Слънчеви панели за отопление на дома: видове, как да ги изберете и инсталирате правилно

Технологичните иновации са наистина невероятни, особено що се отнася до практическата страна на живота.Доскоро хората не знаеха за схеми за получаване на печеливша енергия, което би позволило да се откаже скъпата електроенергия. Съгласете се, сега алтернативните източници са достъпни за всички и би било чудесно да ги използвате.

Иновативните соларни панели за отопление на дома постепенно, но упорито навлизат в ежедневието ни. Но преди да отидете в магазина, за да ги купите, трябва да претеглите плюсовете и минусите, в противен случай може да закупите напълно неподходящ модел. За да не се случи това, ще ви разкрием тайните при избора на тези устройства.

Освен това от нашия материал ще научите дизайнерските характеристики на слънчевите колектори, както и ще намерите инструкции стъпка по стъпка за инсталиране на слънчеви панели. За по-лесно разбиране материалът е придружен от тематични снимки и видеоклипове.

Принципът на използване на слънчевата енергия

Често, когато е изправен пред необходимостта от инсталиране на слънчеви панели, човек се чуди за осъществимостта на предприятието. Тъй като в повечето случаи процентът на слънчевите дни е значително по-нисък от същата стойност на облачните дни.

Подобно съотношение е характерно за районите на средната зона, а климатът на северните райони се характеризира с още по-голям брой облачни дни.

Недостатъчният брой слънчеви дни е пряко свързан с ефективността на устройствата, които обработват енергията на земната звезда. В резултат на това се намалява излагането на слънчева светлина на повърхността на батерията. Този процес се нарича инсолация.

Слънчевите панели могат да се използват в отоплителните системи като доставчик на охлаждаща течност или енергия за захранване на устройства

Същността му се състои в това, че всеки самолет, независимо от предназначението му, получава определено количество слънчева енергия. В южните райони това количество естествено е по-високо, което прави инсталирането на слънчеви панели по-актуално.

Въпреки това, както показва практиката, пазарът на технологично оборудване в областта на синтеза на слънчева енергия непрекъснато подобрява своите продукти, така че модерните слънчеви клетки са слънчеви панели Те функционират перфектно дори в райони с ниски нива на слънчева светлина.

Разпределение на слънчевата активност на примера на карта на Русия. По-високият коефициент е характерен за южните райони (+)

Балансиран подход към монтажа

Преди да организирате слънчева отоплителна система, трябва да разберете недостатъците и силните страни на структура, захранвана от слънчева енергия.

Тези знания са необходими за по-добро възприемане на разликите между оборудването и аналозите и за оценка на рационалността на устройството и оценка на осъществимостта на структурата.

Най-важните фактори са:

• Ефективност. Реална ефективност при преобразуване на слънчевата енергия в електрическа. Досега енергията на слънчевите батерии е почти пет пъти по-скъпа от конвенционалната електроенергия.
• Сезонност на употреба. Слънчевите панели могат да работят продуктивно само ако няма препятствия по пътя на слънчевата светлина, включително високи облаци.
• Слаба схема за натрупване. В повечето случаи получената енергия трябва да се изразходва незабавно. За да го натрупате и съхранявате, имате нужда от доста обемни дискове, чието поставяне ще изисква впечатляваща площ.
• Нужда от спомагателна енергия. През зимата слънчевите панели няма да могат да доставят достатъчно топлина за отопление на къщата. Но те могат да бъдат полезно допълнение към отоплителния котел в случай на слънчево време.
• Осъществимост на строителството. В момента изплащането на слънчевите панели оставя много да се желае. Инсталирането им е оправдано само в райони, които не са свързани с централизирани мрежи. Където изобщо няма алтернатива на соларните устройства.

Има надежди за разработването и производството на устройства за слънчева енергия, които са по-достъпни за частните собственици. Има увереност, че един ден изграждането на системи, които обработват слънчева енергия, ще стане печелившо.

Вярно е, че ако вземем предвид, че енергийните ресурси на планетата постепенно се топят, тогава можем напълно да разглеждаме слънчевата технология като печеливша, обещаваща инвестиция.

Соларният комплекс е напълно безопасен за околната среда, не отделя токсични продукти от горенето, не нарушава естествения баланс и не изисква изгаряне на фосили или дърва.

Сега обаче това е само допълнение към основните източници на топлина, но вече има свой набор от предимства.

Съществени предимства на соларния комплекс:

• Дълъг период на експлоатация. Структурната простота гарантира минимум повреди. Панелите могат да бъдат случайно повредени при почистване на сняг, но подмяната на стъклото е доста достъпна за извършване със собствените ви ръце.
  
• Голямо разнообразие от модели. Устройствата се произвеждат от значителен брой чуждестранни компании и отделни представители на местни производители. Диапазонът на цените ви позволява да изберете опция, която отговаря на вашия джоб.
• Индивидуални настройки. Оборудването може да бъде конфигурирано, като се вземат предвид всички капризи на природата в определен район.
• Евтина енергия. По-точно пълната му безплатна употреба е качество, което не трябва да се приема буквално поради значителната материалоемкост на конструкцията на соларните панели.
• Външна привлекателност. Плоските отоплителни системи не нарушават архитектурата на къщите и могат да се възприемат като елементи на креативен дизайн.

Установихме, че соларният комплекс може да се превърне в помощник в ежедневието, допълвайки традиционните източници на отопление. Освен това, предвид днешните цени на горивата, алтернативна енергия насърчава спестяванията, особено в частния сектор.

Водещите производители на оборудване, когато описват продуктите си, силно наблягат на абсолюта екологичност системи. Естествено, процесът на преобразуване на фотонната енергия протича без участието на запалими, токсични или химически експлозивни вещества.

Слънчевите панели, разположени на покрива, не развалят екстериора на къщата и не заемат много място

По-общо, широкото използване на слънчеви панели със сигурност ще намали потреблението на други енергийни източници като въглища или природен газ. Разбира се, екологичната ситуация в този случай ще се подобри качествено и ненаситните сметки за отопление и горивни материали ще останат в миналото.

Ефективността на панелите е правопропорционална на количеството погълната слънчева енергия.Но технологичният аспект на различните видове оборудване ви позволява да увеличите или намалите производителността.

За да се увеличи производителността на системата, се препоръчва инсталирането на слънчево отопление в симбиоза с други, по-традиционни методи за отопление.

Няма място за притеснение, че слънчевият колектор ще излезе от строя много скоро. Средният живот на такова оборудване е около 15 години. Правилното функциониране на фотоклетките зависи преди всичко от региона, в който се използва инсталацията.

Обикновено най-интензивното ниво на слънчева светлина поставя по-голямо напрежение върху системата. Следователно, ако оборудването се използва в умерен климат, то е напълно способно да издържи повече от 15 години.

Срокът на експлоатация на слънчевите панели е от 12 до 15 години. С правилна грижа те ще издържат по-дълго

Видове соларни комплекси

Експериментално е доказано, че някои вещества са способни да реагират по-интензивно на въздействието на фотоните. Следователно технологията на производство на слънчеви панели е различна.

Соларните устройства за битови нужди се разделят на 2 основни типа:

• Фотоелектрични преобразуватели (силиций и филм). Те представляват групи фотоклетки, свързани последователно или успоредно една на друга, преобразуващи слънчевата радиация в електричество. Елементите, събрани в една полупроводникова система, се наричат Слънчев панел, който доставя енергия на електрически зависими отоплителни уреди.
• Слънчеви колектори (апартамент, вакуумни или тръбни, концентратор или огледални колектори).Това е най-често срещаният тип в ежедневието, който получава слънчева енергия и я предава на отоплителната система под формата на електричество или нагрята охлаждаща течност.

В допълнение към изброените видове има слънчеви станции, които произвеждат енергия в индустриален мащаб. За частен собственик те могат да служат като централизиран доставчик на енергия.

Отоплителната система със слънчеви колектори осигурява потреблението на енергия веднага след получаването й.

Устройство за фотоелектричен преобразувател

Принципът на работа на фотоелектрическите преобразуватели се основава на преобразуването на слънчевата енергия в нейния електрически тип. Произвеждат се под формата на модули върху алуминиева рамка или върху гъвкав полимерен лист.

В първия случай горната част на модула е защитена от стъкло с висока якост, а долната част от изолационен филм. Във втория случай и двете защитни обвивки са направени от полимери.

Фотоволтаичните клетки се свързват чрез шини, чиято функция е да пренасят енергия към батерията или консуматора. Шините са свързани към контакти, които служат за свързване на отделни батерии в цялостна система и за връзка с консуматори.

Принципът на работа на фотоволтаичните преобразуватели се основава на способността на елементите да преобразуват слънчевата енергия в електрическа

Въз основа на организацията на силициевите атоми, слънчевите клетки се разделят на следните категории:

• Монокристален. Доставя най-чистия силиций, чиято производствена технология отдавна се използва в производството на полупроводници. Същността на производството е изкуственото израстване на единичен кристал, който в крайна сметка се нарязва на плочи с дебелина 0,2-0,4 mm. Това са клетките на бъдещата батерия, от които ще са необходими 36 бр.
• Поликристален. Производственият процес използва пластини, направени от разтопен силиций, след като е бил бавно охладен. Технологията изисква по-малко енергия и труд, така че слънчевите панели с поликристали струват много по-малко. Обикновено тези батерии имат стандартен ярко син цвят.
• Изработен от аморфен силиций. Производствената им технология е фокусирана върху принципа на фазата на изпаряване. В резултат на процеса на изпаряване върху носещия елемент се отлага тънък слой силиций, който отгоре е обвит с прозрачно защитно покритие. Тази категория слънчеви панели се наричат ​​тънкослойни и се монтират на стените на къщите.

Монокристалните батерии са най-производителни. В зависимост от модела и производителя тяхната ефективност варира в диапазона 14–17%. Поликристалните са по-ниски от тях по отношение на критериите за ефективност, тяхната ефективност е средно 10–12%.

Най-малко продуктивните системи са слънчевите батерии на базата на аморфен силиций. Те са предназначени за обработка на разсеяна радиация и се монтират на стените на къщи като допълнение към по-мощни системи, разположени на покрива. Ефективността е в рамките на 5-6%.

Опции за поликристален слънчев панел - Средно предложение по цена и производителност

Въз основа на данни, получени от водещи производители на соларни модули като SunTech Мощност, става ясно, че ефективността на монокристалите се увеличава всяка година и скоро ефективността може да достигне около 33%.

Днес обаче най-добрите показатели за ефективност принадлежат на продуктите на компанията Санио. Особеността на тези панели е многослойният външен елемент, който значително повишава ефективността и ефективността слънчеви колектори е 23%.

Поради характерната процедура на обработка на силиция, поликристалната структура съдържа нежелани образувания, които пречат на по-доброто усвояване на слънчевата енергия.

Също така, кристалните частици на микроструктурата на модула са подредени в хаотичен ред една спрямо друга, което затруднява енергийната сублимация. В резултат на това ефективността на панела рядко надвишава 18%.

Понякога се получава симбиоза на аморфни и поли-/монокристални резервоари. Това е така, защото поликристалите изискват интензивна слънчева светлина, за да функционират правилно, за разлика от аморфните панели. Следователно комбинирането на двете технологии може да бъде изход.

Има забележими промени и в производството на филмови системи. Така на съвременния етап филмовите филми са доста често срещани соларни модули на базата на кадмий и индий.

Силициевото покритие се наблюдава постоянно на всеки етап, в противен случай могат да възникнат проблеми с производителността.

Доказано е, че кадмият абсорбира слънчевата светлина много добре, поради което много производители на слънчева енергия са го възприели. Както знаете, веществото е радиоактивно, но няма нужда да се притеснявате за възможността за облъчване, т.к делът на метала не е толкова голям, че да причини вреда на атмосферата, да не говорим за хората.

Полупроводниковият индий успешно произвежда 20% ефективност, изпреварвайки кадмия. Поради факта, че индият е много по-търсен в домакинските уреди, а именно в производството на LCD телевизори, производителите често заменят метала с друг аналог - галий.

Филмовото соларно оборудване има гъвкава структура, което значително опростява монтажа

Говорейки за предимствата на полимерните модули и филмовите колектори като цяло, бих искал да подчертая доста ниската цена в сравнение с кристалните батерии, пълната безопасност и екологичност, благодарение на стабилното състояние на химикала. вещества. Освен това допълнителните предимства включват гъвкавост и многофункционалност.

Конструктивни характеристики на слънчеви колектори

Най-простата версия на плосък слънчев колектор е един вид кутия-корпус, чиято лицева страна е черна метална повърхност. Вътре има намотка, пълна с вода, смес от вода с антифриз или въздух.

Дъното и стените на кутията са покрити с топлоизолация, която е необходима за запазване на получената енергия в батерията.

Метална плоча заедно с тръби събира и пренася нагрятата охлаждаща течност към отоплителната система. Тази част се нарича абсорбатор. Най-често за производството му се използва листова мед, характеризираща се с висока топлопроводимост.

Външната страна на адсорбера трябва да е наситено черна за максимално поглъщане на слънчевата радиация.

Тръбните слънчеви панели са система от тръби или намотки с метална плоча отгоре

За да се предотврати отразяването на лъчите от металната повърхност на адсорбера, отгоре е монтирано трайно прозрачно покритие. Обикновено това са опции от закалено стъкло с минимално съдържание на метал.

От външната страна върху него е поставена специална оптична обвивка, която не излъчва топлина в инфрачервена светлина. Подобрява производителността на устройството, като може да загрява вода до 200°C.

Тръбните панели са чувствителни към атмосферния негатив.След обилни валежи, особено градушка, се препоръчва внимателно да се провери целостта на челното покритие на колектора.

Отнесените от вятъра листа, частици прах и счупени клони също могат да повредят повърхността. Драскотини и чипове ще доведат до рязко влошаване на работата на оборудването.

Има няколко варианта за инсталиране на соларни панели, тъй като... По време на работа разработчиците постепенно премахнаха недостатъците

Вакуумната версия е оборудвана с многослойна тръба, проектирана като термос. Тази система ви позволява да задържате топлината с 95% по-добре от предишните модели.

На дъното на многослойната тръба има течност, която се превръща в пара при нагряване от слънцето. В горната част на този вид запечатана колба е монтиран кондензатор. Достигайки до него, парата кондензира и пренася топлина в системата.

Слънчевите панели, работещи на принципа на вакуума, са по-ефективни от конвенционалните тръбни в райони с малък брой слънчеви дни.

Концентраторните колектори са оборудвани с устройство с огледална повърхност, което фокусира получената енергия върху повърхността на абсорбера. Площта на огледалото е по-голяма от същия размер на абсорбера, като по този начин се повишава ефективността на приемане на слънчева енергия.

Огледалният елемент обикновено може да бъде концентриран върху точка или тънка линия без ни най-малка загуба на производителност.

Чрез изграждането на топлоприемна тръба на принципа на термоса, производителността на устройството се увеличава почти двойно

Недостатъкът на концентраторите е, че могат да възприемат само директно излъчване. Ето защо най-новите разработки са оборудвани с ротационни устройства за проследяване, за да се елиминира или намали влиянието на този недостатък.

Проследяващите устройства принуждават колектора да се върти след движението на звездата, за да събере всичките й лъчи.

Това е най-ефективният тип слънчеви колекторни панели, който ви позволява да загрявате охлаждащата течност до максимална температура в сравнение с други. Вярно е, че работят добре в пустинни райони, струват много, поради което се търсят главно от производствени организации.

Слънчевият концентратор работи, като фокусира слънчевата енергия върху абсорбатор, който има по-малка площ

Интересно ново решение беше сферична колекторна структура, която улавя буквално всички лъчи, които може да възприеме. Не е необходимо да бъде оборудван с въртящ се механизъм, който между другото е летлив и изисква свързване към захранването.

Сферичният дизайн се различава от обичайния по това, че не се състои от отделни тръби, свързани към входните и изходящите тръби, а от един винтов радиатор.

Приемната намотка се пълни с технологична вода, която при нагряване се движи нагоре по шнекова пътека и излиза загрята в изходната тръба, а оттам в отоплителната система.

След охлаждане охлаждащата течност отново се връща от отоплителния кръг към входната тръба на сферичния колектор. Процесът се повтаря.

Значително предимство на сферичната система е, че отоплението се извършва през целия ден. Не е необходимо да бъде оборудван с въртящи се механизми, които изискват захранване. Благодарение на конструкцията на винта, той се характеризира с минимални загуби на енергия в тръбопровода.

Всички видове слънчеви колектори спадат към категорията на сезонните системи за спомагателна енергия.В зависимост от модела вътрешният им тръбопровод може да побере до 200 литра течност, а минималното използвано количество във вакуумните модули е около 60 литра.

Напълно възможно е да изградите слънчев колектор със собствените си ръце. Сайтът има селекция от статии, посветени на домашни слънчеви системи.

Съветваме ви да прочетете:

1. Как да направите слънчев колектор за отопление със собствените си ръце - ръководство стъпка по стъпка
2. Как да направите слънчева батерия със собствените си ръце: инструкции за самостоятелно сглобяване

Инструкции за монтаж на слънчеви батерии

Препоръчително е да инсталирате панели от клас „плоски“ през летния сезон, когато нивото на слънчева светлина е по-високо. Това ще бъде най-добрият вариант за съотношението цена и получена енергия, което означава закупуване на такива слънчеви колектори напълно ще оправдае всички изразходвани пари.

По един или друг начин, енергийният потенциал на оборудването позволява да се използва в системи за топла вода и отопление.

Процесът на преобразуване на енергия е изключително чувствителен към температурни промени. Това трябва да се вземе предвид по време на монтажа. Първата стъпка е да се уверите, че домът е добре изолиран, в противен случай може да възникнат неочаквани неизправности в системата.

Отоплителната система със слънчеви панели е затворена верига, през която циркулира охлаждаща течност

За всеки регион е осигурена оптималната опция за инсталиране на оборудването. Изчислението се прави въз основа на същата степен на слънчева светлина. Съгласно правилата за употреба, колекторът трябва да бъде разположен така, че ъгълът на падане на слънчевата светлина върху повърхността му да е 90 °.

Само в този случай ефективността на системата ще бъде максимална.Можете да постигнете абсолютна точност при монтаж на панели чрез измерване на географската ширина на района.

Важен фактор ще бъде посоката, в която са разположени панелите. Поради факта, че най-високото ниво на мощност се постига предимно в средата на деня, струва си панелите да се ориентират в южна посока. По време на инсталационния процес са разрешени някои отклонения в източна или западна посока, но не много.

Освен това често се наблюдава намаляване на ефективността поради сенки от дървета, падащи върху колекторния панел. През зимата се препоръчва да се увеличи ъгълът на наклон на слънчевите панели, това ще подобри нивото на производителност на системата.

Етап 1. Избор на ъгъл на наклон

Ефективността на колекторите зависи преди всичко от ъгъла на панела спрямо хоризонталната повърхност. За оптимално абсорбция на светлина Препоръчително е да поддържате наклон около 45°.

Оптималният ъгъл на наклон на соларния панел зависи от сезона. Би било добре, ако устройството е оборудвано с устройство за регулиране на ъгъла

Азимутът трябва да се поддържа на 0° (директна посока на юг). Допускат се отклонения от 30-40° за по-добра инсолация. За да се увеличи твърдостта, има специален. алуминиеви конструкции.

Това е типично преди всичко за инсталиране на колектори на наклонен покрив. Те ще предотвратят промени в зададените параметри поради метеорологичните условия, а бързата скорост на монтаж, използвайки закрепващи куки и профили, ще спести време.

Стъпка 2. Изграждане на първи контур

На първия етап се монтират всички отоплителни компоненти: котли, компресори, топлопроводници и др. За удобство е препоръчително да поставите елементите на системата на леснодостъпно място.По време на монтажа разширителен съд, трябва да се вземе предвид липсата на препятствия между него и колекторите.

Температурата вътре в резервоара се измерва с помощта на температурен датчик. Тя трябва да бъде прикрепена към дъното на резервоара.

Следващият етап ще бъде организирането на вентилационна система. Когато инсталирате веригата, трябва да създадете вентилационен отвор, оставяйки разширителния съд. Най-доброто решение би било да изведете комуникацията до покрива. Това ще помогне за регулиране на разликите в налягането в отоплителната система.

Слънчевите панели са част от отоплителна система, която трябва да включва още котли, центробежни помпи, тръбопроводи и др.

Процесът на движение на течности вътре БГВ зависи от циркулационна помпа. Препоръчително е да се използва само за системи със затворена водна верига. Освен това, за удобство при смяна на течността, разширителният резервоар трябва да бъде оборудван с дренажна система. За тази цел е подходящо инсталирането на кран някъде в долната част на устройството.

Стъпка #3. Ние разбираме експлоатационните характеристики

Слънчева система работи от мрежа 220 V. Всеки модел има уникална схема на свързване, която се доставя в комплекта.

Окабеляването трябва да бъде внимателно изолирано, а термостатите и всички видове релета трябва да бъдат разположени на изключително сухо място. За по-добро уплътняване се препоръчва оборудването да се защити с хидрофобен материал.

Уверете се, че системата е свързана към земята. Това ще ви предпази от животозастрашаващи ситуации.

Стъпка #4. Избор на метод за свързване на елементи

Запояването на медни вериги и електрически части трябва да се извършва със специална паста за запояване. Преди това трябва да почистите ставите.По-добре е да направите това със стоманена четка.

Елементите, водещи към разпределителния резервоар (тръби, бобини), първо се заваряват или завинтват нарязване дърворезба Важно е да се разбере, че тръбата с охладена течност трябва да се доближи до дъното на резервоара, а тръбата с гореща течност трябва да отиде до върха.

Стъпка #5. Монтаж на соларни панели

Подготвителен етап: какво трябва да се подготви за монтаж.

Следва процесът на инсталиране на слънчеви панели. Инструкциите за монтаж на 2 панела са подходящи за монтаж на произволен брой слънчеви колектори: принципът на монтаж не се променя. Основното нещо е да намерите място за инсталиране.

Последният етап е тестване на системата.

Допълнителна информация за инсталиране и свързване на слънчеви панели е представена в статиите:

1. Схеми и методи за свързване на слънчеви панели: как правилно да инсталирате слънчев панел
2. Схема на свързване на соларни панели: към контролера, към акумулатора и обслужваните системи

Изводи и полезно видео по темата

Приложение на соларни панели в автономни комуникационни системи:

Демонстрация на продукти на един от лидерите в производството на соларни панели:

Принципът на проектиране и работа на вакуумен колектор:

Слънчевите системи всяка година подобряват своята производителност при преобразуване на слънчева енергия. Разработчиците вече предлагат огромен избор от плоски и тръбни колектори, използващи кварцово покритие или монокристални модули.

Всичко това постепенно актуализира алтернативните източници на енергия, в резултат на което слънчевата енергия скоро ще стане достъпна за всички.

Имате ли опит в свързването или използването на слънчеви панели за отопление на вашия дом? Или все още имате въпроси по темата? Моля, споделете вашите мнения, оставете коментари и участвайте в дискусии. Комуникационният блок е разположен отдолу.