Сонячне опалення приватного будинку: батареї, колектори, пристрій, принцип роботи, монтаж своїми руками, розрахунок


Заміський будинок потребує чимало коштів і витрат. Кожна дрібниця вимагає уваги. Що вже говорити про систему опалення. Тут потрібно все уважно зважити, адже блакитне паливо нераціонально використовувати в заміських будинках, а електрику досить дороге. Прекрасною альтернативою традиційним системам опалення є сонячне опалення приватного будинку.

Поширеність використання сонячної енергії

Буквально з кожним днем зростає популярність сонячного опалення приватного будинку. Ця інноваційна система передбачає серйозну інвестицію, але тільки до початку користування, під час монтажу. Далі жодні внески не потрібні, а, отже, всі наступні роки можна спокійно і безкоштовно насолоджуватися гарячою водою і теплом у домі. Вдосконалені сонячні системи можна використовувати практично в кожному будинку.

Поширеність використання сонячної енергії

Популярність застосування енергії сонця

Так як тепло без газового та електричного опалення коштує чимало, до монтажу системи потрібно підійти з великою увагою. Кожен власник такої попередньо повинен уважно розрахувати необхідну площу сонячних плит, потужність, а також вибрати оптимальне місце для монтажу системи.

Види сонячної системи опалення

Сонячне опалення приватного будинку може бути двох типів:

  • на основі сонячних батарей;
Види сонячної системи опалення

Сонячні батареї на даху

  • на основі сонячних колекторів.
Види сонячної системи опалення

Сонячні колектори

Переваги і недоліки сонячної отпительной системи

До переваг, якими може похвалитися ця система опалення, можна віднести і такі:

  • економія на паливі;
  • простота використання;
  • кожен раз дешевше вартість фотоелементів, а потім самої системи і її монтажу;
  • екологічна безпека;
  • відсутність витрат на ремонт і додаткове обслуговування;
  • немає неприємних запахів, звуків;
  • можна самостійно контролювати тривалість опалювального сезону.

Якісно виконана система може прослужити до 25 років. Якщо експлуатувати її систематично, то вона окупиться приблизно за 3 роки.

Об'єктивності заради варто також вказати і на ті недоліки, які властиві для сонячної системи опалення.

Це зокрема такі:

  • залежність від погоди (у сонячний день виробляється більше енергії, а в пасмурний менше);
  • поки дорогий монтаж;
  • розрахунок всіх елементів і з'єднань повинен бути професійним і максимально точним.

Принцип роботи опалення на сонячних батареях

Сонячні батареї можна ще назвати фотогенераторами електроенергії. Як відомо з уроків фізики, сонячні промені здатні створювати постійний струм. У батареї він впливає на напівпровідникові елементи, а тому струм, що формується в ланцюгах, передається в інші об'єкти. Накопичує і подає безпосередньо до джерела опалення цю енергію акумулятор.

Принцип роботи опалення на сонячних батареях

Схема опалення на сонячних батареях

Батареї, як стверджують фахівці з монтажу, краще прикріплювати з південної сторони даху під кутом 30 градусів. На них не повинні потрапляти тіні дерев або, скажімо, сусідніх будинків.

Пристрій сонячної батареї

В сонячній батареї містяться наступні елементи:

  • прозора скляна або пластмасова панель (всередині неї може циркулювати вода чи повітря);
  • металева поверхня, яка поглинає сонячні промені;
  • резервуар для накопичення та підігріву газу або води.
Пристрій сонячної батареї

Пристрій сонячної батареї

Сонячна система такого типу, крім самих сонячних батарей, також містить:

  • акумулятор;
  • датчик для регулювання зарядки батареї;
  • звичайний перетворювач;
  • перетворювач змінного струму
  • система для відбору потужності.

Сонячні батареї встановлюються в основному заради отримання електроенергії. Саме тому така система використовується в основному в тих будинках, де є тепла підлога, бойлер, бойлери тощо.

Ефективність такої системи важко оцінити однозначно, адже на роботу сонячних батарей впливають різні фактори, основний з яких – кількість сонячних променів. Якщо приміщення розташоване в північній широті, тоді система з використанням сонячних батарей буде працювати добре. Якщо ж погода переважно похмура, тоді такий вид опалення не виправдає себе, а тому влаштовувати її недоречно.

Сонячний вид опалення часто використовується як додатковий варіант при іншій основній системі.

Сонячні колектори та їх використання

Сонячна система з використанням колекторів дуже схожа з сонячними батареями. Як і в першому випадку, сонячна енергія повинна накопичуватися і перероблятися. Основна відмінність колекторів та акумуляторів відбувається переробка не електричної, а теплової енергії.

Сонячні колектори та їх використання

Схема опалення сонячними колекторами

Перед тим, як віддати своє тепло, носій тепла, знаходиться всередині колектора, нагрівається від сонячних променів.

Продуктивність такого типу системи як і у випадку з батареями безпосередньо залежить від кількості сонячної енергії.

Серед численної кількості класифікацій колекторів, основне місце відводиться розділенню колекторів на:

  • що працюють на воді або антифризі. Це, так звані, плоскі колектори. Основними їх складовими елементами є: прозорий шар, теплоізоляційний матеріал, абсорбер, який і забезпечує поглинання енергії.
  • ті, що працюють завдяки повітряним масам. Вони ж забезпечують повітряне опалення.

Сонячне опалення своїми руками

Як показує досвід, встановити сонячне опалення приватного будинку власноруч можна. Є кілька можливих варіантів. Іноді господарі використовують пластикові пляшки і поліетиленову плівку, однак така система не є популярною з-за своєї недовговічності. Крім того, ефективність роботи такої системи опалення досить незначна.

Доцільніше придбати вже готове обладнання і монтувати його. Ще раз нагадаємо, вкладені кошти повернуться приблизно через 3 роки.

Розрахунок енергії

Щоб покрити 100 літрів газу, потрібно щоб потік сонця становив 1000 кВт / год на квадратний метр. Такий розрахунок на рік.

У випадку, якщо батарея є більшою і мощене, має загальну площу 4 кв. м, то енергія складе 2000 кВт / год протягом року. Цього цілком вистачить, щоб сім'я з трьох осіб безкоштовно користувалась гарячою водою круглий рік.