אנרגיה סולארית כמקור אנרגיה חלופי: סוגים ותכונות של מערכות סולאריות

בעשור האחרון נעשה שימוש יותר ויותר באנרגיה סולארית כמקור אנרגיה חלופי לחימום ואספקת מים חמים למבנים. הסיבה העיקרית היא הרצון להחליף את הדלק המסורתי במשאבי אנרגיה נוחים, ידידותיים לסביבה ומתחדשים.

ההמרה של אנרגיה סולארית לאנרגיה תרמית מתרחשת במערכות סולאריות - התכנון ועקרון הפעולה של המודול קובעים את הספציפיות של היישום שלו. בחומר זה נבחן את סוגי קולטי השמש ואת עקרונות פעולתם, וכן נדבר על דגמים פופולריים של מודולים סולאריים.

כדאיות השימוש במערכת סולארית

מערכת סולארית היא מתחם להמרת אנרגיית קרינת השמש לחום, המועבר לאחר מכן למחליף חום לחימום נוזל הקירור של מערכת חימום או אספקת מים.

יעילותו של מתקן טרמי סולארי תלויה בבידוד שמש - כמות האנרגיה המתקבלת במהלך שעת אור אחת לכל מטר מרובע של משטח הממוקם בזווית של 90° ביחס לכיוון קרני השמש. ערך המדידה של המחוון הוא kW*h/sq.m, ערך הפרמטר משתנה בהתאם לעונה.

הרמה הממוצעת של בידוד שמש עבור אזור עם אקלים יבשתי ממוזג היא 1000-1200 קוט"ש/מ"ר (בשנה). כמות השמש היא הפרמטר הקובע לחישוב הביצועים של מערכת סולארית.

שימוש במערכת סולארית
השימוש במקור אנרגיה חלופי מאפשר לך לחמם בית ולקבל מים חמים ללא עלויות אנרגיה מסורתיות - אך ורק באמצעות קרינת שמש

התקנת מערכת חימום סולארית היא עסק יקר. על מנת שעלויות הון יהיו מוצדקות, יש צורך בחישוב מדויק של המערכת ועמידה בטכנולוגיית ההתקנה.

דוגמא. הערך הממוצע של בידוד שמש עבור טולה באמצע הקיץ הוא 4.67 קילו וולט/מ"ר* יום, בתנאי שלוח המערכת מותקן בזווית של 50°. התפוקה של קולט שמש בשטח של 5 מ"ר מחושבת באופן הבא: 4.67*4=18.68 קילוואט אנרגיית חום ליום. נפח זה מספיק לחימום 500 ליטר מים מ-17 מעלות צלזיוס ל-45 מעלות צלזיוס.

חישוב מערכת השמש
כפי שמראה בפועל, בעת שימוש בתחנת כוח סולארית, בעלי קוטג'ים בקיץ יכולים לעבור לחלוטין מחימום מים חשמלי או גז לשיטה סולארית

אם כבר מדברים על היתכנות של הצגת טכנולוגיות חדשות, חשוב לקחת בחשבון את התכונות הטכניות של קולט שמש מסוים. חלקם מתחילים לעבוד ב-80 ואט/מ"ר של אנרגיה סולארית, בעוד שאחרים צריכים 20 ואט/מ"ר.

גם באקלים דרומי, שימוש במערכת אספנים לחימום בלבד לא ישתלם. אם המתקן משמש אך ורק בחורף כאשר יש מחסור בשמש, אזי עלות הציוד לא תכוסה אפילו בעוד 15-20 שנה.

כדי להשתמש במתחם הסולארי בצורה יעילה ככל האפשר, יש לכלול אותו במערכת אספקת המים החמים. גם בחורף, קולט השמש יאפשר לכם "לקצץ" את חשבונות האנרגיה לחימום מים עד 40-50%.

קולט שמש על גג בית
לדברי מומחים, לשימוש ביתי, מערכת סולארית מחזירה את עצמה בתוך כ-5 שנים. עם עליית מחירי החשמל והגז, תקוצר תקופת ההחזר של המתחם

בנוסף ליתרונות הכלכליים, לחימום השמש יתרונות נוספים:

  1. ידידותיות לסביבה. פליטת פחמן דו חמצני מופחתת. במהלך שנה, 1 מ"ר של קולט שמש מונע כניסת פסולת של 350-730 ק"ג לאטמוספירה.
  2. אֶסתֵטִיקָה. ניתן לבטל את החלל של אמבטיה או מטבח קומפקטי מדודים או גייזרים מגושמים.
  3. עֲמִידוּת. היצרנים מבטיחים שאם יישמרו על פי טכנולוגיית ההתקנה, המתחם יימשך כ-25-30 שנה. חברות רבות מספקות אחריות של עד 3 שנים.

טיעונים נגד שימוש באנרגיה סולארית: עונתיות בולטת, תלות במזג האוויר והשקעה ראשונית גבוהה.

מבנה כללי ועיקרון הפעולה

בואו נבחן את האפשרות של מערכת סולארית עם קולט כאלמנט העבודה העיקרי של המערכת. מראה היחידה דומה לקופסת מתכת, שצדה הקדמי עשוי זכוכית מחוסמת. בתוך הקופסה יש אלמנט עבודה - סליל עם בולם.

יחידת ספיגת החום מספקת חימום של נוזל הקירור - נוזל במחזור, מעבירה את החום שנוצר למעגל אספקת המים.

רכיבים של מערכת סולארית
המרכיבים העיקריים של המערכת הסולארית: 1 – שדה קולט, 2 – פתח אוורור, 3 – עמדת הפצה, 4 – מיכל הפחתת לחץ עודף, 5 – בקר, 6 – מיכל דוד מים, 7.8 – גוף חימום ומחליף חום, 9 – שסתום ערבוב תרמי, 10 - זרימת מים חמים, 11 - כניסת מים קרים, 12 - ניקוז, T1/T2 - חיישני טמפרטורה

קולט השמש פועל בהכרח יחד עם מיכל האחסון. מכיוון שנוזל הקירור מחומם לטמפרטורה של 90-130 מעלות צלזיוס, לא ניתן לספק אותו ישירות לברזי מים חמים או רדיאטורים לחימום. נוזל הקירור נכנס למחליף החום של הדוד. מיכל האגירה מתווסף לעתים קרובות עם דוד חשמלי.

תכנית העבודה:

  1. השמש מחממת את פני השטח אַסְפָן.
  2. קרינה תרמית מועברת לאלמנט הסופג (הבולם), המכיל את נוזל העבודה.
  3. נוזל הקירור שמסתובב דרך צינורות הסליל מתחמם.
  4. ציוד שאיבה, יחידת בקרה ובקרה מבטיחים הוצאת נוזל קירור דרך צינור אל סליל מיכל האגירה.
  5. חום מועבר למים בדוד.
  6. נוזל הקירור המקורר זורם בחזרה לאספן והמחזור חוזר על עצמו.

מים מחוממים ממחמם המים מסופקים למעגל החימום או לנקודות צריכת מים.

דיאגרמת פעולת מערכת השמש
בעת התקנת מערכת חימום או אספקת מים חמים לאורך כל השנה, המערכת מצוידת במקור חימום נוסף (דוד, גוף חימום חשמלי). זהו תנאי הכרחי לשמירה על הטמפרטורה שנקבעה

פאנלים סולאריים בבתים פרטיים משמשים לרוב כמקור גיבוי לחשמל:

סוגי קולטי שמש

ללא קשר למטרה, המערכת הסולארית מצוידת בקולט סולארי שטוח או כדורי. לכל אפשרות יש מספר מאפיינים ייחודיים מבחינת מאפיינים טכניים ויעילות תפעולית.

ואקום - לאקלים קר וממוזג

מבחינה מבנית, קולט שמש ואקום דומה לתרמוס - צינורות צרים עם נוזל קירור ממוקמים בצלוחיות בקוטר גדול יותר. בין הכלים נוצרת שכבת ואקום, האחראית על בידוד תרמי (שימור חום הוא עד 95%). צורת הצינור היא האופטימלית ביותר לשמירה על ואקום ו"כיבוש" קרני השמש.

סעפת צינורית
אלמנטים בסיסיים של מתקן סולארי צינורי: מסגרת תמיכה, בית מחליף חום, צינורות זכוכית ואקום שטופלו בציפוי סלקטיבי ביותר ל"ספיגה" אינטנסיבית של אנרגיית השמש

הצינור הפנימי (החום) מלא בתמיסת מלח עם נקודת רתיחה נמוכה (24-25 מעלות צלזיוס). בחימום הנוזל מתאדה - האדים עולים לחלק העליון של הבקבוק ומחמם את נוזל הקירור שמסתובב בגוף הקולט.

במהלך תהליך העיבוי, טיפות מים זורמות לקצה הצינור והתהליך חוזר על עצמו.

הודות לנוכחות שכבת ואקום, הנוזל בתוך הבקבוק התרמי מסוגל לרתוח ולהתאדות בטמפרטורות רחוב מתחת לאפס (עד -35 מעלות צלזיוס).

המאפיינים של מודולים סולאריים תלויים בקריטריונים הבאים:

  • עיצוב צינור - נוצה, קואקסיאלי;
  • מכשיר ערוץ תרמי - "צינור חימום", זרימת זרימה ישירה.

בקבוק נוצה - צינור זכוכית המכיל בולם צלחת ותעלת חום. שכבת הוואקום עוברת לכל אורך התעלה התרמית.

צינור קואקסיאלי – בקבוק כפול עם "הכנס" ואקום בין קירות שני מכלים. העברת חום מתרחשת מהמשטח הפנימי של הצינור. קצה התרמו-צינור מצויד במחוון ואקום.

נוצה וצינור קואקסיאלי
היעילות של צינורות נוצות (1) גבוהה יותר בהשוואה לדגמים קואקסיאליים (2). עם זאת, הראשונים יקרים יותר וקשים יותר להתקנה. בנוסף, במקרה של התמוטטות, יהיה צורך להחליף את בקבוק הנוצות לחלוטין

ערוץ "צינור חום" הוא האפשרות הנפוצה ביותר להעברת חום בקולטי שמש.

מנגנון הפעולה מבוסס על הנחת נוזל שמתאדה בקלות בצינורות מתכת אטומים.

תעלת צינור חום
הפופולריות של "צינור חום" נובעת מהעלות המשתלמת שלו, קלות התחזוקה והתחזוקה שלו. בשל המורכבות של תהליך חילופי החום, רמת היעילות המרבית היא 65%

ערוץ זרימה ישירה – צינורות מתכת מקבילים המחוברים בקשת בצורת U עוברים דרך בקבוק הזכוכית

נוזל הקירור הזורם בערוץ מחומם ומסופק לגוף הקולט.

סוגי עיצובים רבים
אפשרויות עיצוב קולט שמש ואקום: 1 - שינוי עם צינור חימום מרכזי "Heat pipe", 2 - התקנה סולארית עם זרימת נוזל קירור בזרימה ישירה

ניתן לשלב צינורות קואקסיאליים ונוצות עם תעלות חום בדרכים שונות.

אופציה 1. בקבוק קואקסיאלי עם "צינור חום" הוא הפתרון הפופולרי ביותר. בקולט מתרחשת העברת חום חוזרת ונשנית מדפנות צינור הזכוכית אל הבקבוק הפנימי, ולאחר מכן אל נוזל הקירור. מידת היעילות האופטית מגיעה ל-65%.

צינור חום קואקסיאלי
תרשים עיצוב צינור קואקסיאלי "צינור חום": 1 - מעטפת זכוכית, 2 - ציפוי סלקטיבי, 3 - סנפירי מתכת, 4 - ואקום, 5 - בקבוק תרמי עם חומר רתיחה קל, 6 - צינור זכוכית פנימי

אפשרות 2. בקבוק קואקסיאלי עם מחזור ישיר ידוע כסעפת בצורת U. הודות לעיצוב, איבוד החום מצטמצם - אנרגיה תרמית מאלומיניום מועברת לצינורות עם נוזל קירור במחזור.

יחד עם יעילות גבוהה (עד 75%), למודל יש חסרונות:

  • מורכבות ההתקנה - הצלוחיות הן אינטגרליות עם גוף סעפת שני הצינורות (ראשי) ומותקנות במלואן;
  • החלפה של צינורות בודדים אינה נכללת.

בנוסף, היחידה בצורת U תובענית לנוזל קירור והיא יקרה יותר מדגמי "Heat pipe".

 קולט שמש בצורת U
מבנה קולט שמש בצורת U: 1 - "צילינדר" זכוכית, 2 - ציפוי סופג, 3 - "מארז" אלומיניום, 4 - בקבוק עם נוזל קירור, 5 - ואקום, 6 - צינור זכוכית פנימי

אפשרות 3. צינור נוצה עם עקרון הפעולה "Heat pipe". מאפיינים ייחודיים של האספן:

  • מאפיינים אופטיים גבוהים - יעילות של כ-77%;
  • הבולם השטוח מעביר ישירות אנרגיית חום לצינור נוזל הקירור;
  • עקב השימוש בשכבת זכוכית אחת, החזרה של קרינת השמש מצטמצמת;

אפשר להחליף אלמנט פגום מבלי לנקז את נוזל הקירור מהמערכת הסולארית.

אפשרות 4. נורת נוצות בזרימה ישירה היא הכלי היעיל ביותר לשימוש באנרגיה סולארית כמקור אנרגיה חלופי לחימום מים או חימום בית. האספן בעל הביצועים הגבוהים פועל ביעילות של 80%. החיסרון של המערכת הוא הקושי בתיקון.

מערכות סולאריות עם צינורות נוצות
דיאגרמות עיצוב לקולטי שמש נוצות: 1 - מערכת סולארית עם תעלת "Heat pipe", 2 - בית קולט שמש דו-צינורי עם זרימה ישירה של נוזל קירור

ללא קשר לעיצוב, לאספנים צינוריים יש את היתרונות הבאים:

  • ביצועים בטמפרטורות נמוכות;
  • הפסדי חום נמוכים;
  • משך הפעולה במהלך היום;
  • היכולת לחמם את נוזל הקירור לטמפרטורות גבוהות;
  • רוח נמוכה;
  • קלות ההתקנה.

החיסרון העיקרי של דגמי ואקום הוא חוסר היכולת לניקוי עצמי מכיסוי השלג. שכבת הוואקום אינה מאפשרת לחום לעבור החוצה, ולכן שכבת השלג אינה נמסה וחוסמת את הגישה של השמש לשדה הקולט. חסרונות נוספים: מחיר גבוה והצורך לשמור על זווית עבודה של נטייה של צלוחיות של לפחות 20°.

מכשירים סולאריים קולטים המחממים את נוזל קירור האוויר יכולים לשמש להכנת מים חמים אם הם מצוידים במיכל אגירה:

קראו עוד על עקרון הפעולה של קולט שמש ואקום עם צינורות נוסף.

Vodyanoy - האפשרות הטובה ביותר עבור קווי הרוחב הדרומיים

קולט שמש שטוח (פאנל) הוא צלחת אלומיניום מלבנית המכוסה מלמעלה במכסה פלסטיק או זכוכית. בתוך הקופסה יש שדה ספיגה, סליל מתכת ושכבת בידוד תרמי. אזור האספן מלא בצינור זרימה שדרכו נוזל הקירור נע.

קולט שמש פאנל
המרכיבים הבסיסיים של קולט שמש שטוח: בית, בולם, ציפוי מגן, שכבת בידוד תרמי ומחברים. במהלך ההרכבה נעשה שימוש בזכוכית חלבית עם שידור של טווח ספקטרלי של 0.4-1.8 מיקרון

ספיגת החום של ציפוי הסופג הסלקטיבי ביותר מגיעה ל-90%. צינור מתכת זורם ממוקם בין ה"סופג" לבין הבידוד התרמי. נעשה שימוש בשתי תוכניות הנחת צינורות: "נבל" ו"מתפתל".

תהליך הרכבת קולטי שמש המחממים את נוזל נוזל הקירור כולל מספר שלבים מסורתיים:

אם מעגל החימום מתווסף בקו המספק מים סניטריים לאספקת המים החמים, הגיוני לחבר מצבר חום לקולט השמש. האפשרות הפשוטה ביותר תהיה מיכל של מיכל מתאים עם בידוד תרמי שיכול לשמור על הטמפרטורה של המים המחוממים. אתה צריך להתקין אותו על הגשר:

אספן צינורי עם נוזל קירור נוזלי פועל כאפקט "חממה" - קרני השמש חודרות דרך הזכוכית ומחממות את הצינור. הודות לאטימות ובידוד תרמי, החום נשמר בתוך הפאנל.

חוזק המודול הסולארי נקבע במידה רבה על ידי החומר של כיסוי המגן:

  • זכוכית רגילה – הציפוי הזול והשביר ביותר;
  • זכוכית מתוחה - רמה גבוהה של פיזור אור וחוזק מוגבר;
  • זכוכית אנטי רפלקטיבית - מאופיין ביכולת ספיגה מקסימלית (95%) בשל נוכחות שכבה המבטלת את השתקפות קרני השמש;
  • זכוכית מנקה עצמית (קוטבית). עם טיטניום דו חמצני - מזהמים אורגניים נשרפים בשמש, והפסולת שנותרה נשטפת בגשם.

זכוכית פוליקרבונט היא עמידה ביותר בפני פגיעות. החומר מותקן בדגמים יקרים.

מעטפת חיצונית
השתקפות אור השמש וכושר ספיגה: 1 – ציפוי אנטי רפלקס, 2 – זכוכית מחוסמת עמידה בפני פגיעות. העובי האופטימלי של המעטפת החיצונית המגן הוא 4 מ"מ

תכונות תפעוליות ופונקציונליות של מתקנים סולאריים של פאנלים:

  • למערכות מחזור מאולץ יש פונקציית הפשרה המאפשרת לך להיפטר במהירות מכיסוי השלג בשדה ההליו;
  • זכוכית פריזמטית לוכדת מגוון רחב של קרניים בזוויות שונות - בקיץ, יעילות ההתקנה מגיעה ל-78-80%;
  • האספן אינו מפחד מהתחממות יתר - אם יש עודף של אנרגיה תרמית, קירור מאולץ של נוזל הקירור אפשרי;
  • התנגדות מוגברת להשפעה בהשוואה לעמיתים צינוריים;
  • אפשרות להתקנה בכל זווית;
  • מדיניות מחירים נוחים.

המערכות אינן חפות מחסרונות. בתקופות של מחסור בקרינת השמש, ככל שהפרש הטמפרטורות גדל, יעילותו של קולט שמש שטוח יורדת משמעותית עקב בידוד תרמי לא מספיק. לכן, מודול הפאנל מוצדק בקיץ או באזורים עם אקלים חם.

מערכות סולאריות: תכונות עיצוב ותפעול

ניתן לסווג את מגוון המערכות הסולאריות לפי הפרמטרים הבאים: שיטת השימוש בקרינת השמש, שיטת זרימת נוזל הקירור, מספר המעגלים ועונתיות הפעולה.

קומפלקס אקטיבי ופסיבי

לכל מערכת המרת אנרגיה סולארית יש מקלט סולארי. בהתבסס על שיטת השימוש בחום המתקבל, נבדלים שני סוגים של מתחמי שמש: פסיבי ואקטיבי.

הסוג הראשון הוא מערכת חימום סולארית, שבה האלמנטים המבניים של הבניין משמשים כאלמנט סופג החום של קרינת השמש. הגג, קיר הקולט או החלונות משמשים כמשטח קולט סולארי.

מערכת סולארית פסיבית
תכנית של מערכת סולארית פסיבית בטמפרטורה נמוכה עם קיר קולט: 1 - קרני שמש, 2 - מסך שקוף, 3 - מחסום אוויר, 4 - אוויר מחומם, 5 - זרימת אוויר פליטה, 6 - קרינה תרמית מהקיר, 7 - משטח סופג חום של קיר הקולט, 8 - וילונות דקורטיביים

במדינות אירופה משתמשים בטכנולוגיות פסיביות בבניית מבנים חסכוניים באנרגיה. משטחים קולטי שמש מעוטרים כחלונות מזויפים. מאחורי חיפוי הזכוכית יש קיר לבנים מושחר עם פתחי אור.

מרכיבי המבנה - קירות ותקרות, מבודדים בפוליסטירן מבחוץ - פועלים כצוברי חום.

מערכות פעילות מרמזות על שימוש במכשירים עצמאיים שאינם קשורים למבנה.

מערכת סולארית פעילה
קטגוריה זו כוללת את המתחמים הנ"ל עם קולטי צינורות שטוחים - מתקנים טרמיים סולארים ממוקמים בדרך כלל על גג הבניין

מערכות תרמוסיפונים ומחזור הדם

ציוד תרמי סולארי עם תנועה טבעית של נוזל הקירור לאורך מעגל האספן-מצבר-אספן מתבצע עקב הסעה - נוזל חם עם צפיפות נמוכה עולה כלפי מעלה, נוזל מקורר זורם למטה.

במערכות תרמוסיפוניות, מיכל האחסון ממוקם מעל הקולט, מה שמבטיח זרימה ספונטנית של נוזל הקירור.

מערכת סולארית תרמסיפונית
תכנית ההפעלה אופיינית למערכות עונתיות חד-מעגליות. מתחם התרמוסיפונים אינו מומלץ לשימוש לאספנים בשטח של יותר מ-12 מ"ר.

למערכת סולארית ללא לחץ יש מגוון רחב של חסרונות:

  • בימים מעוננים, הביצועים של המורכבים יורדים - הפרש טמפרטורות גדול נדרש לנוזל הקירור לנוע;
  • הפסדי חום עקב תנועה איטית של נוזל;
  • הסיכון של התחממות יתר של הטנק עקב חוסר שליטה בתהליך החימום;
  • חוסר יציבות של האספן;
  • קושי בהצבת מיכל האגירה - כשהוא מותקן על הגג גדל איבוד החום, תהליכי קורוזיה מואצים וקיים חשש לקפיאת צינורות.

היתרונות של מערכת "כוח המשיכה": פשטות העיצוב והמחיר סביר.

עלויות ההון של התקנת מערכת סולארית במחזור (כפויה) גבוהות משמעותית מהתקנת מתחם זרימה חופשית. משאבה "חותכת" לתוך המעגל, ומבטיחה את תנועת נוזל הקירור. פעולת תחנת השאיבה נשלטת על ידי בקר.

מערכת סולארית מאולצת
הכוח התרמי הנוסף שנוצר במתחם האוויר הכפוי עולה על ההספק שצורך ציוד השאיבה. יעילות המערכת תגדל בשליש

שיטת מחזור זו משמשת במתקנים טרמיים סולאריים במעגל כפול בכל ימות השנה.

היתרונות של קומפלקס פונקציונלי מלא:

  • בחירה בלתי מוגבלת של מיקום מיכל האחסון;
  • ביצועים מחוץ לעונה;
  • בחירת מצב חימום אופטימלי;
  • בטיחות - חסימת פעולה במקרה של התחממות יתר.

החיסרון של המערכת הוא התלות שלה בחשמל.

פתרון טכני של מעגלים: מעגל יחיד וכפול

במתקנים חד-מעגליים מסתובב נוזל, אשר מסופק לאחר מכן לנקודות צריכת מים. בחורף יש לנקז את המים מהמערכת כדי למנוע הקפאה וסדיקה של צינורות.

תכונות של קומפלקסים תרמיים סולארים במעגל יחיד:

  • מומלץ "למלא" את המערכת במים מטוהרים ורכים - שקיעת מלחים על דפנות הצינורות מובילה לסתימת התעלות והתמוטטות הקולט;
  • קורוזיה עקב עודף אוויר במים;
  • חיי שירות מוגבלים - בתוך ארבע עד חמש שנים;
  • יעילות גבוהה בקיץ.

במתחמים סולאריים במעגלים כפולים מסתובב נוזל קירור מיוחד (נוזל לא מקפיא עם תוספים נגד קצף ואנטי קורוזיה), המעביר חום למים דרך מחליף חום.

מערכות סולאריות במעגל יחיד ודו מעגל
ערכות התכנון של מערכת סולארית במעגל יחיד (1) וכפול (2). האפשרות השנייה מאופיינת באמינות מוגברת, יכולת עבודה בחורף וחיי שירות ארוכים (20-50 שנים)

הניואנסים של הפעלת מודול מעגל כפול: ירידה קלה ביעילות (3-5% פחות מאשר במערכת מעגל בודד), הצורך להחליף לחלוטין את נוזל הקירור כל 7 שנים.

תנאים לעבודה ושיפור יעילות

עדיף להפקיד את החישוב וההתקנה של מערכת סולארית בידי אנשי מקצוע. עמידה בטכניקת ההתקנה תבטיח תפעול והשגת הביצועים המוצהרים. כדי לשפר את היעילות ואת חיי השירות, יש צורך לקחת בחשבון כמה ניואנסים.

שסתום תרמוסטטי. במערכות חימום מסורתיות אלמנט תרמוסטטי מותקן לעתים רחוקות, שכן מחולל החום אחראי על ויסות הטמפרטורה. עם זאת, בעת התקנת מערכת סולארית, אין לשכוח את שסתום הבטיחות.

מיקום שסתום תרמוסטטי
חימום המיכל לטמפרטורה המקסימלית המותרת מגביר את ביצועי הקולט ומאפשר שימוש בחום שמש גם במזג אוויר מעונן

המיקום האופטימלי של השסתום הוא 60 ס"מ מהמחמם. כאשר הוא ממוקם קרוב, ה"תרמוסטט" מתחמם וחוסם את אספקת המים החמים.

מיקום מיכל האחסון. יש להתקין את מיכל המאגר של DHW במקום נגיש. כאשר מניחים אותם בחדר קומפקטי, מוקדשת תשומת לב מיוחדת לגובה התקרות.

התקנת מיכל האחסון
השטח הפנוי המינימלי מעל המיכל הוא 60 ס"מ. מרווח זה הכרחי לצורך טיפול במצבר והחלפת אנודת המגנזיום

הַתקָנָה מיכל הרחבה. האלמנט מפצה על התפשטות תרמית בתקופות של סטגנציה. התקנת המיכל מעל ציוד השאיבה תגרום להתחממות יתר של הממברנה ולשחיקה מוקדמת שלה.

מיכל הרחבה
המקום האופטימלי למיכל ההרחבה הוא מתחת לקבוצת המשאבות. השפעת הטמפרטורה במהלך התקנה זו מופחתת באופן משמעותי, והממברנה שומרת על גמישותה זמן רב יותר.

חיבור מעגל סולארי. בעת חיבור צינורות, מומלץ לארגן לולאה. הלולאה התרמית מפחיתה את איבוד החום על ידי מניעת שחרור נוזל מחומם.

חיבור למעגל סולארי
אפשרות נכונה מבחינה טכנית ליישום "לולאה" של מעגל סולארי. הזנחת דרישה זו גורמת לירידה בטמפרטורה במיכל האחסון ב-1-2 מעלות צלזיוס למשך הלילה

שסתום חד כיווני. מונע "התהפכות" של מחזור נוזל הקירור. עם חוסר פעילות סולארית שסתום חד כיווני מונע מהחום שנצבר במהלך היום להתפוגג.

דגמים פופולריים של מודולים סולאריים

מערכות סולאריות מחברות מקומיות וזרות מבוקשות. מוצרים מיצרנים זכו למוניטין טוב: NPO משינוסטרוניה (רוסיה), ג'ליון (רוסיה), אריסטון (איטליה), אלטן (אוקראינה), וייסמן (גרמניה), אמקור (ישראל) וכו'.

מערכת השמש "בז". קולט סולארי שטוח המצויד בציפוי אופטי רב שכבתי עם קיצוץ מגנטרון. כושר הפליטה המינימלי ורמת הספיגה הגבוהה מספקים יעילות של עד 80%.

מאפייני ביצועים:

  • טמפרטורת הפעלה - עד -21 מעלות צלזיוס;
  • קרינת חום הפוכה - 3-5%;
  • שכבה עליונה – זכוכית מחוסמת (4 מ"מ).

אספן SVK-A (אלטן). התקנת ואקום סולארית בשטח ספיגה של 0.8-2.41 מ"ר (תלוי בדגם). נוזל הקירור הוא פרופילן גליקול, הבידוד התרמי של מחליף חום נחושת 75 מ"מ ממזער את איבוד החום.

אפשרויות נוספות:

  • גוף - אלומיניום אנודייז;
  • קוטר מחליף חום - 38 מ"מ;
  • בידוד - צמר מינרלי עם טיפול אנטי היגרוסקופי;
  • ציפוי – זכוכית בורוסיליקט 3.3 מ"מ;
  • יעילות – 98%.

Vitosol 100-F הוא קולט שמש שטוח להתקנה אופקית או אנכית. בולם נחושת עם סליל צינורי בצורת נבל וציפוי הליו-טיטניום. העברת אור – 81%.

מאפיינים של מערכות סולאריות
מחירים משוערים למערכות סולאריות: קולטי שמש שטוחים – החל מ-400 USD/מ"ר, קולטי שמש צינוריים – 350 USD/10 צלוחיות ואקום. סט שלם של מערכת מחזור - החל מ-2500 דולר

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

עקרון הפעולה של קולטי שמש וסוגיהם:

הערכת הביצועים של אספן צלחת שטוחה בטמפרטורות מתחת לאפס:

טכנולוגיית התקנה של קולט שמש באמצעות הדוגמה של דגם Buderus:

אנרגיה סולארית היא מקור מתחדש לחום. בהתחשב בעליית המחירים של משאבי האנרגיה המסורתיים, יישום מערכות סולאריות מצדיק השקעות הון ומשתלם בחמש השנים הקרובות אם יפעלו על פי טכניקות ההתקנה.

אם יש לך מידע חשוב שתרצה לחלוק עם המבקרים באתר שלנו, אנא השאר את הערותיך בתיבה מתחת למאמר. שם תוכלו לשאול שאלות על נושא המאמר או לשתף את החוויה שלכם בשימוש בקולטי שמש.

הערות מבקרים
  1. ולרי

    השימוש באנרגיה סולארית כדי להאיר ולחמם את הבית שלי הוא החלום שלי. אני אחסוך קצת כסף ואעשה את זה. חבר שלי התקין פאנלים סולאריים על הגג שלו. כל תהליך השיפוץ עלה 25,000 דולר. עכשיו יש להם מספיק חשמל למשפחתם ומוכרים את העודף למדינה. הם חישבו שהעלויות יוחזרו תוך 6 שנים, ואז יקבלו הכנסה. מבטיחה השקעה.

    • ויאצ'סלב

      חבר שלך לא הגון - אדם פרטי לא יכול למכור חשמל למדינה. וציוד לא מחזיק לנצח. זה יצטרך לעבור טיפול ותיקון.

      צריך לחכות עוד 20 שנה - אולי אז זה יהיה יותר נגיש. אבל לא בארצנו...

  2. ויאצ'סלב

    עותקים רבים נוספים יישברו סביב נושא זה. קראתי שוב ושוב מחקרים בספקנות לגבי ההחזר של פרויקטים כאלה. ככל הנראה, הכל מסתכם בחיבור האזורי של הבית. אפילו עם צריכת חשמל של 1000 קילוואט לחודש ב-3 רובל, איכשהו 25 אלף דולר ב-5 שנים לא מסתדר).

    אבל מבחינת חימום, לדעתי זה מעניין.רק נשאלת השאלה: האם קולט השמש יוכל להשתלט לחלוטין על החימום והמים החמים בקווי הרוחב האמצעיים? ואז שאלת ההחזר הופכת למשנית.

    • מוּמחֶה
      אמיר גומרוב
      מוּמחֶה

      שלום. גם אני שואל את עצמי באופן פעיל את השאלה הזו, והבעיה כאן היא לא בקווי הרוחב האמצעיים, אלא באורך שעות האור. סוללות וקולטים פועלים מאור השמש, לא מחום השמש. משך מחזור האור בחורף, בלילה, בעונה מעוננת (ולפעמים מזג אוויר כזה נמשך שבועות).

      גרסת היצרנים לתקופת החזר של 10 שנים הופכת לספק, בהתחשב בחיי סוללה ממוצעים של 25 שנים וסוללות נטענות של 12 שנים. והגרסה שחושבה לאחרונה על החזר של 45 שנים, שכבר לא נראה כל כך מתאים, נראית יותר ויותר נכונה.

  3. בוריס

    כיצד לחשב את ההחזר עבור טריטוריית קרסנודר? אנחנו בסדר עם מספר ימי השמש. האם יהיה קשה להתקין את הפאנלים בעצמך?

    • מוּמחֶה
      אמיר גומרוב
      מוּמחֶה

      שלום, בוריס. בטריטוריית קרסנודר, אנרגיה חלופית מפותחת למדי, במיוחד תחנות כוח סולאריות המחוברות לרשת (SPP).

      באשר להחזר, צריך לעשות כמה חישובים. כדי להבהיר זאת, אתן דוגמה לפרויקט גמור עבור העיר סוצ'י, תחנת כוח סולארית בהספק של 10 קילוואט. אנו מיד לוקחים בחשבון את תעריף החשמל המקומי של 7.9 רובל/קוט"ש.
      עלות תחנת הכוח הסולארית עצמה היא 590 אלף רובל, בתוספת חיבורי עץ וגג, חומרים מתכלים ועבודות התקנה יעלו 110 אלף רובל. הסכום הכולל הוא 700 אלף רובל.

      אני מצרף גרף של ייצור החשמל השנתי הכולל של תחנת כוח סולארית של 10 קילוואט בשנה, שהם 15900 קילוואט.גרף החיסכון החודשי הממוצע מראה ש-SES יכול לחסוך סכום של 125 אלף רובל. בשנה.
      קל לחשב שבסוצ'י תחנה כזו תשבור את השוויון בעוד 5 שנים.

      אני ממליץ לך להפקיד את ההתקנה בידי צוות מארגון המתמחה בהתקנה תרמית על מנת לקבל ערבות רשמית.

      תמונות מצורפות:

הַסָקָה

אוורור

חשמל