4. Сколько энергии можно получить от солнечного коллектора?

Эффективность работы коллектора ограничивается отражением и поглощением на покрывающем стекле, отражением на абсорбере, а также

Тип коллектора	Коэффициент преобразования	Коэффициент тепловых потерь,ВтоС/м2 <!--[if !vml]--><!--[endif]-->	Диапазон возможных температур
Абсорбер	0.82-0.97	10-30	До 40
Плоский коллектор	0.66-0.83	2.9-5.3	20-80
Коллектор на вакуумных трубках	0.62-0.84	0.7-2.0	50-120
Коллектор в виде резервуара	Около 0.55	Около 2.4	20-70
Воздушный коллектор	0.75-0.90	8-30	20-50

Коэффициент тепловых потерь показывает, сколько энергии уходит в единицу времени с поверхности площадью 1 м2 при единичной разности температур в коллекторе и окружающей среде.

Рис. 7. Эффективность различных коллекторов.

Перед установкой коллектора нужно выяснить следующие моменты: 1.    Горячая вода какой температуры и в каких количествах вам нужна, определить возможности экономии. (Обычно одному человеку требуется 50 литров воды температурой 45 градусов, для чего потребуется плоский коллектор 1.2 на 1.5 метра поверхности). 2.    Определить размеры бака-накопителя. (Обычно его делают из запаса на 1-2 дня, следовательно, объем бака - 80-100 литров на человека). 3.    Нужно учесть интенсивность солнечного излучения, возможные неблагоприятные погодные условия, а также доступное место. 4.    Стоимость плоского коллектора составляет 150-610 евро за квадратный метр, коллектора с вакуумными трубками - 500-1200 евро, пластиковых абсорберов - 25-100 евро. 5.    Для обеспечения высокой эффективности необходимо соответствующее качество всех компонентов системы.

5. Подробнее о системе солнечного отопления.

Для установки коллекторов желательно использовать скаты крыш, ориентированные на юг. Наклон ската  может быть в пределах от 20 до 60 градусов. Коллекторы установленные на пологих скатах будут более эффективны летом, тогда как коллекторы на крутых скатах крыш - зимой. Для установки коллекторов на плоских крышах используют специальные каркасные конструкции. Перед тем, как установить систему нужно тщательно рассчитать, сколько теплой воды и какой температуры вам необходимо, проанализировать возможности экономии. Например, если на одного жильца необходимо 50 литров воды при температуре 45 градусов в день, то нужно будет установить коллектор размерами 1.2 на 1.5 метра на каждого. В Германии чаще всего устанавливают системы, состоящие из двух контуров с возможностью контроля циркуляции воды. В них используется теплоноситель, который перекачивается насосами в бак-накопитель. В качестве теплоносителя обычно используют воду с добавлением антифриза. Для подогрева питьевой воды используют теплообменник. Бак-накопитель нужен для того, чтобы иметь запас горячей воды на случай пасмурных дней. Чаще всего его делают из расчета обеспечения водой на 1.5 - 2 дня, а это значит, его объем должен составлять 80-100 литров на одного человека. Баки-накопители делают из эмалированной стали. Для защиты от коррозии к баку присоединяют анод с током. Иногда баки делают из нержавеющей стали, что увеличивает срок эксплуатации, но увеличивает стоимость. Правильно сделанный бак имеет цилиндрическую форму, чтобы внутри него не происходило расслоение тепла. Это позволяет использовать горячую воду из верхних слоев бака, то есть, нет необходимости подогревать бак целиком. Для недопущения нежелательного смешения нагретой воды в баке и поступающей холодной воды используют специальные насосы или пластинки-замедлители. Всю поверхность бака нужно тщательно покрыть слоем изоляции от 10 см. толщиной. Теплота передается от коллектора в бак-накопитель через систему труб. Для уменьшения потерь тепла расстояние между коллектором и баком делают по возможности меньшим. Для системы, рассчитанной на одну семью, обычно используют медные трубки диаметром 15-18 мм, которые полностью покрываются слоем изоляции толщиной от 30 мм. Изоляция должна выдерживать высокие температуры, и если она находится на улице, то быть устойчивой к ультрафиолетовому излучению и погодным условиям. В качестве изоляционных материалов используют минеральную вату, полиуретан или пенорезину. Обычно расход теплоносителя в небольших системах солнечного отопления составляет 30-50 литров в час на каждый квадратный метр поверхности коллектора. Исходя их этого, подбираются соответствующие насосы. Как правило, используют насосы мощностью 40-80 Вт. Также будет нужен насос на откачку холодной воды. Перед каждым насосом нужно установить клапан, чтобы была возможность заменить насос, не выкачивая воду из всей системы. Типичное рабочее значение давления в системе солнечного отопления, которое можно контролировать с помощью манометра, составляет приблизительно 4 бар. При превышении давления на, приблизительно, 0.3 бар должен открываться предохранительный клапан, через который теплоноситель временно изымается в дополнительный бак, а после возвращается обратно через резервные краны. Для контроля работы системы на входе и выходе из бака устанавливают датчики температуры. Чтобы предотвратить потери тепла в баке, когда солнечного излучения недостаточно  или по ночам, вследствие конвекции (теплоноситель охлаждается в коллекторе и под действием силы тяжести поступает в бак-накопитель) на входе в коллектор устанавливается обратный клапан. Дополнительный бак нужен для того, чтобы поддерживать давление в системе постоянным и компенсировать изменение объемов теплоносителя вследствие нагрева и остывания. Для надежности дополнительный бак делают достаточно большим, чтобы он смог вместить в себя весь объем теплоносителя. Всей системой управляет компьютер, оснащенный специализированным программным обеспечением. Компьютер принимает решения исходя их показаний датчиков и заданных параметров горячей воды.

Что такое солнечный дом?

    В самом простом и наиболее распространенном варианте "солнечный" дом - это коттедж, большая часть энергетических потребностей которого обеспечивается энергией солнечного излучения, за счет чего затраты других энергоносителей снижаются на 40-60% (в зависимости от конструкции здания и его местоположения). А "солнечный" дом, оснащенный эффективной тепловой и электрической установками, может полностью удовлетворить запросы его обитателей в тепле и электроэнергии даже без использования других источников.     Главное в концепции "солнечного" жилого дома - максимальное, исходя из особенностей местности и климата, использование солнечного излучения, превращение его в тепло и электричество, сохранение тепловой энергии в доме с наименьшими потерями, а также максимально возможное использование энергоэффективных приборов. Реализация такого подхода дает значительную экономию средств и улучшает экологическую обстановку (за счет минимального применения всех других источников энергии).         Существуют пассивная и активная системы энергосбережения "солнечного" дома. Первая из них предусматривает использование некоторых архитектурно-строительных приемов на стадии проектирования. Ориентация дома по оси юг-север; отсутствие затенения южной стены; наличие северной пологой стены с минимальным количеством окон, наличие остекленной южной стены (окна с двойными или тройными рамами и воздушной прослойкой толщиной 10 мм между стеклами, способствующей термоизоляции). С этой же целью между стеклами можно установить жалюзи, которые будут закрываться вручную или управляться термостатом по разности внутренней и наружной температур. Усиленная термоизоляция наружных стен, обустройство тепловых тамбуров на входе, наличие за остекленной южной стеной массивной стены, служащей аккумулятором дневного тепла (стена Тромба). Организация в подвальном помещении воздушного теплообменника (в виде ящика с гравием или емкости с водой), аккумулирующего до 80% тепла из выходящего наружу "отработанного" воздуха. Использование теплиц и помещений с верхним дневных светом (атриумов), играющих роль тепловых аккумуляторов.     Перечисленные технические приемы лишь незначительно (на 5-10%) увеличивают стоимость строительства, но при этом более чем вдвое снижают затраты на отопления жилья.     Активная система энергосбережения "солнечного" дома - это солнечные коллекторы и панели фотовольтаических элементов (солнечные батареи), регулировочная автоматика, компьютер, управляющий тепловым, световым и электрическим режимами, и другая высокоэффективная техника для максимального усвоения солнечной энергии.

СТАТЬИ

Энергосберегающий дом: опыт Германии.

Это издание является переводом немецкой брошюры "Энергосберегающий дом", подготовленный благодаря помощи фонда Фридриха Эберта. Инициатива создания этого пособия принадлежит Минскому Экоклубу и Белорусскому отделению Международной Академии экологии. Энергетическая компания г. Ганновера, Минский Экоклуб Второе издание, Минск, 1997г.

В тексте имеются ссылки на цены в немецких марках, которые не действительны на данный момент.

Содержание:

• Дом с низким энергопотреблением - средство сохранения окружающей стреды и экономии энергоресурсов

• Строительство для счастливого будущего

• Изоляция не соответствует постановлению по теплозащите

• Наша рекомендация: дом с низким энергопотреблением

• Хорошая изоляция - наиважнейшее условие

• Монтаж теплозащитных слоев от подвала до крыши

• Потери энергии в деталях строения

• Оптимально исползовать бесплатную солнечную энергию

• Проблема: хорошее качество воздуха при малых потерях тепла

• Не раздавать бесплатную энергию! Теплоснабжение и регулирование

• Душ от солнечной энергии

• Рационально использовать электроэнергию