Güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri: Güneş sistemlerine dayalı ısıtma teknolojilerinin analizi

Alternatif ısı kaynakları bulma sorunu giderek daha acil hale geliyor. Bu, artan gaz, kömür ve petrol fiyatlarıyla kolaylaştırılmıştır.Çok umut verici bir yön, bir odayı yıllarca etkili bir şekilde ısıtabilen güneş enerjili ısıtma sistemleridir.

Güneş enerjisi sistemi kurmayı düşünüyorsunuz ancak şüpheleriniz ve sorularınız mı var? Isıtma için güneş enerjisini kullanmanın ne zaman uygun olduğunu anlamanıza yardımcı olacağız ve ısıtmayı organize etmek için olası seçenekleri açıklayacağız. Ek olarak, ev yapımı güneş enerjisi sistemleri (düz ve boru şeklinde kollektörler) yapımına yönelik talimatlar da sunacağız.

Güneş enerjisi alternatif bir ısı kaynağıdır

Güneş enerjisini ısıtma için kullanma fikri yeni değil. Üstelik kullanımının fizibilitesi Amerikalılar, Çinliler, İspanyollar, İsrailliler ve Japonlar tarafından kanıtlanmıştır.

Piyasa, güneş enerjisinin dönüştürülmesine ve bunun ekonomik ihtiyaçlar için daha fazla kullanılmasına yönelik çeşitli kurulum teklifleriyle doludur.

Güneş sistemleri dünyanın birçok ülkesinde ana ısı kaynağı olarak aktif olarak kullanılmaktadır. Enlemlerimizde hala ısıtma sistemine ek olarak kullanılmaktadır.

Sistemlerin maliyeti, türüne, alanına ve imalatta kullanılan malzemeye bağlıdır. Her türlü güneş enerjisi kurulumunun (güneş enerjisi sistemleri) fiyatlarında yıldan yıla istikrarlı bir düşüş eğilimi var.

Bu onları daha geniş bir nüfus için daha erişilebilir hale getirir. Ancak henüz herkes böyle bir satın alma işlemi yapmaya hazır değil.

Ancak dilerseniz, çok daha az para harcayarak kendi ellerinizle etkili bir güneş enerjisi ısıtma sistemi kurabilirsiniz.

Uzun yıllardır işlevini mükemmel bir şekilde yerine getiren geleneksel bir ısıtma sistemi, her geçen gün daha pahalı hale geliyor. Bunun nedeni dünya genelinde enerji kaynaklarının fiyatlarındaki küresel artıştır. Sahibinin doğal arzusu, aile bütçesinin önemli bir bölümünü tüketen ısıtmadan tasarruf etmektir.

Böylece güneş enerjisiyle ısıtma sistemi, normal katı yakıtın, gazın veya başka herhangi bir yakıtın yerini tamamen alabilir. Her şey kullanılacağı odanın tipine ve büyüklüğüne bağlıdır.

Tahıl ambarı için uygun bir seçenek bir konut binası için uygun olmayacaktır ve bir yazlık evin ihtiyaçlarını karşılayan bir sistem 2 katlı bir konağın ısıtılması ile baş edemez.

Geleneksel ısıtmanın tamamen güneş enerjisiyle değiştirilmesi bazen sorunlu olabilir. Sahibi, sistemin başa çıkamayacağından veya gerekli sayıda paneli monte etmek için fiziksel olarak yeterli alan bulunmamasından korkuyor.

Bu nedenle, kurulu gaz (elektrikli veya diğer) ekipmanı tamamen terk etmeden genellikle kombine bir ısıtma sistemi kullanırlar. Geleneksel ısıtmanın güneş enerjisiyle değiştirilme seviyesi% 90'a ulaşabilir.

Ayrıca evin bulunduğu bölgenin yıllık güneşli gün sayısı da önemlidir. Üstelik ortalama günlük sıcaklık o kadar da önemli değil. Birçok kurulum, soğuk kış günlerinde ışığı etkili bir şekilde emer (soğutucu olarak antifriz kullanan güneş kolektörleri).

Güneş enerjisi kurulumu, ısıtmanın yanı sıra bir eve sıcak su ve elektrik de sağlayabilir.

Güneş enerjisi kurulumu nerede en etkili olacak?

Isıtmanın güneş enerjisi sistemiyle değiştirilmesi söz konusu olduğunda, verimliliğini etkileyen bir dizi faktörü hesaba katmanız gerekir.

İlk önce, doğru olanı seçmelisin güneş sistemi tipi. Bu konuda odanın alanını ve amacını dikkate almalısınız. Çoğu zaman bu, 4-5 kişilik bir ailenin yaşadığı özel bir evdir.

ikinci olarak, soğuk mevsimdeki maksimum tüketime göre ısı ihtiyacınızı dikkatlice hesaplayın. Bu rakamları metrekare başına üretilen enerji miktarıyla karşılaştırın. m güneş enerjisi kurulumu. Geriye kalan tek şey, belirli bir odanın ısıtılmasıyla baş edebilecek güneş yapısının alanını hesaplamaktır.

Ortaya çıkan değer sistemin yerini belirlemede ana faktör olacaktır. Tipik olarak ev sahipleri evin çatısını veya duvarını kullanmayı tercih eder. Garajın bitişik alanını veya çatısını nadiren kullanın. Bazen kurulumun montajı için özel standlar yapılır.

Güneş enerjisi sistemlerinin kurulumu için özel standların inşası, bunların yerel alana en uygun şekilde yerleştirilmesini sağlar

Hiçbir şeyin güneş ışığının ışığı emen yüzeye serbestçe girmesini engellememesi önemlidir. Güney, güneydoğu veya güneybatı duvarını veya çatının bir kısmını seçmeniz gerekiyor.

Güneş panellerinin nereye yerleştirileceğine karar verdikten sonra evin ön hazırlığının yapılması gerekmektedir:

• Yer açın. Yolda ise fazla ekimleri kesin.
• Çatıyı güçlendirin. Burada önerilen yapının ağırlığını unutmamalıyız.
• Binanın ek yalıtımı. Sonuçta sokağı ısıtmanın bir anlamı yok.

Üçüncü, bir ısıtma sistemini kendiniz satın alacağınıza veya inşa edeceğinize karar vermeniz gerekir. Her şey finansal yeteneklere ve yapıyı üretmek için zaman harcama arzusuna bağlıdır.

İkinci seçeneği seçtikten sonra her şeyi doğru bir şekilde monte etmek için istenen sistemin çalışma prensibini anlamanız gerekir.

Güneş enerjisiyle ısıtmanın düzenlenmesi için olası seçenekler

Güneş enerjisiyle ısıtma sistemi kurma seçenekleri tamamen ev sahibinin isteklerine bağlıdır:

• Fabrika ürünlerinin uygulanması. Kendi kendine kurulum ve kurulum ile hazır koleksiyonerlerin satın alınması.
• Pilot projenin inşaatı. Daha doğru hesaplamalar için sistemi kullanmanın etkisini kontrol etmek gerekir.
• Tam bir iş döngüsünün bağımsız performansı. Güneş enerjisi sisteminin sıfırdan hesaplanması, tasarımı, inşası, kurulumu.

Seçenek 1. Bu, güneş enerjisi kurulumları için doğru yerin seçilmesi anlamına gelir, çünkü kullanımlarının verimliliği buna bağlı olacaktır. Kurulum ayrıca özel beceriler gerektirecektir.

Panel sayısını hesaplamanıza gerek yok - tüm isteklerinizi ekipman tedarikçisine iletmeniz yeterli olacaktır.Ayrıca yöneticilerin açıklayıcı sorularını da yanıtlamanız gerekecek - işte bu, optimum sayıda panelin (toplayıcı) seçilmesi herhangi bir zorluk olmadan gerçekleşecektir.

Çatıya güneş enerjisi kurulumunu kendiniz kurmak için en az bir asistanın desteğini almanız gerekir. Bu işi tek başına yapamazsın

Seçenek No.2 - bir pilot projenin inşası. İnsanlardan şüphe etmek için en uygun çözüm olacaktır. Sonuçta, ısıtma sistemini değiştirmeye yönelik nihai kararı hemen vermek zordur. Küçük boyutlu bir güneş kolektörü (hava veya su) inşa etmek ve onu "çalışır durumda" test etmek ödüllendirici bir deneyim olacaktır.

Gerçek üretim maliyetlerini değerlendirdikten, bunları benzer sistemlerin piyasa değeriyle karşılaştırdıktan ve çiftlikte kullanımdan elde edilen tasarrufları hesapladıktan sonra sorumlu bir karar vermek kolay olacaktır.

Seçenek #3 – gerçek ustaların seçimi.

Tesisi tamamen ısıtmak için muazzam miktarda çalışma gerekli olacaktır:

• Güneş sisteminin gerekli alanını hesaplayın.
• Gelecekteki kurulumun yerini belirleyin ve güçlendirin.
• Evin ek yalıtımı.
• Sistemi oluşturmak için tüm elemanları satın alın.
• İnşa etmek Güneş pili.
• Temel gereksinimlere - güneş ışığının gelişine göre eğim açısı - odaklanarak inşa edilmiş sistemi kurun.

Bir sistemin kurulumuyla ilgili tam bir çalışma döngüsünün yürütülmesi kolay bir iş olarak adlandırılamaz, ancak süreç son derece heyecan vericidir. Ayrıca, oldukça önemli miktarda tasarruf etmenizi sağlar.

Güneş enerjisini kullanan ısıtma türünü seçerken, bunun ayrıca su ısıtmak ve elektrik üretmek için kullanılıp kullanılmayacağına karar vermelisiniz (büyütmek için tıklayın)

Güneş enerjisini dönüştürmek için kurulum türleri

Çalışma prensibine bağlı olarak güneş ışığını emen iki tip cihaz vardır:

• Fotoelektrik dönüştürücülere dayalı piller. Seri veya paralel bağlı yarı iletken elemanların sistemlerini temsil eden. Ev tipi ısıtıcılara güç sağlamak için akım sağlarlar.
• Güneş panelleri. Soğutma sıvısı ile doldurulmuş tüp sistemli paneller: hava, antifriz karışımı veya su. Güneş tarafından ısıtılan soğutucuyu ısıtma devresine sağlarlar.

Her seçeneği ayrı ayrı ele alalım.

Solar paneller

Güneş pili emilen ışığı elektriğe dönüştürür. Güneş ışınımından doğrudan elektrik akımını anında çıkarabilen fotosellerden (çoğunlukla silikon) oluşur.

Böyle bir kurulum, elektrikli ısıtma ekipmanının işlevselliğini sağlamak için kullanılabilir. Evin güç kaynağı sistemine bağlı olmalıdır.

Bu kurulumla güneş ışınımını dönüştürme verimliliği, güneş ışınımını işleyen cihazın türüne bağlı olarak %5 ila %20 arasındadır. Kapasite 1 m² güneş pili – 120 W.

Geriye evin büyüklüğüne, bireysel ısı ihtiyacına ve yapıların yalıtım seviyesine göre belirli bir hanenin ihtiyaçlarını karşılamak için kaç metrekare alana ihtiyaç duyulacağını hesaplamak kalıyor.

Bu amaçla güney eğimini seçerek evin çatısına güneş panelleri yerleştirmek en uygunudur.

Isıtma için güneş panelleri güney bölgelerde en etkilidir. Ana dezavantajları, alacakaranlıkta ve bulutlu havalarda verimin azalması ve geceleri tam bir performans eksikliğidir.

Kendi ellerinizle bir güneş pili yapmak için önce çerçeveyi monte etmeniz, güneş pillerini lehimlemeniz, ardından her şeyi dikkatlice yerleştirmeniz ve sızdırmazlık maddesi kullanmanız gerekir.

Çerçeveyi yapmak için ahşap çıtalar ve alüminyum köşeler kullanılmıştır.Her şey, monte edilen yapının boyutuna ve kurulum yerine bağlıdır. Güneş pilleri (silikon levhalar) yapının en çok tüketilen kısmıdır. Monokristalin ve polikristalindirler. İlki biraz daha pahalıdır ancak performansları% 5 daha yüksektir.

Onları kendin yapmak imkansız. Halihazırda lehimlenmiş iletkenlere sahip fotoelektrik dönüştürücüler satın almak daha iyidir.

Bir sunta tabanına yerleştirilmeleri, daha sonra çerçeveye sabitlenmeleri, telleri dışarıdaki elemanlardan yönlendirmeleri ve tüm delikleri dolgu macunu ile doldurmaları gerekir. Yapının iyice kurumasını bekleyin ve cam veya şeffaf plastik bir kapakla kapatın.

Güneş panellerini bağlamak için kurulum şemaları ve yöntemleri şurada açıklanmıştır: Bu makale.

Güneş panelleri

Kollektörlerin emilen ışığı dönüştürmenin temelde farklı bir yolu vardır. Çalışmaları borulardan geçen soğutucuya dayanmaktadır.

Tasarıma bağlı olarak, çoğunlukla güneş enerjisiyle ısıtma sisteminin inşasında kullanılan üç ana kolektör türü ayırt edilebilir:

• Düz. Isı emici - emicileri karartılmış dış yüzeye sahip metal levhadan yapılmıştır. Isıtıldığında enerjiyi ısıtma sisteminin soğutucusuna aktarır.
• Vakum. Kolektör vakum tipi sistem Güneşten alınan ısının neredeyse iki kat daha fazla korunmasını sağlayan termos tasarımına göre yapılmıştır.
• Hub'lar. Cihaz, güneş ışığını küçük bir soğurucu alana odaklayan, geniş yüzey alanına sahip içbükey bir ayna parçasıyla donatılmıştır.

Günlük yaşamda en yaygın güneş enerjisi tesisatları, paralel bağlı elemanlar veya bobin şeklinde yapılmış bir tüp sistemi ile donatılmıştır. Tüpler ya teknik su ile ya da suyun donmayan sıvı ya da hava ile karışımı ile doldurulur.

Bir güneş enerjisi kurulumunun ana parçalarını görselleştirdikten sonra, belirli bileşenleri nereye yerleştirmenin en iyi olduğuna karar vermek daha kolaydır (+)

Hava tesisatı ek bir ısıtma kaynağı olarak kullanılabilir. Bulunduğu bölge ne olursa olsun bir evin ısısını tam anlamıyla sağlayamamaktadır. Bu tür güneş enerjisi sistemlerinin ana özelliği, soğutucu görevi gören havadır.

Borulu sistemler tüm yıl boyunca ısıtma için oldukça aktif olarak kullanılmaktadır. Antifriz veya antifriz karışımı güneş ışınlarıyla ısıtılır, daha sonra dahili ısı değişim borularından geçerek depolama tankına gönderilir.

Sıvının hareketi, tanktan ısıtma sistemine doğru hareket ettiği bir pompa tarafından uyarılır. Isıtılmış soğutma sıvısı, toplayıcıya geri dönmesi ve ısınması gereken sıvının soğutulmuş kısmını değiştirir.

Düz güneş enerjisi sisteminin çalışma prensibi, güneş ışığının ısı emicinin bulunduğu panele girmesine dayanmaktadır. Isınır ve metal borular (çoğunlukla bakır) boyunca dolaşan sıvıya aktarılan ısıyı yayar.

Kendi başınıza ne inşa edebilirsiniz?

Hava tipi bir kolektör kullanarak kendi ellerinizle güneş enerjisi ısıtma sistemi kurabilirsiniz. Binanın güney duvarına yerleştirmek en iyisidir.

Isıtılan odanın alanı ne kadar büyük olursa, toplayıcının kaplayacağı alan da o kadar büyük olur - belki de evin tüm duvarı. Ayrıca bu güneş enerjisi sistemi çatı katına da kurulabilmektedir.

Tavan arasına bir hava ısıtma sistemi kurmayı planlarken, kurulumun ağırlığına dayanabileceğinden emin olmanız gerekir (+)

Hava kütlesini ısıtan güneş kolektörü, ısıtma işlevini sistemin içinden geçen hava akışları sayesinde gerçekleştirir.Soğutucu devrede dolaşır, soğur ve tekrar sisteme girer. Hava akışlarının hareketi doğal olarak veya bir fan kullanılarak gerçekleştirilebilir.

Hava manifoldunun yapımına yönelik malzemelere gelince, mevcut çeşitli araçları kullanabilirsiniz. Tek bir kural yoktur.

Ev ustaları, evde monte edilen bu tür güneş sistemini geliştiriyorlar. Bazı insanlar verimlilikten ödün vererek daha ucuz bir seçenek elde etmeye çalışırken, diğerleri tam tersini yapıyor.

Hava toplayıcının ana elemanlarını anladıktan sonra, kurulumunun yerine - çatı veya duvar (+) karar vermek daha kolaydır.

Ana yöntemlere bakalım.

Borulu bir güneş sistemi kurmanın özellikleri

Borulu güneş enerjili ısıtma sistemi çeşitli bölgelerde kullanılabilir. Dış sıcaklığa bağlı değildir. Önemli olan, kurulumun maksimum miktarda güneş ışığı almasıdır.

Soğutma sıvısı olarak kullanılan antifriz düşük sıcaklıklarda donmaz. Açık kış günlerinde güneş ışığı miktarı yazın alınan ışık miktarını aşıyor.

Boru şeklindeki bir güneş kolektörü, birbirine bağlı şeffaf vakum tüplerinden oluşan bir sistemden oluşur. Kaynama noktası düşük bir madde içerirler. Kaynadığında buharlaşır, ısısını bakır uca aktarır ve aşağı doğru akar, burada her şey yeniden tekrarlanır.

Yangına dayanıklı camdan yapılmış vakum tüplerinin içi düşük sıcaklıklarda (+) kaynayabilen bir madde ile doldurulmuştur.

Vakum tüpleri tüm güneş ışınlarının (görünür ve kızılötesi) %90'ını emer. Isıya dönüştürülen güneş enerjisi soğutucuya verilir. Bu enerjiyi sistem üzerinden özel bir depolama tankında bulunan ısı eşanjörüne aktarır.

Soğutucu ve suyun ısıtma sistemlerinde hareketi pompalar nedeniyle meydana gelir. Tankın iyi bir ısı yalıtımına sahip olması önemlidir. Kural olarak, iki ısı eşanjörü vardır: biri ek ısıtıcıya, ikincisi kolektörlere bağlanır.

Bu tip güneş enerjisi tesisatına sahip evlerde ayrıca ısıtmalı zemin sisteminin bağlanması avantajlıdır. Bu, binanın daha verimli bir şekilde ısıtılmasını sağlar.

Borulu kollektörlerin kurulumuna gelince, bunu kendiniz kurabilirsiniz. Dikkate almanız gereken tek şey çalışma açısıdır; bu açı en az 20° olmalıdır.

Boru şeklindeki güneş kollektörü en güneşli yön seçilerek çatıya yerleştirilir. Yakınlarda güneş ışığının serbestçe nüfuz etmesini engelleyen yüksek binaların bulunmaması önemlidir.

Kendi ellerinizle bir vakum tesisatı kurmak mümkün olmayacak - evde vakum tüpleri yapmak mümkün değil. Bu, vakumlu güneş enerjisi sistemlerinin üretiminde uzmanlaşmış fabrikalar tarafından yapılır.

Düz güneş enerjisi kurulumu

Genellikle ısıtma için düz bir güneş kolektörü kullanılır.

Bunu inşa etmek için ihtiyacınız olacak:

• metal çerçeve;
• dayanıklı alt;
• ısı yalıtım katmanı;
• siyah bir güneş radyasyonu soğurucu katmanı (soğurucu);
• şeffaf kapak - plastik, cam;
• sıvı için tüpler (bakır, alüminyum).

Etkin sıvı sirkülasyonu için yapının giriş ve çıkış boruları ve bir pompa ile donatılması gerekir.

Düz bir güneş enerjisi kurulumunu kendi ellerinizle monte edebilirsiniz. Bunu yapmak için genellikle doğaçlama yöntemler kullanırlar ve analog olarak daha ucuz malzemeleri seçerler (+)

Düz toplayıcı herhangi bir açıda monte edilebilir; ön koşul, kar ve tozdan arındırılmasıdır. Özellikle sıcak iklimler için iyidir.

Soğuk mevsimde performans düşüklüğü ve yüksek ısı kayıpları gözlenmektedir.Bu da tam ısıtma için bu güneş enerjisi sisteminin tek başına kullanılması sorusunu gündeme getiriyor. Gazlı, elektrikli veya katı yakıtlı ısıtmayla birlikte düz bir güneş enerjisi kurulumunun kullanılması en uygunudur.

Sizi ev yapımı güneş enerjili ısıtma sistemleriyle ilgili makaleleri okumaya davet ediyoruz:

1. Kendi elinizle ısıtmak için güneş kolektörü nasıl yapılır - adım adım kılavuz
2. Kendi ellerinizle güneş pili nasıl yapılır: güneş panelinin montajı ve kurulumu için yöntemler

Uygunluk hakkında bir kez daha

Isınma amacıyla geleneksel enerji kaynakları yerine güneş enerjisinin kullanılması faydalıdır. Seçilen güneş enerjisi sisteminin türüne bağlı olarak ücretli ısı tüketiminde %100'e kadar tasarruf sağlanabilir.

Isıtma sistemini tamamen değiştirmek için bir seçenek, vakum tüplü kollektörlerin kullanılmasıdır. Bu ilk aşamada oldukça pahalı bir projedir. Gelecekte, kendisini 6-8 yılda amorti ederek tam enerji bağımsızlığını garanti edebilir.

Ev ustalarının yaratıcılığı sınır tanımıyor - sıradan bir hortum, manifold içindeki sıvıyı dolaştırmak için bir labirent olarak kullanılabilir

Güneş enerjisi tesislerinin hizmet ömrü 25 yıla kadardır. Çok az bakım gerektirirler; yüzeylerin kar, toz ve döküntülerden periyodik olarak temizlenmesi. Onarımlara gelince, bunu kendiniz yapabilirsiniz. Önemli bir dezavantaj, düz plakalı kolektörlerin ve güneş panellerinin kasırgalardan "korkmasıdır".

Bu tür bir ısıtma, evin sakinleri ve çevre için güvenlidir. Tamamen ücretsizdir ve döviz kurlarına veya enerji fiyatlarına bağlı değildir.

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Video, kendi ellerinizle bir güneş pili oluşturma sürecini gösterecek:

Hava ısıtma sisteminin inşası için görsel bir yardım:

Kendi elinizle düz bir güneş enerjisi kurulumu yapma teknolojisi:

Güneş enerjisi santralleri veya güneş enerjisiyle ısıtma sistemleri tüm dünyada kendini kanıtlamıştır. Ücretsiz olarak ısı almanıza olanak tanır ve ısıtma için fatura ödeme maliyetini% 30 azaltır.

Isıtma sisteminizde enerji kaynaklarını tamamen güneş enerjisi ile değiştirmeniz mümkündür. Bir diğer önemli avantaj ise güneş enerjisi kurulumunu kendiniz monte edebilmenizdir.

Güneş enerjisiyle ısıtma sistemlerinin montajı veya çalıştırılması konusunda pratik becerileriniz var mı? Birikmiş bilginizi paylaşın, konu hakkında sorular sorun ve tartışmalara katılın. Yorum formu aşağıda yer almaktadır.