Как используют солнечные батареи при отоплении домов

Чаще всего разного рода гелиомодули применяются в домашних системах водоснабжения. Связано это с тем, что подогрев воды – достаточно значительная статья расходов, а обустроить такую систему достаточно просто. Однако многие применяют солнечные батареи для отопления дома, стараясь тем самым еще больше снизить расходы. Такое решение вполне оправданно, и при соблюдении некоторых условий выгоды от альтернативного отопления перевешивают затраты на его монтаж.

Прежде всего, нужно помнить, что для отопительных контуров температура воды должна быть гораздо выше, чем для ГВС. А это означает, что лучше всего использовать комбинированную систему. То есть подключить котел (который обычно имеется во всех частных домах) к гелиоустановке. В этом случае котел будет «догонять» температуру воды до заданной величины, а соответствующий модуль управления будет отслеживать поддержание этой температуры. И при снижении значения котел будет включаться автоматически.

Чаще всего разного рода гелиомодули применяются в домашних системах водоснабжения. Связано это с тем, что подогрев воды – достаточно значительная статья расходов, а обустроить такую систему достаточно просто. Однако многие применяют солнечные батареи для отопления дома, стараясь тем самым еще больше снизить расходы. Такое решение вполне оправданно, и при соблюдении некоторых условий выгоды от альтернативного отопления перевешивают затраты на его монтаж.

Прежде всего, нужно помнить, что для отопительных контуров температура воды должна быть гораздо выше, чем для ГВС. А это означает, что лучше всего использовать комбинированную систему. То есть подключить котел (который обычно имеется во всех частных домах) к гелиоустановке. В этом случае котел будет «догонять» температуру воды до заданной величины, а соответствующий модуль управления будет отслеживать поддержание этой температуры. И при снижении значения котел будет включаться автоматически.

Кроме того, отопление частного дома солнечными батареями гораздо более эффективно работает с системами «теплых полов», чем с привычными радиаторами. Это связано с более рациональным распределением тепловых потоков от нагретых полов и с меньшими энергозатратами на их подогрев. Также очень эффективны системы, объединяющие солнечные коллекторы и тепловые насосы.

Выгоды альтернативного отопления

Как и другие неисчерпаемые энергоисточники, использование солнечной энергии для обогрева позволяет избавиться от многих сложностей. Однако нужно помнить, что для эффективной работы такая система должна иметь соответствующую мощность и производительность.

Преимущества гелиообогрева:

• Снижение расходов;
• Независимость от энергопоставок и роста тарифов;
• Возможность обеспечить полноценный обогрев и даже получение электричества (при соответствующей гелиосистеме);
• Отсутствие риска возгораний, единственная причина, теоретически способная вызвать пожар – короткое замыкание проводки;
• Возможность использования солнечной энергии для нужд дома не только летом, но и зимой, и в межсезонье (зависит от климатических факторов);
• Возможность максимально автоматизировать всю систему;
• Отсутствие необходимости модернизации системы;
• Солидный ресурс эксплуатации (порядка 30 лет).

Особенно удобно отопление на солнечных батареях в регионах, где зимние температуры не слишком низки.

Сегодня используется два типа систем обогрева, работающих на энергии солнца: на фотомодулях и на коллекторах.

Отопление на фотомодулях

В этой ситуации для отопления дома применяются смонтированные на крыше поля гелиобатарей. Фототок подается через зарядный контроллер на АКБ, затем через инверторы попадает в домашнюю электросеть. В качестве нагрузки же используются электрические или инфракрасные ТЭНы теплых полов (иногда – электрокотлы).

Аккумуляторы накапливают энергию и обеспечивают работу системы ночью или в непогоду (их объем определяет продолжительность работы установки без солнца). Инвертор преобразует постоянный ток АКБ в бытовой переменный, причем лучше всего для каждой группы нагрузок применять отдельный инвертор.

Отопление на коллекторах

Отопление загородного дома на солнечных коллекторах устроено по несколько иному принципу. Теплоноситель коллектора (обычно – антифриз, не замерзающий даже в сильные морозы) разогревается и превращается в горячий газ, отдавая тепло общему теплообменному контуру. Затем пар остывает, конденсируется и возвращается в коллектор в качестве жидкости. Цикл повторяется.

В отопительных системах применяются вакуумные коллекторы, так как они способны работать даже в морозные дни или при небольшой облачности. Связано это с особой конструкцией вакуумированных трубок, которым достаточно нагреться до 20°-30°С, чтобы начался теплообменный процесс. А этого добиться довольно легко. Причем если коллектор греется неравномерно (например, из-за частичного облачного затенения или возможного загрязнения лицевой панели), то не достигшие нужной температуры трубки как бы изолируются, не влияя на общую работу устройства.

Обязательное условие коллекторного отопления дома – наличие накопительного резервуара, объем которого определяется вырабатываемой солнечной мощностью. Внешний бак резервуара снабжается спиральным теплообменником и соединяется с антифризным контуром коллектора.

Эксплуатационное обслуживание и обустройство

Оба типа отопления дома, и на батареях, и на коллекторах, практически не требуют специального обслуживания. Главное – регулярно очищать лицевые панели от пыли, налипшего снега или иных загрязнений. В противном случае производительность системы начнет падать и ее эффективность резко снизится. Кроме того, при обогреве фотоэлектричеством может потребоваться замена АКБ, поскольку с течением времени их емкость может снизиться.

Кроме того, нужно помнить, что обе этих системы являются достаточно сложными с монтажно-расчетной точки зрения. Ведь необходимо учесть не только выходную мощность солнечного поля и ее соответствие потребностям дома. Надо также подобрать и все остальное оборудование, параметры которого должны быть достаточны, но не чрезмерны.

Также потребуется детальное определение местоположения всех элементов системы, чтобы минимизировать рабочие энергопотери. Для всех гелиоустановок подобные потери имеют огромное значение, поскольку КПД их не так уж велик. Поэтому своими руками организовать полноценный солнечный обогрев дома вряд ли не получится. Эту работу должны выполнять профессионалы.