Альтернативные способы добыть энергию с каждым годом становятся все более популярными за счет своей безвредности для окружающей среды, а также экономичности. Пожалуй, наиболее востребованным вариантом является солнечный коллектор. С помощью этого устройства потребитель может получить тепло и горячую воду в доме практически бесплатно. С учетом постоянного роста стоимости электроэнергии использование альтернативных вариантов становится более популярным.
Солнечная энергия – наиболее крупный источник на Земле. Общее количество выделяемой солнцем энергии в 20 тысяч раз превышает весь объем, потребляемый планетой. Производство установок для поглощения энергии солнца в последние годы увеличилось в несколько раз. Использовать систему солнечных коллекторов можно в любых условиях, сегодня они доказали свою эффективность даже в Аляске. Большая часть систем оснащена автоматикой, которая способна подбирать режим циркуляции в зависимости от погодных условий. Кроме того, имеется также режим антизамерзания. Наличие этих дополнительных опций значительно упрощает работу солнечных батарей.
Техническая сторона работы гелиосистем
Схема функционирования солнечных батарей очень прост. Они представляют собой металлические черные пластины, обрамленные в корпус из стекла или пластика. Устанавливают такие устройства обычно на крыше здания. По сути, солнечный коллектор – это своего рода небольшой наполнитель, который накапливает энергию. В дальнейшем эти накопления поднимают температуру воды, движущейся по трубам, размещенным под пластиной. Чем больше энергии пластина сообщает воде или другому теплоносителю, тем выше производительность системы. Способ работы всех устройств примерно одинаковый, правда он может несколько различаться в зависимости от разновидности коллектора и области его применения.
Горячая воды из накопителя спускается вниз по трубам, после чего остывшая жидкость снова поднимается в коллектор и нагревается. Фактически вода все время остается горячей, в хорошие яркие дни степень нагрева воды может подниматься до 70 градусов.
Представленная схема описана наиболее простым образом, в целом гелиосистемы имеют более сложный принцип работы. На сегодняшний день существует несколько типов солнечных батарей в зависимости от их конструкции:
Высокоселективные плоские коллекторы
Это наиболее распространенный тип батарей. Популярен он в основном благодаря своей относительно невысокой стоимости. Однако, если сравнивать с другими моделями, этот тип коллекторов теряет значительно больше тепла. Плоские устройства имеют в своей конструкции поглотитель, верхний прозрачный слой из стекла и слоя теплоизоляции с обратной стороны коллектора. Поглотитель – это металлический лист, покрашенный в черный цвет и соединенный в теплопроводящими трубами.
Верхний слой поглотителя притягивает солнечные лучи и сохраняет их, а затем преобразует энергию солнца в тепловую, которую затем передает теплоносителю. Циркулирующая жидкость обычно представлена смесью воды и гликоля. Стеклянное покрытие коллектора выполняет защитную функцию, предохраняя устройство от воздействия окружающей среды и понижает потери тепловой энергии, создавая парниковый эффект. Эту же задачу реализует и теплоизоляция из минерального волокна.
Вакуумные трубчатые коллекторы
Устройства этого типа представлены стеклянными трубками, внутри которых размещается прибор, поглощающий свет. Вакуум является прекрасным теплоизоляционным средством, а потому потери тепла в этом приборе значительно меньше. Вакуумные коллекторы представлены в двух основных видах, различающихся по способу нагрева – с косвенной передачей или прямоточные. Первый вариант предназначен для использования в любой сезон, а второй исключительно в теплое время года – с апреля по сентябрь.
Концентрационные
Во все сезоны, кроме зимы, угловой ход падающих лучей больше 120 градусов – это наиболее эффективный угол для работы с неподвижными коллекторами. Чтобы увеличить используемые температуры, необходимо ввести в коллекторы концентраторы с помощью параболоцилиндрических отражателей, проложенных под поглощающей пластиной. Данное устройство концентрирует солнечные лучи, благодаря чему на панель их попадает гораздо больше. Чтобы получить как можно больше лучей, необходимо устанавливать специальный прибор слежения за солнцем. Правда, такое оборудование является достаточно дорогим и используется в основном только на промышленных объектах.
Воздушные
Эти устройства применяют для нагрева воздуха. Это простые плоские конструкции, используемые для прогрева помещений и сушки продукции в сфере сельского хозяйства. Воздух проходит через пластину-поглотитель естественным образом или при помощи вентилятора. Второй вариант менее предпочтителен, поскольку часть энергии в итоге тратится на работу вентилятора.
Длительность работы солнечных коллекторов варьируется от 15 до 30 лет в зависимости от производителя и типа устройства. Наиболее надежными и долговечными считаются немецкие модели, однако, они и более дорогостоящие.
Процесс включения солнечного коллектора в систему отопления
Нет ничего сложного в том, чтобы самостоятельно установить солнечные батареи, поскольку каждый коллектор содержит в упаковке хорошую инструкцию. Единственное, есть некоторые риски при расположении батарей на крыше, а также большая ответственность при осуществлении электрических соединений.
Начнем с того, что солнечные батареи также работают от сети и не обладают свойством бесперебойного питания. Поэтому в случае отсутствия электричества отопления также не будет. Весь процесс монтажа можно разделить на три основных этапа:
- Расположить и закрепить панели на крыше;
- Соединить панели на крыше с инвертором с помощью кабеля. Вообще все инверторы производятся герметичными, поэтому в случае, если вы не опасаетесь за сохранность и целостность своего имущества, то можно расположить устройство прямо под панелями;
- Произвести подключение кабелей от панели к инвертору, а от инвертора к сети.
Сначала необходимо закрепить панели на крыше. Существует стандартный алгоритм проведения такого крепежа:
- Первым делом на крыше крепится монтажный адаптер;
- Далее на адаптер закрепляется специализированный профиль из алюминия;
- Последним этапом на профиль укладываются панели и закрепляются при помощи зажимов рамы профиля.
После того, как установка закреплена, необходимо также подобрать место для размещения специального резервуара, где будет скапливаться горячая вода, а оттуда в дальнейшем распределяться по всей трубопроводной системе дома.
Выгодно ли использовать солнечные батареи?
Пожалуй, единственный минус использования солнечных батарей – это высокая стоимость изначального приобретения оборудования. Как правило, организация системы отопления на солнечных батареях обходится значительно дороже, чем любыми другими видами отопительных сооружений.
Однако, в дальнейшем эксплуатация солнечных коллекторов позволит значительно экономить на отоплении, поскольку затрат на содержание устройств нет практически никаких. Солнечная энергия – бесплатный источник тепла, затраты на электричество, используемое для работы системы при этом совершенно небольшие.
Проверил специалист: Ершов Андрей
Отредактировал: Шатохин Николай
