Hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời là cách thân thiện với môi trường nhất để sưởi ấm một ngôi nhà riêng. Nó rất thích hợp cho cư dân của khu vực miền trung và miền nam của các nước SNG, nơi bề mặt trái đất nhận được một lượng bức xạ vừa đủ. Sử dụng nhiệt mặt trời để sưởi ấm ngôi nhà của bạn có thể giúp tiết kiệm không gian trong nhà.
Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời
Đây là loại năng lượng thân thiện với môi trường, sử dụng được cho tất cả mọi người và không kèm theo phát thải các hợp chất độc hại ra môi trường. Việc sử dụng ồ ạt các hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời trong một ngôi nhà riêng sẽ giúp bảo tồn các nguồn tài nguyên thiên nhiên được sử dụng để sưởi ấm căn phòng: nhiên liệu than, củi và khí đốt. Việc sử dụng các cấu trúc sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời hoàn toàn an toàn cho cư dân và môi trường bên ngoài. Điều tương tự cũng không thể nói đối với các loại nhiên liệu truyền thống - khói không có tác động thuận lợi đến bầu khí quyển, nó có thể gây chảy nước mắt và khó chịu cho những người khác.
Để tiết kiệm không gian hữu ích trên trang web, bạn có thể lắp đặt hệ thống trên mái nhà. Việc gắn chặt các bộ thu nhiệt như vậy cũng sẽ giúp giảm thiểu chi phí không gian cho các thiết bị sưởi ấm trong phòng. Một ưu điểm nữa là các tấm pin mặt trời cho gia đình không phát ra tiếng ồn trong quá trình hoạt động.
Điểm bất lợi là không phải khu vực nào cũng có điều kiện khí hậu thích hợp cho việc sử dụng năng lượng mặt trời quanh năm mà không có các phương tiện sưởi ấm bổ sung. Ở hầu hết các vùng của Nga, vào mùa đông, cần sử dụng máy sưởi song song, chạy bằng điện, hoặc các thiết bị khác có mục đích tương tự. Đôi khi, hệ thống năng lượng mặt trời chỉ được kết nối để hoạt động trong các mùa có đặc điểm là đủ chiếu sáng; trong thời kỳ tối tăm, các máy phát nhiệt khác được sử dụng.
Tính năng của bộ thu năng lượng mặt trời
Bộ thu khác với các loại hệ thống sưởi khác liên quan đến việc cung cấp năng lượng mặt trời. Do đó, vào ban đêm, sự tích tụ nhiệt trong hệ thống lắp đặt sẽ dừng lại, tuy nhiên, sự trở lại không khí của ngôi nhà, được tích lũy vào ban ngày, vẫn tiếp tục. Hiệu quả của hệ thống được xác định bởi độ dài của các giờ ban ngày. Vào mùa ấm và ở vĩ độ nam, việc sử dụng loại sưởi ấm này cho thấy kết quả tốt nhất. Nó có năng suất thấp nhất vào tháng 12, vào thời điểm đen tối nhất trong ngày. Điều này là do giờ ánh sáng ban ngày ngắn và góc tới của tia sáng. Khi tính toán sự đóng góp của hệ thống năng lượng mặt trời vào tổng lượng nhiệt cung cấp cho ngôi nhà, phải lưu ý rằng hiệu suất của hệ thống này thay đổi trong suốt cả năm. Việc sưởi ấm vào mùa đông ở hầu hết các vùng đều cần đến các thiết bị điện, bếp hoặc lò hơi.
Điều quan trọng nhất là tính toán chính xác diện tích của các phần tử thu nhiệt cần thiết để bảo dưỡng ngôi nhà và góc lắp đặt đã chọn. Nên đặt các thiết bị sao cho góc nghiêng bằng vĩ độ địa lý của nơi định cư. Năng lượng của mặt trời được hấp thụ tốt nhất bởi các bộ thu có mặt phẳng làm việc của chúng vuông góc với tia tới. Nếu có thể, pin được đặt về phía nam.Điều quan trọng là đảm bảo rằng không có bóng đổ của các tòa nhà hoặc cây cối đổ trên bề mặt.
Để hiệu quả công việc vào mùa đông cao hơn, góc nghiêng của các phần tử nên lớn hơn một chút. Ngược lại, vào mùa hè, năng suất sẽ thấp hơn một chút, nhưng điều này không ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng cuộc sống của chủ nhân ngôi nhà.
Hệ thống sưởi ấm
Có một số loại thiết bị pin năng lượng mặt trời, nhưng nguyên tắc cấu tạo của hầu hết các hệ thống sưởi ấm dựa trên chúng là giống hệt nhau. Đôi khi các thành phần bổ sung có thể được thêm vào cấu hình.
Các yếu tố cài đặt cơ bản:
- thiết bị thu chân không;
- kiểm soát viên chịu trách nhiệm quản lý hệ thống;
- bình tích áp cho nước nóng;
- bơm mang chất làm mát từ ắc quy sang ắc quy;
- TEN, được cung cấp bởi mạng điện.
Thay vì một bộ phận làm nóng, một chi tiết khác có thể hoạt động như một bộ phận gần hơn. Đôi khi một hệ thống sưởi ấm như vậy được kết hợp với một sàn ấm.
Các loại bộ thu năng lượng mặt trời
Các phần tử bộ sưu tập có sẵn trong một số phiên bản thiết bị. Có những mô hình được thiết kế chỉ cho mục đích sưởi ấm và bổ sung làm nóng nước.
Theo thiết kế và ngoại hình
Các thiết bị Manifold có sẵn dạng mở (với các ống không được bảo vệ) và dạng đóng - với các thành phần tích cực được niêm phong trong một vỏ, có thể có các thiết kế khác nhau, ví dụ, phẳng hoặc hình cầu. Rẻ nhất và bền nhất là các mô hình đóng phẳng. Phần thân của chúng được làm bằng nhôm, các ống đồng được đặt bên trong. Chúng có thể được gắn trong các hàng ngoằn ngoèo hoặc song song. Khí, nước hoặc chất lỏng không đóng băng có thể lưu thông qua chúng, hoạt động như một chất mang nhiệt. Bên trên thân có một lớp phủ bao gồm các lớp thủy tinh và propylene glycol. Những mô hình như vậy có thể hoạt động quanh năm, làm nóng nước ở nhiệt độ cao hơn không khí 30-40 độ. Nhưng chúng có một nhược điểm đáng kể: nếu bộ thu nhiệt bị hỏng, toàn bộ hệ thống hấp thụ nhiệt sẽ bị hỏng.
Sản phẩm hút chân không là mạnh nhất. Chúng cũng chứa các ống đồng chứa đầy chất hấp thụ nhiệt, xếp thành hàng. Mỗi phần tử như vậy được đặt trong một hình nón thủy tinh. Khoảng chân không giữa các bức tường hoạt động như một vật liệu dẫn điện và cách nhiệt. Điểm yếu của thiết kế này là sự mỏng manh của các phần tử kính rỗng. Mặt khác, trong trường hợp hỏng hóc, chỉ cần thay thế trực tiếp các ống bị hỏng là đủ.
Nếu sự đóng góp của hệ thống năng lượng mặt trời vào mùa đông là quan trọng, thì tốt hơn là kết nối các bộ thu chân không. Chúng giữ nhiệt lâu hơn và làm nóng các chất khí và chất lỏng đến nhiệt độ cao hơn. Có thể lắp ráp kết cấu trực tiếp trên nóc nhà. Hình dạng hình ống cho phép bạn thu nhiệt vào ban ngày mà không cần kết nối các cơ chế bổ sung theo chuyển động của mặt trời.
Theo nguyên tắc làm việc
Tiêu chí này mô tả các yếu tố của bộ sưu tập về quyền tự chủ. Một số loại không cần điện. Điều này làm cho chúng trở thành một lựa chọn tốt cho một ngôi nhà nghỉ mát hoặc để sử dụng trong một mùa nhất định. Các thiết bị có cơ chế tuần hoàn cưỡng bức phải được kết nối với nguồn điện trước khi sử dụng. Chúng hoạt động do áp suất của cơ chế bơm.
Tính thời vụ
Một số người tiêu dùng chỉ thích kết nối các tấm pin mặt trời trong những tháng ấm hơn. Trong các bộ thu gom được thiết kế nghiêm ngặt cho hình thức hoạt động này, nước đóng vai trò như một chất làm mát. Ở nhiệt độ dưới 0, nó biến thành băng, do đó, khi thời tiết lạnh bắt đầu, các công trình như vậy sẽ bị tháo dỡ. Các mô hình khác phù hợp để sử dụng quanh năm. Vào mùa ấm, chúng có thể cung cấp nước nóng cho người tiêu dùng, và vào mùa lạnh, chúng duy trì nhiệt độ không khí ở một mức nhất định.
Làm nhà sưu tập bằng chính đôi tay của bạn
Khi mua một bộ làm sẵn, sơ đồ kết nối bảng điều khiển năng lượng mặt trời thường được chỉ ra trong tài liệu đi kèm. Nhưng một số cư dân thích lắp ráp một bộ sưu tập tự chế ở nhà. Một thiết bị đơn giản được làm từ vật liệu phế liệu sử dụng cấu trúc ngoằn ngoèo được lấy ra từ tủ lạnh lỗi thời hoặc hỏng làm cơ sở.
Để làm nhà sưu tập, bạn cần chuẩn bị:
- giấy bạc và tấm kính;
- một cuộn dây từ tủ lạnh (cũng có thể tháo các kẹp kết nối khỏi tủ lạnh và sử dụng chúng trong một thiết bị mới);
- các yếu tố giá đỡ để tạo khung;
- băng dính;
- ốc vít - vít và vít;
- thảm cao su;
- bồn chứa chất lỏng;
- đường ống cấp và thoát nước.
Đầu tiên, cuộn dây được rửa sạch khỏi bụi bẩn, bụi và dấu vết của freon, sau đó được lau khô. Các thanh được cắt để phù hợp với kích thước của cấu trúc ngoằn ngoèo để nó vừa với khung được gắn từ chúng. Sau đó, bạn cần kết nối các thanh ray với nhau. Thảm cao su phải phù hợp với kích thước của khung. Nếu cần, hãy cắt bỏ phần thừa. Trong quá trình nối ray, trên vách cần đục những lỗ nhỏ để ống cuộn có thể đi qua đó, nếu cần thì lấy ra.
Tấm thảm được phủ một lớp giấy bạc bên trên. Nếu bạn phải sử dụng các vết cắt có kích thước nhỏ để phủ, chúng được kết nối bằng băng keo. Sau đó, giá đỡ và cấu trúc bánh răng được đặt, và sau đó - cuộn dây, được cố định bằng kẹp. Cái sau phải được cố định ở phía đối diện bằng vít. Nó cũng được sử dụng để đóng đinh các đường ray để làm cho cấu hình cứng cáp hơn.
Nếu có khoảng trống giữa các thanh và giấy bạc, chúng phải được dán kín bằng băng dính. Điều này sẽ đảm bảo rằng sự thất thoát nhiệt được giữ ở mức tối thiểu và tăng hiệu quả của việc lắp đặt hoàn thiện. Khi thiết bị đã sẵn sàng, một nắp kính được đặt trên đó. Sau đó, nó được dán bằng băng dính xung quanh toàn bộ chu vi của sản phẩm.
Để làm cho bộ thu càng chặt càng tốt, kính được gia cố bằng vít. Nó cũng sẽ làm cho thiết bị đáng tin cậy hơn. Sau đó, phần tử kết quả có thể được tăng cường trên cấu trúc hỗ trợ.
Hệ thống hoạt động như thế nào
Để sử dụng năng lượng của mặt trời một cách hiệu quả nhất có thể, bạn có thể hành động theo nhiều cách khác nhau. Nguyên tắc của phương pháp đầu tiên là dựa trên sự đốt nóng trực tiếp của các phần tử thu nhiệt bằng tia nắng mặt trời. Tích lũy nhiệt, các thiết bị truyền nó đến chất mang nhiệt lỏng nằm trong các mạch cấp nhiệt và cấp nước nóng. Một nguồn lực có thể được sử dụng cho cả hai mục tiêu này hoặc chỉ một mục tiêu. Hoạt động của phương pháp thứ hai dựa trên việc đưa các tấm pin mặt trời vào hệ thống sưởi, chuyển năng lượng tích lũy thành điện năng, sau đó được truyền đến người tiêu dùng.
Khi sử dụng thiết bị làm bằng cuộn dây, trong thời tiết nắng, bạn có thể làm nóng nước lên đến 60-65 độ. Đồng thời, hệ thống tự trị, chất làm mát lưu thông trong đó một cách tự nhiên, và chủ nhà hiếm khi phải can thiệp vào công việc của nó. Chu kỳ chuyển động có dạng như sau: chất lỏng bị nung nóng trở nên ít đặc hơn, do đó nó lao lên trên - vào một vật chứa đã chuẩn bị sẵn (ví dụ, một bể chứa). Nước lạnh dày đặc được dẫn đến khu vực phía dưới của bộ thu nhiệt. Ngoài bể chứa, cần có một số đường ống để lắp đặt hệ thống. Nước nóng được cung cấp và thoát qua chúng và nước lạnh đi vào bộ thu. Bạn cũng cần 4 van: xả, ngắt, bù áp, giảm áp trong hệ thống.
Nên tháo dỡ bộ thu nước vào mùa đông, vì chất làm mát này có xu hướng đóng băng, khiến việc vận hành trở nên vô ích. Các mô hình được thiết kế để sử dụng quanh năm cần thường xuyên lau tuyết cứng đầu.Loại thứ hai có xu hướng phản xạ các tia nắng mặt trời, điều này làm giảm nghiêm trọng hiệu quả của bộ thu.
Hệ thống sưởi năng lượng mặt trời có thể được kết nối không chỉ ở các khu vực phía Nam, mà còn ở các khu vực có khí hậu ôn hòa. Ngay cả với một số ngày nắng nhỏ trong mùa lạnh, tia cực tím xuyên qua các đám mây ít nhất cũng có thể sưởi ấm một phần cho ngôi nhà. Trong trường hợp này, không thể thiếu các thiết bị sưởi ấm bổ sung, nhưng sự thân thiện với môi trường của công trình và nguồn năng lượng miễn phí khiến những hệ thống lắp đặt này trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các ngôi nhà riêng.
