Запасы носителей энергии неизбежно исчерпываются, а на другом конце планеты арабские шейхи, которые всю жизнь сидят на нефти, уже начали задумываться об альтернативных источниках энергии. Это верный сигнал о том, что пора бы более серьезно подходить к использованию неиссякаемого источника энергии — энергии Солнца. В европейских странах около 60% всего отопления уже переведено на гелиосистемы полностью или частично. С нашей инертностью это произойдет очень нескоро, поэтому пока не соберешь гелиосистему своими руками, никто ее не принесет.

Содержание:

• Средства альтернативной энергетики
• Расчет отопления на солнечных коллекторах
• Типы солнечных коллекторов для отопления
• Солнечные коллекторы для отопления зимой

Средства альтернативной энергетики

Поэтому рассматривать этот вопрос глобально для нас с вами не имеет никакого смысла. Только индивидуальный подход поможет эффективно использовать солнечную энергию. В индивидуальных, конечно, целях. В принципе, чтобы реализовать систему отопления Солнцем, можно купить элементы, смонтировать их, настроить и запустить в действие. Только это неимоверно дорого. Рисковать такими суммами мы не можем, поэтому хотя бы в плане эксперимента можно собрать солнечные коллекторы для отопления своими руками. Практически из отходов и мусора.

Конечно, такая система не подойдет для трехэтажной виллы, но для дачи вполне сможет стать вполне рабочим средством отопления, хотя все зависит от объема вложений, материалов, средств автоматизации и грамотности исполнения. Расчет такой системы, кстати, очень непростая штука, поэтому его мы рассмотрим очень приблизительно и для небольшого помещения.

Расчет отопления на солнечных коллекторах

Здесь все очень относительно, поскольку по данным NASA один квадратный метр площади земли в средних широтах получает около полутора киловатт энергии. Параметр этот очень относительный, и вовсе не потому, что агентство скрывает правду от людей, а потому что количество солнечной энергии, которое попадет на наш коллектор, очень зависит от облачности, угла положения Солнца, направления светового потока и массы других параметров, список которых занял бы не одну страницу. Но то, что при грамотном использовании этого вида энергии можно обеспечить теплом и горячей водой полноценный жилой дом, это доказанный факт.

Принцип действия солнечного коллектора прост и основан на элементарных законах физики, а чтобы не вдаваться в доказательную базу, состоящую из формул и сложных расчетов, достаточно сказать, что в наших широтах даже в пасмурную погоду гелиосистема может работать полноценно, а в солнечный полдень выдавать до 1600 кВт энергии. Солнечный коллектор работает очень просто. Вода, которая находится в замкнутом пространстве, принимает тепловую энергию от солнечных лучей. Энергия не имеет возможности выйти наружу, поэтому накапливается в коллекторе. Система, собранная своими руками, может обеспечить очень невысокий КПД, примерно 50-60%, но этого хватит, чтобы полноценно отопить дом.

Типы солнечных коллекторов для отопления

Есть несколько конструктивных решений, которые позволят отапливать помещение солнечной энергией и самые простые из них вкратце описаны ниже:

1. Воздушные солнечные коллекторы. Такие системы нагревают воздух напрямую без теплоносителя. То есть в системе не задействована вода, а это значит, что КПД у такого коллектора будет выше, поскольку одно звено потери тепла отпадает. Устроены они схематически так: инфракрасные лучи попадают через светопроницаемую пленку или поверхность (поликарбонат, полиэтилен, стекло) на теплоприемник, а он уже распределяет полученное тепло в виде нагретого воздуха по помещениям.
   
2. Плоский солнечный коллектор. Представляет собой емкость черного цвета, установленную под углом в 30 градусов к солнечным лучам. Это самая дешевая и простая система, но у нее есть минус — работает она только на протяжении светового дня.
   
3. Трубчатые солнечные коллекторы. Схема работы такая же, как и у плоских коллекторов, а циркуляция жидкости осуществляется естественным путем. Их преимущество в том, что площадь круглого коллектора равномернее и эффективнее нагревается от солнечных лучей, а объем теплоносителя может быть больше.
   
4. Вакуумные солнечные коллекторы. Принцип действия их немного другой, но они внешне похожи на трубчатые коллекторы. Разница в том, что роль теплоизолятора играет вакуумная стеклянная труба, внутри которой находится черная труба с теплоносителем.
   

Это базовые виды солнечных коллекторов, но существует множество модификаций всех этих схем, в которые включены отражатели, концентраторы лучей, автоматизированные следящие системы, которые направляют луч непосредственно на коллектор под нужным углом, независимо от угла расположения Солнца.

Солнечные коллекторы для отопления зимой

Зима — совсем не повод забывать о гелиоколлекторах. Они эффективны как зимой, так и летом. Сложность заключается в том, что:

• зимой световой день короче;
• солнечный угол сильно зависит от региона;
• снег закрывает плоскость нагрева коллектора.

Именно проблема с оттаиванием снега на поверхности солнечного коллектора вызывает наибольшие проблемы, особенно в коллекторах вакуумного типа, которые по умолчанию летом имеют более высокий КПД. Плоские же коллекторы справляются с обледенением своими силами и могут растопить наледь и снеговой покров, но в любом случае, при температурах ниже 15 градусов, необходимо ставить контроллер, который бы обеспечивал постоянную температуру теплоносителя в коллекторе. Реализация может быть любая — от подачи нагретой воды из аккумулятора, электроподогреватель. Тогда коллектор запустится сам и сможет работать дальше в штатном режиме.

Конечно, вакуумный коллектор своими руками выполнить едва ли получится, а вот плоский, причем любых размеров, вполне возможно. Поэтому стоит экспериментировать и бороться за тепло в доме при помощи бесценного и бесплатного природного источника — солнечной энергии.