نگفته است که این ایده بی‌فایده است. این چیزی می گوید.
حالا بیایید در مورد این واقعیت صحبت کنیم که نصب یک سیستم گرمایش خورشیدی هرگز نتیجه نخواهد داد. در حالی که این مدت نتیجه می دهد
در کشور ما پل های زیادی وجود دارد. این قابل مقایسه با عمر کلکتورهای خورشیدی یا باتری است. اما اگر به پویایی رشد قیمت برای همه منابع انرژی نگاه کنید، می توانید فرض کنید که به زودی به یک بازه زمانی کاملا قابل قبول کاهش می یابد.
حالا بیایید در مورد نحوه ساخت سیستم صحبت کنیم. ابتدا باید نیاز خانه و خانواده خود به گرما و آب گرم را مشخص کنید. روش کلی برای محاسبه سیستم گرمایش خورشیدی به شرح زیر است:
- با دانستن اینکه خانه در کدام منطقه واقع شده است، می توانید بفهمید که در هر ماه از سال چقدر نور خورشید به 1 متر مربع از مساحت می رسد. کارشناسان این را تابش می نامند. از این داده ها، می توانید تخمین بزنید که به چه تعداد پنل خورشیدی نیاز دارید. اما ابتدا باید تعیین کنید که چه مقدار گرما برای تهیه و گرمایش DHW مورد نیاز است.
- اگر شمارنده آب گرمدارید، سپس حجم آب گرمی که ماهانه خرج می کنید را می دانید. نمایش داده های میانگین مصرف برای ماه یا محاسبه بر اساس حداکثر مصرف - هر کسی که آن را می خواهد. همچنین باید اطلاعاتی در مورد تلفات گرما در خانه داشته باشید.
- به بخاری های خورشیدی که می خواهید نصب کنید نگاهی بیندازید. با داشتن داده هایی در مورد عملکرد آنها، می توانید تقریباً تعداد عناصر مورد نیاز برای پوشش نیازهای خود را تعیین کنید.
علاوه بر تعیین تعداد اجزای منظومه شمسی، باید حجم مخزنی را که آب گرم برای آب گرم در آن جمع می شود، تعیین کنید. اگر از هزینه های واقعی خانواده خود مطلع باشید، این کار به راحتی قابل انجام است. اگر یک متر آب گرم نصب کرده اید و چندین سال داده دارید، می توانید میانگین مصرف روزانه را نمایش دهید ( مصرف متوسطدر ماه تقسیم بر تعداد روز). این تقریباً حجم مخزن مورد نیاز شما است. اما مخزن باید با ذخیره 20٪ یا بیشتر گرفته شود. محض احتیاط.
اگر منبع آب گرم یا کنتور وجود ندارد، می توانید از استانداردهای مصرف استفاده کنید. یک نفر به طور متوسط 100-150 لیتر آب در روز مصرف می کند. با دانستن اینکه چند نفر به طور دائم در خانه زندگی می کنند، حجم مخزن مورد نیاز را محاسبه می کنید: هنجار در تعداد ساکنان ضرب می شود.
فوراً باید گفت که منطقی است (از نقطه نظر بازپرداخت) برای منطقه میانیروسیه دارای سیستم گرمایش خورشیدی است که حدود 30 درصد نیاز گرمایی را پوشش می دهد و آب گرم را به طور کامل تامین می کند. این یک نتیجه متوسط است: در برخی از ماه ها، گرمایش 70-80٪ توسط منظومه شمسی تامین می شود، و در برخی ماه ها (دسامبر-ژانویه) فقط 10٪. باز هم، خیلی به نوع پنل های خورشیدی و منطقه سکونت بستگی دارد.
علاوه بر این، موضوع فقط «به شمال» یا «به سمت جنوب» نیست. این موضوع مربوط به تعداد روزهای آفتابی است. به عنوان مثال، در Chukotka بسیار سرد، گرمایش خورشیدی بسیار موثر خواهد بود: خورشید تقریبا همیشه در آنجا می تابد. در آب و هوای بسیار ملایم تر انگلستان، با مه های ابدی، اثربخشی آن بسیار کم است.
;
نتایج
با وجود بسیاری از منتقدان که در مورد ناکارآمدی انرژی خورشیدی و دوره بازپرداخت طولانی صحبت می کنند، افراد بیشتری حداقل تا حدی به منابع جایگزین روی می آورند. علاوه بر پس انداز، بسیاری از آنها با استقلال از دولت و سیاست قیمت گذاری آن جذب می شوند. برای اینکه از مقدار پول سرمایه گذاری شده پشیمان نشوید، ابتدا می توانید آزمایشی انجام دهید: یکی از تاسیسات خورشیدی را با دستان خود بسازید و خودتان تصمیم بگیرید که چقدر برای شما جذاب است (یا نه).
اخیراً روش های غیر سنتی گرمایش اتاق ها به طور فزاینده ای مرتبط شده اند. مردم در تلاشند تا راه کارآمدتر و ارزان‌تری برای گرم کردن خانه‌های خود بیابند. یکی از این روش ها استفاده از انرژی خورشیدی است.
گرمایش خورشیدی برای خانه
امروزه از کلکتورهای ویژه ای برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی حرارتی استفاده می شود. مقاله ما به شما می گوید که چگونه می توانید خانه خود را با استفاده از چنین دستگاه هایی گرم کنید.
منظومه شمسی و مزایای آن
گرم کردن محل های خانه با کلکتورهای خورشیدی هزینه هایی را که قبلاً برای گرم کردن خانه با استفاده از باتری صرف می شد، به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. سیستم های خورشیدی متشکل از چنین باتری هایی دارای مزایای بسیاری هستند:
- انرژی خورشیدی رایگان است البته باید برای ایجاد یک سیستم و اتصال آن به خانه پول خرج کنید. اما پس انداز بلافاصله پس از شروع هوای سرد قابل توجه خواهد بود.
- این سیستم سازگار با محیط زیست است و به محیط زیست آسیب نمی رساند.
- او پس انداز می کند منابع طبیعیمانند زغال سنگ و گاز طبیعی؛
- است راه حل موثرمشکل انرژی برای خانه؛
- کلکتور خورشیدی قادر به تامین است گرمایش کارآمددر خانه هنگامی که با سیستم های دیگر مخلوط می شود.
- عمر طولانی؛
- این سیستم مستقل است که وابستگی به شرکت های خدمات شهری را از بین می برد. گرمایش مستقل به ویژه برای خانه های خصوصی مهم است.
- عملیات ایمن؛
- توانایی انجام آن توسط خودتان؛
- ظاهر زیبایی؛
- امکان انتخاب کلکتور با توجه به پارامترها.
کلکتورهای خورشیدی
اگر منطقه سکونت شما تعداد روزهای آفتابی به اندازه کافی در طول سال دارد، نباید خودتان به فکر نصب یک سیستم خورشیدی برای خانه خود باشید.
برای دریافت تمام مزایای فوق از گرم کردن خانه یا کلبه خود با کلکتورهای خورشیدی، باید بدانید:
- در دسترس بودن عایق با کیفیت بالا از محل خانه؛
- شما می توانید گرمایش با استفاده از انرژی خورشیدی را با سایر گزینه های گرمایش ترکیب کنید: گاز و برق.
- برای مناطق با تابش کم (شار خورشیدی)، لازم است به درستی محاسبه شود که کلکتور چقدر مساحت باید داشته باشد.
- قوانین نصب باید رعایت شود. در غیر این صورت، سیستم به درستی کار نخواهد کرد.
توجه کن! کلکتورها باید در زاویه ای برابر با عرض جغرافیایی منطقه نصب شوند. در این موقعیت حداکثر کارایی را دارند.
گزینه صحیح برای نصب کلکتور
- پنل های خورشیدی باید در سمت جنوبی قرار گیرند، زیرا حداکثر شدت تابش در اواسط روز مشاهده می شود.
- باتری های نصب شده نباید در سایه ساختمان ها یا درختان مجاور قرار گیرند.
اگر سیستم گرمایش خانه با استفاده از کلکتورهای خورشیدی با دستان خود سازماندهی شده باشد، در زمستان باید زاویه شیب سطح آنها کمی افزایش یابد. اما در این صورت در تابستان بازدهی باتری ها اندکی کاهش می یابد. با این حال، در پس زمینه نور فراوان، این واقعیت نامرئی باقی خواهد ماند.
انواع تاسیسات
قبل از اینکه شروع به ایجاد یک سیستم گرمایش خورشیدی برای خانه و خانه خود با دستان خود کنید، باید بدانید که چه نوع باتری هایی وجود دارد. کلکتورهای خورشیدی امروزی در انواع زیر تولید می شوند:
- خلاء در طراحی چنین باتری، خلاء بین پوسته واحد و بدنه گرمایش وجود دارد. با این دستگاه می توانید آب را تا 300 درجه گرم کنید. نقطه ضعف در اینجا عدم توانایی در تمیز کردن مستقل برف و یخبندان است.
منیفولد خلاء
- تخت از نظر خارجی، چنین جمع آوری مانند شفاف به نظر می رسد پنل خارجی. این نوع سلول خورشیدی دارای لوله هایی در داخل خود است و پشت آن مجهز به عایق حرارتی است. در اینجا تلفات حرارتی بیشتری وجود دارد، اما ساختار به راحتی با دستان شما جمع آوری می شود. علاوه بر این، می توانید خودتان آن را از برف و یخ یخ زده تمیز کنید. آب را تا 200 درجه سانتیگراد گرم می کند. معایب شامل وجود بار زیادی بر روی گیره های دستگاه در بادهای شدید است، زیرا باتری شکل ضعیفی دارد.
کلکتور صفحه تخت
- هوا هوا در اینجا به عنوان یک حامل گرما عمل می کند. چنین باتری هایی را می توان به راحتی با دستان خود ساخت. اما عیب اصلی در اینجا عدم امکان استفاده از دستگاه برای گرم کردن آب و همچنین راندمان پایین دستگاه است.
منیفولد هوا
- لوله ای یک واحد از این نوع شامل چهار لوله است که با یک خنک کننده پایه پر شده است. گردش آن به دلیل اختلاف دما بین باتری و منطقه پایین آن انجام می شود. چنین دستگاه هایی با یک صفحه سطح بزرگ مشخص می شوند.
منیفولد لوله ای
- یک سیستم متحرک که برای گرم کردن خانه با انرژی خورشیدی استفاده می شود. اینها تاسیسات ویژه ای هستند که می توانند مطابق با حرکت خورشید بچرخند. امروز وجود دارد مدل های مختلف، قابلیت چرخش قسمت های مختلف خود را دارد.
پانل های خورشیدی متحرک
با وجود ساختار متفاوت، اصل عملکرد کلکتورهای خورشیدی تقریباً یکسان خواهد بود.
اصل عملکرد دستگاه ها
گرمایش خانه با استفاده از پنل های خورشیدی خانگی بر اساس ساده ترین قوانین فیزیک انجام می شود. به گفته یکی از آنها، مایعی با چگالی بالا به طور طبیعی جایگزین مایعی با چگالی کمتر می شود. این اصل عملکرد برای سیستم های گرمایشی که بر روی گردش طبیعی خنک کننده اصلی کار می کنند استفاده می شود.
اصل عملکرد کلکتور خورشیدی
گرمایش مایع خنک کننده به شکل زیر است:
- مایع خنک کننده در لوله ها توسط اشعه خورشید گرم می شود.
- گرمای به دست آمده از این طریق در یک انباشتگر حرارتی جمع می شود.
اغلب آب گرم شده توسط پرتوهای خورشید به عنوان خنک کننده عمل می کند. آب در یک کلاف عمودی است. هنگامی که گرم می شود، آب در چنین دستگاهی به سمت بالا بالا می رود. بعد داخل ظرف می رود. مایع از آن کشیده خواهد شد.
برای کار کارآمدباتری خورشیدی برای رسیدن به فرآیند گردش طبیعی مایع نیاز دارد. در شرایطی که مایع خنک کننده خنک شده است، باید به کلکتور برگردد تا چرخه گرمایش مکرر را طی کند.
برای اطمینان از اینکه فرآیند گرمایش آب متوقف نمی شود، دستگاه های اضافی مورد نیاز است - پمپ ها.
گزینه هایی برای خود مونتاژ سیستم گرمایش
امروزه روش های مختلفی برای مونتاژ یک بخاری خورشیدی با دستان خود وجود دارد. بیایید به محبوب ترین روش های مونتاژ نگاه کنیم.
گزینه اول در اینجا به یک ظرف گالوانیزه برای آب نیاز دارید. حجم آن باید تقریباً 100-200 لیتر باشد. فناوری ایجاد باتری خورشیدی دارای الگوریتم زیر است:
- ظرف را روی سقف قرار می دهیم. باید در ضلع جنوبی سقف نصب شود.
- سطح سقف باید پوشانده شود ورق فلزیبا سطح براق؛
- ما لوله ها را در بالای آن قرار می دهیم.
- ما آنها را به یک بشکه و یک ظرف برای آب گرم وصل می کنیم.
گزینه کلکتور خورشیدی خانگی
با کمک چنین باتری می توان 100 لیتر آب را 60 درجه گرم کرد. این نصب دارد راندمان بالا. اما در زمان زمستانچنین واحدی موثر نخواهد بود.
گزینه مونتاژ دوم برای ایجاد این نوع کلکتور به موارد زیر نیاز دارید:
- جعبه های فولادی؛
- چندین رادیاتور فولادی تخت؛
- شیشه؛
- عناصر فلزی پلاستیکی - اتصالات و لوله ها.
سیستم بیلد در این مورد به صورت زیر عمل می کند:
- جعبه های فولادی روی سقف نصب می شوند.
- رادیاتورها در آنجا قرار می گیرند.
- روی آنها را با شیشه بپوشانید. این باعث کاهش زمان گرم شدن آب می شود.
- لوله ها باید با شیب رو به پایین گذاشته شوند.
- مطمئن شوید که بالای دستگاه در زیر مخزن ذخیره قرار دارد.
- یک بشکه پلاستیکی با آب در اتاق زیر شیروانی نصب شده است. حجم مناسب - 160 لیتر؛
- باید با استفاده از دستگاه های فلزی پلاستیکی - اتصالات و لوله ها به رادیاتور و منبع آب متصل شود. خود لوله آب باید کمی بالاتر از وسط مخزن وصل شود.
- دریچه های تخلیه در پایین رادیاتور نصب می شوند. با کمک آنها، آب در فصل سرد تخلیه می شود.
گزینه ای با بشکه پلاستیکی
گزینه سوم. برای گرم کردن یک اتاق نسبتاً بزرگ استفاده می شود. بازدهی 45-55 درصد دارد. برای ایجاد این نوع سیستم گرمایشی به مواد زیر نیاز دارید:
- هر گونه مواد عایق حرارتی؛
- قاب چوبی با کف تخته سه لا؛
- مش فلزی مشکی؛
- منحرف کننده;
- ورق پلی کربنات شفاف؛
- چندین طرفدار
ساختار به شرح زیر مونتاژ می شود:
- در سطح شیب دار مته بزنید سوراخ های گرد. برای ورود هوا بریده می شوند.
- برای از بین بردن هوای گرم سوراخ های مستطیلی در بالای قاب ایجاد می کنیم.
- ما مواد عایق حرارتی را در کف آن قرار می دهیم. مش مشکی فلزی به عنوان یک تجمع کننده گرما عمل می کند.
- فن هایی که در سوراخ های گرد ساخته شده اند.
- سپس نوارهای پشتیبانی را برای منحرف کننده نصب می کنیم. پس از این، خود دفلکتور را نصب می کنیم. جریان هوا را شکل می دهد.
- ما یک ورق شفاف را در بالا نصب می کنیم.
بوم شناسی مصرف: بیشتر سال ما مجبوریم برای گرم کردن خانه هایمان پول خرج کنیم. در چنین شرایطی، هر کمکی مفید خواهد بود. انرژی خورشیدی برای این اهداف عالی است: کاملاً سازگار با محیط زیست و رایگان.
بیشتر سال ما مجبوریم برای گرم کردن خانه هایمان پول خرج کنیم. در چنین شرایطی، هر کمکی مفید خواهد بود. انرژی خورشیدی برای این اهداف عالی است: کاملاً سازگار با محیط زیست و رایگان. فن آوری های مدرن امکان گرمایش خورشیدی یک خانه خصوصی را نه تنها در مناطق جنوبی، بلکه در منطقه میانی نیز فراهم می کند.
آنچه فناوری های مدرن می توانند ارائه دهند
به طور متوسط 1 متر مربع از سطح زمین 161 وات انرژی خورشیدی در ساعت دریافت می کند. البته در خط استوا این رقم چندین برابر قطب شمال خواهد بود. علاوه بر این، چگالی تابش خورشید به زمان سال بستگی دارد. در منطقه مسکو، شدت تابش خورشیدی در دسامبر-ژانویه بیش از پنج برابر از ماه مه-ژوئیه متفاوت است. با این حال سیستم های مدرنآنقدر موثر هستند که می توانند تقریباً در هر نقطه از زمین کار کنند.
مشکل استفاده از انرژی تابش خورشیدی با حداکثر بازده به دو روش گرمایش مستقیم در کلکتورهای حرارتی و باتری های فتوولتائیک خورشیدی حل می شود.
پنل های خورشیدی ابتدا انرژی پرتوهای خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کنند، سپس آن را از طریق یک سیستم خاص به مصرف کنندگان منتقل می کنند، به عنوان مثال یک دیگ برقی.
کلکتورهای حرارتی که تحت تأثیر نور خورشید گرم می شوند، خنک کننده سیستم های گرمایش و تامین آب گرم را گرم می کنند.
کلکتورهای حرارتی در انواع مختلفی از جمله باز و سیستم های بسته، طرح های تخت و کروی، کلکتورهای نیمکره ای، متمرکز کننده ها و بسیاری گزینه های دیگر.
انرژی حرارتی به دست آمده از کلکتورهای خورشیدی برای گرم کردن آب گرم یا سیال گرمایشی استفاده می شود.
اگرچه پیشرفت های واضحی در توسعه راه حل هایی برای برداشت، ذخیره و استفاده از انرژی خورشیدی صورت گرفته است، اما مزایا و معایبی وجود دارد.
راندمان گرمایش خورشیدی در عرض های جغرافیایی ما بسیار کم است، که با تعداد ناکافی روزهای آفتابی برای عملکرد منظم سیستم توضیح داده می شود.
مزایا و معایب استفاده از انرژی خورشیدی
بارزترین مزیت استفاده از انرژی خورشیدی در دسترس بودن جهانی آن است. در واقع، حتی در تاریک ترین و ابری ترین هوا، می توان انرژی خورشیدی را جمع آوری و استفاده کرد.
مزیت دوم آلایندگی صفر است. در واقع دوستدار محیط زیست و طبیعی ترین شکل انرژی است. پنل های خورشیدی و کلکتورها صدا تولید نمی کنند. در بیشتر موارد بدون اشغال بر روی پشت بام ساختمان ها نصب می شوند منطقه قابل استفادهمنطقه حومه شهر
معایب مربوط به استفاده از انرژی خورشیدی تغییرپذیری روشنایی است. در زمان تاریکروز چیزی برای جمع آوری وجود دارد، وضعیت با این واقعیت که اوج تشدید شده است فصل گرمادر کوتاه ترین ساعات روز سال می افتد.
یکی از معایب قابل توجه گرمایش مبتنی بر استفاده از کلکتورهای خورشیدی عدم توانایی در انباشت انرژی حرارتی است. نمودار فقط شامل مخزن انبساط
نظارت بر تمیزی نوری پانل ها ضروری است.
علاوه بر این، نمی توان گفت که بهره برداری از یک سیستم انرژی خورشیدی کاملاً رایگان است.
کلکتورهای خورشیدی باز
یک کلکتور خورشیدی باز سیستمی از لوله ها است که در برابر تأثیرات خارجی محافظت نشده است و از طریق آن مایع خنک کننده که مستقیماً توسط خورشید گرم می شود به گردش در می آید. از آب، گاز، هوا و ضد یخ به عنوان خنک کننده استفاده می شود. لوله ها یا به شکل سیم پیچ به پانل نگهدارنده ثابت می شوند یا در ردیف های موازی به لوله خروجی متصل می شوند.
کلکتورهای خورشیدی باز قادر به مقابله با گرمایش یک خانه خصوصی نیستند. به دلیل نداشتن عایق، مایع خنک کننده به سرعت خنک می شود. آنها در تابستان عمدتاً برای گرم کردن آب در دوش ها یا استخرهای شنا استفاده می شوند.
کلکتورهای باز معمولاً عایق ندارند. طراحی بسیار ساده است، بنابراین هزینه پایینی دارد و اغلب به طور مستقل ساخته می شود.
به دلیل نداشتن عایق، عملا انرژی دریافتی از خورشید را ذخیره نمی کنند و بازده پایینی دارند. آنها عمدتاً در تابستان برای گرم کردن آب در استخرهای شنا یا دوش های تابستانی استفاده می شوند. نصب در مناطق آفتابی و گرم با اختلاف کمی در دمای هوای محیط و آب گرم. آنها فقط در هوای آفتابی و بدون باد خوب کار می کنند.
ساده ترین کلکتور خورشیدی با سینک حرارتی ساخته شده از یک سیم پیچ لوله های پلیمری، تامین آب گرم شده در ویلا را برای آبیاری و نیازهای خانگی تضمین می کند
کلکتورهای خورشیدی لوله ای
کلکتورهای خورشیدی لوله‌ای از لوله‌های مجزا جمع‌آوری می‌شوند که از طریق آنها آب، گاز یا بخار جریان می‌یابد. این یکی از انواع سیستم های خورشیدی باز است. با این حال، خنک کننده در حال حاضر بسیار بهتر از منفی خارجی محافظت می شود. به خصوص در تاسیسات خلاء، طراحی شده بر اساس اصل قمقمه.
هر لوله به طور جداگانه و موازی با یکدیگر به سیستم متصل می شود. اگر یکی از لوله ها خراب شود، به راحتی می توان آن را با یک لوله جدید جایگزین کرد. کل ساختار را می توان مستقیماً روی سقف ساختمان مونتاژ کرد که نصب را بسیار ساده می کند.
کلکتور لوله ای ساختاری مدولار دارد. عنصر اصلی یک لوله خلاء است
مزیت قابل توجه کلکتورهای خورشیدی لوله ای این است شکل استوانه ایعناصر اصلی که به لطف آنها تابش خورشیدی در تمام طول روز بدون استفاده از سیستم های گران قیمت برای ردیابی حرکت نور جذب می شود.
یک پوشش چند لایه خاص نوعی تله نوری برای نور خورشید ایجاد می کند. نمودار تا حدی دیواره بیرونی فلاسک خلاء را نشان می دهد که پرتوها را به دیواره های فلاسک داخلی منعکس می کند.
بر اساس طراحی لوله ها، کلکتورهای خورشیدی پر و کواکسیال متمایز می شوند.
لوله کواکسیال یک ظرف Diaur یا یک قمقمه آشنا است. ساخته شده از دو فلاسک که هوا بین آنها تخلیه می شود. روشن سطح داخلیفلاسک داخلی با یک پوشش بسیار انتخابی پوشانده شده است که به طور موثر انرژی خورشیدی را جذب می کند.
انرژی حرارتی از لایه انتخابی داخلی به یک لوله حرارتی یا مبدل حرارتی داخلی ساخته شده از صفحات آلومینیومی منتقل می شود. در این مرحله از دست دادن حرارت ناخواسته رخ می دهد.
لوله پر یک استوانه شیشه ای است که یک جاذب پر در داخل آن قرار داده شده است.
برای عایق حرارتی خوب، هوا از لوله تخلیه شده است. انتقال حرارت از جاذب بدون تلفات صورت می گیرد، بنابراین راندمان لوله های پر بالاتر است.
با توجه به روش انتقال حرارت، دو سیستم وجود دارد: جریان مستقیم و با لوله حرارتی.
لوله حرارتی یک ظرف مهر و موم شده با مایعی است که به راحتی تبخیر می شود.
در داخل لوله حرارتی مایعی وجود دارد که به راحتی تبخیر می شود و گرما را از آن دریافت می کند دیوار داخلیفلاسک یا از جاذب پر. تحت تأثیر دما، مایع به صورت بخار می جوشد و بالا می رود. پس از انتقال گرما به خنک کننده گرمایش یا تامین آب گرم، بخار به مایع متراکم شده و به سمت پایین جریان می یابد.
آب اغلب به عنوان مایعی که به راحتی تبخیر می شود در فشار کم استفاده می شود.
یک سیستم یکبار عبور از یک لوله U شکل استفاده می کند که آب یا مایع گرم کننده از طریق آن در گردش است.
نیمی از لوله U شکل برای خنک کننده سرد در نظر گرفته شده است، دومی لوله گرم شده را حذف می کند. هنگامی که گرم می شود، مایع خنک کننده منبسط می شود و وارد مخزن ذخیره می شود و فراهم می کند گردش طبیعی. همانند سیستم های ترموتیوب، حداقل زاویهشیب باید حداقل 20⁰ باشد.
سیستم های جریان مستقیم کارآمدتر هستند زیرا بلافاصله مایع خنک کننده را گرم می کنند.
اگر قرار است از سیستم های کلکتور خورشیدی در تمام طول سال استفاده شود، ضد یخ مخصوص به آنها پمپ می شود.
مزایا و معایب کلکتورهای لوله ای
استفاده از کلکتورهای خورشیدی لوله ای دارای مزایا و معایبی است. طراحی یک کلکتور خورشیدی لوله ای از عناصر یکسانی تشکیل شده است که جایگزینی نسبتاً آسانی دارند.
مزایا:
- اتلاف حرارت کم؛
- توانایی کار در دمای تا -30⁰С؛
- عملکرد کارآمد در طول ساعات روز؛
- عملکرد خوب در مناطق با آب و هوای معتدل و سرد؛
- باد کم، که با توانایی سیستم های لوله ای برای عبور توجیه می شود توده های هوا;
- امکان تولید خنک کننده با دمای بالا
از نظر ساختاری، ساختار لوله ای دارای سطح دیافراگم محدودی است. دارای معایب زیر است:
- قادر به تمیز کردن خود از برف، یخ، یخبندان نیست.
- هزینه بالا
علیرغم هزینه بالای اولیه، کلکسیونرهای لوله ای هزینه خود را سریعتر پرداخت می کنند. عمر مفید بالایی دارند.
کلکتورهای خورشیدی بسته تخت
یک کلکتور صفحه تخت از یک قاب آلومینیومی، یک لایه جاذب خاص - یک جاذب، یک پوشش شفاف، یک خط لوله و عایق تشکیل شده است.
مس ورق سیاه شده به عنوان جاذب استفاده می شود که دارای رسانایی گرمایی ایده آل برای ایجاد سیستم های خورشیدی است. هنگامی که انرژی خورشیدی توسط یک جاذب جذب می شود، انرژی خورشیدی دریافتی به یک خنک کننده منتقل می شود که از طریق یک سیستم لوله مجاور جاذب در گردش است.
با خارج پانل بستهمحافظت شده است پوشش شفاف. این از شیشه مقاوم در برابر ضربه با باند انتقال 0.4-1.8 میکرون ساخته شده است. این محدوده بیشترین تابش خورشیدی را به خود اختصاص می دهد. شیشه ضد ضربه محافظت خوبی در برابر تگرگ ایجاد می کند. در قسمت پشتی، کل پانل به طور قابل اعتماد عایق بندی شده است.
کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت با حداکثر کارایی و طراحی ساده مشخص می شوند. کارایی آنها به دلیل استفاده از جاذب افزایش می یابد. آنها قادر به جذب تابش پراکنده و مستقیم خورشید هستند
لیست مزایای پانل های تخت بسته شامل موارد زیر است:
- سادگی طراحی؛
- عملکرد خوب در مناطق با آب و هوای گرم؛
- امکان نصب در هر زاویه با دستگاه هایی برای تغییر زاویه شیب.
- توانایی خود تمیز کردن از برف و یخ زدگی؛
- قیمت پایین
کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت به ویژه در صورتی که استفاده از آنها در مرحله طراحی برنامه ریزی شده باشد، سودمند هستند. عمر مفید محصولات با کیفیت 50 سال است.
معایب عبارتند از:
- اتلاف حرارت بالا؛
- وزن سنگین؛
- باد زیاد هنگامی که پانل ها در یک زاویه نسبت به افقی قرار می گیرند.
- محدودیت های عملکرد زمانی که تغییرات دما از 40 درجه سانتی گراد بیشتر شود.
دامنه کاربرد کلکتورهای بسته بسیار گسترده تر از سیستم های خورشیدی نوع باز است. در تابستان آنها می توانند به طور کامل نیاز به آب گرم را برآورده کنند. در روزهای خنک که خدمات شهری آنها را در دوره گرمایش قرار نمی دهند، می توانند به جای بخاری های گازی و برقی کار کنند.
مقایسه مشخصات کلکتور خورشیدی
مهمترین شاخص کلکتور خورشیدی راندمان است. عملکرد مفید کلکتورهای خورشیدی با طرح های مختلف به اختلاف دما بستگی دارد. در عین حال، کلکتورهای مسطح بسیار ارزان تر از کلکتورهای لوله ای هستند.
مقادیر کارایی به کیفیت ساخت کلکتور خورشیدی بستگی دارد. هدف از نمودار نشان دادن اثربخشی استفاده از سیستم های مختلف بسته به اختلاف دما است
هنگام انتخاب کلکتور خورشیدی باید به تعدادی از پارامترهای نشان دهنده کارایی و قدرت دستگاه توجه کنید.
چندین ویژگی مهم برای کلکتورهای خورشیدی وجود دارد:
- ضریب جذب - نسبت انرژی جذب شده به کل را نشان می دهد.
- ضریب انتشار - نسبت انرژی منتقل شده به انرژی جذب شده را نشان می دهد.
- سطح کل و دیافراگم؛
- کارایی
ناحیه دیافراگم ناحیه کار کلکتور خورشیدی است. یک کلکتور صفحه تخت دارای حداکثر سطح دیافراگم است. سطح دیافراگم برابر با ناحیه جذب کننده است.
روش های اتصال به سیستم گرمایشی
از آنجایی که دستگاه های خورشیدی نمی توانند منبع انرژی پایدار و 24/7 را تامین کنند، به سیستمی مقاوم در برابر این کاستی ها نیاز است.
برای روسیه مرکزی، دستگاه های خورشیدی نمی توانند جریان پایدار انرژی را تضمین کنند، بنابراین از آنها به عنوان یک سیستم اضافی استفاده می شود. ادغام در سیستم موجودتامین گرمایش و آب گرم برای کلکتور خورشیدی و باتری خورشیدی متفاوت است.
نمودار اتصال کلکتور حرارتی
بسته به هدف استفاده از کلکتور حرارتی، از سیستم های اتصال مختلفی استفاده می شود. ممکن است چندین گزینه وجود داشته باشد:
- گزینه تابستانی برای تامین آب گرم
- گزینه زمستانیبرای گرمایش و تامین آب گرم
گزینه تابستانی ساده ترین است و حتی می تواند بدون پمپ گردش خون با استفاده از گردش طبیعی آب انجام شود.
آب در کلکتور خورشیدی گرم می شود و در اثر انبساط حرارتی وارد مخزن ذخیره یا دیگ بخار می شود. در این حالت گردش طبیعی اتفاق می افتد: به جای آب گرم، آب سرد از مخزن مکیده می شود.
در زمستان، در دمای زیر صفر، گرم کردن مستقیم آب امکان پذیر نیست. ضد یخ مخصوص از طریق یک مدار بسته به گردش در می آید و از انتقال حرارت از کلکتور به مبدل حرارتی در مخزن اطمینان حاصل می کند.
مانند هر سیستم مبتنی بر گردش طبیعی، بسیار کارآمد کار نمی کند و نیاز به رعایت شیب های لازم دارد. علاوه بر این، مخزن ذخیره باید بالاتر از کلکتور خورشیدی باشد.
برای حفظ آب تا حد امکان مخزن داغباید به دقت عایق بندی شوند.
اگر واقعاً می خواهید به کارآمدترین عملکرد کلکتور خورشیدی برسید، نمودار اتصال پیچیده تر می شود.
خنک کننده غیر یخبندان از طریق سیستم کلکتور خورشیدی گردش می کند. گردش اجباری توسط یک پمپ کنترل شده توسط یک کنترل کننده ارائه می شود.
کنترل کننده عملکرد پمپ گردش خون را بر اساس قرائت حداقل دو مورد کنترل می کند سنسورهای دما. سنسور اول دما را در مخزن ذخیره می کند، دومی - روی لوله تامین خنک کننده داغ کلکتور خورشیدی. به محض اینکه دمای مخزن از دمای مایع خنک کننده بیشتر شد، کنترل کننده در کلکتور پمپ گردش خون را خاموش می کند و گردش مایع خنک کننده را در سیستم متوقف می کند.
به نوبه خود، هنگامی که دمای مخزن ذخیره از مقدار تنظیم شده پایین می آید، دیگ گرمایش روشن می شود.
نمودار اتصال باتری خورشیدی
اعمال یک طرح مشابه برای اتصال باتری خورشیدی به شبکه برق وسوسه انگیز است، همانطور که در مورد یک کلکتور خورشیدی اجرا می شود و انرژی دریافت شده در طول روز را انباشته می کند. متأسفانه، برای سیستم منبع تغذیه یک خانه خصوصی، ایجاد یک بسته باتری با ظرفیت کافی بسیار گران است. بنابراین، نمودار اتصال به این شکل است.
هنگامی که قدرت جریان الکتریکی از باتری خورشیدی کاهش می یابد، واحد ATS (روشن شدن خودکار یک ذخیره) اتصال مصرف کنندگان به شبکه برق عمومی را تضمین می کند.
از پانل های خورشیدی، شارژ به کنترل کننده شارژ عرضه می شود که چندین عملکرد را انجام می دهد: شارژ مجدد باتری ها را تضمین می کند و ولتاژ را تثبیت می کند. بعدی جریان الکتریکیبه اینورتر عرضه می شود که در آن جریان مستقیم 12 ولت یا 24 ولت به جریان متناوب تک فاز 220 ولت تبدیل می شود.
افسوس، شبکه های الکتریکی ما برای دریافت انرژی مناسب نیستند، آنها فقط می توانند در یک جهت از منبع تا مصرف کننده کار کنند. به همین دلیل نمی توانید برق استخراج شده را بفروشید و یا حداقل کاری کنید که کنتور در جهت مخالف بچرخد.
استفاده از پنل‌های خورشیدی از این جهت مفید است که نوع انرژی متنوع‌تری را ارائه می‌کنند، اما در عین حال نمی‌توانند از نظر کارایی با کلکتورهای خورشیدی مقایسه شوند. با این حال، دومی ها برخلاف باتری های فتوولتائیک خورشیدی، توانایی ذخیره انرژی را ندارند.
نحوه محاسبه توان کلکتور مورد نیاز
هنگام محاسبه توان مورد نیاز یک کلکتور خورشیدی، محاسبات اغلب به اشتباه بر اساس انرژی خورشیدی دریافتی در سردترین ماه های سال انجام می شود.
واقعیت این است که در ماه های باقی مانده از سال کل سیستم دائماً بیش از حد گرم می شود. در تابستان، دمای مایع خنک کننده در خروجی کلکتور خورشیدی می تواند به 200 درجه سانتیگراد در هنگام گرم کردن بخار یا گاز، 120 درجه سانتیگراد برای ضد یخ، 150 درجه سانتیگراد برای آب برسد. اگر مایع خنک کننده بجوشد، تا حدی تبخیر می شود. در نتیجه باید تعویض شود.
- تامین آب گرم بیش از 70٪؛
- ارائه سیستم گرمایش بیش از 30٪.
بقیه گرمای مورد نیاز باید طبق استاندارد تولید شود تجهیزات گرمایشی. با این وجود، با چنین شاخص هایی، به طور متوسط حدود 40٪ در سال در گرمایش و تامین آب گرم صرفه جویی می شود.
توان تولید شده توسط یک لوله از یک سیستم خلاء به موقعیت جغرافیایی بستگی دارد. میزان افت انرژی خورشیدی به ازای هر 1 متر مربع زمین در سال، تابش نور نامیده می شود. با دانستن طول و قطر لوله، می توانید دیافراگم - ناحیه جذب موثر را محاسبه کنید. باقی مانده است که ضرایب جذب و انتشار را برای محاسبه توان یک لوله در سال اعمال کنیم.
مثال محاسبه:
طول لوله استاندارد 1800 میلی متر است، طول موثر 1600 میلی متر است. قطر 58 میلی متر. دیافراگم ناحیه سایه‌دار ایجاد شده توسط لوله است. بنابراین، مساحت مستطیل سایه خواهد بود:
S = 1.6 * 0.058 = 0.0928m2
راندمان لوله میانی 80 درصد است، تابش خورشیدی برای مسکو حدود 1170 کیلووات ساعت / متر مربع در سال است. بنابراین، یک لوله در سال تولید می کند:
W = 0.0928 * 1170 * 0.8 = 86.86 کیلووات ساعت
لازم به ذکر است که این یک برآورد بسیار تقریبی است. مقدار انرژی تولید شده به جهت نصب، زاویه، میانگین دمای سالانه و غیره بستگی دارد. منتشر شده است
توسعه فناوری های جدید در انرژی جایگزینمردم را ترغیب کرد تا به استفاده از آنها فکر کنند زندگی روزمره. اخیراً استفاده از انرژی خورشیدی به طور فزاینده ای رواج یافته است.
در خارج از کشور، این روش گرمایش مدتهاست که جایگزین روش سنتی شده است. علاوه بر این، در حال حاضر هزینه تامین گرمای خانه ها در حال افزایش است. و گرمایش از خورشید نیازی به پرداخت هر ماه ندارد. پنل خورشیدی برای اقامتگاه تابستانی یک راه موثر برای کاهش هزینه ها در تابستان است.
زندگی در یک آپارتمان، بسیاری از مردم در مورد نصب چنین سیستمی در یک خانه روستایی فکر می کنند. از این گذشته ، فقط در مرحله اولیه به سرمایه گذاری نیاز دارد. عمر مفید می تواند به ربع قرن برسد. و بازپرداخت این روش ظرف سه سال محقق خواهد شد.
انرژی خورشیدی مورد استفاده برای گرمایش را می توان توسط دو نوع تجهیزات تبدیل کرد:
- باتری - جریان الکتریکی تولید می کند که سپس به تجهیزات الکتریکی عرضه می شود.
- کلکتورها - در آنها مایع خنک کننده (مایع) گرم می شود که گرمای خود را می دهد.
کلکتور خورشیدی برای گرمایش را می توان به یک سیستم تامین حرارت موجود متصل کرد. از این دستگاه می توانید برای گرم کردن آب نیز استفاده کنید.
مزایا و معایب
تامین گرمای تامین شده توسط نور دارای ویژگی های مثبت زیر است:
- هزینه سوخت کاهش می یابد؛
- پایان ناپذیری منبع؛
- انرژی پاک محیطی؛
- سهولت استفاده؛
- استقلال از مشکلات جهانی؛
- امکان استفاده رایگان؛
- امکان نصب دستگاه های اضافی؛
- عملیات بی صدا؛
- عمر طولانی
اما گرمایش روشن است انرژی خورشیدیهمچنین یک سری معایب دارد:
- هزینه نصب و نصب بالا؛
- نیاز به قرار دادن در ضلع جنوبی خانه؛
- موقعیت سرزمینی تأسیساتی که در آن پانل های خورشیدی برای خانه نصب می شود مهم است.
- سطح سقف بادوام به دلیل وزن زیاد؛
- در زمستان، بهره وری کار کاهش می یابد.
- در حین نصب نیاز به محاسبات دقیق دارد.
- سازگاری با سایر روش های گرمایش برای تضمین تامین حرارت ثابت.
ساختار باتری
بهتر است تاسیسات را در ضلع جنوبی خانه قرار دهید تا جریان اشعه به حداکثر برسد. باتری های روی سقف باید در زاویه ای قرار گیرند که مطابق با 30 درجه باشد.
گرمایش با پنل های خورشیدی شامل تولید ولتاژ تحت تأثیر نور است. سپس ولتاژ به اجسام دیگر اعمال می شود. آنها مجهز به باتری هستند که انرژی را ذخیره می کند و در هوای ابری آن را آزاد می کند.
باتری ها عبارتند از:
- پانل شفاف خارجی که آب یا هوا در آن حرکت می کند.
- یک پلت فرم فلزی سیاه رنگ که پرتوها را جذب می کند.
- مخزن ذخیره حاوی آب یا گاز گرم شده
سیستم گرمایش خورشیدی شامل اجزای اصلی است:
- مبدل معمولی؛
- مبدل DC به AC؛
- سنسور برای تنظیم سطح شارژ؛
- باتری؛
- مکانیزم انتخاب قدرت
پنل های خورشیدی پشت بام در درجه اول برای تولید برق استفاده می شوند. بنابراین، این روش با روش الکتریکی تامین گرمای خانه و همچنین در جاهایی که کف گرم وجود دارد، ترکیب می شود. هنگام انتخاب برای گرم کردن خانه خود با مدل های قدرتمند، هنوز هم می توانید برق برای گرم کردن آب دریافت کنید.
چیدمان کلکسیونرها
کلکتورهای خورشیدی برای گرمایش شامل تبدیل انرژی حرارتی هستند. سیال حرارتی تحت تأثیر نور گرم می شود و متعاقباً گرما آزاد می کند. بازده گرمای دریافتی از کلکتورهای خورشیدی به حجم شار نور بستگی دارد و بر گرمایش تأثیر می گذارد.
انواع کلکسیونر:
- ضد یخ به عنوان خنک کننده استفاده می شود.
- هوا به عنوان خنک کننده استفاده می شود.
اگر از مایع خنک کننده استفاده شود، بین کلکتورهای تخت و لوله ای تمایز قائل می شود.
کلکتورهای صفحه تخت عبارتند از:
- جاذب - اشعه های نور را جذب می کند.
- لایه شفاف؛
- سطح عایق حرارت
کلکتورهای صفحه تخت مجهز به لوله هایی هستند که به شکل مار گذاشته شده اند. لوله ها دارای دو سوراخ هستند - ورودی و خروجی. اتصال از یک یا دو لوله امکان پذیر است.
کلکتورهای لوله ای مانند کلکتورهای مسطح حاوی لوله هایی هستند که مایع خنک کننده از طریق آنها حرکت می کند. منیفولدهای لوله ای مجهز به دو دسته لوله هستند. دسته اول کوکسیال است. طراحی آنها شامل یک لوله است که در داخل لوله دیگری قرار گرفته است. علاوه بر این، انتهای هر دو مهر و موم شده است. خلاء بین دیوارها ایجاد می شود. دسته دوم پرها هستند که از یک لوله تشکیل شده است. این شامل یک نوار پر جاذب است.
کلکتورهای هوا شامل انتقال حرارت هوا هستند. جریان هوا را می توان با در نظر گرفتن دمای اتاق و سطح گرمایش کلکتور تنظیم کرد. هوای کلکتور فرصت مستقیمی برای ورود به اتاق یا سیستم تهویه دارد. کلکتورهای هوا برای گرم کردن گاراژ یا کلبه مناسب هستند. معمولاً روی دیوار نصب می شوند.
انتخاب نوع گرمایش
چگونه یک باتری خورشیدی برای خانه خود انتخاب کنید - این سوال مورد توجه بسیاری از کسانی است که می خواهند این نوع منبع گرما را برای خانه خود خریداری کنند. برای مناطق جنوبی بهتر است انتخاب کنید نمای تختکلکتور، زیرا در چنین شرایطی راندمان نصب بالاتر خواهد بود.
در مناطقی که آب و هوای سرد حاکم است، بهتر است از کلکتور خورشیدی لوله ای برای گرم کردن خانه استفاده شود. این بخاری ها را می توان با توجه به ماده ای که در کانال حرارتی قرار دارد انتخاب کرد که با آب و هوای منطقه سازگاری دارد.
منیفولدهای هوا به عنوان کمکی عمل می کنند تجهیزات خورشیدیبرای گرمایش آنها در آفتاب به خوبی گرم می شوند، اما در هوای ابری مشکلات ایجاد می شود. سیستم های خورشیدی از این نوع در زمستان، زمانی که پرتوها هنوز از برف منعکس می شوند، انرژی را کاملا جذب می کنند. بنابراین، می توانید پنل های خورشیدی را با در نظر گرفتن هدف کاربرد و شرایط آب و هوایی انتخاب کنید.
سیستم‌های گرمایش خورشیدی که با باتری کار می‌کنند اغلب همراه با انواع دیگر استفاده می‌شوند وسایل گرمایشیبا برق تغذیه می شود. پنل های خورشیدی را می توان با باتری های الکتریکی ترکیب کرد تا برق اضافی برای باغ شما تولید کند. اگرچه سیستم های گرمایش خورشیدی در این مورد به مساحت وسیعی از خانه نیاز دارند.
این تجهیزات را می توان روی سقف قرار داد. در عین حال، نصب پنل های خورشیدی بر روی پشت بام یا مستلزم اصلاح آن یا تعویض هر قطعه با صفحات بخاری است. می توانید بخاری هایی را انتخاب کنید که شبیه به آن هستند مواد سقف. انتخاب دیگری از پنل های خورشیدی را می توان برای جایگزینی کامل یک سقف کوچک استفاده کرد.
نصب پنل های خورشیدی شامل مراحل اصلی است:
- پانل روی سقف خانه نصب شده است.
- یک کنترل کننده روی برخی از دیوارها (برای دستگاه های ولتاژ پایین) قرار می گیرد.
- نصب باتری؛
- اتصال یک اینورتر (برای دستگاه های ولتاژ بالا).
سیستم های خورشیدی برای گرمایش خانه باید با کمک خدمات واجد شرایط ویژه نصب شوند.
در طول زمستان، سیستم گرمایش خورشیدی را می توان با یک برس مخصوص از برف پاک کرد.
نظرات زیادی وجود دارد مبنی بر اینکه بخاری های خورشیدی زمان زیادی برای پرداخت هزینه خود دارند و راندمان پایینی دارند. با وجود این، افراد بیشتری از پنل های خورشیدی برای گرم کردن خانه های خود در ترکیب با منابع دیگر استفاده می کنند. از این گذشته، بسیاری در تلاش برای صرفه جویی در هزینه به لطف سیستم های خورشیدی در چنین وضعیت اقتصادی ناپایدار هستند. بخاری در کشور که با پنل های خورشیدی تغذیه می شود، بسیاری از هزینه ها را کاهش می دهد.
آیا می توان خانه خود را با انرژی حرارتی خورشیدی تامین کرد؟ امروز در مورد چشم انداز استفاده از سیستم های خورشیدی به عنوان منبع اصلی گرمایش بحث خواهیم کرد و موضوع امکان سنجی اقتصادی و کارایی کلکتورهای خورشیدی را در نظر خواهیم گرفت.
اجزای اصلی سیستم گرمایشی
منبع گرمایش منظومه شمسی کلکتورهای خورشیدی هستند که هدف آنها انتقال انرژی طیف مادون قرمز تابش خورشیدی به خنک کننده تا حد امکان بهینه است. محدوده حرارتی نور خورشید 40-45٪ از کل شار تابش است، در ارقام خاص 200-500 W/m2 بسته به عرض جغرافیایی، زمان سال و روز است.
در اصل، برای ساخت ساده ترین منظومه شمسی، تنها کلکتورها کافی هستند. آب معمولی مورد استفاده برای نیازهای اقتصادیو گرمایش منزل با این حال، این رویکرد به دلایل متعددی به اندازه کافی موثر نیست، که اولین مورد آن عدم جبران تلفات انرژی برای یک روز کامل است. بنابراین یکی از عناصر ضرورییک سیستم گرمایش خورشیدی از یک انباشته کننده گرما - یک ظرف آب استفاده می کند.
طرح گرمایش خانه با کلکتورهای خورشیدی: 1 - عرضه آب سرد; 2 - مبدل حرارتی؛ 3 - ذخیره کننده حرارت; 4 - سنسور دما; 5 - مدار خنک کننده؛ 6 - ایستگاه پمپاژ; 7 - کنترلر; 8 - مخزن انبساط؛ 9 - آب گرم؛ 10 - شیر سه طرفه; 11 - کلکتور خورشیدی
همچنین نوعی محدودیت است دستگاه فنیکلکتور خورشیدی کانال های آن دارای سطح جریان نسبتاً کوچکی هستند که خطر گرفتگی با ناخالصی های مکانیکی را ایجاد می کند. همچنین احتمال یخ زدن مایع خنک کننده در شب زیاد است، در حالی که حد بالای محدوده دمای عملیاتی 200-300 درجه سانتیگراد است. کلکتورها برای گردش سریع و مداوم مایع خنک کننده طراحی شده اند که در دمای پایین وارد می شود، به سرعت از نور خورشید گرم می شود و به همان سرعت گرما را به باتری آزاد می کند.
لوله های جمع کننده خورشیدی U شکل خلاء
به این دلایل، مرسوم است که از پروپیلن گلیکول با مجموعه ای از افزودنی های ویژه برای گرمایش مستقیم در لوله های حرارتی استفاده شود. بنابراین، سومین عنصر اجباری یک سیستم گرمایش خورشیدی یک مدار خنک کننده و مبادله ویژه است که اغلب از نظر ساختاری در انباشته گرما گنجانده شده است یا می تواند بخشی از خود کلکتور باشد.
انواع و تفاوت کلکتورها
بدون اینکه وارد شوم جزئیات فنیتفاوت اصلی بین کلکتورهای مسطح و خلاء در استفاده از آنها در مناطق مختلف آب و هوایی نهفته است. کلکتورهای صفحه تخت به بهترین وجه در عرض های جغرافیایی جنوبی با دمای غالب بالای صفر، کلکتورهای خلاء - نزدیک به عرض های جغرافیایی شمالی استفاده می شوند.
طراحی یک کلکتور خورشیدی تخت: 1 - خروجی مایع خنک کننده. 2 - قاب کلکتور؛ 3 - شیشه مقاوم در برابر تگرگ. 4 - جاذب; 5 - لوله های مسی; 6 - عایق حرارتی; 7 - ورودی مایع خنک کننده
امکان استفاده از انواع خاصی از کلکتورهای خورشیدی به دلیل تعدادی ویژگی است:
- ناتوانی کلکتورهای خلاء در پاکسازی مستقل برف؛
- تلفات حرارتی بالای کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت، که همراه با اختلاف دما در حال رشد است.
- مقاومت کم کلکتورهای صفحه تخت در برابر بارهای باد.
- هزینه بالای پروژه در کلکتورهای خورشیدی خلاء؛
- محدوده دمای پایین کاربرد موثرکلکسیونرهای تخت
طراحی منیفولد خلاء با انتقال حرارت غیرمستقیم: 1 - ورودی خنک کننده خنک شده. 2 - مبدل حرارتی (کلکتور); 3 - پلاگین مهر و موم شده; 4 - لوله خلاء; 5 - صفحه آلومینیومی (جاذب)؛ 6 - لوله حرارتی; 7 - سیال کار; 8-خروجی خنک کننده گرم شده؛ 9 - بدنه هیت سینک; 10 — کندانسور لوله حرارتی؛ 11 - عایق
یکی از مهم ترین تفاوت ها در فرآیند نصب نهفته است. کلکتورهای صفحه تخت نیاز به تحویل به سقف مونتاژ شده دارند، در حالی که کلکتورهای خلاء را می توان در محل مونتاژ کرد. همچنین کلکتورهای صفحه تخت معمولاً دارای انباشتگر حرارتی و مدار مبادله مخصوص به خود نیستند.
مشکلات انرژی خورشیدی
سیستم های گرمایش خورشیدی خالی از ایراد نیستند که مهم ترین آنها تغییرپذیری منبع انرژی است. در شب، سیستم گرم نمی شود و در هوای ابری طولانی مدت انتظار برای هوای صاف برای گرم کردن خانه کمتر از حد متوسط است. اگر باتری، با حجم کافی بزرگ، قابلیت ذخیره سازی را دارد مقدار مورد نیازگرما حداقل تا صبح، سپس برای چند روز عمر باتریدر شرایط کم نور فقط با گسترش قابل توجه مزرعه خورشیدی قابل محاسبه است. این به نوبه خود مشکل معکوس را ایجاد می کند: هنگام رسیدن به حالت حداکثر توان (مثلاً در یک روز صاف بهاری) چنین منظومه شمسی به حذف گرمای شدیدتر یا خاموش شدن موقت چندین جاذب با سایه آنها نیاز دارد.
درک این نکته مهم است که سیستم های خورشیدی در واقعیت های آب و هوای روسیه نمی توانند به عنوان تنها یا منبع اصلی گرمایش استفاده شوند. با این حال، آنها می توانند به طور قابل توجهی مصرف انرژی را در طول فصل گرما کاهش دهند. کلکتورهای هیبریدی، که در آنها بخاری ها با فتوسل ترکیب می شوند، به طور موثری کار می کنند. اگر ابری بیشتر تابش IR را مسدود کند، از دست دادن بخش فوتوالکتریک طیف چندان قابل توجه نیست.
یکی دیگر از معایب کلکتورهای خورشیدی نیاز به گردش اجباری مایع خنک کننده در سیستم کلکتور-انباشته است. برخی از منیفولدهای خلاء مجهز به مخزنی هستند که برای گردش طبیعی طراحی شده و در بالای جاذب قرار دارند. چنین تاسیساتی معمولا در سیستم های تامین آب گرم با آب ورودی تحت فشار آب سرد استفاده می شود. اما هنوز راه هایی برای ایجاد عملیات مشترک چنین کلکتورهای خورشیدی با سیستم گرمایش وجود دارد.
ادغام در سیستم گرمایش
دو راه برای ترکیب کلکتورهای خورشیدی با همین تعداد وجود دارد سیستم پیچیدهگرمایش مایع منبع اصلی انرژی می تواند گاز یا برق باشد - تفاوت قابل توجهی وجود ندارد.
اولین گزینه گرم کردن باتری معمولی روزانه است. دستگاه ذخیره سازی به طور مشترک و متوالی با دیگ در ارتباط است، اگر دما به اندازه کافی بالا نباشد، دومی وارد عمل می شود و مایع را گرم می کند. یک سیستم به درستی طراحی شده از این نوع می تواند به طور موثر حتی بدون گردش اجباری.
1 - مدار گرمایش؛ 2 - مایع گرم کننده; 3 - سنسور دما; 4 - ایستگاه پمپاژ; 5 - کنترل کننده; 6 - پمپ; 7 - مخزن انبساط; 8 - آب بهداشتی؛ 9 - آب سرد؛ 10 - DHW; 11 - کلکتور خورشیدی; 12 - دیگ گرمایش
نوع دوم ترکیب شامل استفاده از یک انباشتگر حرارتی با دو مدار است. از طریق یکی، گرما از کلکتور خارج می شود، از طریق دوم، مایع خنک کننده در سیستم گرم می شود، آب از باتری به عنوان منبع آب گرم عمل می کند. از آنجایی که مدارها از یکدیگر جدا هستند، می توان از مایعات گرما فشرده یا ضد یخ در سیستم گرمایش و چرخه تبادل حرارت از کلکتور خورشیدی استفاده کرد. نقطه ضعف اصلی وابستگی سیستم به انرژی است، زیرا گردش در هر دو مدار اجباری است.
1 - تامین آب سرد؛ 2 - سنسور دما; 3 - مبدل حرارتی کلکتور خورشیدی; 4 - مبدل حرارتی دیگ بخار; 5 - مدار خنک کننده کلکتور; 6 - ایستگاه پمپاژ; 7 - کنترلر; 8 - مخزن انبساط؛ 9 - پمپ گردش خون; 10 - خروجی آب گرم؛ 11 - دیگ گرمایش؛ 12 - کلکتور خورشیدی
مراحل محاسبه برق و نصب
گذار به انرژی خورشیدی عجله و رویکردی سطحی را نمی پذیرد. اغلب، تنها پس از چندین سال مشاهدات و محاسبات، می توان نتیجه گیری در مورد امکان سنجی نصب یک منظومه شمسی انجام داد.
متأسفانه، تکیه بر نقشه های تابش چندان منطقی نیست، زیرا شرایط آب و هوایی محلی می تواند میانگین شاخص های آماری را تا حد زیادی مخدوش کند. بنابراین، اولین کاری که باید انجام دهید این است که به طور مستقل گزارشی از شدت تابش خورشیدی در محل نصب کلکتورها تهیه کنید. پیرانومترها برای اندازه گیری استفاده می شوند، در عرض 5 هزار روبل می توانید یک دستگاه بودجه با مجموعه ای از عملکردهای کافی خریداری کنید.
اندازه گیری ها باید در زمان های مختلف روز در فواصل زمانی حدود یک هفته در طول سال انجام شود. در طول فرآیند اندازه گیری، باید زاویه شیب و جهت گیری کلکتورها را در نظر گرفت. داده‌های به‌دست‌آمده در نهایت با آمار مرکز آب‌وهواشناسی در مورد درصد روزهای ابری در سال بررسی می‌شوند.
برای اطمینان از راندمان بالای تاسیسات خورشیدی، بدترین سناریو را باید در نظر گرفت، یعنی طولانی ترین دوره با کمترین روشنایی را به عنوان نقطه شروع در نظر گرفت. در حالت ایده آل، می توانید با استفاده از آمارهای هواشناسی طی 15 تا 20 سال گذشته، احتمال شرایط آب و هوایی نامطلوب تر را تنظیم کنید. داده های به دست آمده در مورد انرژی خورشیدی ورودی به تعیین مساحت کل مورد نیاز میدان جذب و تعیین تعداد کلکتورهایی که باید خریداری شوند کمک می کند.
همانطور که گفته شد، کلکتورها به ندرت به عنوان منبع اصلی گرمایش استفاده می شوند. اما سهم مشارکت را می توان به عنوان درصدی از کل قدرت سیستم انرژی خانه یا تلفات حرارتی آن محاسبه کرد. با دریافت تعداد مورد نیاز کیلووات، در بازده نوری جاذب ها ضرب می شود، چندین ضریب اضافه می شود - اصلاحات جهت گیری، شیب، رژیم دماو همچنین یک حاشیه ایمنی.
بر اساس مقدار "خالص" توان تولید شده، موارد زیر انتخاب می شوند:
- تعداد مورد نیاز کلکتورهای یک مدل خاص و به طور متوسط یک کلکتور خورشیدی پشتیبان به ازای هر 10-15 کارکرد؛
- سیستم لوله کشی توصیه شده توسط سازنده توان عملیاتیو مقاومت در برابر حرارت؛
- گروه تیراژ، دریچه های قطع کننده، سایر دستگاه های کمکی;
- حجم و محل مخزن باتری در سیستم هایی با مخزن ذخیره روزانه یا قدرت استخراج حرارت بیش از 20 کیلو وات، ساخت مخازن بتنی عایق با حجم 15-20 متر مکعب منطقی است.
برای خود نصبو تعمیر و نگهداری، با در نظر گرفتن توصیه های تامین کننده تجهیزات در مورد بارهای باد، طراحی سیستم، اختصاص فضا برای قرار دادن وسایل کمکی و تعمیر کلکتور خورشیدی در شیب جنوبی (برای نیمکره شمالی) سقف ضروری است. . فراموش نکنید که با خرید طیف گسترده ای از تجهیزات از یک توزیع کننده، این فرصت را دارید که به صورت رایگان، اگر پروژه ای برای سیستم گرمایش خورشیدی نیست، حداقل لیستی از تجهیزات و اجزای سازگار را تهیه کنید.
آیا پمپ حرارتی لازم است؟
یکی از معایب اصلی سیستم های گرمایش خورشیدی هزینه بالای آن است. در حالی که فناوری تولید کلکتورهای صفحه مسطح به خوبی تثبیت شده است، جاذب‌های خلاء گران هستند و در شرایط آب و هوایی خاص فقط از آنها می‌توان با موفقیت استفاده کرد. اما جایگزین دیگری وجود دارد - کلکتورهای نوع هوا.
به دلیل ساده‌تر بودن دستگاه، هزینه آنها کمتر است، به‌علاوه آنها توانایی عملکرد مستقل را دارند. کارایی کلکتورهای هوا با نصب یک فن دمنده که توسط یک دستگاه داخلی تغذیه می شود افزایش می یابد. پنل خورشیدی. به دلیل تسریع، اما متناسب با گرمایش، سرمایش کانال ها، تلفات حرارتی برگشتی از طریق کلکتور به حداقل می رسد. محدودیت قدرت را می توان با کنترل سرعت فن یا به سادگی قطع جریان به دست آورد - کلکتورهای هوا از شوک حرارتی نمی ترسند و چرخش طبیعی به راحتی تنظیم می شود.
نقص سیستم های هواییبه درجه کمی از گرمایش مایع خنک کننده. ظرفیت گرمایی هوا کمتر است، به علاوه جاذب تقریباً همیشه بدون تمرکز گرم می شود. تا بتوانیم ادغام شویم سیستم گرمایش(که اغلب به دلیل عدم امکان قرار دادن کانال تهویه در اتاق گرم ضروری است) یک پمپ حرارتی یا سیستم اسپلیت واقعاً مورد نیاز است.
اما از پمپ های حرارتی هوا نیز می توان برای افزایش راندمان تهویه مطبوع استفاده کرد. با آنها می توان نرخ گردش خون را به مقادیری افزایش داد که در خانواده قابل قبول نیست سیستم های تهویه، که به دلیل اختلاف دمای بالا 2-3 برابر افزایش خروجی می دهد. در شب، کلکتور نیز سهم کمی از تولید در محدوده دمای عملیاتی خواهد داشت.
هوای مورد استفاده به عنوان خنک کننده را می توان خشک کرد یا با دی اکسید کربن یا گاز دیگری که گرما فشرده تر است جایگزین کرد. با این حال، استفاده از پمپ های حرارتی با مدار اولیه آب معنی ندارد: آنها در ابتدا برای کار با اختلاف دمای بالا طراحی شده اند و بنابراین افزایش قدرت برای توجیه هزینه نصب کافی نیست.
هزینه نصب گرمایش خورشیدی
به طور کلی، برای لذت استفاده از انرژی پاک، حداقل برای امروز، باید هزینه زیادی پرداخت کنید. اگر منصف باشیم، اخبار مثبتی نیز وجود دارد: طی پنج سال گذشته، هزینه تولید کلکتورهای صفحه تخت 2 تا 2.5 برابر کاهش یافته است و به زودی می توان از دستگاه های دارای جاذب خلاء انتظار داشت.
هزینه کلکتورهای مسطح و خلاء بر اساس حجم تولید تعیین می شود - ارزش تابش خورشیدی در شرایط روشنایی ایده آل، یعنی قدرت خاص. به طور متوسط، برای 1 کیلو وات کلکتورهای خورشیدی تخت باید حدود 350-500 دلار و برای نصب کامل با باتری خارجی - حدود 800-1000 دلار بپردازید. هزینه کلکتورهای خورشیدی خلاء در محدوده بالاتری قرار دارد - از 600 دلار تا 1000-1200 دلار در هر مجتمع، بسته به کیفیت کار، مواد لوله، عایق مبدل حرارتی و سایر ویژگی ها.
برای کلکتورهای خازنی، اندازه گیری استاندارد بر حسب لیتر آب گرم شده تا حداکثر دمای ممکن است. مقدار الکتریسیته تولید شده را می توان با مساحت کل جاذب یا با بیان آن از طریق ظرفیت گرمایی ویژه آب محاسبه کرد. بسته به پیچیدگی سیستم، هزینه بسیار متفاوت است، قیمت یک نمونه از بخش متوسط بازار به 1500 دلار برای 300 لیتر (برای 4-5 ساکن) با اختلاف دمای حدود 50 درجه سانتیگراد می رسد که معادل است. تا 2.5 کیلو وات چگالی توان.
