Θέρμανση ιδιωτικής κατοικίας με ηλιακούς συλλέκτες: σχέδια και συσκευές

Τύποι ηλιακών συλλεκτών

Οι συσκευές χωρίζονται σε κατηγορίες ανάλογα με τον βαθμό ισχύος:

• χαμηλή ενέργεια;
• Παγκόσμιος;
• ηλιακό πάνελ.

Επιπλέον, υπάρχουν τρεις τύπους μπαταριών με διαφορετικά σκοπός:

1. Φωτοηλεκτρικοί μετατροπείς (PVC). Μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική.
2. Σταθμοί ηλιακής ενέργειας (HES). Χρησιμοποιούνται για τη διασφάλιση της λειτουργίας διαφόρων βιομηχανικών εγκαταστάσεων - στροβίλων, ατμομηχανών κ.λπ.
3. Ηλιακοί συλλέκτες (SC). Εξυπηρετεί για την παροχή θερμότητας των χώρων.

Η επιλογή και ο υπολογισμός των ηλιακών συλλεκτών για μια ιδιωτική κατοικία απαιτεί από τον ιδιοκτήτη να γνωρίζει τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του εξοπλισμού. Υπάρχει μια διαίρεση ανάλογα με τη φυσική και χημική κατάσταση του υλικού της μπαταρίας.Αυτό το θέμα πρέπει να εξεταστεί με περισσότερες λεπτομέρειες.

μπαταρίες πυριτίου

Οι κυψέλες πυριτίου είναι οι πιο συνηθισμένοι τύποι φωτοβολταϊκών μετατροπέων.

Ο λόγος για αυτό είναι η επικράτηση και η διαθεσιμότητα αυτού του υλικού. Ταυτόχρονα, η τεχνολογία παραγωγής είναι πολύ περίπλοκη, η παραγωγή στοιχείων κοστίζει σημαντικά ποσά, γεγονός που αναγκάζει τους κατασκευαστές να αναζητήσουν επιλογές για τη μείωση του κόστους.

Μέχρι στιγμής, αυτό επιτυγχάνεται μόνο σε βάρος της μειωμένης απόδοσης, αλλά οι προγραμματιστές αναζητούν συνεχώς τρόπους βελτίωσης της ποιότητας και της απόδοσης των προϊόντων τους. Εξετάστε τους τύπους μπαταριών πυριτίου.

Μονοκρυσταλλικό

Τα πιο αποτελεσματικά και ακριβά στοιχεία. Χρησιμοποιείται πυρίτιο υψηλής καθαρότητας, η τεχνολογία παραγωγής του οποίου έχει επεξεργαστεί στην κατασκευή ημιαγωγών. Τα στοιχεία είναι λεπτά τμήματα (300 μm) από έναν μόνο κρύσταλλο που έχει αναπτυχθεί ειδικά για αυτήν την εργασία. Η κρυσταλλική δομή έχει κανονικό σχήμα, οι κόκκοι κατευθύνονται προς μία κατεύθυνση. Το κόστος του υλικού είναι υψηλό, η απόδοση είναι 18-22%. Η διάρκεια ζωής είναι πολύ μεγάλη, τουλάχιστον 30 χρόνια.

Πολυκρυσταλλικό

Αυτά τα στοιχεία λαμβάνονται με σταδιακή ψύξη του τηγμένου πυριτίου.στο οποίο σχηματίζονται πολυκρυστάλλοι. Η δομή ενός τέτοιου υλικού δεν έχει κανονικό σχήμα, οι κόκκοι δεν είναι παράλληλοι και κατευθύνονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Η παραγωγή είναι πολύ φθηνότερη, καθώς αυτή η τεχνολογία απαιτεί λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια, αλλά η απόδοση του προϊόντος είναι χαμηλότερη - 12-18%.

άμορφος

Οι άμορφες μπαταρίες δεν κατασκευάζονται από κρυσταλλικό πυρίτιο, αλλά από υδρογόνο πυριτίου (σιλάνιο), το οποίο εφαρμόζεται σε λεπτή στρώση στο υλικό βάσης. Η απόδοση αυτών των μπαταριών είναι χαμηλή - μόνο 5-6%, αλλά η τιμή είναι επίσης η χαμηλότερη.Ταυτόχρονα, υπάρχουν ορισμένα πλεονεκτήματα - υψηλός συντελεστής οπτικής απορρόφησης, ικανότητα εργασίας σε συννεφιασμένο καιρό, αντοχή στην παραμόρφωση του πίνακα.

υβρίδιο

Τα υβριδικά πάνελ είναι ένας συνδυασμός φωτοβολταϊκών στοιχείων και ηλιακών συλλεκτών. Το γεγονός είναι ότι κατά την παραγωγή ενέργειας, τα πάνελ θερμαίνονται και χάνουν την απόδοση.

Η υδρόψυξη χρησιμοποιήθηκε για τη μείωση της θέρμανσης. Αποδείχθηκε ότι η ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται από το νερό από φωτοκύτταρα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οικιακές ανάγκες ή για θέρμανση χώρων.

Τέτοιοι ηλιακοί συλλέκτες είναι καλοί τόσο για την παραγωγή ενέργειας όσο και για τη θέρμανση του σπιτιού. Οι κατασκευαστές ισχυρίζονται ότι η απόδοση τέτοιων πάνελ είναι εξαιρετικά υψηλή (κάποιοι λένε 80%), αλλά αυτό είναι ένα κοινό τέχνασμα μάρκετινγκ, λαμβάνοντας υπόψη τη σταθερότητα των δεικτών ως αύξηση της απόδοσης.

Αυτός είναι ένας άλλος τύπος φωτοβολταϊκών μετατροπέων, οι οποίοι δεν κατασκευάζονται με βάση το πυρίτιο, αλλά από πολλές πολυμερείς μεμβράνες διπλωμένες σε ένα πυκνό πακέτο και εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες.. Η απόδοση τέτοιων μπαταριών είναι περίπου τέσσερις φορές χαμηλότερη από εκείνη των μπαταριών πυριτίου, αλλά είναι ελαφριές, σχετικά φθηνές στην κατασκευή και, ως εκ τούτου, φθηνότερες στην πώληση. Πιστεύεται ότι οι πολυμερείς συσκευές έχουν υψηλές δυνατότητες και θα αναπτυχθούν ενεργά, καθώς το χαμηλό κόστος και η ταχύτητα παραγωγής είναι τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα του υλικού.

Το μέλλον ανήκει στις εναλλακτικές πηγές ενέργειας

Η ζήτηση για ενέργεια αυξάνεται ανάλογα με την ταχύτητα της τεχνολογικής ανάπτυξης. Εάν σήμερα οι εναλλακτικές πηγές ενέργειας είναι εξωτικές και χρησιμοποιούνται μόνο όπου δεν είναι κατάλληλες άλλες μέθοδοι, τότε μετά από λίγο η κατάσταση θα αλλάξει ριζικά.Η εξάρτηση από τις εταιρείες παροχής πόρων δεν είναι η πιο ελπιδοφόρα προοπτική, αναγκάζοντάς μας να αναζητήσουμε άλλες, πιο ανεξάρτητες επιλογές για την παροχή στέγης με ενέργεια και θερμότητα.

Μόλις εμφανιστεί φθηνότερος και πιο παραγωγικός εξοπλισμός, η χρήση ηλιακών συλλεκτών θα γίνει ευρέως διαδεδομένη.. Η ώθηση για αυτό θα είναι ο υπερπληθυσμός των κεντρικών περιοχών, η έλλειψη στέγης και εργασίας, η ανάγκη επανεγκατάστασης σε πιο απομακρυσμένες περιοχές. Εάν μέχρι εκείνη τη στιγμή οι παράμετροι του εξοπλισμού γίνουν αρκετά σταθερές και οι τιμές πέσουν σε προσιτά επίπεδα, τότε η ζήτηση για ηλιακούς συλλέκτες θα γίνει πολύ υψηλή.

Αρχή λειτουργίας

Η αρχή λειτουργίας της ηλιακής μπαταρίας. (Κάντε κλικ για μεγέθυνση)

Η αρχή λειτουργίας μιας ηλιακής μπαταρίας είναι αρκετά απλή. Είναι η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική. Οι φωτοϋποδοχείς που βρίσκονται στην πλάκα απορροφούν το ηλιακό φως, το οποίο προκαλεί μια μικροεκκένωση στην επιφάνεια της πλάκας.

Η ισχύς μιας τέτοιας μικροεκφόρτισης είναι αρκετά μικρή, αλλά πολλοί φωτοϋποδοχείς που βρίσκονται στην περιοχή της μπαταρίας είναι σε θέση να παράγουν και να συσσωρεύουν την απαραίτητη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας για τις ανθρώπινες ανάγκες.

Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να εγκατασταθούν σε στέγες:

• ιδιωτικές κατοικίες?
• πολυώροφα κτίρια?
• μικρές βιομηχανικές εγκαταστάσεις.
• περίπτερα?
• στέγαστρα.

Η προϋπόθεση για την τοποθέτηση της δομής είναι μια επίπεδη οροφή ή άλλο επίπεδο μεγάλης περιοχής.

Συμβουλή ειδικών: οι μονάδες ηλιακών συλλεκτών τοποθετούνται προς τον ήλιο

Επομένως, είναι σημαντικό να εγκαταστήσετε τη μονάδα στη νότια ή νοτιοανατολική πλευρά κατά την εγκατάσταση.

Οφέλη ενός ηλιακού συστήματος θέρμανσης

Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα των ηλιακών συλλεκτών για τη θέρμανση του σπιτιού:

• Όλο το χρόνο το σπίτι σας παρέχεται με την απαραίτητη θερμότητα. Μπορείτε επίσης να ρυθμίσετε τη θερμοκρασία στο σπίτι κατά την κρίση σας.
• Πλήρης ανεξαρτησία από τη στέγαση και τις κοινοτικές υπηρεσίες. Τώρα δεν χρειάζεται να πληρώνετε τεράστιους λογαριασμούς θέρμανσης.
• Η ηλιακή ενέργεια είναι ένα απόθεμα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορες οικιακές ανάγκες.
• Αυτές οι μπαταρίες έχουν πολύ καλή διάρκεια ζωής. Σπάνια αποτυγχάνουν, επομένως δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την επισκευή ή την αντικατάσταση ορισμένων εξαρτημάτων.

Υπάρχουν ορισμένες αποχρώσεις που πρέπει να προσέξετε πριν επιλέξετε αυτό το σύστημα. Εξάλλου, ένα τέτοιο σύστημα μπορεί να μην είναι κατάλληλο για όλους.

Από πολλές απόψεις, η ποιότητα ενός τέτοιου συστήματος θέρμανσης εξαρτάται από τη γεωγραφία της κατοικίας. Εάν ζείτε σε μια περιοχή όπου ο ήλιος δεν λάμπει κάθε μέρα, τότε τέτοια συστήματα θα είναι αναποτελεσματικά. Ένα άλλο μειονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι τα ηλιακά πάνελ είναι ακριβά. Είναι αλήθεια ότι δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι ένα τέτοιο σύστημα θα πληρωθεί πλήρως με την πάροδο του χρόνου.

Η διάρκεια της ηλιοφάνειας στη Ρωσία

Για να τροφοδοτηθεί το σπίτι με την απαραίτητη ποσότητα θερμότητας, θα χρειαστούν από 15 έως 20 τετραγωνικά μέτρα. μέτρα επιφάνειας ηλιακού πάνελ. Ένα τετραγωνικό μέτρο εκπέμπει κατά μέσο όρο έως και 120 W.

Για να λαμβάνετε περίπου 500 kW θερμότητας το μήνα, είναι απαραίτητο να υπάρχουν περίπου 20 ηλιόλουστες ημέρες σε ένα μήνα.

Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η τοποθέτηση ηλιακών συλλεκτών στη νότια πλευρά της ταράτσας, καθώς διαχέει τη μεγαλύτερη θερμότητα.Για να είναι όσο το δυνατόν πιο αποδοτική η ηλιακή θέρμανση, η γωνία της οροφής θα πρέπει να είναι περίπου 45 μοίρες. Είναι επιθυμητό να μην φυτρώνουν ψηλά δέντρα κοντά στο σπίτι και να μην υπάρχουν άλλα αντικείμενα που μπορούν να δημιουργήσουν σκιά. Το σύστημα ζευκτών του σπιτιού πρέπει να έχει την απαραίτητη αντοχή και αξιοπιστία. Δεδομένου ότι τα ηλιακά πάνελ δεν είναι ακριβώς ελαφριά, πρέπει να λαμβάνεται μέριμνα ώστε να μην βλάπτουν το κτίριο και να μην προκαλούν καταστροφικές διεργασίες. Η πιθανότητα κατάρρευσης αυξάνεται το χειμώνα, αφού αυτή την περίοδο, εκτός από τις βαριές μπαταρίες, θα συσσωρευτεί και χιόνι στην οροφή.

Οι ηλιακοί συλλέκτες τοποθετούνται συνήθως στην οροφή του σπιτιού.

Παρά το γεγονός ότι τα ηλιακά πάνελ είναι αρκετά ακριβά, κερδίζουν όλο και μεγαλύτερη δημοτικότητα. Χρησιμοποιούνται ακόμη και όπου το κλίμα δεν είναι πολύ ζεστό. Ένα τέτοιο σύστημα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως πρόσθετη θέρμανση στο σπίτι. Τέτοια συστήματα είναι πιο αποτελεσματικά κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, όταν ο ήλιος λάμπει σχεδόν κάθε μέρα. Ωστόσο, μην ξεχνάτε ότι το σπίτι πρέπει να θερμαίνεται κυρίως τους χειμερινούς μήνες.

Τρόποι χρήσης της ηλιακής ενέργειας

Οι μέθοδοι χρήσης της ενέργειας του ουράνιου σώματος δεν ανήκουν σε καινοτόμες τεχνολογίες· η ηλιακή θερμότητα χρησιμοποιείται εδώ και πολύ καιρό και με μεγάλη επιτυχία. Ωστόσο, αυτό ισχύει κυρίως για την Αυστραλία, ορισμένες χώρες στην Ευρώπη, την Αμερική και τις νότιες περιοχές, όπου μπορεί να ληφθεί εναλλακτική ενέργεια καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.

Ορισμένες βόρειες περιοχές αντιμετωπίζουν έλλειψη φυσικής ακτινοβολίας, επομένως χρησιμοποιείται ως πρόσθετη ή εναλλακτική επιλογή.

Συλλογή εικόνων
Φωτογραφία από
Τα ηλιακά πάνελ είναι ένας από τους τρόπους για να αποκτήσετε πρακτικά δωρεάν ενέργεια, που ακτινοβολείται δωρεάν από το ουράνιο σώμα.

Η εγκατάσταση ενός αυτόνομου ηλιακού σταθμού ενδείκνυται σε περιοχές με μεγάλο αριθμό ηλιόλουστων ημερών, ο οποίος δεν σχετίζεται με τη μέση ετήσια θερμοκρασία

Ένα αυτόνομο ηλιακό σύστημα βρίσκεται κυρίως στις στέγες χαμηλών κτιρίων και σε χώρους χωρίς δέντρα.

Την περίοδο του παγετού, τα ηλιακά συστήματα παρέχουν ενέργεια για θέρμανση αέρα, ατμού ή θέρμανσης νερού, το καλοκαίρι παρέχουν θερμαινόμενο νερό

Οι ηλιακοί σταθμοί συγκαταλέγονται στους «πράσινους», φιλικούς προς το περιβάλλον, συνεχώς ανανεώσιμους τύπους παραγωγής ενέργειας

Μέχρι στιγμής, η απόδοση των ηλιακών σταθμών παραγωγής ενέργειας εξαρτάται υπερβολικά από τον αριθμό των ηλιόλουστων ημερών. Είναι κερδοφόρο μόνο στα νότια γεωγραφικά πλάτη. Στη μεσαία λωρίδα και στο βορρά, μπορεί να χρησιμεύσει μόνο ως εφεδρική πηγή

Οι ηλιακοί συλλέκτες στα νότια των χωρών της ΚΑΚ θα μπορούν να παρέχουν σε μια εξοχική κατοικία ηλεκτρισμό, ζεστό νερό και ψυκτικό υγρό για κυκλώματα θέρμανσης

Τα ηλιακά συστήματα, που χρησιμοποιούνται ακόμη και ως εφεδρική πηγή ενέργειας, έχουν αρκετά υψηλό οικονομικό αποτέλεσμα, μειώνοντας την επιβάρυνση των βασικών επιλογών παραγωγής ενέργειας.

Παθητική χρήση ηλιακής ενέργειας

Δυνατότητα εγκατάστασης ηλιακού πάνελ

Βέλτιστη θέση ενός ιδιωτικού ηλιακού συστήματος

Θέση του ηλιακού πάνελ κατά μήκος της μαρκίζας

Ηλιακό σύστημα σε επίπεδη στέγη

Ηλιακός σταθμός παραγωγής ενέργειας ως εφεδρική πηγή

Λειτουργία μπαταριών στις νότιες περιοχές των χωρών της ΚΑΚ

Τα πραγματικά οφέλη ενός ηλιακού συστήματος στον ιδιωτικό τομέα

Ενδιάμεσοι μεταξύ των ακτίνων του ήλιου και του μηχανισμού που παράγει ενέργεια είναι οι ηλιακές μπαταρίες ή συλλέκτες, οι οποίοι διαφέρουν τόσο ως προς τον σκοπό όσο και ως προς το σχεδιασμό.

Οι μπαταρίες αποθηκεύουν ενέργεια από τον ήλιο και επιτρέπουν τη χρήση της για την τροφοδοσία οικιακών ηλεκτρικών συσκευών. Είναι πάνελ με φωτοκύτταρα στη μία πλευρά και μηχανισμό κλειδώματος στην άλλη. Μπορείτε να πειραματιστείτε και να συναρμολογήσετε την μπαταρία μόνοι σας, αλλά είναι πιο εύκολο να αγοράσετε έτοιμα στοιχεία - η επιλογή είναι αρκετά μεγάλη.

Τα ηλιακά συστήματα (ηλιακά συλλέκτες) αποτελούν μέρος του συστήματος θέρμανσης του σπιτιού. Μεγάλα θερμομονωμένα κιβώτια με ψυκτικό υγρό, όπως οι μπαταρίες, τοποθετούνται σε υπερυψωμένες ασπίδες στραμμένες προς τον ήλιο ή σε πλαγιές στέγης.

Είναι λανθασμένο να υποθέσουμε ότι απολύτως όλες οι βόρειες περιοχές λαμβάνουν πολύ λιγότερη φυσική θερμότητα από τις νότιες. Ας υποθέσουμε ότι υπάρχουν πολύ περισσότερες ηλιόλουστες μέρες στην Τσουκότκα ή στον κεντρικό Καναδά από ό,τι στη Μεγάλη Βρετανία που βρίσκεται στα νότια

Για να βελτιωθεί η απόδοση, τα πάνελ τοποθετούνται σε δυναμικούς μηχανισμούς που μοιάζουν με σύστημα παρακολούθησης - περιστρέφονται ακολουθώντας την κίνηση του ήλιου. Η διαδικασία μετατροπής ενέργειας λαμβάνει χώρα σε σωλήνες που βρίσκονται μέσα στα κουτιά.

Η κύρια διαφορά μεταξύ των ηλιακών συστημάτων και των ηλιακών συλλεκτών είναι ότι τα πρώτα θερμαίνουν το ψυκτικό υγρό, ενώ τα δεύτερα συσσωρεύουν ηλεκτρική ενέργεια. Είναι δυνατή η θέρμανση του δωματίου με τη βοήθεια φωτοκυττάρων, αλλά τα σχέδια συσκευών είναι παράλογα και είναι κατάλληλα μόνο για εκείνες τις περιοχές όπου υπάρχουν τουλάχιστον 200 ηλιόλουστες ημέρες το χρόνο.

Σχέδιο συστήματος θέρμανσης με ηλιακό συλλέκτη συνδεδεμένο με λέβητα και εφεδρική πηγή ηλεκτρικής ενέργειας (για παράδειγμα, λέβητα αερίου) που λειτουργεί με παραδοσιακό καύσιμο (+)

ποικιλίες

Με την ευρεία έννοια, ο όρος "ηλιακή μπαταρία" σημαίνει κάποια συσκευή που σας επιτρέπει να μετατρέπετε την ενέργεια που ακτινοβολεί ο Ήλιος σε μια βολική μορφή με σκοπό τη μετέπειτα χρήση σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης ζωής. Για τη θέρμανση των σπιτιών χρησιμοποιούνται δύο τύποι ηλιακών συλλεκτών.

φωτοβολταϊκά κύτταρα

Οι μπαταρίες αυτής της κατηγορίας ονομάζονται συχνά μετατροπείς, αφού με τη βοήθειά τους η ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Ένας τέτοιος μετασχηματισμός έγινε δυνατός λόγω των ιδιοτήτων των ημιαγωγών. Το στοιχείο ενός φωτοηλεκτρικού κυττάρου αποτελείται από δύο υλικά, το ένα από τα οποία έχει αγωγιμότητα οπών και το άλλο - ηλεκτρονικό.

φωτοβολταϊκά κύτταρα

Η ροή των φωτονίων που συνθέτουν το ηλιακό φως αναγκάζει τα ηλεκτρόνια να εγκαταλείψουν τις τροχιές τους και να μεταναστεύσουν μέσω της διασταύρωσης Pn, που είναι, στην πραγματικότητα, ένα ηλεκτρικό ρεύμα.

Ανάλογα με τον τύπο των υλικών που χρησιμοποιούνται, υπάρχουν τρεις τύποι φωτοβολταϊκών μπαταριών: πυριτίου, φιλμ και συμπυκνωτή.

Πυρίτιο

Περισσότερα από τα τρία τέταρτα των ηλιακών συλλεκτών που παράγονται σήμερα είναι αυτού του τύπου. Αυτό οφείλεται στην επικράτηση του πυριτίου στον φλοιό της γης, καθώς και στο γεγονός ότι οι περισσότερες τεχνολογίες στην παραγωγή ηλεκτρονικών ημιαγωγών επικεντρώθηκαν στην εργασία με αυτό το υλικό.

Με τη σειρά τους, τα στοιχεία με βάση το πυρίτιο χωρίζονται σε δύο τύπους:

• μονοκρυσταλλικό: η πιο ακριβή επιλογή, η απόδοση είναι 19% - 24%.
• πολυκρυσταλλικό: πιο προσιτό, αλλά έχουν απόδοση στην περιοχή 14% - 18%.

Ταινία

Στην παραγωγή φωτοκυττάρων αυτής της ομάδας, χρησιμοποιούνται ημιαγωγοί που έχουν υψηλότερο συντελεστή απορρόφησης φωτός από αυτόν του μονο- και πολυκρυσταλλικού πυριτίου.

Αυτό κατέστησε δυνατή τη μείωση του πάχους των στοιχείων κατά μια τάξη μεγέθους, γεγονός που είχε θετική επίδραση στο κόστος τους. Χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα υλικά:

• τελλουρίδιο του καδμίου (αποτελεσματικότητα - 15% - 17%).
• άμορφο πυρίτιο (απόδοση - 11% - 13%).

συγκεντρωτής

Αυτές οι μπαταρίες έχουν πολυστρωματική δομή και χαρακτηρίζονται από την υψηλότερη απόδοση - περίπου 44%. Το κύριο υλικό στην παραγωγή τους είναι το αρσενίδιο του γαλλίου.

Πλήρες σετ συστήματος θέρμανσης

Το σύστημα θέρμανσης που βασίζεται σε φωτοβολταϊκές μπαταρίες αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

• οι ίδιες οι μπαταρίες?
• μπαταρία;
• ελεγκτής: ελέγχει τη διαδικασία φόρτισης της μπαταρίας.
• μετατροπέας: μετατρέπει το συνεχές ρεύμα από μπαταρία ή συσσωρευτή σε εναλλασσόμενο ρεύμα με τάση 220 V.
• convector, λέβητα ζεστού νερού ή οποιοδήποτε άλλο είδος ηλεκτρικού θερμοσίφωνα.

Φωτοβολταϊκό σύστημα τοποθετημένο στο δίκτυο

Ηλιακοί συλλέκτες

Οι μπαταρίες αυτής της ποικιλίας αποτελούνται από αρκετούς σωλήνες βαμμένους με μαύρο χρώμα μέσω των οποίων αντλείται το ψυκτικό που κυκλοφορεί στο σύστημα θέρμανσης. Ταυτόχρονα, η θερμική ενέργεια της ηλιακής ακτινοβολίας απορροφάται από το εργασιακό περιβάλλον χωρίς καμία μετατροπή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιεί μείγμα με βάση την προπυλενογλυκόλη (έχει αντιψυκτικές ιδιότητες), αλλά υπάρχουν και συλλέκτες που είναι προσανατολισμένοι στην εργασία με αέρα. Το τελευταίο, μετά τη θέρμανση, τροφοδοτείται απευθείας στο θερμαινόμενο δωμάτιο.

Ηλιακοί συλλέκτες

Στην απλούστερη μορφή του, ένας ηλιακός συλλέκτης ονομάζεται επίπεδος συλλέκτης. Κατασκευάζεται με τη μορφή κουτιού από γυαλί με σκούρα επίστρωση, το οποίο έρχεται σε επαφή με το ψυκτικό υγρό που διέρχεται από τους σωλήνες. Οι συλλέκτες κενού έχουν μια πιο περίπλοκη συσκευή.Σε τέτοιες μπαταρίες, οι σωλήνες με ψυκτικό υγρό τοποθετούνται σε σφραγισμένη γυάλινη θήκη, από την οποία αντλείται αέρας. Έτσι, οι σωλήνες που περιέχουν το μέσο εργασίας περιβάλλονται από ένα κενό, το οποίο εξαλείφει την απώλεια θερμότητας από την επαφή με τον αέρα.

Προφανώς, η κατασκευή ηλιακών συλλεκτών βασίζεται σε απλούστερες τεχνολογίες από την παραγωγή φωτοβολταϊκών στοιχείων. Ως αποτέλεσμα, είναι επίσης λιγότερο ακριβά. Ταυτόχρονα, η απόδοση τέτοιων εγκαταστάσεων φτάνει το 80% - 95%.

Ολοκληρωμένο σετ ηλιακού συστήματος

Τα κύρια στοιχεία του ηλιακού συστήματος (ηλιακά συστήματα μπαταριών για το σπίτι) είναι:

• ηλιακός συλλέκτης?
• αντλία κυκλοφορίας (σε συστήματα με φυσική κυκλοφορία του ψυκτικού υγρού, μπορεί να απουσιάζει, αλλά είναι αναποτελεσματική).
• ένα δοχείο με νερό, το οποίο παίζει το ρόλο ενός συσσωρευτή θερμότητας.
• κύκλωμα θέρμανσης νερού, αποτελούμενο από σωλήνες και καλοριφέρ.

Σχέδιο υλοποίησης ηλιακού συστήματος με υποστήριξη θέρμανσης με καθημερινή αποθήκευση ενέργειας

Τα οφέλη των ηλιακών συλλεκτών

Το σημαντικότερο πλεονέκτημα των φωτοβολταϊκών μετατροπέων είναι η ανεξαρτησία από οργανισμούς πόρων. Η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται εντελώς αυτόνομα, χωρίς να συνδέεται με το δίκτυο. Είναι απαραίτητο μόνο να υπάρχει πηγή - ηλιακό φως, τη νύχτα το σύστημα δεν μπορεί να λειτουργήσει. Υπάρχουν και άλλα οφέλη:

• Φιλικότητα προς το περιβάλλον. Το σύστημα δεν επηρεάζει το περιβάλλον με κανέναν τρόπο, δεν εκπέμπει επιβλαβείς ουσίες.
• Μεγάλη διάρκεια ζωής. Ο εξοπλισμός μπορεί να λειτουργεί σχεδόν επ' αόριστον, υπό την επιφύλαξη περιοδικής συντήρησης από ειδικούς.
• Πλήρης αθόρυβη λειτουργία.
• Δυνατότητα αύξησης της ισχύος του συστήματος με την προσθήκη νέων μονάδων.
• Απόσβεση εξοπλισμού.Η τιμή του κιτ επιστρέφεται σταδιακά στον ιδιοκτήτη με τη μορφή εξοικονόμησης ενέργειας. Μετά από μερικά χρόνια, ο εξοπλισμός έχει ήδη αρχίσει να αποφέρει κέρδη.
• Συνεχής μείωση του κόστους των κιτ. Ο όγκος παραγωγής τέτοιου εξοπλισμού είναι μεγάλος και αυτό προκαλεί μείωση των τιμών. Ένα ηλιακό σύστημα για ένα σπίτι που αγοράζεται σε λίγα χρόνια από τώρα θα είναι φθηνότερο από ένα που αγοράζεται σήμερα, και αυτό ενσταλάζει εμπιστοσύνη στην ανάπτυξη της τεχνολογίας και στη διαθεσιμότητα του εξοπλισμού.

Σωληνοειδείς ηλιακοί συλλέκτες

Οι σωληνοειδείς ηλιακοί συλλέκτες συναρμολογούνται από χωριστούς σωλήνες μέσω των οποίων τρέχει νερό, αέριο ή ατμός. Αυτό είναι ένα από τα ηλιακά συστήματα ανοιχτού τύπου. Ωστόσο, το ψυκτικό υγρό είναι ήδη πολύ καλύτερα προστατευμένο από την εξωτερική αρνητικότητα. Ειδικά σε εγκαταστάσεις κενού, διατεταγμένες σύμφωνα με την αρχή των θερμοσωμάτων.

Κάθε σωλήνας συνδέεται με το σύστημα χωριστά, παράλληλα μεταξύ τους. Εάν ένας σωλήνας αποτύχει, είναι εύκολο να τον αντικαταστήσετε με ένα νέο. Ολόκληρη η δομή μπορεί να συναρμολογηθεί απευθείας στην οροφή του κτιρίου, γεγονός που διευκολύνει σημαντικά την εγκατάσταση.

Ο σωληνωτός συλλέκτης έχει μια αρθρωτή δομή. Το κύριο στοιχείο είναι ένας σωλήνας κενού, ο αριθμός των σωλήνων κυμαίνεται από 18 έως 30, γεγονός που σας επιτρέπει να επιλέξετε με ακρίβεια την ισχύ του συστήματος

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα των σωληνωτών ηλιακών συλλεκτών έγκειται στο κυλινδρικό σχήμα των κύριων στοιχείων, χάρη στο οποίο η ηλιακή ακτινοβολία συλλαμβάνεται όλη την ημέρα χωρίς τη χρήση ακριβών συστημάτων παρακολούθησης της κίνησης του φωτιστικού.

Μια ειδική πολυστρωματική επίστρωση δημιουργεί ένα είδος οπτικής παγίδας για τις ακτίνες του ήλιου.Το διάγραμμα δείχνει εν μέρει το εξωτερικό τοίχωμα της φιάλης κενού που αντανακλά τις ακτίνες στα τοιχώματα της εσωτερικής φιάλης

Σύμφωνα με το σχεδιασμό των σωλήνων, διακρίνονται στυλό και ομοαξονικοί ηλιακοί συλλέκτες.

Ο ομοαξονικός σωλήνας είναι ένα δοχείο Diyur ή ένα οικείο θερμός. Είναι κατασκευασμένα από δύο φιάλες μεταξύ των οποίων αντλείται ο αέρας. Η εσωτερική επιφάνεια του εσωτερικού λαμπτήρα είναι επικαλυμμένη με μια εξαιρετικά επιλεκτική επίστρωση που απορροφά αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια.

Με ένα κυλινδρικό σχήμα του σωλήνα, οι ακτίνες του ήλιου πέφτουν πάντα κάθετα στην επιφάνεια

Η θερμική ενέργεια από το εσωτερικό επιλεκτικό στρώμα μεταφέρεται σε έναν σωλήνα θερμότητας ή έναν εσωτερικό εναλλάκτη θερμότητας από πλάκες αλουμινίου. Σε αυτό το στάδιο, εμφανίζονται ανεπιθύμητες απώλειες θερμότητας.

Ο σωλήνας φτερού είναι ένας γυάλινος κύλινδρος με έναν απορροφητήρα φτερού που έχει τοποθετηθεί μέσα.

Το σύστημα πήρε το όνομά του από έναν απορροφητήρα φτερών, ο οποίος τυλίγεται σφιχτά γύρω από ένα κανάλι θερμότητας κατασκευασμένο από μέταλλο που αγώγει τη θερμότητα.

Για καλή θερμομόνωση, ο αέρας αντλείται έξω από το σωλήνα. Η μεταφορά θερμότητας από τον απορροφητή πραγματοποιείται χωρίς απώλειες, επομένως η απόδοση των φτερών σωλήνων είναι υψηλότερη.

Ο θερμοσωλήνας είναι ένα σφραγισμένο δοχείο με ένα πτητικό υγρό.

Δεδομένου ότι το πτητικό υγρό ρέει φυσικά στον πυθμένα του θερμοσωλήνα, η ελάχιστη γωνία κλίσης είναι 20°

Μέσα στον θερμοσωλήνα υπάρχει ένα πτητικό υγρό που παίρνει θερμότητα από το εσωτερικό τοίχωμα της φιάλης ή από τον απορροφητήρα φτερών. Υπό τη δράση της θερμοκρασίας, το υγρό βράζει και ανεβαίνει με τη μορφή ατμού. Αφού η θερμότητα μεταδοθεί στη θέρμανση ή στο ψυκτικό ζεστό νερό, ο ατμός συμπυκνώνεται σε υγρό και ρέει προς τα κάτω.

Το νερό σε χαμηλή πίεση χρησιμοποιείται συχνά ως πτητικό υγρό.

Το σύστημα άμεσης ροής χρησιμοποιεί έναν σωλήνα σχήματος U μέσω του οποίου κυκλοφορεί το νερό ή ο φορέας θερμότητας του συστήματος θέρμανσης.

Το μισό του σωλήνα σχήματος U είναι σχεδιασμένο για κρύο ψυκτικό, το δεύτερο παίρνει το θερμαινόμενο. Όταν θερμαίνεται, το ψυκτικό διαστέλλεται και εισέρχεται στη δεξαμενή αποθήκευσης, παρέχοντας φυσική κυκλοφορία. Όπως και με τα συστήματα θερμοσωλήνων, η ελάχιστη γωνία κλίσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 20⁰.

Με σύνδεση άμεσης ροής, η πίεση στο σύστημα δεν μπορεί να είναι υψηλή, καθώς υπάρχει τεχνικό κενό μέσα στη φιάλη

Τα συστήματα άμεσης ροής είναι πιο αποτελεσματικά επειδή θερμαίνουν αμέσως το ψυκτικό.

Εάν τα συστήματα ηλιακών συλλεκτών σχεδιάζονται να χρησιμοποιηθούν όλο το χρόνο, τότε αντλούνται ειδικά αντιψυκτικά μέσα σε αυτά.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των σωληνωτών συλλεκτών

Η χρήση σωληνωτών ηλιακών συλλεκτών έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Ο σχεδιασμός ενός σωληνωτού ηλιακού συλλέκτη αποτελείται από τα ίδια στοιχεία, τα οποία αντικαθίστανται σχετικά εύκολα.

Πλεονεκτήματα:

• χαμηλή απώλεια θερμότητας?
• ικανότητα εργασίας σε θερμοκρασίες έως -30⁰С.
• αποτελεσματική απόδοση καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας.
• καλή απόδοση σε περιοχές με εύκρατο και ψυχρό κλίμα.
• χαμηλός άνεμος, που δικαιολογείται από την ικανότητα των σωληνοειδών συστημάτων να διέρχονται μάζες αέρα μέσα από αυτά.
• τη δυνατότητα παραγωγής υψηλής θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού.

Δομικά, η σωληνοειδής δομή έχει περιορισμένη επιφάνεια ανοίγματος. Έχει τα ακόλουθα μειονεκτήματα:

• δεν είναι ικανό να αυτοκαθαρίζεται από χιόνι, πάγο, παγετό.
• υψηλή τιμή.

Παρά το αρχικά υψηλό κόστος, οι σωληνοειδείς συλλέκτες πληρώνουν τα έξοδα τους πιο γρήγορα.Έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής.

Οι σωληνοειδείς συλλέκτες είναι ηλιακές εγκαταστάσεις ανοιχτού τύπου, επομένως δεν είναι κατάλληλοι για χρήση όλο το χρόνο σε συστήματα θέρμανσης

Τύποι ηλιακών συλλεκτών

Υπάρχουν διάφοροι τύποι φωτοβολταϊκών μετατροπέων. Επιπλέον, το υλικό από το οποίο κατασκευάζονται και η τεχνολογία διαφέρουν. Όλοι αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν άμεσα την απόδοση αυτών των μετατροπέων. Ορισμένες ηλιακές κυψέλες έχουν απόδοση 5-7%, και οι πιο επιτυχημένες πρόσφατες εξελίξεις δείχνουν 44% ή περισσότερο. Είναι σαφές ότι η απόσταση από την ανάπτυξη στην οικιακή χρήση είναι τεράστια, τόσο σε χρόνο όσο και σε χρήμα. Μπορείτε όμως να φανταστείτε τι μας περιμένει στο άμεσο μέλλον. Άλλα μέταλλα σπάνιων γαιών χρησιμοποιούνται για καλύτερη απόδοση, αλλά με βελτιωμένη απόδοση, έχουμε μια αξιοπρεπή αύξηση της τιμής. Η μέση απόδοση των σχετικά φθηνών ηλιακών μετατροπέων είναι 20-25%.

Οι ηλιακές μονάδες πυριτίου είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες

Τα πιο κοινά ηλιακά κύτταρα πυριτίου. Αυτός ο ημιαγωγός είναι φθηνός, η παραγωγή του έχει κατακτηθεί εδώ και πολύ καιρό. Αλλά δεν έχουν την υψηλότερη απόδοση - το ίδιο 20-25%. Επομένως, με όλη την ποικιλομορφία, τρεις τύποι ηλιακών μετατροπέων χρησιμοποιούνται κυρίως σήμερα:

• Οι φθηνότερες είναι οι μπαταρίες λεπτής μεμβράνης. Είναι μια λεπτή επίστρωση πυριτίου στο υλικό φορέα. Το στρώμα πυριτίου καλύπτεται με προστατευτική μεμβράνη. Το πλεονέκτημα αυτών των στοιχείων είναι ότι λειτουργούν ακόμη και σε διάχυτο φως και, ως εκ τούτου, είναι δυνατή η τοποθέτηση τους ακόμη και στους τοίχους των κτιρίων. Μειονεκτήματα - χαμηλή απόδοση 7-10%, και, παρά το προστατευτικό στρώμα, η σταδιακή υποβάθμιση του στρώματος πυριτίου.Ωστόσο, καταλαμβάνοντας μεγάλη έκταση, μπορείτε να πάρετε ρεύμα ακόμα και με συννεφιά.
• Τα πολυκρυσταλλικά ηλιακά κύτταρα κατασκευάζονται από λιωμένο πυρίτιο, το οποίο ψύχεται αργά. Αυτά τα στοιχεία διακρίνονται από το έντονο μπλε χρώμα τους. Αυτές οι ηλιακές μπαταρίες έχουν την καλύτερη παραγωγικότητα: η απόδοση είναι 17-20%, αλλά είναι αναποτελεσματική στο διάχυτο φως.
• Τα πιο ακριβά από ολόκληρη την τριάδα, αλλά ταυτόχρονα αρκετά διαδεδομένα, είναι τα μονοκρυστάλλινα ηλιακά πάνελ. Λαμβάνονται με διάσπαση ενός μόνο κρυστάλλου πυριτίου σε γκοφρέτες και έχουν χαρακτηριστική γεωμετρία με λοξότμητες γωνίες. Αυτά τα στοιχεία έχουν απόδοση από 20% έως 25%.

Τώρα, όταν δείτε τις επιγραφές «μονό ηλιακό πάνελ» ή «πολυκρυσταλλικό ηλιακό πάνελ», θα καταλάβετε ότι μιλάμε για μια μέθοδο παραγωγής κρυστάλλων πυριτίου. Θα ξέρετε επίσης πόσο αποτελεσματικό μπορείτε να περιμένετε από αυτά.

Μπαταρία με μονοκρυσταλλικούς μετατροπείς