Особливості сонячної енергії для розумного домогосподарства

Сонячні колектори в господарстві перспективно використовувати для низько- та середньотемпературного сушіння овочів, фруктів та насіння. Майже все насіння має бути висушене при температурах в межах 30…45ºС, щоб не знищити їх якості та біологічних властивостей. Крім того, ефективно використовувати сонячне сушіння в деревообробній промисловості для підсушування деревини, дошок, а також в керамічному та будівельному

виробництві. У кліматичному поясі, в якому розташована більшість країн Європи, в тому числі Польща та Україна, найкращими місяцями для сушіння є липень та серпень. У промисловості сонячне сушіння використовується як додаткове обладнання при конвесіональному сушінні і може бути впроваджене на протязі всього року. Легко та ефективно застосовувати сонячні колектори для нагріву складських приміщень, в яких температура має бути в межах 8…16ºС. Найбільш популярним способом нагріву складів за допомогою сонячних променів є використання стін складського приміщення як адсорбера.

Такі конструкції можна застосовувати для нагріву та акліматизації будинків при середній вентиляції приміщення. Такий вид нагріву широко використовується в Канаді та США (фото 3).

Перевагами використання системи підігріву повітря приміщень за допомогою стінного сонячного адсорбера є:

– збільшення опору будинку погодним умовам;

– зменшення втрати тепла через зовнішні стіни;

– покращення якості повітря в приміщенні;

– обмеження проблем, пов’язаних із тиском;

– можливість регуляції температури через конфесіональний підігрівач;

– невеликі кошти щодо утримання системи;

– можливість обігріву приміщень до 10 000 м2;

– окупність обладнання 2…5 років.

Фотографії (фото 1-5) ілюструють приклади використання сонячних батарей як у народному господарстві (фото 1, 2), де велика площа зайнята сонячними колекторами, енергію від яких акумулюють і використовують для освітлення та нагріву води та приміщень великих господарств, так і для освітлення і обігріву великих приміщень типу складів (фото 3) і для потреб приватних будинків і малих приватних господарств, які утримують родини (фото 4, 5). Таким чином, використання сонячної енергії як у народному господарстві, так і в приватних

садибах має широкі перспективи розвитку в будь-яких країнах Європи, що призведе до економії енергетичних ресурсів. А це в часи економічної кризи є суттєвим та необхідним для економіки будь-якої країни.

фото 1 фото 2

 

фото 3 фото 4

 

фото 5

Рис. 2. Особливості використання сонячної енергії для Розумного будинку

 

 

Баланс енергоспоживання

Розрахуємо приклад застосування геліосистеми для забезпечення гарячою водою сім’ї з 4 осіб, яка проживає в будинку загальною площею 200 м².

Врахуємо наступні чинники і показники:

• кількість добового використання гарячої води – 50 л/людину за добу, отже нам потрібно впродовж доби мати запас води 200 л.;
• при розрахунках обладнання для сонячних систем при виборі об’єму бойлера системи застосовується коефіцієнт 1,2 – 1,8 (залежить від типу сонячного колектору);
• 1 м² площі сонячного плаского колектору в загальному випадку нагріває 60 л води. Робоча площа нагріву одного такого модуля сонячного колектора – 2,3 м².
• при використанні вакуумного сонячного колектора, необхідно враховувати, що одна вакуумна трубка нагріває 10 л. води, колектори постачаються модулем з 10-15-20 вакуумних трубок;
• довжина трубопроводу для циркуляції теплоносія вимірюються у кожному окремому випадку, просто необхідно це враховувати. Такий трубопровід, за вимогою виробників термообладнання, монтується з мідних труб або гофрованих трубок з неіржавіючої сталі;
• в залежності від довжини трубопроводу, кількості і типу модулів сонячних колекторів, типу бойлера розраховується кількість рідини теплообмінника (розчин антифризу - пропілен-гліколю, або як його ще називають фахівці – «розсолу»), та ємність розширювального баку – вона має бути приблизно однаковою з ємністю рідини теплообміннику, залитої в систему.

Отже, нам потрібно придбати і встановити:

• монтажний комплект для встановлення колекторів – в залежності від місця монтажу та типу покрівлі;
• трубопровід визначеної довжини;
• бойлер об’ємом 240-360 л. – бівалентний (двоконтурний) бойлер-накопичувач води у випадку використання резервного джерела нагріву – газового або твердопаливного котла або одноконтурний бойлер при застосуванні виключно сонячної енергії;
• 2 модуля пласких сонячних колекторів (загальною площею 4,6 м2), або 2 модуля вакуумного сонячного колектора на 15 трубок (мінімально – один модуль на 20 вакуумних трубок);
• насосну станцію;
• модуль керування з датчиками температури (один датчик встановлюється на виході колектора, у верхній його точці, другий – в бойлері);
• комплект для видалення повітря в системі циркуляції теплоносія (один, або два – в залежності від типу насосної станції);
• близько 16-20 літрів теплоносія;
• розширювальний бак на 20 л для компенсації теплового розширення теплоносія;
• ручний насос для закачки теплоносія.

Більш точний розрахунок необхідного обладнання та вартості проекту виконують фахівці спеціалізованих компаній по постачанню та монтажу геліосистем. Більшість європейських постачальників, представлених на ринку термообладнання України пропонують така звані «пакетні пропозиції», до складу яких входить вищеперераховане обладнання за виключенням трубок для магістралі трубопроводу теплоносія. Вартість таких пакетів починається від 2000 євро.

Якщо наш приклад розширити його використанням системи і для обігріву помешкання, то для будинку площею 200 м², і задоволення 15-35% потреб у тепловій енергії для обігріву, потрібно додатково встановити від 7 до 11 сонячних колекторів плоского типу.

Після року використання геліосистеми з таким мінімальним набором параметрів можна зробити висновок, що: економія газу становить орієнтовно 20%, зменшується кількість циклів ввімкнення-вимкнення котла (збільшується його ресурс експлуатації), менше працює циркуляційний насос. Приблизний термін окупності – 6-7 років.

Якщо система налічує 8 і більше колекторів та 500 літровий бойлер або додатковий бак-накопичувач гарячої води, а на території є басейн (особливо відкритий) або сонячна система крім підігріву води працює ще й на підтримку опалення, то економія газу орієнтовно складе 23%-25%, а термін окупності 4 роки.

Отже бачимо що, чим більша потреба в гарячій воді та опалені тим менший термін окупності.

На малюнку приведена інтенсивність сонячного випромінювання в залежності від пори року і режим роботи геілосистеми, з якого можемо зробити висновок, що геліоустановка працює більшу частину року.

Сонячна енергія вказує на шлях у майбутнє. За допомогою сонячного обладнання Ви здатні зробити свій внесок щодо захисту навколишнього середовища та скоротити енерговитрати, не відмовляючись при цьому від життєвого комфорту. Сучасна сонячна система від компанії Bosch здатна ефективно перетворити сонячну енергію в тепло та гарячу воду, і це не тільки за умови сонячного світла, що сіяє.

Не має значення який вид енергії Ви використовуєте сьогодні, сонячну систему для приготування гарячої води можливо використовувати майже в усіх домоволодіннях раціонально, чи в новобудові, чи в старій будівлі: така система може доповнити як існуючу опалювальну систему, так й оптимізувати роботу нової.

Ця сонячна станція може забезпечити електроенергією наступних споживачів: