6.Как работает солнечное отопление

Гелиоустановка может производить тепло в том случае, если температура коллектора выше температуры в нижней (холодной) части накопителя. Жидкость-теплоноситель, состоящая из антифриза и воды, перемещается по системе благодаря встроенному насосу, при этом коллектор нагревается на 10-15 градусов и передает тепло через теплообменник воде в накопителе. Когда температура поступления выше температуры в верхней трети накопителя, включается второй теплообменник. Так бак для воды получает хорошее температурное расслоение по всему объему. Ночью летом избыточное тепло охлаждается при помощи коллектора. Разгрузка через нагревательный контур происходит благодаря специальному смесителю, который охлаждает преимущественно нижнюю часть накопителя. Только в том случае, если температура недостаточно высока, производится забор запаса горячей воды наверху. В горячей зоне располагается также водоподогреватель, по длинной трубе нагревается поступающая вниз холодная вода. Дополнительное отопление с использованием печи или нагревательного котла происходит сверху вниз. Оно используется для того, чтобы вода в верхней части накопителя быстрее нагрелась до необходимого для использования температурного уровня. Только тогда четверной смеситель изменяет направление обратного процесса нижней части накопителя так, что на запасах воды можно продолжать процесс отопления. Благодаря высокой производительности системы с использованием воды и большой загрузочной камере котла процесс отопления максимально комфортен. Можно использовать и другие планы накопления, если они обеспечивают хорошее расслоение температур воды. Дом с полезной площадью 200м², изоляцией KFW40, местоположение Мюнхен, ориентирование на юг, угол наклона 45 градусов.

7.Современные системы хранения солнечного тепла

Крупные системы сезонного аккумулирования тепла в жилом секторе уже построены в нескольких странах, но по-прежнему остаются довольно дорогими. Размеры центрального хранилища варьируют от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч кубических метров. Крупнейшее в Европе хранилище такого рода расположено в городе Оулу (Финляндия). Оборудованное в гигантской каменной пещере объемом в 200 000 м3, оно будет подключено к теплоэлектроцентрали, работающей на биомассе. Эта теплоцентраль построена в рамках программы EU-Thermie, осуществляемой Европейским Союзом. Еще один успешный проект сезонного хранения горячей воды находится в городе Люкебо (Швеция). Здесь используют скальную пещеру, наполненную водой (объемом 105 000 м3) и плоские солнечные коллекторы площадью 28 800 м2, которые поставляют 100% необходимой энергии (8500 МВт·ч/год) для горячего водоснабжения и отопления 550 домов. Все эти дома подключены к коммунальной системе районного отопления. Температура воды, подаваемой потребителям, составляет 70 градусов Цельсия, а возвратной воды - 55 градусов. Срок окупаемости таких установок очень большой. Самый важный урок, извлеченный из опыта устройства отопительных систем, таков: нужно прежде всего вкладывать средства в энергосбережение и пассивный солнечный дизайн, а затем использовать солнечную энергию для восполнения недостающего количества энергии для отопления помещений.

Хороший результат приносит комбинирование различных возобновляемых источников энергии, например, тепло Солнца в сочетании с сезонным аккумулированием тепла в виде биомассы. Либо, если оставшаяся потребность в энергии очень низка, можно использовать жидкие или газообразные виды биотоплива в сочетании с эффективными котлами в дополнение к солнечному отоплению. Интересную комбинацию представляют собой солнечное отопление и котлы, работающие на твердой биомассе. Этим же решается и проблема сезонного хранения солнечной энергии. Использование биомассы летом не является оптимальным решением, так как КПД котлов при частичной загрузке невысок, к тому же относительно высоки потери в трубах - а в небольших системах сжигание древесины летом может причинять неудобство. В таких случаях все 100% тепловой нагрузки летом может обеспечиваться за счет солнечного отопления. Зимой, когда количество солнечной энергии незначительно, практически все тепло вырабатывается за счет сжигания биомассы. В Центральной Европе накоплен большой опыт комбинирования солнечного отопления и сжигания биомассы для производства тепла. Обычно около 20-30% общей тепловой нагрузки покрывает солнечная система, а главная нагрузка (70-80%) обеспечивается биомассой. Это сочетание может применяться и в индивидуальных жилых домах, и в системах центрального (районного) отопления. В условиях Центральной Европы около 10 м3 биомассы (например, дров) достаточно для отопления частного дома, причем солнечная установка помогает сэкономить до 3 м3 дров в год.