В предыдущих статьях мы рассматривали выгоды солнечной энергии и не обошли стороной владельцев частных домов. У них может возникнуть вопрос: «Можно ли применение солнечного света для обогрева своего жилья?»
«Мой Рубль» с удовольствием отвечает: «Да!» Мы провели интервью с еще одним специалистом в области альтернативной энергетики. В этой статье мы расскажем о преимуществах альтернативного отопления и обсудим, в каких ситуациях этот способ наиболее эффективен.
Содержание
Какое отопление выбрать?
Меня зовут Иван, и я работаю в области альтернативной энергетики. Перед каждым владельцем частного дома неизбежно возникает вопрос выбора системы отопления. Какое решение будет наиболее выгодным, безопасным и удобным? Есть возможность установить газовый или электрический котёл, или даже тепловой насос. Однако на горизонте появляются солнечные коллекторы, которые поднимают множество вопросов у домовладельцев и ведут к новым сравнениям. Будучи экспертом в этой сфере, я хочу структурировать информацию и ответить на давно волнующий многих вопрос, с которым мне регулярно приходится иметь дело в своей работе.
Итак, бесплатное отопление дома за счёт одного лишь Солнца — реальность или миф?
Сначала объясню значение нескольких терминов, о которых пойдет речь в данной статье.
Солнечный коллектор — это устройство, которое предназначено для сбора солнечной энергии и передачи ее на теплоноситель.
Существуют два основных вида коллекторов: плоские и вакуумные. Их главные отличия связаны с конструкцией, а также с целевым использованием (сезонным или круглогодичным).
- Вакуумный сезонный коллектор состоит из набора трубок с селективным покрытием, которое эффективно поглощает солнечные лучи. Все это монтируется на специальной раме из анодированного алюминия. Принцип работы достаточно прост. В воду, поступающую в бак и трубки, тепло передается, после чего она нагревается до определенной температуры, и согласно физическим законам, горячая вода поднимается обратно в бак, откуда попадает в действующую систему горячего водоснабжения.
- Плоский сезонный коллектор не имеет бака и внешних трубок. В этой системе вода проходит через прямоугольное селективное покрытие, выполненное в виде пластины. Размеры коллектора составляют примерно 2000 мм на 1000 мм. В комплект к нему входят: насос, контроллер, расширительный бак, монтажные кронштейны и буферная емкость, которая будет нагреваться. Важно наличие теплообменника внутри бака, к которому будет подключен коллектор. В качестве такой емкости может быть использован уже существующий бойлер.
Эти системы отлично подходят для сезонного горячего водоснабжения, а также для обеспечения горячей водой пансионатов и баз отдыха. Но как можно добиться от них круглогодичного функционирования и решить основную задачу — отопление дома, если зимой вода может замерзнуть независимо от типа установленного коллектора?
Отопление частного дома с помощью солнечных коллекторов является реальностью и практикуется во многих странах, особенно в регионах с достаточным уровнем солнечной радиации. Солнечные коллекторы преобразуют солнечную энергию в тепловую, что позволяет использовать её для подогрева воды или непосредственно для отопления помещений. Эти устройства могут быть как плоскими, так и вакуумными, и выбор типа коллекторов зависит от климатических условий и архитектурных особенностей дома.
Принцип работы солнечных коллекторов основан на поглощении солнечного света специальными материалами, которые нагреваются и передают тепло в теплопередающую жидкость, обычно это вода или антифриз. Нагретая жидкость затем циркулирует по системе отопления, обеспечивая тепло в доме. Важно отметить, что эффективность солнечных коллекторов может варьироваться в зависимости от параметров установки, таких как угол наклона, ориентация и уровень инсоляции. В современных системах также используются накопительные баки для хранения тепла, что позволяет использовать энергию солнца даже в ночное время или в облачную погоду.
Решением этой проблемы стал широко известный «пропиленгликоль». Эта неабразивная жидкость не замерзает, а также используется в пищевой промышленности, что гарантирует его безопасность. Следующий шаг к достижению круглогодичной работы подразумевает небольшую модификацию конструкции коллекторов, что позволяет им функционировать даже при двадцатиградусном морозе!
Секрет заключается в том, что внутри плоского коллектора установлен змеевидный теплообменник, в который и заправляется незамерзающая жидкость, циркулирующая под давлением от теплообменника коллектора к теплообменнику в буферной емкости. За давление отвечает насос. В случае перегрева жидкости, она сбрасывается в расширительный бак, который выполняет роль предохранителя в системе. Параметры мощности нагрева и давления насоса регулируются с помощью программируемого контроллера, который является важным компонентом системы.
Данный рисунок демонстрирует принцип солнечного отопления
Экономическое обоснование и расчеты окупаемости коллекторных систем
Как вы уже успели заметить, данную систему можно интегрировать не только в систему горячего водоснабжения, но и в саму систему отопления, радиаторы, тёплые полы и так далее.
Однако, насколько результативны солнечные коллекторы, соответствуют ли они своей стоимости и успевают ли окупиться? Давайте проведём небольшую калькуляцию, основываясь на актуальных ценах в моей компании.
Приведу несколько примеров применения солнечных коллекторов для горячего водоснабжения в течение всего года.
- Вакуумный коллектор на 150 л (1 шт.)
Цена всей системы – 1450 $
Годовая выработка солнечной энергии — 1762 кВтч/год
Экономия газа с данной установкой — 193 м³
Экономия электричества с данной установкой — 1776 кВтч
Цена всей системы – 2,088 $
Годовая выработка солнечной энергии — 3378 кВтч/год
Экономия газа с данной установкой — 386 м³
Экономия электричества с данной установкой — 3556 кВтч
Цена всей системы – 2833 $.
Годовая выработка солнечной энергии — 5287 кВтч/год.
Экономия газа с данной установкой — 600 м³
Экономия электричества с данной установкой — 5529 кВтч
На основе этих данных вы можете легко рассчитать окупаемость подобной системы, учитывая актуальный тариф, действующий в вашем регионе. Вы можете ознакомиться с примерами расчётов окупаемости солнечных станций, если способ составления расчёта вызывает вопросы.
Дополнительная информация о коллекторах и вспомогательном оборудовании
Включенные в стоимость оборудование: буферная емкость, расширительный бачок, кронштейны, насосная станция, контроллер, комплекты соединений, солнечный шланг, пропиленгликоль, комплект гайок, прокладок, муфт и сами коллектора. В реальности, срок окупаемости таких систем составляет в среднем — около трёх лет.
К сожалению, для эффективного использования этих средств в качестве отопления необходима очень мощная система, так как в зимний период солнечные дни длятся всего около трёх часов. Мы все понимаем, что эффективность системы напрямую зависит от солнечного света. Я считаю неразумным предполагать, что ее можно использовать в северных районах России в качестве основного источника тепла в течение всей зимы.
Читайте также: Как реализовать это на практике — мой опыт строительства экодома.
Солнечные коллекторы – отличная альтернатива, но на текущий момент их следует использовать преимущественно для горячего водоснабжения. Однако никто не мешает использовать их для поддержки отопительных систем.
