Современные солнечные коллекторы

Содержание:

Солнечный коллектор для отопления

Мы уже привыкли к неуклонному росту стоимости энергоресурсов и с каждым годом обречённо ожидаем очередного скачка тарифов на газ и электричество. В частности, для Московской области за последние три года цена на кубометр газа подросла на 14%, а одного киловатта электроэнергии – на 15%. Скорее всего, такие темпы роста сохранятся и дальше. Впрочем, есть надежда, что по мере обуздания инфляции (над чем усиленно работает правительство и Центробанк) рост тарифов замедлится, но уж точно не остановится.

Коллектор компании Sunstar (Китай) с буферной емкостью.

В силу вышеизложенных причин народ всерьёз озаботился сокращением затрат, связанных с энергопотреблением, благо современные энергосберегающие технологии предоставляют такую возможность. В частности, для владельцев частных домов появилась интересная возможность экономии финансовых средств: задействовать для нужд отопления и горячего водоснабжения энергию нашего светила. Она ведь бесплатная! Вопрос лишь в том, чтобы передать эту энергию теплоносителю. Эту задачу решает устройство, получившее название солнечный коллектор.

Солнечный коллектор для отопления не следует путать с солнечной батареей. Хотя оба прибора работают по одному и тому же принципу – поглощают солнечную энергию, первый лишь передаёт её в пункт назначения, в то время как второй преобразует её в электрический ток.

Устройство и принцип работы

Уже одно название прибора говорит о том, что его назначение – аккумулирование солнечной энергии, её концентрация и передача теплоносителю, в качестве которого может выступать вода, антифриз или воздух. Теплоноситель разогревается солнечными лучами, начинает циркулировать по контуру коллектора и в конечном итоге поступает в накопительную ёмкость (бак-теплоаккумулятор), где и отдаёт тепло находящейся в ней жидкости (воде).

Коллектор компании Sunstar (Китай).

Циркуляция может происходить двумя путями: естественным способом (за счёт разности температур) или принудительно (с помощью циркуляционного насоса, если это жидкость или с помощью вентилятора, если это воздух). Современные солнечные коллекторы для отопления дома могут нагреть воду почти до точки кипения даже при отрицательной температуре на улице.

Типы солнечных коллекторов

Эти приборы можно разделить на три категории:

Плоский коллектор представляет собой панель в виде плоской коробки, внутри которой расположен теплопоглощающий наполнитель (адсорбер). Обычно на него наносится тёмная краска или селективное покрытие (чаще всего оксид титана) для усиления поглощающей способности. Адсорбер соединяется с теплопроводящими трубками коллектора.

Сверху теплопоглощающий наполнитель закрыт защитным прозрачным слоем (закалённым стеклом или поликарбонатом), а в нижней части находится теплоизоляционный материал (чаще всего ПИР). Трубки, в которых находится теплоноситель, делаются либо из меди, либо из медного сплава. Вся конструкция герметизируется специальным герметиком.

Солнечный коллектор для отопления дома.

В вакуумном коллекторе используются стеклянные тепловые трубки. Вся конструкция напоминает бытовой термос: цилиндрическая колба, внутри которой помещена трубка меньшего диаметра. Внешняя поверхность колбы – прозрачная, а находящаяся внутри трубка меньшего диаметра покрыта теплопоглощающим слоем. В пространстве между трубками – вакуум, выполняющий в качестве теплоизолятора. Благодаря такой компоновке улавливаемая внутренней трубкой солнечная энергия сохраняется почти полностью и передаётся находящемуся в коллекторе теплоносителю практически без потерь.

Внутренних трубок может быть несколько, а единственная трубка может иметь У-образную форму. Такая компоновка увеличивает количество поглощаемой энергии, а значит и производительность всей системы. Длина колбы варьируется в пределах 1,2 – 2,0 м, что даёт возможность размещать всю конструкцию на крышах разнообразной конфигурации.

В воздушном солнечном коллекторе теплоносителем выступает воздух. Так как теплопроводящие свойства воздуха ниже, чем у жидкости, КПД такого устройства относительно невысок. Нагретый солнечной энергией воздух попадает в помещение либо за счёт естественной конвекции, либо нагнетается вентилятором. Поскольку воздух не замерзает, в системе с воздушным коллектором теплообменник отсутствует, что упрощает и, следовательно, удешевляет всю конструкцию.

Плоский коллектор компании Sunstar (Китай).

Критерии выбора

У каждого типа солнечного коллектора для отопления, естественно, есть свои плюсы и минусы. В частности, плоские коллекторы прочны и надёжны благодаря простоте конструкции, тогда как вакуумные модели более уязвимы. Воздушный коллектор – самый простой и дешёвый вариант, не имеет проблем с замерзанием воды, однако низкий КПД и необходимость в большинстве случаев использовать вентилятор существенно ограничивают сферу применения данного устройства.

Жизненный цикл у всех типов коллекторов примерно одинаков и составляет от 15 до 25 лет, в зависимости от качества комплектующих. Лучшими считаются европейские производители, ну а если брать китайские модели, то здесь как повезёт.

Не следует забывать, что эффективность солнечных коллекторов для отопления дома связана с географическими и климатическими факторами (количество ясных дней в году, среднегодовая температура, сила солнечного излучения и др.), поэтому в большинстве случаев их не следует рассматривать как единственный источник отопления. А вот интегрировать их в существующую отопительную систему – дело стоящее.

Сколько стоят современные солнечные батареи

Главными преимуществами систем, состоящих из солнечных батарей, является полное отсутствие каких-либо подвижных элементом и расходных материалов, а также их высокая надежность, долговечность и стабильность. Единственным недостатком является высокая стоимость солнечных батарей, при относительно низком уровне коэффициента полезного действия (КПД).

0.1. Стоимость солнечных батарей

Солнечные батареи – это альтернативный источник электрической энергии, который базируется на работе фотоэлектрических преобразователей. Другими словами, солнечная батарея является фотоэлектрическим генератором. Действие системы основано на физических свойствах полупроводников: фотоны света выбивают электроны из внешней оболочки атома.

1. Стоимость солнечных батарей в России

Постоянный рост стоимости энергоносителей вынуждает людей всерьез подумать об энергетической безопасности. Еще совсем недавно альтернативные источники электроэнергии имели очень высокую стоимость. Это объяснялось сложностью изготовления именно солнечных элементов. Однако время не стоит на месте, а технологии постоянно развиваются и усовершенствуются, благодаря чему вместе с ростом показателей солнечных элементов понижается стоимость их изготовления. Это в свою очередь понижает срок окупаемости солнечных батарей.

Такие панели предоставляют возможность не только экономить огромные количества ресурсов и финансов в недалеком будущем, но и получать электричество в таких местах, куда крайне не выгодно или вообще невозможно провести линии электропередач. Благодаря этому, рентабельность солнечных батарей весьма высока. Они могут питать здания в горных массивах, в заповедниках, удаленных дачных поселках и так далее.

Если вас интересует вопрос – ”Сколько стоит солнечная батарея?”, то ответ прост – стоимость солнечной батареи зависит от ее мощности и материалов, из которых она изготовлена, а также от ряда факторов.

Конечная стоимость всей системы электроснабжения на солнечных панелях во многом зависит от того, сколько стоят солнечные батареи. Однако не только это влияет на конечную стоимость станции. Ведь на стоимость еще влияют и такие параметры, как необходимая мощность, особенности объекта, где будет установлена система, уровень автоматизации, а также перечень необходимого дополнительного оборудования. Как правило, для системы электроснабжения на солнечных батареях еще требуются аккумуляторы, контроллеры, инверторы, монтажные крепления и многое другое.

Именно поэтому общая стоимость солнечных панелей может быть установлена только после того, как были составлены все пожелания и требования покупателя, осмотра объекта и составления проекта.

2. Какие солнечные батареи лучше брать

Как известно солнечный свет является постоянным и абсолютно бесплатным источником энергии. И относительно недавно, человечество смогло ”приручить” эту энергию и превратить ее в электричество (путем использования солнечных батарей).

Если вы решили купить солнечные батареи или у вас появилась острая необходимость в них, то возникает вполне резонный вопрос, — какие лучше покупать солнечные батареи? Для того чтобы сделать правильный выбор вам необходимо понять, на что нужно обратить внимание в первую очередь, а какие моменты требуют внимания после этого. Давайте рассмотрим эти факторы.

3. Требуемая мощность солнечных батарей

Для начала стоит определиться с тем, сколько вам необходимо электроэнергии для обеспечения бесперебойной работы электроприборов, которые вам нужны. Это необходимо для того, чтобы понять, какая мощность батареи вам нужна. От этого напрямую зависит и ее стоимость.

4. Оптимальное количество генерируемой электроэнергии в определенной местности

Далее стоит определить количество света в том месте, где вы планируете установить солнечные панели. Солнечная инсоляция, как правило, определяется в Ватт/м2 и разбивается на месяцы. Эти сведения о местности можно найти в многочисленных справочниках различных метеорологических служб, которые можно отыскать в сети Интернет. Однако стоит помнить, что такие показатели вполне могут сильно варьироваться. Это зависит от сезона.

5. Круглогодичное использование солнечных батарей

Если вы планируете использовать солнечные панели в качестве основного питания электроприборов, то необходимо применять модели солнечных батарей, которые имеют наиболее оптимальный уровень КПД. При этом все расчеты необходимо осуществлять, учитывая самые плохие параметры по инсоляции Солнца.

Ведущие специалисты советуют принимать уровень КПД солнечных батарей не более 14% (еще лучше 12%). Это объясняется тем, что даже если используются новейшие солнечные батареи, имеющие высокий уровнь КПД, некоторая часть солнечного излучения будет отражаться от поверхности покрытия из стекла (даже в условиях использования высококачественного антибликового стекла). Кроме этого некоторая часть излучений Солнца гасится самим стеклом (в зависимости от толщины стекла).

Читайте так же:  Приказ об отмене дисциплинарного взыскания по решению суда образец

6. Как рассчитать требуемое количество солнечных панелей

Расчеты количества панелей напрямую зависят от требуемого количества получаемой электроэнергии. Расчеты ведутся, принимая самые низкие параметры батарей. К примеру, если необходимо получить 100 кВт в месяц, при этом мы знаем, что наименьшая инсоляция в декабре, и составляет она 20 кВт/час/м2, также нам известна площадь одного элемента, которая равняется, к примеру, 0,7 м2. Далее, для расчета нужно инсоляцию (20) умножить на площадь батареи (0,7) и умножить на процент КПД (в нашем случае мы приняли 14%).

Формула имеет следующий вид: 20*0,7*0,14= 1,96 кВт. Это число означает количество электричества, которое вырабатывает одна солнечная батарея. Теперь можно рассчитать, сколько нам потребуется панелей, для достижения 100 кВт за месяц. Для этого 100 кВт делим на 1,96 кВт: 100/1,96=51. 51 – это требуемое количество панелей для выработки 100 кВт.

При этих расчетах обязательно стоит учитывать, что полученные данные не являются строгими критериями для выбора нужного количества батарей. Это обусловлено тем, что количество солнечных и безоблачных дней в году не всегда одинаково, благодаря чему стоит брать солнечные панели с некоторым запасом. Это в свою очередь только положительно скажется на производительности солнечного генератора.

7. Зачем нужны солнечные батареи: Видео

Также солнечные батареи выбираются, отталкиваясь от производителя, так как разные компании могут производить солнечные панели, имеющие разные характеристики. Вполне логично, что они отличаются по цене, однако не стоит покупать самые дешевые солнечные батареи, так как они могут иметь очень низкие показатели.

При этом стоит помнить, что солнечные батареи – это наиболее оптимальный и экономичный источник электроэнергии. Для их работы не нужны расходные материалы и не требуется никакого топлива. Они абсолютно бесшумны и экологически безопасны. Помимо этого налог на солнечные батареи полностью отсутствует, так как этот ресурс не является земным.

На сегодняшний день самые эффективные солнечные батареи были сделаны немецкими учеными в институте Fraunhofer. Они создали батареи, уровень КПД у которых составляет 41,4%. Окупаемость солнечных батарей с таким КПД не вызывает сомнений и происходит уже в ближайшие 1-2 года.

Солнечные коллекторы

В среднем по году, в зависимости от климатических условий и широты местности, поток солнечного излучения на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м2, достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в любом (независимо от широты) месте, около 1 000 Вт/м2. В условиях средней полосы России солнечное излучение «приносит» на поверхность земли энергию, эквивалентную примерно 100-150 кг у.т./м2 в год. Практическая задача, стоящая перед разработчиками и создателями различного вида солнечных установок, состоит в том, чтобы наиболее эффективно «собрать» этот поток энергии и преобразовать его в нужный вид энергии (теплоту, электроэнергию) при наименьших затратах на установку. Простейшим и наиболее дешевым способом использования солнечной энергии является нагрев бытовой воды в так называемых плоских солнечных коллекторах.

Принцип работы солнечной водонагревательной установки

Рис. 1. Схема круглогодичной солнечной водонагревательной установки.

Круглогодичная солнечная водонагревательная установка СВУ (рис.1) состоит из солнечного коллектора и теплообменника-аккумулятора. Через солнечный коллектор циркулирует теплоноситель (антифриз). Теплоноситель нагревается в солнечном коллекторе энергией солнца и отдает затем тепловую энергию воде через теплообменник, вмонтированный в бак-аккумулятор. В баке-аккумуляторе хранится горячая вода до момента ее использования, поэтому он должен иметь хорошую теплоизоляцию. В первом контуре, где расположен солнечный коллектор, может использоваться естественная или принудительная циркуляция теплоносителя. В бак-аккумулятор может устанавливаться электрический или какой-либо другой автоматический нагреватель-дублер. В случае понижения температуры в баке-аккумуляторе ниже установленной (продолжительная пасмурная погода или малое количество часов солнечного сияния зимой) нагреватель-дублер автоматически включается и догревает воду до заданной температуры.

Более продробную информацию по этой теме, о принципах постоения и типах солнечных нагревательных систем, их достоинствах и недостатках вы можете посмотреть в разделе нашего сайта по основам возобновляемой энергетики (солнечное теплоснабжение), а также почитать статьи в нашей Библиотеке.

Солнечные установки сезонного действия с использованием солнечных коллекторов могут непосредственно нагревать воду в баке-аккумуляторе.

Математическое моделирование простейшей солнечной водонагревательной установки, проведенное в Институте высоких температур Российской академии наук с использованием современных программных средств и данных типичного метеогода показало, что в реальных климатических условиях средней полосы России целесообразно использование сезонных солнечных водонагревателей, работающих в период с марта по сентябрь. Для установки с отношением площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора 2 м2/100 л вероятность ежедневного нагрева воды в этот период до температуры не менее чем 37°С составляет 50-90%, до температуры не менее чем 45°С — 30-70%, до температуры не менее чем 55°С — 20-60%. Максимальные значения вероятности относятся к летним месяцам.


После долгой зимы Вы снова приехали на свою любимую дачу. И приходится отказываться от тех удобств, к которым Вы привыкли в городе. Туалет на улице, нет электричества и горячей воды. А вот и нет. Горячую воду можно иметь на дачном участке даже без газа и электричества. И греть воду будет Солнце !

Самым простым способом нагрева воды от Солнца является известное всем использование зачерненной поверхности какого-нибудь бака или емкости, которая устанавливается на высоте 2-2,5 метров на открытой местности. В жаркий летний день вода в ней может нагреваться до температуры 60-70 оС, однако эффективность такой системы чрезвычайно мала, так как за ночь вода в емкости остывает до температуры 15-20 о С. То есть такой системой горячего водоснабжения можно пользоваться во второй половине дня в жаркие дни (чтобы остывшая за ночь вода успела нагреться до достаточной температуры).

Современные солнечные водонагревательные установки (СВУ) состоят из солнечного коллектора 1, бака-аккумулятора 3 и соединительных трубопроводов 2 и 9 (см. рисунок).

Солнечный коллектор воспринимает лучистую энергию и передает это тепло протекающему через коллектор теплоносителю. Коллекторы имеют специальное селективное покрытие поверхности, которая обращена к Солнцу. Это покрытие позволяет поглощать почти весь видимый и инфракрасный спектр солнечного излучения. Все поверхности коллектора, которые находятся в тени (торцевые и задняя стенки) имеют однослойную или двухслойную тепловую изоляцию. Поэтому потери тепла через эти поверхности почти в 10 раз меньше, чем поступает от поверхности, которая направлена на Солнце. Современный бак-аккумулятор также стараются максимально теплоизолировать. Так как отбор горячей воды из бака-аккумулятора обычно осуществляется из верхней части, то для накопления в этой части бака воды с максимальной температурой, в баке устанавливают специальные устройства, с помощью которых максимально подавляется вертикальное перемешивание воды по высоте бака.

Бак-аккумулятор обычно устанавливают выше коллектора и в этом случае в контуре происходит естественная циркуляция теплоносителя. Вода нагревается в коллекторе 1, поднимается по подъемному трубопроводу 2 и поступает в бак-аккумулятор 3. Горячая вода забирается из верхней части бака по трубопроводу 6. Подача холодной воды взамен истраченной горячей осуществляется по трубопроводу 7 через обратный клапан 8. Баки-аккумуляторы обычно оснащаются трубчатыми электрическими нагревателями ( ТЭНами ) 4 для подогрева воды в холодные дни или догрева в пасмурные дни.

Солнечные водонагревательные установки (СВУ) являются аккумулирующей системой, потому что время прихода солнечной радиации ограничено световым днем, а потребление горячей воды должно быть обеспечено круглосуточно.

Поэтому, нагретая вода накапливается в баке-аккумуляторе, который имеет хорошую теплоизоляцию. В пасмурные дни подогрев воды производится электронагревателями (ТЭНами ), встроенными в бак-аккумулятор. При хорошей теплоизоляции всех поверхностей бака-аккумулятора и трубопроводов температура воды уменьшится за ночь на 5-10 оС.

Среднее по России значение годового прихода солнечной энергии для шести весенне-летних месяцев ( апрель — сентябрь ) на горизонтальную поверхность может быть оценено величиной порядка 1500 кВт.ч / (м2.год). По Москве (55 о сев. широты ) эта величина составляет 1470 кВт.ч. При ориентации тепловоспринимающей поверхности таким образом, чтобы солнечные лучи падали на нее под прямым углом, эта величина может увеличиться примерно на 25%. В этом случае величина годового прихода солнечной энергии на нормально-ориентированную поверхность будет составлять 1875 кВт.ч / (м2.год).

Если считать К.П.Д. солнечного коллектора равным 70% (температура нагрева воды 50 оС), то годовая экономия энергии составит 1300 кВт.ч / (м2.год). Если взять стандартный солнечный коллектор площадью 2 м2 и принять стоимость киловатт/часа электроэнергии равной 1,2 руб/кВт, то годовая экономия по сравнению с электроподогревателем составит примерно 3150руб. При стоимости солнечного коллектора порядка 350-450 $ или 13500 руб., срок окупаемости составит чуть больше 4х сезонов.Если же электроэнергия в месте установки солнечного коллектора совсем отсутствует, то срок окупаемости существенно уменьшается.

Полная стоимость СВУ составляет 1000-1200 $, причем увеличение стоимости происходит, в основном, за счет бака-аккумулятора (цена от 300 до 1000 $).

Уменьшение стоимости СВУ для условий России возможно при использовании не специального бака-аккумулятора, а подбора имеющихся баков или обечаек емкостью 150-300 литров с хорошей теплоизоляцией наружной поверхности.

Солнечные тепловые системы и установки используются для горячего водоснабжения и отопления в быту, сельском хозяйстве, теплоснабжения низкотемпературных производственных и бытовых процессов, сушки сельскохозяйственной продукции, опреснения воды.

Солнечные коллекторы могут работать в котельных для предварительного подогрева питательной воды, а также в составе теплонасосных станций. Так, например, с 1981 года на полигоне ИВТРАН «Солнце» в Дагестане успешно работает система теплоснабжения индивидуального дома с комбинированным применением теплового насоса и солнечных коллекторов .В доме применена низкотемпературная напольная система отопления с комнатным автоматическим регулированием температуры.

В Подмосковье на территории полигона «Астрофизика» в 2001 году введена в опытную эксплуатацию солнечно-теплонасосная система теплоснабжения лабораторного здания.

В южных районах России внедрение солнечных установок позволяет экономить до 50-60% электроэнергии. Срок окупаемости установок составляет 2-3 года.

Еще более предпочтительно использование солнечных коллекторов в сельском хозяйстве.

Сколько стоят современные солнечные батареи

Главными преимуществами систем, состоящих из солнечных батарей, является полное отсутствие каких-либо подвижных элементом и расходных материалов, а также их высокая надежность, долговечность и стабильность. Единственным недостатком является высокая стоимость солнечных батарей, при относительно низком уровне коэффициента полезного действия (КПД).

0.1. Стоимость солнечных батарей

Солнечные батареи – это альтернативный источник электрической энергии, который базируется на работе фотоэлектрических преобразователей. Другими словами, солнечная батарея является фотоэлектрическим генератором. Действие системы основано на физических свойствах полупроводников: фотоны света выбивают электроны из внешней оболочки атома.

Читайте так же:  Как заплатить налог на вмененный доход

1. Стоимость солнечных батарей в России

Постоянный рост стоимости энергоносителей вынуждает людей всерьез подумать об энергетической безопасности. Еще совсем недавно альтернативные источники электроэнергии имели очень высокую стоимость. Это объяснялось сложностью изготовления именно солнечных элементов. Однако время не стоит на месте, а технологии постоянно развиваются и усовершенствуются, благодаря чему вместе с ростом показателей солнечных элементов понижается стоимость их изготовления. Это в свою очередь понижает срок окупаемости солнечных батарей.

Такие панели предоставляют возможность не только экономить огромные количества ресурсов и финансов в недалеком будущем, но и получать электричество в таких местах, куда крайне не выгодно или вообще невозможно провести линии электропередач. Благодаря этому, рентабельность солнечных батарей весьма высока. Они могут питать здания в горных массивах, в заповедниках, удаленных дачных поселках и так далее.

Если вас интересует вопрос – ”Сколько стоит солнечная батарея?”, то ответ прост – стоимость солнечной батареи зависит от ее мощности и материалов, из которых она изготовлена, а также от ряда факторов.

Конечная стоимость всей системы электроснабжения на солнечных панелях во многом зависит от того, сколько стоят солнечные батареи. Однако не только это влияет на конечную стоимость станции. Ведь на стоимость еще влияют и такие параметры, как необходимая мощность, особенности объекта, где будет установлена система, уровень автоматизации, а также перечень необходимого дополнительного оборудования. Как правило, для системы электроснабжения на солнечных батареях еще требуются аккумуляторы, контроллеры, инверторы, монтажные крепления и многое другое.

Именно поэтому общая стоимость солнечных панелей может быть установлена только после того, как были составлены все пожелания и требования покупателя, осмотра объекта и составления проекта.

2. Какие солнечные батареи лучше брать

Как известно солнечный свет является постоянным и абсолютно бесплатным источником энергии. И относительно недавно, человечество смогло ”приручить” эту энергию и превратить ее в электричество (путем использования солнечных батарей).

Если вы решили купить солнечные батареи или у вас появилась острая необходимость в них, то возникает вполне резонный вопрос, — какие лучше покупать солнечные батареи? Для того чтобы сделать правильный выбор вам необходимо понять, на что нужно обратить внимание в первую очередь, а какие моменты требуют внимания после этого. Давайте рассмотрим эти факторы.

3. Требуемая мощность солнечных батарей

Для начала стоит определиться с тем, сколько вам необходимо электроэнергии для обеспечения бесперебойной работы электроприборов, которые вам нужны. Это необходимо для того, чтобы понять, какая мощность батареи вам нужна. От этого напрямую зависит и ее стоимость.

4. Оптимальное количество генерируемой электроэнергии в определенной местности

Далее стоит определить количество света в том месте, где вы планируете установить солнечные панели. Солнечная инсоляция, как правило, определяется в Ватт/м2 и разбивается на месяцы. Эти сведения о местности можно найти в многочисленных справочниках различных метеорологических служб, которые можно отыскать в сети Интернет. Однако стоит помнить, что такие показатели вполне могут сильно варьироваться. Это зависит от сезона.

5. Круглогодичное использование солнечных батарей

Если вы планируете использовать солнечные панели в качестве основного питания электроприборов, то необходимо применять модели солнечных батарей, которые имеют наиболее оптимальный уровень КПД. При этом все расчеты необходимо осуществлять, учитывая самые плохие параметры по инсоляции Солнца.

Ведущие специалисты советуют принимать уровень КПД солнечных батарей не более 14% (еще лучше 12%). Это объясняется тем, что даже если используются новейшие солнечные батареи, имеющие высокий уровнь КПД, некоторая часть солнечного излучения будет отражаться от поверхности покрытия из стекла (даже в условиях использования высококачественного антибликового стекла). Кроме этого некоторая часть излучений Солнца гасится самим стеклом (в зависимости от толщины стекла).

6. Как рассчитать требуемое количество солнечных панелей

Расчеты количества панелей напрямую зависят от требуемого количества получаемой электроэнергии. Расчеты ведутся, принимая самые низкие параметры батарей. К примеру, если необходимо получить 100 кВт в месяц, при этом мы знаем, что наименьшая инсоляция в декабре, и составляет она 20 кВт/час/м2, также нам известна площадь одного элемента, которая равняется, к примеру, 0,7 м2. Далее, для расчета нужно инсоляцию (20) умножить на площадь батареи (0,7) и умножить на процент КПД (в нашем случае мы приняли 14%).

Формула имеет следующий вид: 20*0,7*0,14= 1,96 кВт. Это число означает количество электричества, которое вырабатывает одна солнечная батарея. Теперь можно рассчитать, сколько нам потребуется панелей, для достижения 100 кВт за месяц. Для этого 100 кВт делим на 1,96 кВт: 100/1,96=51. 51 – это требуемое количество панелей для выработки 100 кВт.

При этих расчетах обязательно стоит учитывать, что полученные данные не являются строгими критериями для выбора нужного количества батарей. Это обусловлено тем, что количество солнечных и безоблачных дней в году не всегда одинаково, благодаря чему стоит брать солнечные панели с некоторым запасом. Это в свою очередь только положительно скажется на производительности солнечного генератора.

7. Зачем нужны солнечные батареи: Видео

Также солнечные батареи выбираются, отталкиваясь от производителя, так как разные компании могут производить солнечные панели, имеющие разные характеристики. Вполне логично, что они отличаются по цене, однако не стоит покупать самые дешевые солнечные батареи, так как они могут иметь очень низкие показатели.

При этом стоит помнить, что солнечные батареи – это наиболее оптимальный и экономичный источник электроэнергии. Для их работы не нужны расходные материалы и не требуется никакого топлива. Они абсолютно бесшумны и экологически безопасны. Помимо этого налог на солнечные батареи полностью отсутствует, так как этот ресурс не является земным.

На сегодняшний день самые эффективные солнечные батареи были сделаны немецкими учеными в институте Fraunhofer. Они создали батареи, уровень КПД у которых составляет 41,4%. Окупаемость солнечных батарей с таким КПД не вызывает сомнений и происходит уже в ближайшие 1-2 года.

Сколько стоят современные солнечные батареи

Главными преимуществами систем, состоящих из солнечных батарей, является полное отсутствие каких-либо подвижных элементом и расходных материалов, а также их высокая надежность, долговечность и стабильность. Единственным недостатком является высокая стоимость солнечных батарей, при относительно низком уровне коэффициента полезного действия (КПД).

0.1. Стоимость солнечных батарей

Солнечные батареи – это альтернативный источник электрической энергии, который базируется на работе фотоэлектрических преобразователей. Другими словами, солнечная батарея является фотоэлектрическим генератором. Действие системы основано на физических свойствах полупроводников: фотоны света выбивают электроны из внешней оболочки атома.

1. Стоимость солнечных батарей в России

Постоянный рост стоимости энергоносителей вынуждает людей всерьез подумать об энергетической безопасности. Еще совсем недавно альтернативные источники электроэнергии имели очень высокую стоимость. Это объяснялось сложностью изготовления именно солнечных элементов. Однако время не стоит на месте, а технологии постоянно развиваются и усовершенствуются, благодаря чему вместе с ростом показателей солнечных элементов понижается стоимость их изготовления. Это в свою очередь понижает срок окупаемости солнечных батарей.

Такие панели предоставляют возможность не только экономить огромные количества ресурсов и финансов в недалеком будущем, но и получать электричество в таких местах, куда крайне не выгодно или вообще невозможно провести линии электропередач. Благодаря этому, рентабельность солнечных батарей весьма высока. Они могут питать здания в горных массивах, в заповедниках, удаленных дачных поселках и так далее.

Если вас интересует вопрос – ”Сколько стоит солнечная батарея?”, то ответ прост – стоимость солнечной батареи зависит от ее мощности и материалов, из которых она изготовлена, а также от ряда факторов.

Конечная стоимость всей системы электроснабжения на солнечных панелях во многом зависит от того, сколько стоят солнечные батареи. Однако не только это влияет на конечную стоимость станции. Ведь на стоимость еще влияют и такие параметры, как необходимая мощность, особенности объекта, где будет установлена система, уровень автоматизации, а также перечень необходимого дополнительного оборудования. Как правило, для системы электроснабжения на солнечных батареях еще требуются аккумуляторы, контроллеры, инверторы, монтажные крепления и многое другое.

Именно поэтому общая стоимость солнечных панелей может быть установлена только после того, как были составлены все пожелания и требования покупателя, осмотра объекта и составления проекта.

2. Какие солнечные батареи лучше брать

Как известно солнечный свет является постоянным и абсолютно бесплатным источником энергии. И относительно недавно, человечество смогло ”приручить” эту энергию и превратить ее в электричество (путем использования солнечных батарей).

Если вы решили купить солнечные батареи или у вас появилась острая необходимость в них, то возникает вполне резонный вопрос, — какие лучше покупать солнечные батареи? Для того чтобы сделать правильный выбор вам необходимо понять, на что нужно обратить внимание в первую очередь, а какие моменты требуют внимания после этого. Давайте рассмотрим эти факторы.

3. Требуемая мощность солнечных батарей

Для начала стоит определиться с тем, сколько вам необходимо электроэнергии для обеспечения бесперебойной работы электроприборов, которые вам нужны. Это необходимо для того, чтобы понять, какая мощность батареи вам нужна. От этого напрямую зависит и ее стоимость.

4. Оптимальное количество генерируемой электроэнергии в определенной местности

Далее стоит определить количество света в том месте, где вы планируете установить солнечные панели. Солнечная инсоляция, как правило, определяется в Ватт/м2 и разбивается на месяцы. Эти сведения о местности можно найти в многочисленных справочниках различных метеорологических служб, которые можно отыскать в сети Интернет. Однако стоит помнить, что такие показатели вполне могут сильно варьироваться. Это зависит от сезона.

5. Круглогодичное использование солнечных батарей

Если вы планируете использовать солнечные панели в качестве основного питания электроприборов, то необходимо применять модели солнечных батарей, которые имеют наиболее оптимальный уровень КПД. При этом все расчеты необходимо осуществлять, учитывая самые плохие параметры по инсоляции Солнца.

Ведущие специалисты советуют принимать уровень КПД солнечных батарей не более 14% (еще лучше 12%). Это объясняется тем, что даже если используются новейшие солнечные батареи, имеющие высокий уровнь КПД, некоторая часть солнечного излучения будет отражаться от поверхности покрытия из стекла (даже в условиях использования высококачественного антибликового стекла). Кроме этого некоторая часть излучений Солнца гасится самим стеклом (в зависимости от толщины стекла).

Читайте так же:  Жалоба 6 букв сканворд

6. Как рассчитать требуемое количество солнечных панелей

Расчеты количества панелей напрямую зависят от требуемого количества получаемой электроэнергии. Расчеты ведутся, принимая самые низкие параметры батарей. К примеру, если необходимо получить 100 кВт в месяц, при этом мы знаем, что наименьшая инсоляция в декабре, и составляет она 20 кВт/час/м2, также нам известна площадь одного элемента, которая равняется, к примеру, 0,7 м2. Далее, для расчета нужно инсоляцию (20) умножить на площадь батареи (0,7) и умножить на процент КПД (в нашем случае мы приняли 14%).

Формула имеет следующий вид: 20*0,7*0,14= 1,96 кВт. Это число означает количество электричества, которое вырабатывает одна солнечная батарея. Теперь можно рассчитать, сколько нам потребуется панелей, для достижения 100 кВт за месяц. Для этого 100 кВт делим на 1,96 кВт: 100/1,96=51. 51 – это требуемое количество панелей для выработки 100 кВт.

При этих расчетах обязательно стоит учитывать, что полученные данные не являются строгими критериями для выбора нужного количества батарей. Это обусловлено тем, что количество солнечных и безоблачных дней в году не всегда одинаково, благодаря чему стоит брать солнечные панели с некоторым запасом. Это в свою очередь только положительно скажется на производительности солнечного генератора.

7. Зачем нужны солнечные батареи: Видео

Также солнечные батареи выбираются, отталкиваясь от производителя, так как разные компании могут производить солнечные панели, имеющие разные характеристики. Вполне логично, что они отличаются по цене, однако не стоит покупать самые дешевые солнечные батареи, так как они могут иметь очень низкие показатели.

При этом стоит помнить, что солнечные батареи – это наиболее оптимальный и экономичный источник электроэнергии. Для их работы не нужны расходные материалы и не требуется никакого топлива. Они абсолютно бесшумны и экологически безопасны. Помимо этого налог на солнечные батареи полностью отсутствует, так как этот ресурс не является земным.

На сегодняшний день самые эффективные солнечные батареи были сделаны немецкими учеными в институте Fraunhofer. Они создали батареи, уровень КПД у которых составляет 41,4%. Окупаемость солнечных батарей с таким КПД не вызывает сомнений и происходит уже в ближайшие 1-2 года.

Солнечные батареи для отопления дома: особенности устройства

Современные технологии заставляют нас идти в ногу со временем. Извлечение энергии от природных явлений – одно из самых значимых достижений нашей науки.

Мы научились использовать воду, ветер, теперь пришло время солнца. Солнечная энергия неиссякаема, так почему не применить ее во благо?

Солнечные батареи – эффективный источник тепла

Что они представляют собой

Устройства, подзаряжающиеся от света, изобретены достаточно давно. Солнечные батарейки для зарядки калькуляторов, часов и прочего, мы имели удовольствие наблюдать еще в начале 90-х годов. Однако наши зарубежные друзья научились использовать энергию солнца во благо гораздо раньше.

Поэтому, стоит поучиться на уже пройденном опыте, и усовершенствовать достигнутые результаты. Одним из удачных достижений можно назвать энергию, где используются лучи солнечные для отопления батареи для дома, в котором мы живем. Всем известно, что отопление стоит недешево, и платить по счетам приходится часто и помногу.

Многие страны, особенно те, где солнце — частый гость на небе, давно перешли на альтернативную систему отопления. То есть – на обогрев жилья с помощью солнечных батарей.

Если вы не хотите зависеть от жилищно-коммунальных контор, если вам важно тепло в доме в любое, удобное для вас время, давайте поговорим подробнее про отопление от солнечных батарей, которое доступно уже многим, и многие это оценили по достоинству.

  1. Вы живете в тепле столько времени в год, сколько хотите.
  2. Вы имеете возможность регулировать температуру в квартире на нужном вам уровне.
  3. Вы полностью независимы от коммунальных служб, теперь не придется платить за общее отопление.
  4. Вы имеете собственный запас энергии, который можно израсходовать на любые бытовые нужды.
  5. Большой срок службы батарей надолго избавит вас от хлопот по их замене или ремонту.

Однако есть небольшие детали, которые не мешает рассмотреть подробнее, прежде чем приобретать и устанавливать автономное энергообеспечение в своем жилье.

Разновидности солнечных батарей

  1. Конечно, есть известная всем истина, что чем ближе к экватору – тем больше солнца. Если вы живете в регионе, где количество солнечных дней невелико, батареи будут не слишком эффективны.
  2. Достаточно высокая стоимость батарей. К примеру, чтобы снабдить семью достаточным количеством электроэнергии, вам понадобятся солнечные батареи площадью около 15 – 20 м². Учитывая, что 1 м² дает энергии в среднем 120 Вт, то на семью из трех-четырех человек придется установить достаточно много элементов.
  3. Батареи нужно устанавливать на южную сторону крыши. В тех местах, где солнце светит больше всего.
    Площадь крыши должна составлять не менее 40 м2, только в этом случае вы сможете получать достаточное для семьи количество энергии.
  4. Для получения энергии около 500 кВт в месяц и полноценной работы системы в вашем регионе должно быть до 20 солнечных дней.
  5. Чтобы снабдить себя электричеством и приобрести установку мощностью около 7 квТ, сделать отопление на солнечных батареях, вам придется потратить не менее 200000 рублей на их приобретение и установку.
    Однако это окупится уже в первые годы использования. Мощности такой установки хватает для снабжения отопления дома средней величины.
  6. Для эффективной работы установки угол наклона вашей крыши должен быть около 45⁰. Не должно быть больших деревьев и высоких зданий рядом, они будут создавать тень, и мешать работе установки.
  7. Система стропил вашего дома должна иметь запас прочности. Батареи имеют определенный вес, который нужно учитывать, чтобы обезопасить кровлю от обрушения.
    Особенно вероятно это в зимнее время, когда на крыше скапливается снег.

Конечно, батареи обходятся недешево, однако они пользуются большой популярностью уже во многих странах. Даже там, где не самый жаркий климат, их охотно используют. Дело в долговечности, и большой эффективности такого рода установок.Они лучше всего работают в летнее время, когда солнечных дней много. Но отопление нужно зимой, поэтому, чтобы система работала, на крыше нужно собрать достаточно большую конструкцию.

Если вы планируете отопление солнечными батареями, такую систему лучше предусмотреть на стадии проектировки жилья, до его строительства.

Нужно учитывать под их расположение сторону света, площадь крыши, покрытие и стропильную систему.

Виды батарей и комплектация

Схема отопления при помощи гелиосистемы

Существуют батареи двух типов – малые и большие фотоэлектрические системы. К типу малых относятся панели с аккумуляторами напряжением от 12 до 24 вольт.

Такие батареи способны дать энергию, которой хватит на обслуживание телевизора и освещения в доме. Большие системы способны полностью обеспечить электроэнергией и отоплением дом средних размеров.

Что касается комплектации, стандартная батарея состоит из:

  1. солнечного вакуумного коллектора;
  2. контроллера, следящего за эффективной работой системы;
  3. насоса, который подает теплоноситель к накопительному баку от коллектора;
  4. емкости объемом 500 – 1000л для горячей воды;
  5. теплового насоса или электрического тэна.

Оборудовав мощное отопление частного дома солнечными батареями, вы можете пользоваться горячей водой, а также оборудовать систему теплого пола. Следует особо отметить, что перед установкой системы обязательно нужно просчитать ее мощность.

Необходимо учесть количество проживающих, площадь жилья, а также расход потребляемой энергии. На бытовые приборы семья из трех человек расходует в среднем 200 – 500 кВт в месяц.

Плюс к этому количеству энергии необходима мощность для подогрева воды. Легче всего площадь будущей системы солнечного отопления рассчитывается из учета 1 м² площади батареи на одного человека.

Для системы обогрева «теплый пол» на каждые 10м 2 такого пола потребуется 1 м² солнечной батареи.

Если вы планируете,отопление загородного дома солнечными батареями, учитывайте:

  • угол ската крыши (не менее 30⁰);
  • сторону света (выбирается самая солнечнаясторона);
  • количество солнечных дней в году;
  • наличие рядом высоких деревьев, которые могут помешать работе системы.

Инсоляция рассчитывается, исходя из учета в 1000 кВт/ч на 1 м² за год. Полученная энергия в этом случае равняется энергии, как от использованных 100 л газа.

Некоторые мощные солнечные коллекторы для отопления дома могут обеспечить горячей водой среднюю семью, имея площадь чуть больше 4 м². Они дают энергию около 2000 кВт/ч в год.

Если у вас установлена система отопления на солнечных батареях, учитывайте, что низкая солнечная активность в зимнее время может подвести. Поэтому, рекомендуется не отказываться полностью от других видов отопления.

Самым эффективным можно считать комбинированный способ отопления. В этом случае вы сможете подстраховаться в любой момент, если батареям будет недостаточно света для выработки энергии.

Выбор и установка

Монтаж солнечных батарей

Если вы хотите долговечную и работоспособную отопительную систему, очень тщательно подойдите к ее выбору. Обязательно просчитайте необходимую мощность и, соответственно площадь системы.

Выберите место для ее установки, желательно все эти действия проделывать с помощью специалистов. Ведь солнечные батареи стоят недешево, а приобретаются надолго. К примеру, средний срок службы грамотно установленной системы – от 25 лет и выше. Окупятся они через 2-3 года, зато вы будете абсолютно независимы от коммунальных служб, частых отключений воды и электричества, как в случае с настенными электроконвекторами отопления .

Коллектор устанавливают на максимально освещенной солнцем территории. Угол отклонения от юга допустим в пределах 30⁰навостокилизапад. Возможны варианты установки коллектора на соседнем здании, если основное не подходит по многим показателям.

Накопитель допустимо разместить в подвале, если нет других вариантов. Его можно доставить в виде деталей, и собрать уже на месте установки. Нередко собирают систему из нескольких накопителей небольшого размера.

Гелиосистема будет тем эффективнее, чем ниже температура отопления.

Панельное отопление в этом случае можно назвать оптимальным.

В этом случае удачным решением будет стеновое отопление в совокупности с надежным утеплением здания.

Если вы выбрали для себя отопление дома солнечными батареями, ваш выбор можно назвать разумным и удачным. Энергия солнца бесконечна и бесплатна. Немного вложений в оборудование, и гарантированная независимость от многих факторов вам надолго обеспечена.