Современные технологии не стоят на месте и регулярно предлагают новые решения для обеспечения комфортных условий проживания. Примером тому служат системы отопления, работающие от солнечных батарей.
В данной статье мы рассмотрим виды устройств, которые позволяют использовать для обогрева энергию солнца, и их особенности.
Установленные на крыше солнечные батареи
Общие сведения
Батареи, которые способны преобразовать солнечный свет в электроэнергию, были придуманы относительно давно. В нашей стране они появились в калькуляторах и других всевозможных устройствах в начале 90-х, однако на западе стали использовать гораздо раньше.
В частности, в «солнечных» странах люди придумали использовать энергию солнца для обогрева помещений, устанавливая батареи на крыши своих домов. Вскоре данное решение получило широкое распространение во всем мире.
Популярность такой технологии обогрева связана со следующими ее достоинствами:
- Нет необходимости платить за отопление или источники энергии для обогрева.
- Независимость от коммунальных служб.
- Запас энергии можно израсходовать не только на отопление, но и другие бытовые нужды, к примеру, для освещения (при использовании в качестве батарей фотоэлектрических элементов).
- Долгий срок службы устройств, поэтому об их замене можно не задумываться на протяжении как минимум 25 лет.
- Возможность регулировать уровень обогрева.
Тонкопленочные фотоэлектрические пластины
Конечно, наряду с достоинствами такого отопления имеются и некоторые недостатки, наиболее серьезными среди которых являются следующие:
- Высокая стоимость батарей, причем, один квадратный метр дает всего 120 Вт в месяц. Поэтому, для обогрева небольшого дома понадобится 15 – 20 квадратных метров батарей.
- Отопление на солнечных батареях не эффективно в регионах, где мало много пасмурных дней. Чтобы получить в месяц около 500 кВт энергии в регионе должно быть не более десяти пасмурных дней.
- Чтобы установить батареи, требуется большая площадь кровли.
- Обустроить отопление дома солнечными батареями можно только в том случае, если возле дома нет высоких зданий или деревьев, которые затеняют кровлю.
- Устройства имеют определенный вес, поэтому стропильная система кровли должна обладать определенным запасом прочности.
Совет! Планировать отопление солнечными батареями желательно на этапе проектирования жилья. В частности, необходимо учитывать расположение элементов относительно сторон света, отвести под них определенную площадь крыши, а так же, как уже было сказано выше, обеспечить более прочную стропильную систему.
Расположение солнечных батарей на плоской крыше
Виды батарей
Все существующие солнечные для отопления батареи для дома бывают двух видов:
- Обычные солнечные фотоэлектрические элементы – из кремниевой пленки или на кристаллах фотоэлементов.
- Вакуумные коллекторы (гелиоустановки).
Несмотря на то, что оба вида устройств улавливают лучи солнца, принцип работы у них совершенно разный. Соответственно, у каждого из них имеются свои положительные и отрицательные стороны. Поэтому ниже рассмотрим особенности модулей обоих типов.
Солнечные фотоэлектрические элементы
Фотоэлектрические элементы
Когда говорят о солнечных батареях, чаще всего подразумевают именно фотоэлектрические элементы, которые просто обеспечивают электроснабжением электрические бойлера (котлы). Эффективность такой системы зависит от площади, которая покрыта светоулавливающими модулями.
К примеру, если на крыше расположена панель мощностью в 800 Вт, то ее будет достаточно лишь для подключения одного обогревателя, и то не на длительное время. А вот мощности в 8 кВт хватит для обогрева нескольких небольших комнат. Чтобы полноценно обогреть дом средних размеров, а также обеспечить электроэнергией водонагреватель и бытовую технику, понадобятся модули с выходом около 20 кВт.
Схема подключения фотоэлектрических элементов для системы отопления
Недостатком таких батарей является занимаемая ими площадь, которой понадобится очень много. Кроме того, отопление от солнечных батарей является эффективным только при хорошей солнечной погоде, которая зимой в наших широтах бывает редко. Правда, исключением являются тонкопленочные пластины, способные выдавать электричество даже от рассеянного света.
Совет! Если крыша дома не соответствует основным требованиям, установить батареи можно на соседней кровле.
Коллекторы
Система отопления на солнечных батареях коллекторного типа, в отличие от фотоэлектрических модулей, работает не от электричества, а за счет тепла жидкости, протекающей по трубкам коллектора и нагревающейся солнцем. Сразу следует сказать, что такие коллекторы бывают двух типов:
Прямого нагрева воды
Накопительный бак располагается внутри корпуса коллектора. Вакуумные трубки, по которым протекает вода, соединяются с емкостью напрямую. Такие модели не годятся для систем отопления, так как зимой вода в них замерзнет.
Косвенного нагрева воды
Эти солнечные коллекторы для отопления дома успешно функционируют даже при сильных морозах, так как по трубкам между спиралями движется специальная жидкость, температура замерзания которой значительно ниже, чем у воды. Вода же используется только в накопителе. Поэтому между трубками и накопителем устанавливается специальный теплообменник.
Надо сказать, что коллекторы способны обеспечить жилье теплом даже в самую пасмурную погоду, так как вакуум между двустенными трубками сохраняет тепло. Что касается недостатков, то к ним относится потребность в системы в электричестве, ведь легкокипящая жидкость подается в коллектор под давлением, которое обеспечивает электронасос.
Схема работы системы отопления на гелиоколлекторах
Правда, для выработки тока можно дополнительно установить фотоэлектрические элементы. Чтобы системы работала автоматически, к ней подключают электронику, которая включает и выключает системы в зависимости от показаний датчиков температуры.
Следует отметить, что нагрев теплоносителя в коллекторе может осуществляться до 200 градусов по Цельсию. При этом совершенно не имеет значения температура окружающей среды. Важен лишь свет от солнца, который должен попадать на гелиоустановку.
Поэтому, если вы решили организовать отопление частного дома солнечными батареями, лучше всего отдать предпочтение коллекторам косвенного нагрева воды, которые еще называют всесезонными.
Совет! Существуют модели данных устройств, которые в течение дня способны изменять свое положение и таким образом улавливать максимальное количество солнечного света в разное время суток. Конечно, стоимость их выше, но зато они более эффективные.
Солнечный коллектор для установки на плоскую кровлю
Нюансы отопления на солнечных батареях
Чтобы отопление было эффективным, важно не только правильно выбрать батареи для него, но и учесть некоторые нюансы, которые приведены ниже:
- Устанавливать коллекторы и фотоэлектрические элементы необходимо с южной стороны крыши.
- Угол наклона кровли не должен превышать 45 градусов.
- Обязательно нужно выполнить правильный расчет необходимой мощности системы. Проектирование лучше доверить специалистам, как и монтаж модулей.
Совет! В зимнее время низкая солнечная активность может существенно снизить эффективность системы отопления. Поэтому специалисты не рекомендуют полностью отказываться от традиционных видов обогрева.
Вот, пожалуй, все основные моменты, с которыми необходимо ознакомиться, прежде чем принять решение об установке подобной системы обогрева дома.
Вывод
Отопление загородного дома солнечными батареями является разумным решением. Главное – выбрать модули, соответствующие вашим потребностям, а также правильно рассчитать систему. При этом можно с уверенностью сказать, что все затраты на обустройство такого отопления со временем окупятся (читайте также статью “Ремонт вентиляции: некоторые особенности и рекомендации мастеров”).
