Пошуки джерела альтернативної енергії призводять власників приватних будинків до цікавого і перспективного вирішення. Сонячні батареї для опалення будинку або дачі – це спільний плід високої науки та інноваційних технологій. Завдяки оригінальним пристроїв можна забезпечити комфортне проживання в тих населених пунктах, де часто відключають електрику. Дача, віддалена від ліній електропередач і газових мереж, теж долучається до благ цивілізації.
Опалювати будинок таким способом дозволяють два зовсім різних типи обладнання:
- батареї – вони перетворюють світлову енергію в електричну, яка використовується для обігріву приміщень електроприладами;
- колектор – нагрівання теплоносія відбувається в спеціальних вакуумних трубках з селективним покриттям, багаторазово збільшує поглинання тепла.
Колектор для приватного будинку. Склад обладнання
Незамерзаючий теплоносій, закачаний в спеціальні вакуумні трубки, нагрівається променями і надходить через теплообмінник в опалювальні прилади, одночасно йде накопичення енергії в акумулює баку для її використання в нічні години. За допомогою колекторів економиться 60-70% витрат на обігрів будинку.
Схема включає в себе:
- колектор – його площа зазвичай 30-70 м2;
- накопичувальний бак ємністю 500-3000 л;
- теплообмінник – встановлюється в зовнішньому баку накопичувача;
- насос;
- опалювальні прилади – найбільш ефективними є стінні і підлогові панелі з мідних трубок (вони запускаються навіть при невисокій температурі і рівномірно випромінюють тепло).
Для підстраховки до бака підключають резервний котел (газовий одноконтурний, електричний, дизельний, біопаливний) або тепловий насос.
Принцип и схема работы солнечных батарей
Коли світло впливає на напівпровідники з різними опором, між ними виникає електричний струм. Саме на цьому принципі заснована дія фотоелемента. Модуль, батарея або панель збирається з масиву десятків окремих елементів. Основою всіх різновидів фотоелектричних колекторів є кремній, представлений у вигляді:
- тонкої плівки кристалів аморфного речовини;
- монокристалла, порізаного на пластини і минулого термобработку; продуктивні, мають велику потужність, задовільно працюють в похмуру погоду; ККД – до 30%;
- полікристалічних пластин – вони також проходять термічну обробку; цей варіант приваблює більшою доступністю за ціною, але ефективно працює тільки в південних районах країни, його ККД – 20%
Потужні фотоелектричні системи придатні для обладнання обігріву будинку середніх розмірів.
Схема опалення
Вона включає наступні елементи:
- фотомодуль;
- акумуляторні батареї – для резервування електроенергії;
- контролер – для управління зарядкою акумуляторів;
- інвертор – для перетворення постійного струму в змінний з напругою 220 В.
Струм від кожного модуля об’єднується в єдиний потік: з кожної панелі знімається потужність близько 250 Вт. Через контролер струм надходить до акумуляторів (вони заряджаються весь світловий день), потім інвертується і потрапляє в електричну мережу будинку. Опалення здійснюється за допомогою ТЕНів, інфрачервоних елементів, систем теплої підлоги або стін, водяного електричного котла.
Попередній розрахунок батарей
Щоб сонячні системи опалення забезпечували комфортну температуру в будинку цілий рік, при розрахунку враховують, що на 10 м2 теплої підлоги потрібно 1 м2 панелі. Для живлення електроприладів їх потужності множать на час роботи протягом доби і підсумовують. Результат ділять на потужність однієї батареї і отримують їх число. В середньому на сім’ю з 4-х осіб для повного енергозабезпечення потрібна установка 6-7 кВт площею 30-40 м2. Для точності обчислень враховують тривалість світлового дня протягом року, середньомісячний рівень радіації в регіоні, кут нахилу панелей, ємність акумуляторів і наявність резервного джерела енергії. Зручність у тому, що можна встановити прилади експериментальним шляхом, а потім поступово наростити.
Плюси і мінуси опалення за допомогою колекторів
Сонячні батареї для опалення мають безліч переваг:
- відсутність шкідливих викидів в атмосферу;
- пожежна безпека;
- цілорічна працездатність;
- можливість установки потрібної температури;
- повна незалежність опалення від поставок палива;
- тривалий термін експлуатації – за відгуками, сонячний модуль (батарея) служить 25-30 років;
- невичерпність енергетичного ресурсу;
- витрати на установку мають разовий характер – через 2-3 роки вони окупаються, і ціна енергії стає нульовою.
Вирішуючи набути сонячні батареї на дачу або для будинку, враховують такі нюанси:
- в районах з постійною хмарністю і регулярними опадами фотоелектричні модулі не надто ефективні;
панелі найчастіше встановлюють на даху (мінімальні розміри – 40 м2), небажано наявність поруч з будинком високих дерев і будівель – вони створюють тінь; - кроквяну систему розраховують з урахуванням ваги батарей;
- потрібна постійна очищення снігу (для доступу променів), видалення бруду проводиться 2-3 рази на рік.
Монтаж сонячних панелей своїми руками
Для початку визначаються з місцем розташування: від цього залежить їх ККД. Змонтувати Сонячні батареї для опалення можна в такий спосіб:
- похило – на схилі даху;
- горизонтально – на плоскій покрівлі;
- незалежно – на спеціальних опорних конструкціях не менше 50 см від землі;
- інтегровано – батарея грає роль конструктивного елемента будівлі, ставлять також модулі на фасад будинку або на його козирок.
Оптимальним варіантом установки є південний схил даху. Елементи монтують під кутом 40-60 ° до напрямку променя, але краще, якщо є можливість регулювання – влітку оптимальним є кут 15-20 °. Установка батарей на будинку в плівковому варіанті не вимагає перенастроювання, так як вони реагують на світло незалежно від кута його падіння.
Покрокова інструкція по установці (сонячні батареї для опалення)
- Між панеллю і дахом залишають вентиляційний зазор, щоб розсіювалося надлишкове тепло з нижнього боку батареї.
- Для кріплення використовують 2 основних способи: притискними фіксаторами або болтами, які вкручуються в спеціальні отвори в нижній частині рамки. Не допускається сверловка корпусу або інша доопрацювання конструкції: в цьому випадку припиняється дія гарантії. Для фіксації вибирають кріпильні вироби з антикорозійним покриттям.
- Підключення сонячної панелі в домашніх умовах виконують, дотримуючись основні правила електробезпеки та інструкцію від виробника. Підбирають одножильні мідні дроти перетином не менше 4 мм2, стійкі до ультрафіолету, або ховають їх в гофр для зовнішнього застосування. Щоб самостійно змонтувати сонячні батареї, потрібно їх поєднувати з іншими елементами, дотримуючись електричну схему.
Підключення здійснюють за допомогою спеціальних конекторів МС4 – їх з проводами споюють або обжимають. Батарея має всі потрібні роз’єми, її розподільну коробку розкривати не слід. Перед включенням обладнання перевіряють полярність, контролюють напругу холостого ходу системи: якщо воно не відповідає паспорту, монтаж проведений невірно. Напруга і максимальний струм комплекту панелей не повинен перевищувати параметри інвертора і контролера.
Сонячні батареї для опалення: