Какие бывают солнечные батареи для отопления дома

Солнечные батареи могут быть великолепной частью вашего дома. Они определённо позволяют экономить вам деньги в течение длительного срока и постоянно могут снижать ваши счета за электроэнергию. Мы все знаем, что солнечные батареи преобразуют энергию Солнца, однако зимой солнечных дней в России немного, поэтому закономерно возникает вопрос: сколько энергии выработают солнечные батареи или коллекторы зимой?

Способы применения солнечной энергии

Технологии, использующие солнечную энергию, кажутся новыми только на фоне более традиционных систем.

Солнечное тепло уже давно активно перерабатывается в тепловую и электрическую энергию, особенно в тех странах, где Солнце светит круглый год.

В северных странах с этим сложнее, но даже в таком случае солнечной энергии находится применение, ведь ее можно использовать как резервный энергоресурс.

Для сбора солнечной энергии используется два типа устройств:

  1. Солнечные батареи. Данные устройства накапливают собранную энергию и позволяют использовать ее для питания электрических приборов. Солнечные батареи – это панели, на лицевой стороне которых установлены фотоэлементы, а с другой стороны располагается фиксирующий механизм. Солнечная батарея для обогрева дома не очень сложна конструктивно, поэтому такие элементы иногда собирают самостоятельно, но гораздо проще и надежнее покупать готовые устройства.
  2. Солнечные коллекторы. Этот тип устройств предназначен для включения в систему отопления. Такие конструкции представляют собой теплоизолированные короба, в которых проходит теплоноситель. Коллекторы устанавливаются на крыше или специальных щитах с той стороны здания, на которую попадает больше всего солнечных лучей. Чтобы эффективность впитывания энергии была более эффективной, системы делают поворачивающимися в соответствии с направлением солнечных лучей.

Разница между коллекторами и солнечными батареями видна из их конструкции. Коллекторы (гелиосистемы) используются непосредственно для нагрева теплоносителя, в то время как батареи собирают энергию для ее преобразования в электричество. Конечно, солнечные батареи для обогрева дома тоже можно использовать, но такая схема довольно неудобна, да и требовательна к погодным условиям – для нормального обогрева солнечных дней должно быть не менее 200 в году.

Цена комплекта солнечных батарей для дома

Уже было сказано: она приличная. Так, например, Комплект №1 компании Solar-Energy сегодня стоит 585$. Из этой суммы на долю солнечной батареи приходится 225$, остальное  — на АКБ (2 шт.), контроллер и инвертор. Причем, в конечной стоимости не учтены транспортные расходы, монтажные работы (а это 10% от общей стоимости) плюс расходные материалы (крепеж). В сборе весь комплект выглядит следующим образом:

Цена комплекта от компании Alteco — 731$ (батарея стоит 234$).

Цена комплекта солнечных батарей для дома

Egor11 Технология прогрева бетона электродами Проекты пристроек к деревянному дому

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Можно отметить несколько достоинств солнечных батарей для отопления дома:

  • Круглый год ваш дом обеспечен необходимым теплом. Также можно регулировать температурный режим в доме по своему усмотрению.
  • Тотальная независимость от жилищно-комунальных служб. Теперь вам не придется платить огромные счета за отопление.
  • Солнечная энергия – это такой запас, который можно использовать на различные нужды бытового характера.
  • У таких батарей очень хороший эксплуатационный срок. Они редко выходят из строя, поэтому не придется беспокоиться о том, что необходим ремонт или замена некоторых компонентов.

Есть некоторые нюансы, на которые стоит обратить внимание перед тем, как остановить свой выбор на данной системе. Ведь такая система может подойти не для всех. Во многом качество такой отопительной системы зависит от географии проживания. Если вы проживаете в таком регионе, где солнце светит далеко не каждый день, то такие системы будут неэффективными. Еще одним недостатком данной системы является то, что солнечные батареи стоят недешево. Правда, не стоит забывать о том, что такая система со временем себя полностью окупит.

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Продолжительность солнечного сияния на территории России

Читайте также:  Советы по выбору дров для различных целей

Для того чтобы снабдить дом необходимым количеством тепла, потребуется от 15 до 20 кв. метров площади солнечных батарей. Один квадратный метр выделяет в среднем до 120Вт.

Для того чтобы получать около 500кВт тепла в месяц, нужно чтобы в месяце было около 20 солнечных дней.

Обязательным условием является установка солнечных батарей на южную сторону крыши, так как на нее распространяется больше всего тепла. Для того чтобы отопление от солнечных батарей было максимально эффективным, угол наклона крыши должен составлять около 45 градусов. Желательно, чтобы возле дома не росли высокие деревья и не находились другие предметы, которые могут создавать тень. Стропильная система дома должна обладать необходимой прочностью и надежностью. Так как солнечные батареи не совсем легкие, нужно позаботиться о том, чтобы они не нанесли вред зданию и не спровоцировали разрушительные процессы. Вероятность обрушения возрастает зимой, так как в это время на крыше, помимо тяжелых батарей, будет накапливаться снег.

Солнечные батареи как правило размешают на крыше дома

Преимущества отопительной системы на солнечных батареях

Несмотря на то, что солнечные батареи стоят довольно дорого, они все больше набирают популярность. Их используют даже там, где климат не слишком жаркий. Такую систему можно использовать и в качестве дополнительного отопления дома. Наиболее эффективны такие системы в летние месяцы, когда солнце светит почти каждый день. Однако не стоит забывать о том, что дом необходимо отапливать преимущественно в зимние месяцы.

Как сделать солнечный обогрев в своем доме

Для начала следует учесть, что гелиосистема не устанавливается одна по себе. Для нормального обогрева здания потребуется ее одновременная работа с отопительным котлом.

Необходимо изначально установить основной источник тепла — котел, из расчёта 100% покрытия всех теплозатрат здания. Только после этого приступают к расчету коллекторов.

Расчет гелиосистемы

Теплоотдача у водогрейных вакуумных и панельных коллекторов, а также воздухонагревателей, использующих энергию солнца разная. Соответственно нет единой системы расчетов. Для удобства можно воспользоваться специальными онлайн калькуляторами.

Примеры самостоятельных расчетов:

  • Воздушные гелиосистемы — дадут 1,5 кВт тепловой энергии на каждый 1 м² поверхности коллектора. Дом на 100 м² будет полноценно отапливаться при помощи 4 воздухонагревателей, общей площадью 8 м².
  • Вакуумный трубчатый коллектор — 15 трубок дадут в общей сложности 4,8 кВт/час. Для комфортного проживания одного человека потребуется от 2-4 кВт/час тепла. Дальнейшие расчеты выполняются по количеству проживающих в одном доме.
Как сделать солнечный обогрев в своем доме

Таблица выбора бойлера косвенного нагрева и площади солнечного коллектора:

Объем накопителей (л)

300

400

500

750

1000

1500

2000

Площадь коллекторов (м²)

Температура в накопителе (°С)

1

19

16

15

13

13

12

11

2

27

23

20

17

15

13

13

3

36

29

26

20

18

15

14

4

44

36

31

24

20

17

15

5

53

42

36

27

23

19

16

6

62

49

41

31

26

20

18

7

70

55

46

34

28

22

19

8

79

62

51

38

31

24

20

9

88

68

57

41

33

26

22

10

95

75

62

44

36

27

23

11

95

81

67

48

38

29

24

12

95

88

72

51

41

31

26

13

95

94

77

55

44

32

27

14

95

95

82

58

46

34

28

15

95

95

88

62

49

36

29

16

95

95

93

65

51

38

31

17

95

95

95

69

54

39

32

18

95

95

95

72

57

41

33

19

95

95

95

76

59

43

35

20

95

95

95

79

62

44

36

21

95

95

95

82

64

46

37

22

95

95

95

86

67

48

38

23

95

95

95

89

69

50

40

24

95

95

95

93

72

51

41

25

95

95

95

95

75

53

42

26

95

95

95

95

77

55

44

28

95

95

95

95

82

58

46

30

95

95

95

95

88

62

49

33

95

95

95

95

95

67

53

35

95

95

95

95

95

70

55

45

95

95

95

95

95

88

68

60

95

95

95

95

95

95

88

Читайте также:  Почему завоздушивается система отопления в частном доме

Монтаж солнечной системы отопления дома

Существует несколько общих рекомендаций, облегчающих подключение гелиоколлекторов:

  • Оптимальным считается размещение на крыше, за исключением воздушных обогревателей, для них рекомендуется установка на стену, направленную на южную сторону света. Допускается применение плоской кровли и специальных монтажных площадок.
  • Подключить гелиосистему напрямую к отоплению здания не получится. Присутствует существенная разница температуры нагрева. В обвязке должен присутствовать тепловой аккумулятор, предназначенный для многовалентных систем отопления.
  • Автоматика контролирует процесс теплопередачи. Гелиоколлекторы должны работать поочередно с котлом. После достаточной аккумуляции тепла от солнечной системы происходит переключение на котел, продолжающий повышать температуру теплоносителя.
  • Расчет теплоаккумулятора выполняют с учетом, что после зарядки сможет поддерживать автономное отопление здания в течение 5-18 часов.
  • Угол монтажа коллекторов отличается в зависимости от региона и определяется по таблице:

    Ориентация

    Угол наклона коллектора

    30°

    50°

    70°

    Восток

    1,64

    1,61

    1,61

    Восток ­ Юго­Восток

    1,45

    1,47

    1,61

    Юго­Восток

    1,17

    1,15

    1,34

    Юг ­ Юго­Восток

    1,04

    0,98

    1,14

    Юг

    1

    0,94

    1,11

    Юг ­ Юго­Запад

    1,03

    0,97

    1,13

    Юго­Запад

    1,13

    1,09

    1,27

    Запад ­ Юго­Запад

    1,35

    1,35

    1,60

    Запад

    1,61

    1,61

Отзывы владельцев доказывают, что при возможности сделать первоначальное материальное вложение, солнечная гелиосистема полностью окупится. Средний срок эксплуатации 30-50 лет. Окупаемость наступает за 2-7 лет. Дальше коллекторы начинают работать в плюс. Выгода очевидна.

От чего зависит цена комплекта солнечных батарей для дома?

Для начала необходимо выбрать тип устройства, исходя из географического положения дома и возможностей установки. Главная же характеристика любой панели – мощность.

Чтобы рассчитать солнечные батареи для частного дома, нужно понять, какое количество электроэнергии в месяц вы потребляете. И решить, какой процент от общего энергопотребления вы хотите компенсировать за счет альтернативного источника энергии.

Схема движения электричества к конечному потребителю

Кроме того, перед тем как купить солнечные батареи для частного дома, хорошо бы разобраться, что (кроме панелей) входит в их состав.

Состав комплекта солнечной электростанции

В состав солнечных батарей входит:

  • Аккумуляторы копят электрическую энергию, когда она в избытке (например, при продолжительном солнечном дне, когда не включены никакие электроприборы), и подают в систему при недостатке (например, при резком увеличении потребления в пасмурную погоду).

Главный критерий выбора аккумулятора – емкость. Конечно, лучше больше, однако емкость можно рассчитать путем определения количества энергии на обязательные электроприборы, и времени, которое они должны работать автономно.

  • Инвертор.

Инвертор преобразует постоянный ток от батареи или аккумулятора в подходящий для электроприборов.

Компактный инвертор впишется в любой интерьер

  • Заряд-контроллер.

Данный элемент системы нормирует напряжение и зарядку аккумуляторов.

Теперь, вы знаете, какие бывают солнечные батареи и из чего они состоят. Перейдем к конкретным моделям солнечных батарей для дома, стоимости комплектов и отзывам.

Миф 4: «Снег станет главным врагом»

В своих отзывах интернет-пользователи часто указывают на угрозу снега, действительно, он может перекрыть доступ к свету, но только если появится изморозь, и снегу будет за что зацепиться.

В добавок ко всему, эта проблема быстро решается ветром. Так же неплохим решением будет установить батареи не на крыше, а не стенах дома, так как зимой солнце дает «скользящий» свет, и вертикальное положение батарей только улучшит их работу.

В зимнее время на кремниевые пластины лучей попадает не меньше. Поэтому можно смело сказать, что проблема снега – надуманный недостаток солнечных батарей.

Выводы и полезное видео по теме

Тематические видеоролики помогут вам лучше представить устройство домашних солнечных станций и раскроют некоторые секреты монтажа оборудования.

Выводы и полезное видео по теме

Видео #1. Доступно изложенная техническая информация о солнечных батареях и контроллерах заряда:

Читайте также:  Надежность в прерогативе: какие лучше выбрать трубы для теплого пола

Видео #2. Полезный опыт использования солнечных батарей в Подмосковье:

Выводы и полезное видео по теме

Видео #3. Пример успешно работающей солнечной станции, полностью собранной самостоятельно, обеспечивающей и ГВС, и отопление дома:

Как видите, отопительная система на солнечных батареях – вполне реальное явление, которое вы можете самостоятельно воплотить в жизнь. Сфера альтернативных способов получения энергии развивается постоянно, возможно, завтра вы услышите о новом открытии.

Выводы и полезное видео по теме

Приглашаем активно материал. Высказать свое отношение к «зеленой энергетике», поделиться опытом в устройстве системы из солнечных батарей, сообщить только вам известные тонкости вы сможете в блоке, расположенном ниже.

Выводы и полезное видео по теме

Кол-во блоков: 11 | Общее кол-во символов: 23839Количество использованных доноров: 3Информация по каждому донору:

  1. : использовано 2 блоков из 3, кол-во символов 2390 (10%)
  2. -energy/sun/: использовано 5 блоков из 7, кол-во символов 13222 (55%)
  3. -batarei-dlya-doma-stoimost-komplekta: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 8227 (35%)

Обогрев дома солнечными батареями коллекторного типа

По своей сути коллекторы действительно схожи с солнечными батареями, поскольку улавливают прямые солнечные лучи. Исключением для вторых являются тонкопленочные пластины, выдающие ток от рассеянного света. Что касается коллекторов, то для нагрева воды жаркое солнечное излучение нужно плоским моделям. Единственный вариант, активно поставляющий в трубы отопительной системы горячую воду всю зиму, даже при плотной облачности – вакуумные коллекторы. Именно вакуум сберегает драгоценное тепло.

Если вы решите брать вакуумный вариант, в этом случае вам также предстоит выбор – модели прямого нагрева воды или косвенного. Первые считаются сезонными, поскольку накопительный бак расположен непосредственно в корпусе коллектора, и трубки с двойной оболочкой, внутри которой вакуумная среда, соединяются с емкостью напрямую. В зимнее время такие модели использоваться не могут, вода в них замерзает.

Другое дело – обогрев дома солнечными батареями коллекторного всесезонного типа. Они будут работать даже при -50 градусах и облачном покрове, поскольку накопительный бак установлен в доме. Такая система действует благодаря жидкости-теплоносителю, движущейся по трубам между спиралями, расположенными внутри бака, и коллектором. В сердечники вакуумных трубок залита та же жидкость. Вода же только в накопителе, из него она по трубам течет в батареи.

Преимущества и недостатки коллектора

Главное преимущество гелиосистемы – экологическая чистота.

  • При выработке тепла в солнечных батареях не образуются никакие вредные вещества. Он абсолютно безвреден как для человека, так и для природы.
  • Очень экономичная установка. Затраты на покупку и монтирование системы возвращаются в течение нескольких лет. В последующие годы батарея работает только в плюс, экономя затраты на обогрев помещения и нагрев воды.
  • Использование системы круглый год. Зимой солнце светит не так ярко, но даже сквозь тучи к нам доходит до 75% солнечного излучения, что даёт возможность использовать гелиосистему в любое время года. Несмотря на то что в зимнее время эффективность работы снижается, установка вырабатывает до 50% необходимой энергии.

Единственным недостатком коллектора является его высокая стоимость. Не каждый может позволить себе такую роскошь.

Как работает солнечная установка

Cолнечные батареи для отопления дома работают как источник электрической энергии, непосредственно тепла они не выделяют. Ток, который получают от батареи, дает возможность запитать электрокалориферы, инфракрасные источники тепла. Как правило, все потребители работают от сети переменного тока, а фотоэлементы солнечных панелей поставляют постоянный ток. Чтобы решить эту проблему, все солнечные батареи для отопления доукомплектовываются инвертором, который преобразовывает постоянное напряжение в переменное. Кроме этого, для успешной зарядки аккумуляторов, которые включаются в цепь для обеспечения ночного питания, нужен контроллер. Схема работы такова: в солнечное время постоянный ток, поступающий от солнечных панелей, преобразовывается инвертором в переменный и поступает к потребителям с напряжением 220 вольт. В ночное время батареи не работают, и источником питания становится аккумулятор, который так же подключен к инвертору.

Как работает солнечная установка