Saules enerģija kā alternatīvs enerģijas avots: saules sistēmu veidi un īpašības

Pēdējā desmitgadē saules enerģija kā alternatīvs enerģijas avots arvien vairāk tiek izmantota ēku apkurei un karstā ūdens nodrošināšanai. Galvenais iemesls ir vēlme tradicionālo degvielu aizstāt ar pieejamu, videi draudzīgu un atjaunojamu energoresursu.

Saules enerģijas pārvēršana siltumenerģijā notiek saules sistēmās – moduļa konstrukcija un darbības princips nosaka tā pielietojuma specifiku. Šajā materiālā apskatīsim saules kolektoru veidus un to darbības principus, kā arī runāsim par populāriem saules moduļu modeļiem.

Saules sistēmas izmantošanas iespējamība

Saules sistēma ir komplekss saules starojuma enerģijas pārvēršanai siltumā, ko pēc tam pārnes uz siltummaini, lai sildītu apkures vai ūdens apgādes sistēmas dzesēšanas šķidrumu.

Saules termoinstalācijas efektivitāte ir atkarīga no saules insolācijas - enerģijas daudzuma, kas tiek saņemts vienas dienas gaismas stundā uz 1 kvadrātmetru virsmas, kas atrodas 90° leņķī attiecībā pret saules staru virzienu. Indikatora mērīšanas vērtība ir kW*h/kv.m, parametra vērtība mainās atkarībā no sezonas.

Vidējais saules insolācijas līmenis reģionā ar mērenu kontinentālo klimatu ir 1000-1200 kWh/kv.m (gadā). Saules daudzums ir noteicošais parametrs Saules sistēmas veiktspējas aprēķināšanai.

Izmantojot saules sistēmu
Alternatīva enerģijas avota izmantošana ļauj apsildīt māju un iegūt karsto ūdeni bez tradicionālajām enerģijas izmaksām - tikai ar saules starojumu

Saules apkures sistēmas uzstādīšana ir dārgs pasākums. Lai kapitāla izmaksas būtu pamatotas, nepieciešams precīzs sistēmas aprēķins un uzstādīšanas tehnoloģijas ievērošana.

Piemērs. Vidējā saules insolācijas vērtība Tulā vasaras vidū ir 4,67 kV/kv.m*dienā, ja sistēmas panelis ir uzstādīts 50° leņķī. Saules kolektora ar platību 5 kv.m produktivitāti aprēķina šādi: 4,67*4=18,68 kW siltumenerģijas dienā. Šis tilpums ir pietiekams, lai uzsildītu 500 litrus ūdens no 17 °C līdz 45 °C.

Saules sistēmas aprēķins
Kā liecina prakse, izmantojot saules elektrostaciju, kotedžu īpašnieki vasarā var pilnībā pāriet no elektriskās vai gāzes ūdens sildīšanas uz saules metodi.

Runājot par jaunu tehnoloģiju ieviešanas iespējamību, ir svarīgi ņemt vērā konkrētā saules kolektora tehniskās īpašības. Daži sāk strādāt ar 80 W/kv.m saules enerģijas, bet citiem ir nepieciešami 20 W/kv.m.

Pat dienvidu klimatā kolektoru sistēmas izmantošana tikai apkurei neatmaksāsies. Ja iekārta tiek izmantota tikai ziemā, kad trūkst saules, tad iekārtas izmaksas netiks segtas pat pēc 15-20 gadiem.

Lai pēc iespējas efektīvāk izmantotu saules kompleksu, tas ir jāiekļauj karstā ūdens apgādes sistēmā. Arī ziemā saules kolektors ļaus “samazināt” enerģijas rēķinus par ūdens sildīšanu līdz pat 40-50%.

Saules kolektors uz mājas jumta
Pēc ekspertu domām, mājas lietošanai saules sistēma atmaksājas aptuveni 5 gados. Pieaugot elektrības un gāzes cenām, kompleksa atmaksāšanās laiks samazināsies

Papildus ekonomiskajiem ieguvumiem saules apkurei ir papildu priekšrocības:

  1. Videi draudzīgums. Tiek samazinātas oglekļa dioksīda emisijas. Gada laikā 1 kv.m saules kolektors neļauj atmosfērā nokļūt 350-730 kg atkritumu.
  2. Estētika. Kompaktas vannas vai virtuves telpu var novērst no lielgabarīta katliem vai geizeriem.
  3. Izturība. Ražotāji apliecina, ka, ievērojot uzstādīšanas tehnoloģiju, komplekss kalpos aptuveni 25-30 gadus. Daudzi uzņēmumi nodrošina garantiju līdz 3 gadiem.

Argumenti pret saules enerģijas izmantošanu: izteikta sezonalitāte, atkarība no laikapstākļiem un lielas sākotnējās investīcijas.

Vispārējā struktūra un darbības princips

Apskatīsim saules sistēmas variantu ar kolektoru kā sistēmas galveno darba elementu. Ierīce pēc izskata atgādina metāla kasti, kuras priekšpuse ir izgatavota no rūdīta stikla. Kastes iekšpusē ir darba elements - spole ar absorbētāju.

Siltumu absorbējošais bloks nodrošina dzesēšanas šķidruma - cirkulējošā šķidruma sildīšanu, nodod radīto siltumu ūdens padeves ķēdē.

Saules sistēmas sastāvdaļas
Saules sistēmas galvenās sastāvdaļas: 1 – kolektora lauks, 2 – ventilācijas atvere, 3 – sadales stacija, 4 – pārspiediena samazināšanas tvertne, 5 – regulators, 6 – ūdens sildītāja tvertne, 7.8 – sildelements un siltummainis, 9 – termiskais maisīšanas vārsts, 10 – karstā ūdens plūsma, 11 – aukstā ūdens ieplūde, 12 – noteka, T1/T2 – temperatūras sensori

Saules kolektors noteikti darbojas tandēmā ar uzglabāšanas tvertni. Tā kā dzesēšanas šķidrums tiek uzkarsēts līdz 90-130°C temperatūrai, to nevar tieši pievadīt karstā ūdens krāniem vai apkures radiatoriem. Dzesēšanas šķidrums nonāk katla siltummainī. Uzglabāšanas tvertne bieži tiek papildināta ar elektrisko sildītāju.

Darba shēma:

  1. Saule silda virsmu kolekcionārs.
  2. Siltuma starojums tiek pārnests uz absorbējošo elementu (absorberu), kas satur darba šķidrumu.
  3. Dzesēšanas šķidrums, kas cirkulē pa spoles caurulēm, uzsilst.
  4. Sūknēšanas iekārta, vadības un uzraudzības bloks nodrošina dzesēšanas šķidruma novadīšanu pa cauruļvadu uz uzglabāšanas tvertnes spoli.
  5. Siltums tiek nodots ūdenim katlā.
  6. Atdzesētais dzesēšanas šķidrums ieplūst atpakaļ kolektorā, un cikls atkārtojas.

Apsildāmais ūdens no ūdens sildītāja tiek piegādāts apkures lokam vai ūdens ņemšanas vietām.

Saules sistēmas darbības diagramma
Uzstādot apkures sistēmu vai visu gadu karstā ūdens padevi, sistēma ir aprīkota ar papildu apkures avotu (katlu, elektrisko sildelementu). Tas ir nepieciešams nosacījums iestatītās temperatūras uzturēšanai

Saules paneļi privātmājās visbiežāk tiek izmantoti kā rezerves elektroenerģijas avots:

Saules kolektoru veidi

Neatkarīgi no mērķa saules sistēma ir aprīkota ar plakanu vai sfērisku cauruļveida saules kolektoru. Katrai opcijai ir vairākas atšķirīgas iezīmes attiecībā uz tehniskajiem parametriem un darbības efektivitāti.

Vakuums – aukstam un mērenam klimatam

Strukturāli vakuuma saules kolektors atgādina termosu - šauras caurules ar dzesēšanas šķidrumu tiek ievietotas lielāka diametra kolbās. Starp traukiem veidojas vakuuma slānis, kas atbild par siltumizolāciju (siltuma saglabāšana ir līdz 95%). Cauruļveida forma ir visoptimālākā vakuuma uzturēšanai un saules staru “aizņemšanai”.

Cauruļveida kolektors
Cauruļveida saules siltuma instalācijas pamatelementi: atbalsta rāmis, siltummaiņa korpuss, vakuuma stikla caurules, kas apstrādātas ar īpaši selektīvu pārklājumu intensīvai saules enerģijas “absorbcijai”

Iekšējā (siltuma) caurule ir piepildīta ar sāls šķīdumu ar zemu viršanas temperatūru (24-25 ° C). Sildot, šķidrums iztvaiko - tvaiki paceļas uz kolbas augšpusi un silda dzesēšanas šķidrumu, kas cirkulē kolektora korpusā.

Kondensācijas procesa laikā caurules galā ieplūst ūdens pilieni un process atkārtojas.

Pateicoties vakuuma slāņa klātbūtnei, šķidrums termokolbā spēj vārīties un iztvaikot zem nulles ielas temperatūrā (līdz -35 ° C).

Saules moduļu īpašības ir atkarīgas no šādiem kritērijiem:

  • caurules dizains – spalvu, koaksiāls;
  • termiskā kanāla ierīce - "Siltuma caurule", tiešās plūsmas cirkulācija.

Spalvu kolba - stikla caurule ar plākšņu absorbētāju un siltuma kanālu. Vakuuma slānis iet cauri visam termiskajam kanālam.

Koaksiālā caurule – dubultkolba ar vakuuma “ieliktni” starp divu tvertņu sienām. Siltuma pārnese notiek no caurules iekšējās virsmas. Termocaurules gals ir aprīkots ar vakuuma indikatoru.

Spalvas un koaksiālā caurule
Spalvu cauruļu (1) efektivitāte ir augstāka salīdzinājumā ar koaksiālajiem modeļiem (2). Tomēr pirmie ir dārgāki un grūtāk uzstādāmi. Turklāt sabojāšanās gadījumā spalvu kolba būs pilnībā jānomaina

“Siltuma caurules” kanāls ir visizplatītākais siltuma pārneses variants saules kolektoros.

Darbības mehānisms ir balstīts uz viegli iztvaikojoša šķidruma ievietošanu noslēgtās metāla caurulēs.

Siltuma caurules kanāls
Siltuma caurules popularitāte ir saistīta ar pieņemamām izmaksām, vieglu apkopi un apkopi. Siltuma apmaiņas procesa sarežģītības dēļ maksimālais efektivitātes līmenis ir 65%

Tiešās plūsmas kanāls – caur stikla kolbu iziet paralēlas metāla caurules, kas savienotas U-veida lokā

Caur kanālu plūstošais dzesēšanas šķidrums tiek uzkarsēts un piegādāts kolektora korpusam.

Kolektoru konstrukciju veidi
Vakuuma saules kolektora konstrukcijas iespējas: 1 - modifikācija ar apkures centrālo cauruli "Siltuma caurule", 2 - saules uzstādīšana ar tiešās plūsmas dzesēšanas šķidruma cirkulāciju

Koaksiālās un spalvu caurules var kombinēt ar siltuma kanāliem dažādos veidos.

1. iespēja. Populārākais risinājums ir koaksiālā kolba ar “Heat pipe”. Kolektorā atkārtota siltuma pārnese notiek no stikla caurules sienām uz iekšējo kolbu un pēc tam uz dzesēšanas šķidrumu. Optiskās efektivitātes pakāpe sasniedz 65%.

Koaksiālā caurule Siltuma caurule
Koaksiālās caurules “Siltuma caurule” konstrukcijas shēma: 1 – stikla apvalks, 2 – selektīvs pārklājums, 3 – metāla spuras, 4 – vakuums, 5 – termokolba ar viegli vārāmu vielu, 6 – iekšējā stikla caurule.

2. iespēja. Koaksiālā kolba ar tiešu cirkulāciju ir pazīstama kā U veida kolektors. Pateicoties konstrukcijai, tiek samazināti siltuma zudumi - siltumenerģija no alumīnija tiek pārnesta uz caurulēm ar cirkulējošu dzesēšanas šķidrumu.

Papildus augstajai efektivitātei (līdz 75%) modelim ir trūkumi:

  • uzstādīšanas sarežģītība - kolbas ir neatņemamas ar divu cauruļu kolektora korpusu (galveno cauruli) un ir pilnībā uzstādītas;
  • atsevišķu cauruļu nomaiņa ir izslēgta.

Turklāt U formas iekārta ir prasīga pret dzesēšanas šķidrumu un ir dārgāka nekā “Heat pipe” modeļi.

 U veida saules kolektors
U veida saules kolektora uzbūve: 1 – stikla “cilindrs”, 2 – absorbējošs pārklājums, 3 – alumīnija “korpuss”, 4 – kolba ar dzesēšanas šķidrumu, 5 – vakuums, 6 – iekšējā stikla caurule

3. iespēja. Spalvu caurule ar “Heat pipe” darbības principu. Kolekcionāra atšķirīgās iezīmes:

  • augstas optiskās īpašības - efektivitāte aptuveni 77%;
  • plakanais absorbētājs tieši nodod siltumenerģiju dzesēšanas šķidruma caurulei;
  • viena stikla slāņa izmantošanas dēļ tiek samazināta saules starojuma atstarošana;

Bojātu elementu ir iespējams nomainīt, neizlaižot dzesēšanas šķidrumu no saules sistēmas.

4. iespēja. Tiešās plūsmas spalvu spuldze ir visefektīvākais līdzeklis, lai izmantotu saules enerģiju kā alternatīvu enerģijas avotu ūdens sildīšanai vai mājas apkurei. Augstas veiktspējas kolektors darbojas ar 80% efektivitāti. Sistēmas trūkums ir remonta grūtības.

Saules sistēmas ar spalvu caurulēm
Dizaina shēmas spalvu saules kolektoriem: 1 – saules sistēma ar “Heat pipe” kanālu, 2 – divu cauruļu saules kolektora korpuss ar tiešu dzesēšanas šķidruma plūsmu

Neatkarīgi no konstrukcijas cauruļveida kolektoriem ir šādas priekšrocības:

  • veiktspēja zemā temperatūrā;
  • zemi siltuma zudumi;
  • darbības ilgums dienas laikā;
  • spēja sildīt dzesēšanas šķidrumu līdz augstām temperatūrām;
  • zems vējš;
  • uzstādīšanas vienkāršība.

Vakuuma modeļu galvenais trūkums ir nespēja pašattīrīties no sniega segas. Vakuuma slānis neļauj siltumam iziet, tāpēc sniega kārta nekūst un bloķē saules piekļuvi kolektora laukam. Papildu trūkumi: augsta cena un nepieciešamība uzturēt kolbu darba slīpuma leņķi vismaz 20°.

Saules kolektoru ierīces, kas silda gaisa dzesēšanas šķidrumu, var izmantot karstā ūdens pagatavošanai, ja tās ir aprīkotas ar uzglabāšanas tvertni:

Lasiet vairāk par vakuuma saules kolektora ar caurulēm darbības principu Tālāk.

Vodyanoy – labākais variants dienvidu platuma grādiem

Plakans (paneļa) saules kolektors ir taisnstūrveida alumīnija plāksne, kas no augšas pārklāta ar plastmasas vai stikla vāku. Kastes iekšpusē ir absorbcijas lauks, metāla spole un siltumizolācijas slānis. Kolektora zona ir piepildīta ar plūsmas cauruļvadu, pa kuru pārvietojas dzesēšanas šķidrums.

Paneļu saules kolektors
Plakanā saules kolektora pamatsastāvdaļas: korpuss, absorbētājs, aizsargpārklājums, siltumizolācijas slānis un stiprinājumi. Montāžas laikā tiek izmantots matēts stikls ar spektrālā diapazona caurlaidību 0,4-1,8 mikroni

Ļoti selektīvā absorbējošā pārklājuma siltuma absorbcija sasniedz 90%. Starp "absorberu" un siltumizolāciju ir novietots plūstošs metāla cauruļvads. Tiek izmantotas divas cauruļu ieklāšanas shēmas: "arfa" un "meander".

Saules kolektoru montāžas process, kas silda dzesēšanas šķidruma šķidrumu, ietver vairākas tradicionālas darbības:

Ja apkures loku papildina ar sanitāro ūdeni padeves līniju karstā ūdens padevei, ir jēga pieslēgt saules kolektoram siltuma akumulatoru. Vienkāršākais variants būtu piemērota konteinera tvertne ar siltumizolāciju, kas spēj uzturēt uzkarsētā ūdens temperatūru. Jums tas jāinstalē uz pārvada:

Cauruļveida kolektors ar šķidru dzesēšanas šķidrumu darbojas kā “siltumnīcas” efekts - saules stari iekļūst caur stiklu un sasilda cauruļvadu. Pateicoties blīvumam un siltumizolācijai, siltums tiek saglabāts paneļa iekšpusē.

Saules moduļa izturību lielā mērā nosaka aizsargpārsega materiāls:

  • parasts stikls – lētākais un trauslākais pārklājums;
  • sasprindzināts stikls – augsta gaismas izkliedes pakāpe un paaugstināta izturība;
  • pretatstarojošs stikls – raksturīga maksimālā absorbcijas spēja (95%), pateicoties slāņa klātbūtnei, kas novērš saules staru atstarošanu;
  • pašattīrošais (polārais) stikls ar titāna dioksīdu – organiskie piesārņotāji saulē izdeg, bet atlikušos gružus aizskalo lietus.

Polikarbonāta stikls ir triecienizturīgākais. Materiāls ir uzstādīts dārgos modeļos.

Ārējā čaula
Saules gaismas atstarošana un absorbcijas spēja: 1 – pretatstarojošs pārklājums, 2 – rūdīts triecienizturīgs stikls. Optimālais aizsargājošā ārējā apvalka biezums ir 4 mm

Saules paneļu iekārtu ekspluatācijas un funkcionālās īpašības:

  • piespiedu cirkulācijas sistēmām ir atkausēšanas funkcija, kas ļauj ātri atbrīvoties no sniega segas uz heliofield;
  • prizmatiskais stikls uztver plašu staru diapazonu dažādos leņķos - vasarā uzstādīšanas efektivitāte sasniedz 78-80%;
  • kolektors nebaidās no pārkaršanas - ja ir siltumenerģijas pārpalikums, ir iespējama dzesēšanas šķidruma piespiedu dzesēšana;
  • palielināta triecienizturība salīdzinājumā ar cauruļveida kolēģiem;
  • Iespēja uzstādīt jebkurā leņķī;
  • pieejamu cenu politika.

Sistēmas nav bez trūkumiem. Saules starojuma deficīta periodos, palielinoties temperatūras starpībai, plakanā plākšņu saules kolektora efektivitāte būtiski pazeminās nepietiekamas siltumizolācijas dēļ. Tāpēc paneļa modulis ir attaisnojams vasarā vai reģionos ar siltu klimatu.

Saules sistēmas: konstrukcijas un darbības iezīmes

Saules sistēmu dažādību var klasificēt pēc šādiem parametriem: saules starojuma izmantošanas metode, dzesēšanas šķidruma cirkulācijas metode, ķēžu skaits un darbības sezonalitāte.

Aktīvs un pasīvs komplekss

Jebkurai saules enerģijas pārveidošanas sistēmai ir saules enerģijas uztvērējs. Pamatojoties uz saņemtā siltuma izmantošanas metodi, izšķir divu veidu saules kompleksus: pasīvo un aktīvo.

Pirmais veids ir saules apkures sistēma, kur ēkas konstrukcijas elementi darbojas kā saules starojuma siltumu absorbējošs elements. Jumts, kolektora siena vai logi darbojas kā saules staru uztveršanas virsma.

Pasīvā saules sistēma
Zemas temperatūras pasīvās saules sistēmas shēma ar kolektora sienu: 1 - saules stari, 2 - caurspīdīgs ekrāns, 3 - gaisa barjera, 4 - apsildāms gaiss, 5 - izplūdes gaisa plūsmas, 6 - siltuma starojums no sienas, 7 - kolektora sienas siltumu absorbējošā virsma, 8 – dekoratīvās žalūzijas

Eiropas valstīs energoefektīvu ēku celtniecībā tiek izmantotas pasīvās tehnoloģijas. Saules uztverošās virsmas ir dekorētas kā viltus logi. Aiz stikla pārsega ir nomelnota ķieģeļu siena ar gaišām atverēm.

Konstrukcijas elementi - sienas un griesti, no ārpuses siltināti ar polistirolu - darbojas kā siltuma akumulatori.

Aktīvās sistēmas nozīmē neatkarīgu ierīču izmantošanu, kas nav saistītas ar struktūru.

Aktīvā saules sistēma
Šajā kategorijā ietilpst iepriekš minētie kompleksi ar cauruļveida plakanu kolektoriem - saules siltuma instalācijas parasti atrodas uz ēkas jumta

Termosifons un cirkulācijas sistēmas

Saules siltuma iekārtas ar dzesēšanas šķidruma dabisku kustību pa kolektora-akumulatora-kolektora ķēdi tiek veiktas konvekcijas dēļ - silts šķidrums ar zemu blīvumu paceļas uz augšu, atdzesēts šķidrums plūst uz leju.

Termosifona sistēmās uzglabāšanas tvertne atrodas virs kolektora, nodrošinot dzesēšanas šķidruma spontānu cirkulāciju.

Thermsifon saules sistēma
Darbības shēma ir raksturīga vienas ķēdes sezonālām sistēmām. Termosifona kompleksu nav ieteicams izmantot kolektoriem, kuru platība ir lielāka par 12 kv.m.

Saules sistēmai bez spiediena ir daudz trūkumu:

  • mākoņainās dienās kompleksa veiktspēja samazinās - dzesēšanas šķidruma kustībai ir nepieciešama liela temperatūras starpība;
  • siltuma zudumi šķidruma lēnas kustības dēļ;
  • tvertnes pārkaršanas risks sildīšanas procesa nekontrolējamības dēļ;
  • kolektora nestabilitāte;
  • grūtības novietot uzglabāšanas tvertni - uzstādot uz jumta, palielinās siltuma zudumi, paātrinās korozijas procesi, un pastāv cauruļu aizsalšanas risks.

“Gravitācijas” sistēmas priekšrocības: dizaina vienkāršība un pieejamība.

Cirkulācijas (piespiedu) saules sistēmas uzstādīšanas kapitāla izmaksas ir ievērojami augstākas nekā brīvās plūsmas kompleksa uzstādīšana. Sūknis “iegriežas” ķēdē, nodrošinot dzesēšanas šķidruma kustību. Sūkņu stacijas darbību kontrolē kontrolieris.

Piespiedu saules sistēma
Piespiedu gaisa kompleksā radītā papildu siltuma jauda pārsniedz sūknēšanas iekārtu patērēto jaudu. Sistēmas efektivitāte palielināsies par trešdaļu

Šo cirkulācijas metodi izmanto visu gadu divkontūru saules siltuma instalācijās.

Pilnībā funkcionējoša kompleksa priekšrocības:

  • neierobežota uzglabāšanas tvertnes atrašanās vietas izvēle;
  • sniegums ārpus sezonas;
  • optimālā apkures režīma izvēle;
  • drošība – darbības bloķēšana pārkaršanas gadījumā.

Sistēmas trūkums ir tās atkarība no elektrības.

Ķēžu tehniskais risinājums: vienas un divkontūras

Vienas ķēdes iekārtās cirkulē šķidrums, kas pēc tam tiek piegādāts ūdens ņemšanas vietās. Ziemā ūdens no sistēmas ir jāiztukšo, lai novērstu cauruļu aizsalšanu un plaisāšanu.

Vienas ķēdes saules siltuma kompleksu īpašības:

  • ieteicams sistēmu “piepildīt” ar attīrītu, mīkstu ūdeni - sāļu nogulsnēšanās uz cauruļu sienām noved pie kanālu aizsērēšanas un kolektora sabojāšanās;
  • korozija pārmērīga gaisa dēļ ūdenī;
  • ierobežots kalpošanas laiks - četru līdz piecu gadu laikā;
  • augsta efektivitāte vasarā.

Divkontūru saules kompleksos cirkulē speciāls dzesēšanas šķidrums (nesasalstošs šķidrums ar pretputošanas un pretkorozijas piedevām), kas caur siltummaini nodod siltumu ūdenim.

Vienas un divu ķēžu saules enerģijas sistēmas
Vienas ķēdes (1) un divkontūru (2) saules sistēmas projektēšanas shēmas. Otro variantu raksturo paaugstināta uzticamība, spēja strādāt ziemā un ilgs kalpošanas laiks (20-50 gadi)

Divkontūru moduļa darbības nianses: neliels efektivitātes samazinājums (par 3-5% mazāk nekā vienas ķēdes sistēmā), nepieciešamība pilnībā nomainīt dzesēšanas šķidrumu ik pēc 7 gadiem.

Darba apstākļi un efektivitātes uzlabošana

Saules sistēmas aprēķinu un uzstādīšanu labāk uzticēt profesionāļiem. Atbilstība uzstādīšanas tehnikai nodrošinās darbspēju un deklarētās veiktspējas sasniegšanu. Lai uzlabotu efektivitāti un kalpošanas laiku, ir jāņem vērā dažas nianses.

Termostata vārsts. Tradicionālās apkures sistēmās termostatiskais elements uzstādīts reti, jo siltuma ģenerators ir atbildīgs par temperatūras regulēšanu. Tomēr, uzstādot saules sistēmu, nevajadzētu aizmirst par drošības vārstu.

Termostata vārstu novietojums
Tvertnes uzsildīšana līdz maksimāli pieļaujamajai temperatūrai palielina kolektora veiktspēju un ļauj izmantot saules siltumu pat mākoņainā laikā

Optimālais vārsta novietojums ir 60 cm no sildītāja. Novietojot tuvu, “termostats” uzsilst un bloķē karstā ūdens padevi.

Uzglabāšanas tvertnes novietošana. Karstā ūdens bufera tvertne jāuzstāda pieejamā vietā. Ievietojot kompaktā telpā, īpaša uzmanība tiek pievērsta griestu augstumam.

Uzglabāšanas tvertnes uzstādīšana
Minimālā brīvā vieta virs tvertnes ir 60 cm. Šī sprauga ir nepieciešama akumulatora apkopei un magnija anoda nomaiņai

Uzstādīšana izplešanās tvertne. Elements kompensē siltuma izplešanos stagnācijas periodos. Tvertnes uzstādīšana virs sūknēšanas iekārtas izraisīs membrānas pārkaršanu un tās priekšlaicīgu nodilumu.

Izplešanās tvertne
Optimālā vieta izplešanās tvertnei ir zem sūkņu grupas. Temperatūras efekts šīs uzstādīšanas laikā ir ievērojami samazināts, un membrāna ilgāk saglabā savu elastību.

Saules ķēdes savienojums. Savienojot caurules, ieteicams organizēt cilpu. Termiskā cilpa samazina siltuma zudumus, novēršot uzkarsēta šķidruma izdalīšanos.

Saules ķēdes savienojums
Tehniski pareiza iespēja saules ķēdes “cilpas” ieviešanai. Ja neievēro šo prasību, temperatūra uzglabāšanas tvertnē nakts laikā pazeminās par 1–2°C

Pretvārsts. Novērš dzesēšanas šķidruma cirkulācijas “apgāšanos”. Ar saules aktivitātes trūkumu pretvārsts neļauj dienas laikā uzkrātajam siltumam izkliedēties.

Populāri saules moduļu modeļi

Saules sistēmas no vietējiem un ārvalstu uzņēmumiem ir pieprasītas. Labu reputāciju ir ieguvuši ražotāju produkti: NPO Mashinostroeniya (Krievija), Gelion (Krievija), Ariston (Itālija), Alten (Ukraina), Viessman (Vācija), Amcor (Izraēla) utt.

Saules sistēma "Falcon". Plakans saules kolektors, kas aprīkots ar daudzslāņu optisko pārklājumu ar magnetrona izsmidzināšanu. Minimālā emisijas jauda un augsts absorbcijas līmenis nodrošina efektivitāti līdz 80%.

Veiktspējas īpašības:

  • darba temperatūra – līdz -21 °C;
  • reversais siltuma starojums – 3-5%;
  • virskārta – rūdīts stikls (4 mm).

Kolektors SVK-A (Alten). Vakuuma saules kolektoru uzstādīšana ar absorbcijas laukumu 0,8-2,41 kv.m (atkarībā no modeļa). Dzesēšanas šķidrums ir propilēnglikols, 75 mm vara siltummaiņa siltumizolācija samazina siltuma zudumus.

Papildu iespējas:

  • korpuss – anodēts alumīnijs;
  • siltummaiņa diametrs – 38 mm;
  • izolācija – minerālvate ar antihigroskopisku apstrādi;
  • pārklājums – borsilikāta stikls 3,3 mm;
  • Efektivitāte – 98%.

Vitosol 100-F ir plakans saules kolektors horizontālai vai vertikālai uzstādīšanai. Vara absorbētājs ar arfas formas cauruļveida spoli un helio-titāna pārklājumu. Gaismas caurlaidība – 81%.

Saules sistēmu raksturojums
Saules sistēmu aptuvenās cenas: plakanie saules kolektori – no 400 USD/kv.m, cauruļveida saules kolektori – 350 USD/10 vakuumkolbas. Pilns cirkulācijas sistēmas komplekts – no 2500 USD

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Saules kolektoru darbības princips un to veidi:

Plakano kolektora veiktspējas novērtēšana zem nulles temperatūrā:

Paneļa saules kolektora uzstādīšanas tehnoloģija, izmantojot Buderus modeļa piemēru:

Saules enerģija ir atjaunojams siltuma avots. Ņemot vērā tradicionālo energoresursu cenu pieaugumu, saules sistēmu ieviešana attaisno kapitālieguldījumus un atmaksājas tuvāko piecu gadu laikā, ja tiek ievēroti uzstādīšanas paņēmieni.

Ja jums ir vērtīga informācija, ar kuru vēlaties dalīties ar mūsu vietnes apmeklētājiem, lūdzu, atstājiet savus komentārus lodziņā zem raksta. Tur varat uzdot jautājumus par raksta tēmu vai dalīties pieredzē par saules kolektoru izmantošanu.

Apmeklētāju komentāri
  1. Valērijs

    Mans sapnis ir izmantot saules enerģiju, lai apgaismotu un apsildītu savu māju. Es ietaupīšu naudu un darīšu to. Mans draugs uz sava jumta uzstādīja saules paneļus. Viss atjaunošanas process izmaksāja 25 000 USD. Tagad viņiem pietiek elektrības ģimenei un pārpalikumu pārdod valstij. Viņi aprēķināja, ka izmaksas atmaksāsies 6 gados, un tad viņi saņems ienākumus. Daudzsološs ieguldījums.

    • Vjačeslavs

      Jūsu draugs ir nelietīgs - privātpersona nevar pārdot elektrību valstij. Un aprīkojums nekalpo mūžīgi. Tam būs jāveic apkope un remonts.

      Jāgaida vēl 20 gadi – varbūt tad būs pieejamāk. Bet ne mūsu valstī...

  2. Vjačeslavs

    Ap šo tēmu tiks salauztas vēl daudzas kopijas. Esmu vairākkārt ar skepsi lasījis pētījumus par šādu projektu atmaksāšanos. Acīmredzot tas viss ir atkarīgs no mājas reģionālā savienojuma. Pat ar elektrības patēriņu 1000 kW mēnesī par 3 rubļiem, kaut kā 25 tūkstoši dolāru 5 gados neizdodas).

    Bet apkures ziņā, manuprāt, tas ir interesanti.Tikai rodas jautājums: vai vidējos platuma grādos saules kolektors spēs pilnībā pārņemt apkuri un karsto ūdeni? Tad jautājums par atmaksāšanos kļūst sekundārs.

    • Eksperts
      Amirs Gumarovs
      Eksperts

      Sveiki. Arī es pats sev aktīvi uzdodu šo jautājumu, un problēma šeit nav vidējos platuma grādos, bet gan gaišā diennakts garumā. Baterijas un kolektori darbojas no saules gaismas, nevis no saules siltuma. Gaismas cikla ilgums ziemā, nakts laikā, mākoņainajā sezonā (un dažreiz šādi laikapstākļi ilgst nedēļas).

      Ražotāju versija par 10 gadu atmaksāšanās periodu kļūst apšaubāma, ņemot vērā vidējo akumulatora darbības laiku 25 gadi un uzlādējamo akumulatoru 12 gadus. Un versija, kas nesen aprēķināta par 45 gadu atmaksāšanos, kas vairs nešķiet tik piemērota, šķiet arvien patiesāka.

  3. Boriss

    Kā aprēķināt atmaksāšanos Krasnodaras apgabalam? Mums ir labi ar saulaino dienu skaitu. Vai pašiem būs grūti uzstādīt paneļus?

    • Eksperts
      Amirs Gumarovs
      Eksperts

      Sveiks, Boris. Krasnodaras apgabalā alternatīvā enerģija ir diezgan labi attīstīta, jo īpaši ar tīklu savienotas saules elektrostacijas (SPP).

      Runājot par atmaksāšanos, ir jāveic daži aprēķini. Lai būtu skaidrāks, es minēšu Soču pilsētas pabeigta projekta piemēru, saules elektrostaciju ar jaudu 10 kW. Uzreiz ņemam vērā vietējo elektroenerģijas tarifu 7,9 rubļi/kWh.
      Pašas saules elektrostacijas izmaksas ir 590 tūkstoši rubļu, plus kokmateriālu un jumta stiprinājumi, palīgmateriāli un uzstādīšanas darbi maksās 110 tūkstošus rubļu. Kopējā summa ir 700 tūkstoši rubļu.

      Pievienoju grafiku par 10 kW saules elektrostacijas kopējo gada elektroenerģijas ražošanu gadā, kas ir 15900 kWh.Vidējo ikmēneša ietaupījumu grafiks parāda, ka SES var ietaupīt 125 tūkstošus rubļu. gadā.
      Ir viegli aprēķināt, ka Sočos šāda stacija saplīs pat 5 gadu laikā.

      Iesaku instalāciju uzticēt brigādei no organizācijas, kas specializējas termoinstalācijā, lai saņemtu oficiālu garantiju.

      Pievienotās fotogrāfijas:

Apkure

Ventilācija

Elektrība