Вся електронна бібліотека >>>

Зміст книги >>>

 

Книги з будівництва та ремонту

Майстрові на всі руки


Побут. Господарство. Будівництво. Техніка

 

Сонячні батареї

 

 

Сонячне випромінювання піддається сезонним, погодних і добовим змін. В умовах Центральної і Західної Європи воно невелике, так що тут сонячна енергія лише обмежено підходить для опалення приміщень.

Капітальні вкладення в Сонячну опалювальну систему поки, як правило, вище досягається економії витрат на опалення. Тому в даній главі розглядається лише питання підготовки гарячої води з використанням сонячних батарей. Таке застосування сонячних батарей доцільно і в Європі, оскільки підготовка гарячої води в установках центрального опалення в літній час дуже неекономічна, а сонячні батареї у цей період найбільш ефективні.

Якщо випромінюється влітку тепло акумулювати протягом довгого часу, то вивільняється потім енергію можна було б використовувати для опалення приміщення. В принципі можливе хімічне акумулювання сонячного тепла, але питання його практичного застосування в найближчому майбутньому навряд чи будуть вирішені.

Інформацією з сонячним енергоустановки має Товариство сонячної енергії. Майстрові на всі руки можна рекомендувати брошуру Клау-діо Лоренц-Ладенера «Геліоустановки в індивідуальному будівництві».

Принцип роботи

Сонячне випромінювання, проникаюча безпосередньо через вікно, сприяє нагріванню приміщення. Однак для того, щоб мати можливість використання цієї енергії незалежно від часу доби, її необхідно акумулювати. Для накопичення сонячної енергії використовується колектор (батарея).

Сонячне випромінювання перетворюється в тепло, якщо воно своєму шляху зустрічає яке-небудь тіло і поглинається ним. Чим темніше це тіло, тим вище поглинання, а разом з ним і нагрівання. Цей принцип використаний при конструюванні панельного сонячного колектора. Він складається з темної абсорбційної панелі, яка сприймає (поглинає) сонячні промені і передає тепло рідкого теплоносія, що протікає через цю панель. Щоб обмежити втрати тепла, колектор з задньої і бокових сторін і теплоизолируют закривають сте-клопанелью.

 


Скло пропускає як короткохвильові, так і довгохвильові промені; тому подвійна стеклозащита панелі може зменшити втрати тепла.

Сонячні колектори фокусують променисту енергію з допомогою увігнутого дзеркала, завдяки чому рідкий теплоносій може нагріватися до високої температури. Ці колектори, однак, не можуть сприймати дифузну радіацію і тому на практиці не застосовуються.

Вакуумні трубопровідні колектори використовують сонячну енергію навіть при незначному випромінюванні і низькій температурі.

Колектори можна встановлювати на даху, проте їх можна монтувати і в інших місцях (під кутом 45° до південного напрямку в помірних широтах).

Акумульоване тепло транспортується рідким теплоносієм (суміш води з антифризом), який, протікаючи по колектору, сприймає тепло, віддає його в акумулятор через теплообмінник і знову повертається охолодженим в колектор (10). Ця циркуляція здійснюється, основному, за рахунок гравітаційних сил. Так як нагрівається рідкий теплоносій має меншу питому вагу в порівнянні з холодним, він піднімається вгору, а охолодженим опускається вниз. Гравітаційна циркуляція можлива в тих випадках, коли акумулятор розташовують над колектором. Так як акумулятори зазвичай встановлюють в підвалі, в геліоустановки застосовують, як правило, примусову циркуляцію з допомогою насоса, що включають тоді, коли температура колектора безумовно вище, ніж нижній частині акумулятора.

Теплообмінник, який

знаходиться в нижній частині від

пительного акумулятора,

передає тепло робочого тіла

акумулюючої воді. Ніж

більше різниця температур

між акумулюючої середовищем

і робочим тілом (теплоносите

лем), тим більше може бути

передано тепла. Нагріта вода

піднімається вверх і може

бути використана для потреб

споживання.

Підведення холодної води осу

ществляют знизу. Він повинен

бути сконструйований таким

чином, щоб не виникало

температурне розшарування в

акумуляторі. Місткість

акумулятора необхідно

визначати по витраті опалювальної води. Якщо місткість його недостатня, то він не зможе працювати в похмурі дні або годинник. У будь-якому випадку акумулятор геліоустановки потрібно вибирати більш ємним, ніж звичайний водяний накопичувач тепла.

Додаткове опалення. Так як сприймається на поверхні Землі енергія Сонця залежить від погоди, в опалювальній системі має бути передбачено пристрій додаткового водопо-догріву, яке включається в тих випадках, коли сонячної енергії стає недостатньо. Це додатковий пристрій монтують у верхній частині акумулятора на 1/3 його висоти, з тим щоб нагрівався по можливості більший обсяг міститься в ньому води. Для цього зазвичай використовують електронагрівач. Доцільно застосувати комбінацію з теппообменником, який наповнюється при включенні системи центрального опалення. При цьому первинна енергія в зимовий період використовується значно ефективніше, так як в цей час споживання електричного струму значно вище.

Економічна ефективність

Економічна ефективність застосування сонячних колекторів для нагріву води побутового використання спірна. В залежності від вихідних даних і характеристик геліоустановки можна прийти до дуже різних результатами.

Енергія Сонця є майже дармовою енергією. Проте, щоб мати можливість її використовувати, необхідні щодо високі капіталовкладення, які окупаються в тих випадках, коли геліоустановка добре працює. Дослідження дали різні показники роботи сонячних установок. Кращі установки в середині літа мають показник енергетичної рентабельності 5,3, тобто отримана енергія в 5,3 рази перевищує енергетичні витрати на підігрів і роботу циркуляційних насосів. Навіть найменш ефективна установка працювала з показником 1,2, тобто і в цьому випадку отримано більше енергії, ніж витрачено (газовий акумулятор або газовий проточний водопідігрівач використовував звичну енергію значно краще).

Відносно погано функціонують геліоустановки в зимовий період. У цей час ними виробляється набагато менше енергії, ніж витрачається у вигляді допоміжної енергії. Опалювальний котел, газоаккумулятор або піч на рідкому паливі в цих умовах більш ефективні. Тому взимку і у міжсезоння доцільно використовувати додатковий підігрів, який не базується на електричній енергії.

Вартість будівництва і введення в дію геліоустановки залежить від методу монтажу. Збірні колектори, що поставляються готовими агрегатами, щодо дороги, тому найбільш поширені монтажні роботи на місці.

Найважливішими роботами по будівництву геліоустановки, виконуються власними силами, є планування і прокладка трубопроводів.

Не допускаючи великої помилки, можна стверджувати, що геліоустановки слід розраховувати на 10-річний термін окупності. Колектор геліоустановки має, як правило, найменший ресурс, тоді як трубопроводи і акумулятор можуть використовуватися значно довше. Для довгострокових оцінок слід проводити відповідні розрахунки.

 

 «Майстрові на всі руки» Наступна сторінка >>>

 

Дивіться також:

 

  Домашньому майстрові Благоустрій квартири Будинок своїми руками Будівництво будинки Корисні поради Довідник домашнього майстра Покрівлі. Покрівельні роботи Кам'яні роботи Столярно-теслярські роботи Ремонт садибного будинку Будівництво та обладнання індивідуального будинки Енциклопедія побуту Наш дім