Сонячні батареї для опалення будинку: різновиди пристроїв, переваги і недоліки системи, відгуки користувачів

1. різновиди
2. фотоелектричні елементи
3. кремнієві
4. плівкові
5. концентраторних
6. Комплектація опалювальної системи
7. сонячні колектори
8. Комплектація геліосистеми
9. Достоїнства і недоліки
10. особливості вибору
11. Установка сонячних батарей
12. Відгуки користувачів про сонячних батареях для дому

Використовуючи сонячні батареї для опалення приватного будинку, кожен з нас може зберегти чималу частину вмісту свого гаманця.

Але який з пропонованих на сьогоднішній день елементів вибрати, щоб впровадження технології принесло максимальний результат?

Тих, хто зацікавився цим питанням, запрошуємо ознайомитися з нижчевикладених матеріалом.

різновиди

У найширшому розумінні термін «сонячна батарея» означає деякий пристрій, який дозволяє перетворювати випромінюється Сонцем енергію в зручну форму з метою подальшого використання в різних сферах людської життєдіяльності. Для обігріву будинків використовуються два типи сонячних батарей.

фотоелектричні елементи

Батареї цього класу часто називають перетворювачами, оскільки з їх допомогою енергія сонячного випромінювання перетвориться в електричну. Таке перетворення стало можливим завдяки властивостям напівпровідників. Осередок фотоелемента складається з двох матеріалів, один з яких має доречнийпровідністю, а інший - електронної.

фотоелектричні елементи

Потік фотонів, з яких складається сонячне світло, змушує електрони покинути свої орбіти і мігрувати через Pn-перехід, що і є, власне, електрострумом.

По виду використовуваних матеріалів розрізняють три види фотоелектричних батарей: кремнієві, плівкові і концентраторних.

кремнієві

До цього типу належить понад три чверті що випускаються сьогодні сонячних електробатарей. Це обумовлено поширеністю кремнію в земній корі, а також тим, що більшість технологій в сфері виробництва напівпровідникової електроніки було орієнтоване на роботу саме з цим матеріалом.

У свою чергу елементи на базі кремнію поділяються на два різновиди:

• монокристаллические: найбільш дорогий варіант, ККД становить 19% - 24%;
• полікристалічні: більш доступні, але мають ККД в межах 14% - 18%.

плівкові

При виробництві фотоелементів даної групи використовуються напівпровідники, які мають більш високий, ніж у моно- і полікристалічного кремнію, коефіцієнт поглинання світла.

Це дозволило на порядок зменшити товщину елементів, що позитивно відбилося на їх вартості. Застосовуються наступні матеріали:

• телурид кадмію (ККД - 15% - 17%);
• аморфний кремній (ККД - 11% - 13%).

концентраторних

Ці батареї мають багатошарову структуру і характеризуються найвищою ефективністю - близько 44%. Основним матеріалом при їх виробництві є арсенід галію.

Комплектація опалювальної системи

Опалення на базі фотоелектричних батарей складається з наступних компонентів:

• власне батареї;
• акумулятор;
• контролер: управляє процесом зарядки акумулятора;
• інвертор: перетворює постійний струм від батареї або акумулятора в змінний з напругою 220 В;
• конвектор, водогрійний котел або будь-який інший тип електрообігрівача.

Мережева фотоелектрична система

сонячні колектори

Батареї даного різновиду складаються з декількох пофарбованих у чорний колір трубок, через які перекачується циркулює в системі опалення теплоносій. При цьому теплова енергія сонячного випромінювання без всякого перетворення засвоюється робочим середовищем. У більшості випадків в її якості використовується суміш на основі пропіленгліколю (має властивості антифризу), але існують і колектори, орієнтовані на роботу з повітрям. Останній після підігріву подається прямо в опалювальне приміщення.

сонячні колектори

У найпростішому виконанні сонячний колектор називається плоским. Він виконується у вигляді боксу зі скла з темним покриттям, яке знаходиться в контакті з проходять по трубках теплоносієм. Більш складний пристрій мають вакуумні колектори. У таких батареях трубки з теплоносієм поміщені в герметичний скляний корпус, з якого відкачується повітря. Таким чином, містять робочу середу трубки окружаются вакуумом, який виключає втрати тепла від контакту з повітрям.

Очевидно, що виготовлення сонячних колекторів ґрунтується на більш простих технологіях, ніж виробництво фотоелементів. Відповідно, і вартість вони мають більш низьку. При цьому ККД таких установок сягає 80% - 95%.

Комплектація геліосистеми

Основними елементами геліосистеми (системи сонячних батарей для дому) є:

• сонячний колектор;
• циркуляційний насос (в системах з природною циркуляцією теплоносія він може бути відсутнім, але вони є малоефективними);
• ємність з водою, яка грає роль теплового акумулятора;
• контур водяного опалення, що складається з труб і радіаторів.

Схема реалізації геліосистеми з підтримкою опалення з добовим акумулюванням енергії

Достоїнства і недоліки

Запитка системи опалення від сонячної батареї дає кілька вигод:

1. Безкоштовне тепло.
2. Екологічність. Відсутні шкідливі викиди в навколишнє середовище, а також зменшується швидкість витрачання невідновлюваних енергетичних ресурсів.
3. Простота експлуатації. Немає потреби зв'язуватися з доставкою і зберіганням будь-якого виду палива, а також чищенням котла і димоходу. Чи не знадобиться споруджувати величезний теплообмінник, як у випадку з геотермальних опаленням. Правда, батареї необхідно очищати від пилу і бруду, але робити це доводиться не так вже й часто.

Однак, для розглянутої тут технології характерні і вельми істотні недоліки:

1. Висока вартість обладнання для сонячних батарей для дому: в особливій мірі це стосується фотоелементів. Вартість 120-ватного модуля вітчизняного виробництва варіюється в межах від 10 до 16 тис. Руб. Сонячні колектори завдяки простоті виготовлення виходять більш доступними, але і вони не кожному виявляться по кишені: установка, яка генерує в сонячну погоду 1,5 кВт теплової енергії, обійдеться приблизно в 20 тис. Руб.
2. Хоча щедре Сонце світить без перерв і вихідних, постійно мінливі погодні умови роблять це джерело енергії вельми нестабільним.
3. Схильність впливу зовнішніх факторів: виставлена ​​на відкритому повітрі сонячна батарея в якості захисту може мати лише тонкий шар скла. У ураган або при випаданні великого граду воно, звичайно ж, виявиться марним. При цьому шкоди через високу вартість елементів буде досить значним.

Традиційні способи обігріву приміщення не завжди зручні і вигідні, адже дрова дорогі, а підведення газу здійснюється не скрізь. Опалення без газу і дров - вихід із ситуації. Розглянемо варіанти: піролізні і рідкопаливні котли, теплові насоси і сонячні батареї.

Про те, як спорудити бойлер непрямого нагріву своїми руками, читайте тут .

З ростом цін на енергоносії вартість опалення також стає дедалі більше. У цій рубриці https://microklimat.pro/sistemy-otopleniya/geotermalnoe.html ви знайдете інформацію про геотермальному опаленні. Чи можна його вважати альтернативою звичним способам обігріву приміщення?

особливості вибору

На роботу в системах опалення орієнтовані насамперед сонячні колектори. Вони засвоюють тепло безпосередньо, а тому характеризуються найменшими втратами.

Якщо дозволяють кошти, краще придбати вакуумну установку, яка є більш економічною. Для приватного будинку слід вибирати геліосистему з рідким теплоносієм.

Рідина має велику теплопровідність, що дозволяє сонячному опалення працювати досить ефективно навіть при невеликих розмірах колектора. Якщо ж необхідно забезпечити обігрів складу або павільйону, тобто одноповерхової будівлі з великою площею, більш доцільним буде застосування повітряних колекторів, але за умови, що вся поверхня даху може бути відведена під їх установку. За рахунок значних розмірів така система забезпечить достатню кількість тепла, при цьому можливість замерзання теплоносія або його витоку будуть повністю виключені.

Фотоелектричні батареї через низький ККД і високу вартість для опалення будинків майже не застосовуються, але скидати їх з рахунків не слід. При інтенсивної інсоляції їх потужність буде цілком достатньою для підключення котла або кабельної системи «тепла підлога». При цьому власник отримає надійну і безшумну систему, яка не потребує застосування насоса або вентилятора.

Якщо для вашого регіону характерна велика кількість сонячних днів (20 і більше в місяць), варто вибрати монокристалічного кремнієву батарею, ефективно працюючу з направленим випромінюванням.

Якщо ж переважають похмурі дні, більш придатними виявляться полікристалічні елементи, здатні добре засвоювати розсіяне світло.

Установка сонячних батарей

Найкращим місцем для установки сонячних батарей для дому є південний схил даху.

У «сонячному» будинку вона зазвичай є асиметричною (по площі південний схил значно перевершує північний) або навіть односкатной.

Розрахунок сонячних батарей для дому - важливий етап перед їх монтажем.

Особливу увагу слід приділити розрахунку кріпильної рами і кронштейнів, в якому повинні бути враховані можливі вітрові і снігові навантаження. Цю частину робіт краще довірити інженерам проектної організації, що має хорошу репутацію.

Ефективність геліоколекторів і фотоелементів досягає максимальних значень в тому випадку, якщо сонячні промені залишають їх поверхнею прямий кут. Тому дуже бажано передбачити можливість зміни кута нахилу опорних конструкцій з встановленими на них сонячними батареями щодо горизонту. Ніяких особливих механізмів встановлювати не потрібно: поворот батарей можна здійснювати вручну, благо робити це доведеться кілька разів за рік.

Бажано, щоб дах, на яку монтуються фотоелементи, мала світлий тон. Між її поверхнею і батареями повинен залишатися зазор. Дотримання цих правил виключає перегрів фотоелектричних елементів, внаслідок якого їх потужність істотно падає. Слід, правда, зазначити, що зазначені вимоги не відносяться до панелей з аморфного кремнію, які відрізняються «нетрадиційним» поведінкою: при охолодженні їх продуктивність падає, а при нагріванні - зростає.

Людство спантеличено питанням пошуку нових видів енергії. Однак вже зараз альтернативна енергія своїми руками доступна, хоча такі системи і не дуже поширені. Дивіться огляд наявних на сьогодні варіантів: вітрогенератор, біогаз, сонячні панелі і інші енергетичні системи.

Про те, як організувати систему опалення з поліпропіленових труб, читайте в цій статті . Переваги ПП-труб і монтаж системи опалення.

Відгуки користувачів про сонячних батареях для дому

«Емоційний градус», що виявляється в тому чи іншому відкликання про застосування побутових сонячних батарей для дому, сильно залежить від місця проживання його автора.

Мешканці помірних кліматичних зон часто говорять про такі елементи із захопленням, вважаючи їх покупку і установку в системах опалення цілком доцільною.

Тут фотоелектричні батареї і геліоколектори, завдяки інтенсивному сонячному випромінюванню, істотну частину опалювального періоду можуть грати роль основного джерела енергії, дозволяючи своєму власникові помітно зменшити витрати на обігрів будинку.

Населення більш високих широт, навпаки, публікує стримані, а іноді і негативні коментарі. Практичний досвід часто демонструє нерентабельність установки сонячних батарей в таких регіонах: розрахунковий термін окупності проекту може виявитися більше навіть заявленого виробником терміну служби елементів, який, як правило, кілька перевершує реальний. Залишається чекати поліпшення ситуації у міру розвитку технологій ситуація буде поліпшуватися, адже потенціал сонячного випромінювання повномасштабно ще не освоєний.

У своїх відгуках багато користувачів рекомендують приділяти особливу увагу вибору виробника фотоелементів. Приємно відзначити високу оцінку, яку отримала вітчизняна продукція. Багато покупців на особистому досвіді переконалися в її високих робочих якостях і надійності.

Відео на тему