Het grootste deel van het jaar hebben we geld uitgeven aan het verwarmen van hun huizen. In deze situatie, zou alle hulp overbodig zijn. Zonne-energie is geschikt voor dit doel zo goed mogelijk: absoluut schoon en vrij.
Moderne technologieën maken het mogelijk zonne-energie particuliere huizen, niet alleen in de zuidelijke regio's, maar ook in de voorwaarden van de middelste band.
In dit artikel:
- Dat kan de moderne technologie aan te bieden
- Voors en tegens van het gebruik van zonne-energie
- Open zonnecollectoren
- Tubular zonnecollectoren
- En nadelen van buisvormige collectors
- Gesloten platte zonnecollectoren
- Vergelijking van de kenmerken van zonnecollectoren
- Methodes om verbinding met het verwarmingssysteem
- Het circuit dat het warmtereservoir
- Bedradingsschema van de zonnebatterij
- Hoe de vereiste capaciteit van het reservoir te berekenen
- Handige video's op het onderwerp
Dat kan de moderne technologie aan te bieden
Het gemiddelde van 1 m2 oppervlakte terrein 161 ontvangt zonne-energie W per uur. Natuurlijk, op de evenaar, dit cijfer is vele malen hoger dan in het Noordpoolgebied. Daarnaast is de dichtheid van de zonnestraling is afhankelijk van de tijd van het jaar.
In de regio Moskou de intensiteit van de zonnestraling in december en januari is verschillend van de mei en juli meer dan vijf keer. Echter, het huidige systeem is zo effectief dat ze in staat zijn om vrijwel overal te werken op aarde.
Taak gebruik van zonnestraling energie zo efficiënt mogelijk wordt op twee manieren: directe verhitting van een thermische zonnecollectoren en fotovoltaïsche batterijen.
Zonnecellen zetten de energie van het begin van zonlicht om in elektriciteit, dan door een speciaal systeem voor de consument, zoals elektrische boiler.
Thermische reservoirs wordt verwarmd door zonnestralen verwarmde koelvloeistof verwarmings- en warmwatersystemen.
Thermische collectoren zijn er in verschillende vormen, met inbegrip van open en gesloten systemen, vlakke en sferische structuur, halfronde hubs verzamelaars en vele andere opties.
De thermische energie verkregen uit zonnecollectoren voor verwarmen van water of warmtetransportmedium.
Ondanks de duidelijke vooruitgang in de ontwikkeling van het verzamelen van oplossingen, accumulatie en het gebruik van zonne-energie, zijn er voordelen en nadelen.
Voors en tegens van het gebruik van zonne-energie
De meest voor de hand liggende voordeel van het gebruik van zonne-energie is de toegankelijkheid. In feite, zelfs in de sombere en bewolkt weer, zonne-energie kan worden verzameld en gebruikt.
De tweede plus - nul emissie. In feite is het de meest milieuvriendelijke vorm van energie en natuurlijke. Zonnepanelen en -collectoren produceren geen lawaai. In de meeste gevallen worden ze gemonteerd op de daken van gebouwen, zonder kostbare voorsteden landoppervlak.
Nadelen verbonden aan het gebruik van zonne-energie, zijn aan wisselvalligheid verlichting. 'S Nachts wordt het niets te verzamelen, wordt de situatie nog verergerd door het feit dat de top van het stookseizoen is de meest korte licht dagen van het jaar.
Er moet de zuiverheid van het optisch beeldscherm, minder ernstige verontreiniging vermindert drastisch efficiency.
Bovendien kunnen we niet zeggen dat de werking van het systeem op zonne-energie kosten is helemaal gratis, er vaste kosten van de apparatuur afschrijvingen, circulatiepomp en controle elektronica.
Open zonnecollectoren
Outdoor zonnecollector is niet beschermd tegen invloeden van buitenaf buis systeem dat verwarmd warmteoverdracht vloeistof direct circuleert aan de zon. Als koelmiddel wordt water, gas, lucht, antivries. Buis of aan de steunplaat bevestigd in de vorm van een spoel, of verbonden in parallelle rijen aan de uitlaatmond.
We openen verzamelaars meestal geen isolatie hebben. Het ontwerp is zeer eenvoudig, zodat het goedkoop en wordt vaak onafhankelijk gemaakt.
Door het ontbreken van de isolatie nagenoeg energie opslaat van de zon, hebben een laag rendement. Gebruikten ze meestal in de zomer om water te verwarmen in zwembaden of in de zomer een douche. Geïnstalleerd in zonnige en warme gebieden met kleine veranderingen in de temperatuur van de omgevingslucht en verwarmd water. Alleen werken goed bij zonnig, rustig weer.
Tubular zonnecollectoren
De buisvormige zonnecollectoren zijn opgebouwd uit afzonderlijke buizen die water, gas of damp loopt. Dit is een vorm van zonne-installaties geopend. Echter, de koelvloeistof is al veel beter beschermd tegen de externe negativiteit. Vooral in vacuümsystemen, gerangschikt volgens het principe van thermoskannen.
Elke buis is aangesloten op het systeem afzonderlijk parallel aan elkaar. Bij uitval van één buis is het gemakkelijk om te veranderen naar een nieuwe. Het geheel kan direct gemonteerd op het dak van het gebouw, die sterk vergemakkelijkt installatie.
Plus een sterke buisvormige zonnecollectoren is in een cilindrische vorm de basiselementen waaruit zonnestraling gevangen alle daglicht uur zonder het gebruik van dure volgsystemen voor de beweging armaturen.
Volgens hun constructiebuizen pen en coaxiaal zonnecollectoren.
Coaxiale buis een vat of Dayura de bekende thermosfles. Gemaakt van twee flessen tussen hen geëvacueerd. Het binnenoppervlak van de binnenkern bedekt met een zeer selectieve bekleding effectief absorberen van zonne-energie.
Thermische energie van de binnenbuis van de selectieve laag van warmte aan de binnen- warmtewisselaar of aluminium platen. In deze fase ongewenste warmteverliezen optreden.
Fontein buis een glazen cilinder met de ingebrachte pen in de absorber.
Voor een goede isolatie van de vacuümbuis. Warmteoverdracht van de absorber wordt zonder verlies, waardoor de efficiëntie van de fontein buizen te kiezen.
Door warmteoverdracht methode heeft twee systemen: het directe stroom en Warmte- (heat pipe).
Vertegenwoordigt warmte-afgesloten houder met een vluchtige vloeistof.
Binnen Warmte-vluchtige vloeistof is die warmte ontvangt van de binnenwand van de kolf of pen absorber. Onder invloed van de temperatuur van koken en de damp stijgt. Na de warmte aan de koelvloeistof verwarming of warm water, stoom condenseert in de vloeistof naar beneden stroomt.
Als vluchtige vloeistof, water wordt vaak gebruikt bij een lage druk.
De in meestroom maakt gebruik van U-vormige buis waardoor het koelmiddel circuleert water of verwarmingsinstallaties.
De ene helft van de U-vormige buis is ontworpen voor koude koelvloeistof verwijdert de tweede verwarmde. Bij verhitting koelvloeistof uit en komt in de tank, die een natuurlijke circulatie. Zoals het geval is met Heat-systemen moet de minimale hellingshoek ten minste 20⁰ zijn.
Zodra-through-systemen zijn efficiënter want zodra verwarmde koelvloeistof.
Als de zonnecollector systeem is gepland het hele jaar door te gebruiken, vervolgens geïnjecteerd ze een speciale antivries.
En nadelen van buisvormige collectors
Het gebruik van buisvormige zonnecollectoren heeft een aantal voordelen en nadelen. Het ontwerp van de buisvormige zonnecollector bestaat uit identieke elementen die relatief eenvoudig te vervangen zijn.
voordelen:
- lage warmteverlies;
- vermogen om te werken bij temperaturen -30⁰S;
- effectieve prestaties gedurende de uren met daglicht;
- goede prestaties in gebieden met gematigde en koude klimaten;
- Lage luchtturbulentie, geluidssystemen vermogen door het buisvormige luchtmassa zich te passen;
- mogelijkheid om een te hoge temperatuur te vervaardigen.
Structureel, de buisvormige structuur een beperkte apertuuroppervlak. Het heeft de volgende nadelen:
- Het is niet in staat zichzelf te reinigen van sneeuw, ijs, vorst;
- de hoge kosten.
Ondanks de aanvankelijke hoge kosten, buiscollectoren snel terugverdiend. Hebben een lange levensduur.
Gesloten platte zonnecollectoren
Oppervlaktecollector bestaat uit een aluminium frame, speciaal absorberende laag - absorber, een transparante deklaag en buisisolatie.
Als absorptiemiddel gebruik gezwarte koperplaat, is ideaal voor het maken geliosistem geleidbaarheid. Wanneer de absorptie van zonne-energieabsorbeerder wordt uitgezonden ontvangen zonne-energie koelmiddel circuleert door de pijpen naast de absorber systeem.
Aan de buitenzijde van het gesloten paneel wordt beschermd door een transparante deklaag. Het is gemaakt van slagvast gehard glas met een transmissieband 0,4-1,8mkm. Op deze afstand tot het maximum van zonnestraling. Schokbestendig glas is een goede bescherming tegen hagel. Aan de achterkant van het gehele paneel stevig geïsoleerd.
De lijst van de voordelen van een gesloten vlakke panelen, waaronder:
- eenvoudige structuur;
- goede prestaties in gebieden met een warm klimaat;
- mogelijkheid installatie bij elke hoek bij aanwezigheid van inrichtingen voor het veranderen van de hellingshoek;
- het vermogen om zichzelf vrij van sneeuw en vorst;
- lage prijs.
Flat zonnecollectoren zijn bijzonder gunstig, wanneer het gebruik ervan is gepland in de ontwerpfase. Levensduur in kwalitatief hoogwaardige producten is 50 jaar.
De nadelen zijn:
- de hoge warmteverlies;
- veel gewicht;
- Hoge weerstand tegen wind op de plaats van de panelen onder een hoek met de horizon;
- beperkingen optreden als gevolg van temperatuurveranderingen dan 40 ° C
Scope gesloten reservoirs is veel breder dan het open type zonne-eenheden. In de zomer kunnen ze volledig voldoen aan de behoefte aan warm water. Op koudere dagen worden de nutsbedrijven niet opgenomen in het stookseizoen, kunnen ze werken in plaats van gas en elektrische kachels.
Vergelijking van de kenmerken van zonnecollectoren
De belangrijkste indicator is het rendement van de zonnecollector. Nuttig prestaties van de verschillende constructies van zonnecollectoren is afhankelijk van de temperatuur verschil. In deze vlakke collectoren aanzienlijk minder buisvormig.
Bij het kiezen van een zonnecollector moeten aandacht besteden aan een aantal parameters die de efficiëntie en de capaciteit van het apparaat.
Er zijn een aantal belangrijke kenmerken van zonnecollectoren:
- adsorptiecoëfficiënt - geeft de verhouding aan de totale geabsorbeerde energie;
- emissiecoëfficiënt - is de verhouding van energie die het geabsorbeerde;
- en het totale openingsgebied;
- Efficiency.
Aperture area - dit is een werkende zonnecollector gebied. In vlakke collector openingsoppervlak wordt gemaximaliseerd. Het openingsoppervlak is absorberoppervlak.
Methodes om verbinding met het verwarmingssysteem
Omdat zonne-energie-apparaten geen zorgen voor een stabiele energievoorziening en gehandicapten, een systeem bestand tegen deze tekortkomingen.
Centrale Rusland solar apparaten geen zorgen voor een stabiele stroom van energie, en daarom worden gebruikt als aanvullend systeem. Integratie in het bestaande verwarmingssysteem en warm water voor de verschillende zonnecollector en zonne-batterijen.
Het circuit dat het warmtereservoir
Afhankelijk van het doel van het gebruik van de warmte collector aan te sluiten verschillende systemen worden gebruikt. Kan enkele zijn:
- Summer versie voor warm water
- Winter versie voor verwarming en warm water supply
Zomer eenvoudigste uitvoeringsvorm en kan zelfs de kosten zonder circulatiepomp, met behulp van een natuurlijke watercirculatie.
Water wordt verwarmd in de zonnecollector en door thermische uitzetting wordt in de tank of boiler. Er is dus een natuurlijke circulatie: in plaats van het hete water tank is koud gezogen.
Net als elk systeem op basis van de natuurlijke circulatie het niet erg efficiënt te werken, waarbij de naleving van de vereiste helling. Daarnaast dient het buffervat boven de zonnecollector.
Om het water zo lang mogelijk de hot tub moet grondig worden opgewarmd te houden.
Als je echt wilt om de meest efficiënte werking van een zonnecollector te bereiken, schakelschema ingewikkeld.
Volgens de zonnecollector systeem nonfreezing koelvloeistof circuleert. Het biedt geforceerde circulatiepomp onder regeling van de regelaar.
De besturingseenheid bestuurt de werking van de circulatiepomp basis van de verklaring van ten minste twee temperatuursensoren. De eerste sensor meet de temperatuur van het voorraadvat, de tweede - de buis voor hete koelvloeistof zonnecollector. Zodra de temperatuur in de tank de temperatuur van de koelvloeistof in het reservoir regelaar overschrijdt schakelt de pomp, het stoppen van de circulatie van het koelmiddel door het systeem.
Op zijn beurt, wanneer de temperatuur in het voorraadvat onder de ketel is ingeschakeld voorafbepaalde.
Bedradingsschema van de zonnebatterij
Het zou verleidelijk om een soortgelijke regeling van zonne-energie toe te passen, is de manier waarop het wordt uitgevoerd in het geval van een zonnecollector, de opslag ontvangen energie per dag. Helaas is de accu om voldoende capaciteit te creëren is erg duur voor de privé-woning stroomvoorziening. Daarom is de verbinding regeling is als volgt.
De zonnepanelen geleverd aan de regelaar dat verscheidene functies heeft: het biedt een permanente opladen van de batterijen en de spanning stabiliseert. Vervolgens wordt een elektrische stroom toegevoerd aan de regelaar, waarbij de omzetting constant 12V of 24V DC naar 220V AC enkelfasig.
Helaas, onze elektrische niet aangepast om energie te verkrijgen werkt slechts in één richting van de bron naar de consument. Om deze reden, zult u niet in staat zijn om de onttrokken energie te verkopen, of op zijn minst te dwingen de teller te draaien in de tegenovergestelde richting.
Het gebruik van zonnepanelen heeft als voordeel dat ze zorgen voor een meer universele vorm van energie, maar het kan niet overeen met de efficiëntie van de zonnecollectoren. Echter, deze hebben niet de mogelijkheid om energie op te slaan, in tegenstelling tot fotovoltaïsche zonnepanelen.
Hoe de vereiste capaciteit van het reservoir te berekenen
Bij de berekening van het vereiste vermogen van de zonnecollector is heel vaak ten onrechte berekeningen uit te voeren op basis van de inkomende zonne-energie tijdens de koudste maanden van het jaar.
Het feit dat het hele systeem voortdurend oververhitting in de rest van het jaar. De temperatuur van het koelmiddel in de zomer op de uitgang van de zonnecollector 200 ° C bereikt bij een verwarmingssnelheid stoom of gas 120 ° C antivriesmiddel, 150 ° C water. Als het koelmiddel kookt, wordt deze gedeeltelijk verdampt. Als gevolg hiervan zal het moeten worden vervangen.
Productiebedrijven raden komen uit de volgende cijfers:
- levering van warm water is niet meer dan 70%;
- het waarborgen van de verwarmingsinstallatie niet meer dan 30%.
De rest van de warmte die nodig is moet een standaard verwarming apparatuur te ontwikkelen. Echter, op deze tarieven jaarlijks het bespaart een gemiddelde van ongeveer 40% op de verwarming en warm water.
Energie die wordt opgewekt door de enkele buis van het vacuüm systeem is afhankelijk van de geografische ligging. Figuur van zonne-energie per 1 m2 grond vallen in het jaar genoemd instraling. Het kennen van de lengte en diameter van de buis, is het mogelijk om de opening te berekenen - het effectieve absorptiegebied. Het blijft coëfficiënten van absorptie en emissievermogen aanvragen berekenen één buis per jaar.
Rekenvoorbeeld:
Standaard buislengte van 1800 mm, een effectieve - 1600 mm. Diameter 58 mm. Aperture - gearceerde gebied gecreëerd door de buis. Waardoor het schaduwgebied van de rechthoek:
S = 1,6 * 0058 = 0,0928m2
het gemiddelde rendement van de buis is 80%, de zoninstralingsomstandigheden Moskou is ongeveer 1170 kWh / m2 per jaar. Zo zal één buis te produceren in een jaar:
W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = * h 86,86kVt
Opgemerkt dient te worden dat dit een zeer benaderende berekening. De hoeveelheid energie hangt af van de inbouwpositie, hoek, een gemiddelde temperatuur, etc.
Handige video's op het onderwerp
Demonstratie van de werking van de zonnecollector in de winter:
Vergelijk verschillende modellen van zonnecollectoren:
Gedurende zijn gehele bestaan van de mensheid steeds meer energie wordt jaarlijks verbruikt. Pogingen om vrije zonnestraling gebruiken waren al lang geleden gemaakt, maar pas onlangs werd het mogelijk om de zon in onze streken effectief te gebruiken. Er is geen twijfel dat de toekomst van zonne-energie systemen.
