Zonneverwarmingssystemen: analyse van verwarmingstechnologieën op basis van zonnesystemen

De vraag naar alternatieve warmtebronnen wordt steeds urgenter. Dit wordt mogelijk gemaakt door de stijgende prijzen voor gas, steenkool en olie.Een veelbelovende richting zijn zonneverwarmingssystemen die een kamer jarenlang effectief kunnen verwarmen.

Denkt u erover om een ​​zonne-energiesysteem te installeren, maar heeft u twijfels en vragen? Wij helpen u uitzoeken wanneer het gepast is om zonne-energie te gebruiken voor verwarming en beschrijven mogelijke opties voor het organiseren van verwarming. Daarnaast bieden we instructies voor het maken van zelfgemaakte zonnesystemen - platte en buisvormige collectoren.

Zonne-energie is een alternatieve warmtebron

Het idee om zonne-energie te gebruiken voor verwarming is niet nieuw. Bovendien is de haalbaarheid van het gebruik ervan bewezen door de Amerikanen, Chinezen, Spanjaarden, Israëliërs en Japanners.

De markt staat vol met aanbiedingen van verschillende installaties voor het omzetten van zonne-energie en het verdere gebruik ervan voor economische behoeften.

Zonnesystemen worden in veel landen over de hele wereld actief gebruikt als de belangrijkste warmtebron. Op onze breedtegraden wordt het nog steeds gebruikt als aanvulling op het verwarmingssysteem

De kosten van systemen zijn afhankelijk van het type, de oppervlakte en het materiaal dat bij de productie wordt gebruikt. Van jaar tot jaar is er een gestage neerwaartse trend in de prijzen voor alle soorten zonne-installaties - zonnesystemen.

Dit maakt ze toegankelijker voor een bredere bevolking. Maar nog niet iedereen is klaar om zo'n aankoop te doen.

Maar als u dat wenst, kunt u met uw eigen handen een effectief zonneverwarmingssysteem bouwen, waarbij u aanzienlijk minder geld uitgeeft.

Een conventioneel verwarmingssysteem dat zijn functies al vele jaren perfect vervult, wordt steeds duurder. De reden hiervoor is de mondiale stijging van de prijzen van energiebronnen over de hele wereld. De natuurlijke wens van de eigenaar is om te besparen op verwarming, wat een aanzienlijk deel van het gezinsbudget opslokt.

Een zonneverwarmingssysteem kan dus de gebruikelijke vaste brandstof, gas of iets anders volledig vervangen. Het hangt allemaal af van het type en de grootte van de kamer waarin het zal worden gebruikt.

Een optie die geschikt is voor een graanschuur zal niet geschikt zijn voor een woongebouw, en een systeem dat voldoet aan de behoeften van een zomerhuis kan de verwarming van een herenhuis met 2 verdiepingen niet aan.

Het volledig vervangen van traditionele verwarming door zonne-energie is soms problematisch. De eigenaar is bang dat het systeem het misschien niet aankan of dat er fysiek niet genoeg ruimte is om het vereiste aantal panelen te installeren.

Daarom gebruiken ze vaak een gecombineerd verwarmingssysteem zonder de geïnstalleerde gasapparatuur (elektrische of andere) volledig achterwege te laten. Het vervangingsniveau van conventionele verwarming door zonne-energie kan 90% bereiken.

Ook is het jaarlijkse aantal zonnige dagen van het gebied waarin de woning gelegen is van belang. Bovendien is de gemiddelde dagtemperatuur niet zo belangrijk. Veel installaties absorberen effectief licht op ijzige winterdagen (zonnecollectoren die antivries als koelmiddel gebruiken).

Naast verwarming kan een zonne-installatie een woning voorzien van warm water en elektriciteit.

Waar is de installatie van zonnepanelen het meest effectief?

Als het gaat om het vervangen van verwarming door een zonnesysteem, moet u rekening houden met een aantal factoren die de efficiëntie ervan beïnvloeden.

Ten eerste, je moet het goede kiezen soort zonnestelsel. Hierbij moet u rekening houden met de oppervlakte van de kamer en het doel ervan. Meestal is dit een privéhuis waarin een gezin van 4-5 personen woont.

ten tweedeBereken zorgvuldig uw warmtebehoefte op basis van het maximale verbruik tijdens het koude seizoen. Vergelijk deze cijfers met de hoeveelheid opgewekte energie per vierkante meter. m zonne-installatie. Het enige dat overblijft is het berekenen van de oppervlakte van de zonnestructuur die de verwarming van een bepaalde kamer aankan.

De resulterende waarde wordt de belangrijkste factor bij het bepalen van de locatie van het systeem. Huiseigenaren geven er doorgaans de voorkeur aan om het dak of de muur van het huis te gebruiken. Gebruik zelden het aangrenzende gebied of het dak van de garage. Soms worden speciale stands gebouwd voor het monteren van de installatie.

De constructie van speciale stands voor de installatie van zonnesystemen maakt de meest gemakkelijke plaatsing ervan in de omgeving mogelijk

Het is belangrijk dat niets de vrije penetratie van zonlicht op het lichtabsorberende oppervlak verhindert. U moet een zuid-, zuidoost- of zuidwestelijke muur of een deel van het dak kiezen.

Nadat u heeft besloten waar de zonnepanelen zullen worden geplaatst, is het noodzakelijk om de voorbereidende voorbereiding van de woning uit te voeren:

• Maak ruimte vrij. Snoei overtollige beplanting weg als deze in de weg zit.
• Versterk het dak. Hier mogen we het gewicht van de voorgestelde structuur niet vergeten.
• Extra isolatie van het gebouw. Het heeft immers geen zin om de straat te verwarmen.

Derde, moet u beslissen of u zelf een verwarmingssysteem koopt of bouwt. Het hangt allemaal af van financiële mogelijkheden en de wens om tijd te besteden aan het vervaardigen van de structuur.

Nadat u de tweede optie heeft gekozen, moet u het werkingsprincipe van het gewenste systeem begrijpen om alles correct te kunnen monteren.

Mogelijke opties voor het regelen van zonneverwarming

Opties voor het bouwen van een zonneverwarmingssysteem zijn volledig afhankelijk van de wensen van de huiseigenaar:

• Toepassing van fabrieksproducten. Aankoop van kant-en-klare collectoren met zelfinstallatie en installatie.
• Bouw van een proefproject. Het is nodig om het effect van het gebruik van het systeem te controleren voor verdere nauwkeurige berekeningen.
• Onafhankelijke uitvoering van een volledige werkcyclus. Berekening, ontwerp, constructie vanaf nul van een zonnestelsel, de installatie ervan.

Optie 1. Dit impliceert het kiezen van de juiste locatie voor zonne-installaties, omdat de efficiëntie van het gebruik ervan hiervan afhangt. Installatie vereist ook speciale vaardigheden.

Het is niet nodig om het aantal panelen te berekenen; het is voldoende om al uw wensen kenbaar te maken aan de leverancier van de apparatuur.Je zult ook verduidelijkende vragen van managers moeten beantwoorden - dat is alles, het selecteren van het optimale aantal panelen (verzamelaars) zal zonder problemen gebeuren.

Om zelf een zonne-installatie op het dak te plaatsen, dient u de hulp in te roepen van minimaal één assistent. Je kunt dit werk niet alleen doen

Optie nr. 2 — bouw van een proefproject. Het zal de optimale oplossing zijn voor twijfelende mensen. De uiteindelijke beslissing om het verwarmingssysteem te vervangen is immers moeilijk om meteen te nemen. Het bouwen van een zonnecollector (lucht of water) van een klein formaat en het testen ervan “in actie” zal een lonende ervaring zijn.

Na de werkelijke productiekosten te hebben beoordeeld, deze te hebben vergeleken met de marktwaarde van vergelijkbare systemen en de besparingen door gebruik op de boerderij te hebben berekend, zal het gemakkelijk zijn om een ​​verantwoorde beslissing te nemen.

Optie #3 – de keuze van echte meesters.

Om de faciliteit volledig te verwarmen, is een enorme hoeveelheid werk nodig:

• Bereken het vereiste oppervlak van het zonnestelsel.
• Bepaal de locatie van toekomstige installatie en versterk deze.
• Extra isolatie van de woning.
• Koop alle elementen om het systeem te bouwen.
• Bouwen zonne-accu.
• Installeer het geconstrueerde systeem, waarbij u zich concentreert op de basisvereisten: de hellingshoek ten opzichte van de inval van zonlicht.

Het uitvoeren van een volledige werkcyclus voor het installeren van een systeem kan geen gemakkelijke taak worden genoemd, maar het proces is buitengewoon spannend. Bovendien kunt u hiermee een aanzienlijk bedrag besparen.

Wanneer u een type verwarming kiest dat gebruik maakt van zonne-energie, moet u beslissen of deze ook wordt gebruikt voor het verwarmen van water en het opwekken van elektriciteit (klik om te vergroten)

Soorten installaties voor het omzetten van zonne-energie

Afhankelijk van het werkingsprincipe zijn er twee soorten apparaten die zonlicht absorberen:

• Batterijen op basis van foto-elektrische omzetters. Vertegenwoordigt systemen van in serie of parallel geschakelde halfgeleiderelementen. Ze leveren stroom om huishoudelijke verwarmingstoestellen van stroom te voorzien.
• Zonnecollectoren. Panelen met een systeem van buizen gevuld met een koelvloeistof: lucht, antivriesmengsel of water. Ze leveren koelvloeistof die door de zon wordt verwarmd aan het verwarmingscircuit.

Laten we elke optie afzonderlijk bekijken.

Zonnepanelen

Een zonnebatterij zet het geabsorbeerde licht om in elektriciteit. Het bestaat uit fotocellen (meestal silicium), die onmiddellijk elektrische stroom uit zonnestraling kunnen halen.

Een dergelijke installatie kan worden gebruikt om de functionaliteit van elektrische verwarmingsapparatuur te garanderen. Het moet worden aangesloten op het elektriciteitsnet van het huis.

Het rendement van het omzetten van zonnestraling met deze installatie bedraagt ​​5% tot 20%, afhankelijk van het type apparaat dat zonnestraling verwerkt. Capaciteit 1 meter² zonnebatterij – 120 W.

Rest ons nog te berekenen hoeveel vierkante meter ruimte nodig zal zijn om aan de behoeften van een bepaald huishouden te voldoen, op basis van de grootte van het huis, de individuele warmtebehoefte en het isolatieniveau van de constructies.

Het is het handigst om zonnepanelen op het dak van het huis te plaatsen en hiervoor de zuidelijke helling te kiezen

Voor verwarming zijn zonnepanelen het meest effectief in de zuidelijke regio’s. Hun grootste nadeel is een afname van de efficiëntie bij schemering en bewolkt weer, en een volledig gebrek aan prestaties 's nachts.

Om met uw eigen handen een zonnebatterij te maken, moet u eerst het frame monteren, de zonnecellen solderen, vervolgens alles voorzichtig neerleggen en afdichtmiddel gebruiken.

Voor het maken van het frame wordt gebruik gemaakt van houten latten en aluminium hoeken.Het hangt allemaal af van de grootte van de constructie die wordt geassembleerd en de locatie van de installatie. Zonnecellen – siliciumwafels – zijn het meest verbruikbare onderdeel van de structuur. Ze zijn monokristallijn en polykristallijn. De eerste zijn iets duurder, maar hun prestaties zijn 5% hoger.

Zelf maken is onmogelijk. Het is beter om foto-elektrische omzetters aan te schaffen met reeds gesoldeerde geleiders.

Ze moeten op een basis van vezelplaat worden geplaatst, vervolgens in het frame worden bevestigd, de draden van de elementen naar buiten leiden en alle gaten opvullen met kit. Laat de structuur goed drogen en dek af met een glazen of transparant plastic deksel.

Installatieschema's en methoden voor het aansluiten van zonnepanelen worden beschreven in Dit artikel.

Zonnecollectoren

Collectoren hebben een fundamenteel andere manier om geabsorbeerd licht om te zetten. Hun werk is gebaseerd op koelvloeistof die door leidingen stroomt.

Afhankelijk van het ontwerp kunnen drie hoofdtypen collectoren worden onderscheiden, die meestal worden gebruikt voor de constructie van een zonneverwarmingssysteem:

• Vlak. Het koellichaam - hun absorber is gemaakt van plaatstaal met een zwart gemaakt buitenoppervlak. Bij verwarming draagt ​​het energie over aan de koelvloeistof van het verwarmingssysteem.
• Vacuüm. Verzamelaar vacuümtype systeem gemaakt volgens het thermosontwerp, waardoor de warmte van de zon bijna twee keer zo goed behouden blijft.
• Naven. Het apparaat is uitgerust met een concaaf spiegelgedeelte met een groot oppervlak dat zonlicht op een klein absorberoppervlak focust.

De meest voorkomende zonne-installaties in het dagelijks leven zijn uitgerust met een buissysteem gemaakt in de vorm van parallel verbonden elementen of een spoel. De buizen zijn gevuld met technisch water of een mengsel van water met niet-vriesvloeistof of lucht.

Nadat u de belangrijkste onderdelen van een zonne-installatie in beeld heeft gebracht, kunt u gemakkelijker beslissen waar u bepaalde componenten het beste kunt plaatsen (+)

De luchtinstallatie kan gebruikt worden als extra warmtebron. Het is niet in staat een woning volledig van warmte te voorzien, ongeacht de regio waar deze zich bevindt. Het belangrijkste kenmerk van dit type zonnestelsel is lucht, die als koelmiddel fungeert.

Buissystemen worden het hele jaar door behoorlijk actief gebruikt voor verwarming. Het antivries- of antivriesmengsel wordt verwarmd door de zonnestralen, gaat vervolgens door interne warmtewisselingsbuizen en wordt vervolgens naar de opslagtank gestuurd.

De beweging van vloeistof wordt gestimuleerd door een pomp, waardoor deze van de tank naar het verwarmingssysteem beweegt. Het verwarmde koelmiddel verdringt het gekoelde deel van de vloeistof, dat naar de collector moet terugkeren en moet opwarmen.

Het werkingsprincipe van een vlak zonnesysteem is gebaseerd op het binnendringen van zonlicht in het paneel waar de warmteabsorber zich bevindt. Het warmt op en geeft warmte af, die wordt overgebracht naar de vloeistof die door metalen buizen (meestal koper) circuleert.

Wat kun je zelf bouwen?

U kunt met uw eigen handen een zonneverwarmingssysteem bouwen met behulp van een luchtcollector. Het is het beste om het op de zuidelijke muur van het gebouw te plaatsen.

Hoe groter het oppervlak van de verwarmde kamer, hoe groter het gebied dat de collector zal innemen - misschien wel de hele muur van het huis. Ook kan dit zonnestelsel op zolder worden gebouwd.

Wanneer u van plan bent een luchtverwarmingssysteem op zolder te installeren, moet u ervoor zorgen dat deze het gewicht van de installatie kan dragen (+)

Een zonnecollector die de luchtmassa verwarmt, voert zijn verwarmingsfuncties uit dankzij luchtstromen die in het systeem passeren.De koelvloeistof circuleert door het circuit, koelt af en komt weer in het systeem terecht. De beweging van luchtstromen kan op natuurlijke wijze of met behulp van een ventilator worden uitgevoerd.

Wat betreft de materialen voor het maken van het luchtverdeelstuk, kunt u verschillende beschikbare gereedschappen gebruiken. Er is niet één regel.

Thuisvakmensen verbeteren dit type zonnestelsel, thuis geassembleerd. Sommige mensen streven naar een goedkopere optie, waarbij ze de efficiëntie opofferen, terwijl anderen het tegenovergestelde doen.

Nadat u de belangrijkste elementen van de luchtcollector hebt begrepen, is het gemakkelijker om te beslissen over de locatie van de installatie: dak of muur (+)

Laten we naar de belangrijkste methoden kijken.

Kenmerken van het installeren van een buisvormig zonnestelsel

Een buiszonneverwarmingssysteem kan in verschillende regio's worden toegepast. Het is niet afhankelijk van de buitentemperatuur. Het belangrijkste is dat de installatie de maximale hoeveelheid zonlicht ontvangt.

Antivries dat als koelvloeistof wordt gebruikt, bevriest niet bij lage temperaturen. Op heldere winterdagen is de hoeveelheid zonlicht groter dan de hoeveelheid licht die in de zomer wordt ontvangen.

Een buisvormige zonnecollector bestaat uit een systeem van transparante vacuümbuizen die met elkaar verbonden zijn. Ze bevatten een stof met een laag kookpunt. Als het kookt, verdampt het, geeft zijn warmte af aan de koperen punt en stroomt naar beneden, waar alles zich opnieuw herhaalt.

Vacuümbuizen van brandwerend glas zijn van binnen gevuld met een stof die bij lage temperaturen kan koken (+)

Vacuümbuizen absorberen tot 90% van alle zonnestraling (zichtbaar en infrarood). Zonne-energie, omgezet in warmte, wordt aan de koelvloeistof toegevoerd. Het brengt deze energie verder door het systeem over - naar een warmtewisselaar in een speciale opslagtank.

De beweging van koelvloeistof en water door verwarmingssystemen vindt plaats als gevolg van pompen. Het is belangrijk dat de tank een goede thermische isolatie heeft. In de regel zijn er twee warmtewisselaars: de ene is aangesloten op de bijverwarming, de tweede is aangesloten op de collectoren.

Bij woningen met dit type zonne-installatie is het voordelig om aanvullend een vloerverwarmingssysteem aan te sluiten. Hierdoor kan het gebouw efficiënter worden verwarmd.

Wat de installatie van buiscollectoren betreft, kunt u deze zelf installeren. Het enige waar u rekening mee moet houden is de werkhoek: deze moet minimaal 20° zijn.

De buisvormige zonnecollector wordt op het dak geplaatst, waarbij de zonnigste richting wordt gekozen. Het is belangrijk dat er geen hoogbouw in de buurt staat die de vrije penetratie van zonlicht belemmert

Het zal niet mogelijk zijn om met uw eigen handen een vacuüminstallatie te bouwen - het is onmogelijk om thuis vacuümbuizen te maken. Dit gebeurt door fabrieken die gespecialiseerd zijn in de productie van vacuümzonnesystemen.

Platte zonne-installatie

Voor verwarming wordt vaak een platte zonnecollector gebruikt.

Om het te bouwen heb je nodig:

• metalen frame;
• duurzame bodem;
• thermische isolatielaag;
• een zwarte zonnestralingabsorberende laag (adsorber);
• transparant deksel - plastic, glas;
• buizen voor vloeistof (koper, aluminium).

De constructie moet zijn uitgerust met inlaat- en uitlaatleidingen en een pomp voor een efficiënte vloeistofcirculatie.

U kunt met uw eigen handen een platte zonne-installatie monteren. Om dit te doen, gebruiken ze vaak geïmproviseerde middelen, waarbij ze goedkopere materialen kiezen als analoog (+)

De vlakke collector kan onder elke hoek worden geïnstalleerd; een voorwaarde is dat deze sneeuw- en stofvrij is. Het is vooral goed voor warme klimaten.

Tijdens het koude seizoen worden lage prestaties en hoge warmteverliezen waargenomen.Wat het gebruik van dit zonnestelsel alleen voor volledige verwarming in twijfel trekt. Het zou optimaal zijn om een ​​platte zonne-installatie te gebruiken in combinatie met verwarming op gas, elektriciteit of vaste brandstof.

Wij nodigen u uit om artikelen te lezen over zelfgemaakte zonneverwarmingssystemen:

1. Hoe u met uw eigen handen een zonnecollector kunt maken voor verwarming - stapsgewijze handleiding
2. Hoe u met uw eigen handen een zonnebatterij kunt maken: methoden voor het monteren en installeren van een zonnepaneel

Nogmaals over opportunisme

Het is gunstig om zonne-energie te gebruiken voor verwarming in plaats van conventionele energiebronnen. Afhankelijk van het gekozen type zonnesysteem kan de besparing op betaald warmteverbruik oplopen tot 100%.

Een optie om het verwarmingssysteem volledig te vervangen is het gebruik van collectoren met vacuümbuizen. Dit is in de beginfase een vrij duur project. In de toekomst kan het land volledige energie-onafhankelijkheid garanderen en zichzelf binnen zes tot acht jaar terugbetalen.

De vindingrijkheid van thuisvakmensen kent geen grenzen - een gewone slang kan worden gebruikt als een labyrint voor het circuleren van vloeistof in het verdeelstuk

De levensduur van zonne-energie-installaties bedraagt ​​maximaal 25 jaar. Ze vereisen weinig onderhoud: periodieke reiniging van oppervlakken tegen sneeuw, stof en puin. Wat betreft reparaties, u kunt het zelf doen. Een belangrijk nadeel is dat vlakke plaatcollectoren en zonnepanelen ‘bang’ zijn voor orkanen.

Een dergelijke verwarming is veilig voor de bewoners van het huis en het milieu. Het is geheel gratis en niet afhankelijk van wisselkoersen of energieprijzen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

De video demonstreert het proces van het met uw eigen handen bouwen van een zonnebatterij:

Een visueel hulpmiddel bij de constructie van een luchtverwarmingssysteem:

Technologie om met uw eigen handen een platte zonne-installatie te maken:

Zonne-energiecentrales of zonneverwarmingssystemen hebben zich over de hele wereld bewezen. Hiermee kunt u gratis warmte ontvangen, waardoor de kosten voor het betalen van de energierekening voor verwarming met 30% worden verlaagd.

Het is mogelijk om energiebronnen in uw verwarmingssysteem volledig te vervangen door zonne-energie. Een ander groot voordeel is dat u de zonne-installatie zelf kunt monteren.

Heb jij praktische vaardigheden in het monteren of bedienen van zonneverwarmingssystemen? Deel uw opgebouwde kennis, stel vragen over het onderwerp en neem deel aan discussies. Het reactieformulier vindt u hieronder.