Рациональность и экономия в ведении собственного хозяйства остается на сегодняшний день одним из самых актуальных вопросов. Такое положение вещей напрямую связано с постоянным увеличением расценок на привычные энергоносители и периодически возникающими кризисными ситуациями в отечественной экономике. Поэтому одним из способов существенной экономии в статье расходов на содержание загородного дома, его освещение, отопление является применение солнечной воздушной системы отопления, а также нагрева воды солнечной энергией посредством использования солнечных батарей. Различные виды солнечных батарей широко применяются в настоящее время
Принципы устройства и действия
Подзаряжающиеся от солнца устройства появились еще в конце прошлого века. Компактные солнечные батареи широко использовались в часах, фонариках, калькуляторах. Но ученые, преимущественно зарубежные, не остановили изучение основополагающих принципов солнечных фотоэлементов. Благодаря этому современный человек может выигрышно использовать солнечные батареи для отопления загородного дома, существенно сокращая расходы или полностью отказавшись от традиционного способа отопления. Водонагреватели на фотоэлементах имеют достаточно высокие рабочие показатели, кроме основной функции широко используются для нагрева воды бассейна.
Солнечные фотоэлектрические установки для отопления представляют собой комплекс множества соединенных элементов. Они обладают способностью поглощать значительное количество солнечных лучей, которые благодаря структуре самих элементов, вступают в ряд электрохимических реакций. После этого каждая фотосоставляющая начинает вырабатывать определенное количество электрического тока, который впоследствии трансформируется в единый поток и выходит из установки.
Этот принцип является основополагающим для того, чтобы успешно работали специально установленные солнечные водонагреватели, качественно проходил нагрев воды, осуществлялось освещение, отопление помещения или постепенный обогрев бассейна.
Одна среднестатистическая солнечная батарея вырабатывает в среднем около 250 вольт. Если взаимосвязано соединить, установить несколько таких устройств, то их мощности вполне хватает для обогрева, освещения помещения средней площади или нагрева большого количества воды.
Если учитывать тот факт, что подзарядка аккумуляторов происходит в течение всего светового дня, то дефицита электроэнергии для освещения или обогрева жилого дома не возникает. К тому же некоторые системы могут работать в темное время. Принцип их работы основан на использовании фотоэлемента для панели, способной функционировать от инфракрасного излучения, проникающего через тучи, облака, густую темноту.
Таким образом, водонагреватель или обогреватель на солнечных батареях дает прекрасную возможность использовать в своих целях природный ресурс, доступность к которому не ограничена, коэффициент полезного действия достаточно велик, а вот цена за пользование равна нулю. При этом сохраняется практически полная независимость от жилищно-коммунальных служб.
Виды солнечных батарей
Наиболее востребованными и широко используемыми являются следующие основные виды солнечных батарей:
- система фотоэлектрических элементов, действие которой основано на свойствах кремниевой пленки, либо на фотокристаллах; наиболее часто используются не только для бытовых нужд (водонагреватель), но и для подогрева бассейна;
- вакуумный коллектор косвенного действия; работа осуществляется не посредством изначально вырабатываемого электрического тока, а за счет тепловой энергии, она образуется от нагрева воды, протекающей по трубопроводам устройства на солнечных батареях.
К первой категории относятся системы, вырабатывающие энергию в диапазоне до 24 вольт. Такой мощности вполне хватает для полноценного освещения дома, круглосуточной работы телевизора или для нагрева воды бассейна.
Устройства из второй категории имеют больший КПД, а потому пригодны не только для качественного освещения, но и интенсивного отопления жилых строений средней площади используя водонагреватели.
Батареи можно приобретать как отдельно, так и в комплекте с дополнительным оборудованием, включающим наличие:
- электрического тэна;
- вакуумного коллектора;
- контроллера;
- емкости под горячую воду;
- насоса
Для расчета комплектности и мощности монтажного оборудования необходимо учитывать площадь жилого помещения, количество постоянно проживающих в нем человек, стандартный ежемесячный объем потребляемого света и тепла, а также климатических условий.
Если ежемесячно возникает потребность в использовании 500 кВт энергии на отопление, освещение и/или нагрева воды бассейна, следует учитывать, что из тридцати календарных дней, как минимум двадцать, должны быть солнечными.
Особенности установки
Водонагреватель, работающий от воздушно-солнечной системы нагрева, освещение дома, основанное на функционировании панели фотоэлементов и даже установка оборудования для нагрева воды бассейна от энергии солнца, кроме вышеперечисленных достоинств, имеет и ряд особенностей.
Для того чтобы фотоконструкция приносила должный эффект в использовании, необходимо учитывать следующие нюансы:
- установка панели должна производиться исключительно с южной стороны здания;
- жилое помещение должно иметь прочную стропильную систему, так как система соединенных между собой фотоэлементов имеет внушительный вес и размеры;
- крыша сооружения должна иметь угол склона не более 45%;
Стоит также помнить, что водонагреватель на фотоэлементах имеет низкий коэффициент полезного действия, а эффективность системы освещения, отопления дома от солнечных батарей и воздушно-солнечный способ нагрева воды бассейна неизменно снижается во время пасмурных и холодных дней, целесообразно не отказываться от традиционного варианта обогрева жилого помещения. Компромиссным вариантом может стать совмещение нескольких способов.
Несмотря на все недостатки использования солнечных батарей в функциональном обслуживании загородного дома, данный вариант считается одним из самых экономичных. Главное грамотно подойти к выбору самой системы, ее комплектации и мощности.
