Строим солнечный коллектор для теплицы самостоятельно

Что входит в систему

Солнечные панели. О том, как их собрать, мы писали в этой статье (откроется в новом окне). Вы можете купить готовый комплект солнечных батарей для дома, но для экономии средств можно приобрести поликристаллические фотоэлементы и собрать солнечные батареи для своего дома своими руками.

Инвертор. Солнечные батареи вырабатывают постоянный ток, близкий к 12 или 24 вольтам (в зависимости от подключения), инвертор преобразует его в переменный 220 В и 50 Гц, от которого можно питать все бытовые приборы.

Аккумулятор. Даже их система. Солнечная энергия вырабатывается не постоянно. В пиковые часы её может быть переизбыток, а с наступлением сумерек её выработка прекращается вовсе. Аккумуляторы накапливают электричество в течении светового дня и отдают его вечером/ночью. Как выбирать аккумулятор для солнечной электростанции написано в этой статье (откроется в новом окне).

Важно знать. Не рекомендуется использовать для этих целей обычные автомобильные аккумуляторы – они приходят в негодность за 2-3 года эксплуатации (на такой срок службы они и рассчитаны). Контроллер

Обеспечивает полный заряд аккумуляторной батареи и защищает её от перезарядки и закипания. О том, какой контроллер выбрать мы писали в этой статье (откроется в новом окне)

Контроллер. Обеспечивает полный заряд аккумуляторной батареи и защищает её от перезарядки и закипания. О том, какой контроллер выбрать мы писали в этой статье (откроется в новом окне).

Стоимость монтажа солнечных батарей

Примерная стоимость одной панели составляет 90 рублей за 1 Вт. То есть, один модуль максимальной мощностью 200 Вт обойдется вам в 18000 рублей. Понятно, что одного такого модуля для нормального функционирования всех сетей и коммуникаций дома не хватит. Придется покупать их больше десяти штук. Собственная электростанция для дома на солнечных батареях общей мощностью 1 кВт обойдется вам в сумму примерно 250 тысяч рублей. не считая стоимости монтажа и дополнительных приборов (инвертора, аккумуляторов, контролера зарядов).

Солнечные батареи на основе монокристаллического или поликристаллического кремния обеспечат полную автономность вашего дома от центральных электросетей, как в теплый период, так и во время морозов. Главное, правильно выбрать фотоэлементы и рассчитать требуемое их количество, исходя из площади дома и необходимой мощности. Не лишним будет также позаботиться об экономии: заменить лампочки на энергосберегающие, утеплить стены и крышу, установить качественные двери и оконные системы. Тогда в вашем доме будет тепло и уютно, вне зависимости от погоды.

Производительность работы солнечных батарей

Многие люди сомневаются в эффективной работе этих установок, ведь погода в нашей стране не всегда бывает солнечной. А зимой облачные дни практически постоянно, да и сильные морозы способствуют быстрой трате накопленной энергии

Сегодняшние солнечные электростанции очень мощны (от 200 Вт — для одного модуля). Они производят энергию целый световой день, улавливают свет даже при густых облаках или осадках. Правда в непогоду их мощность снижается почти в два раза. Преимущество их в том, что они способны накапливать энергию впрок. а при нехватке солнечных лучей они будут отдавать уже накопленную.

Зимой установки работают на полную мощность, но производительность их снижена за счет короткого светового дня. Поколение батарей, сделанных из аморфного кремния, не нужно даже направлять на солнце. они отлично работают и при средней облачности. К недостаткам этого вида модулей можно отнести то, что они требуют большую площадь для размещения.

Эффективность их работы зависит и от региона. Например, в Санкт-Петербурге или Москве производительность будет немного ниже, чем в южных районах. Но, это не значит, что их использование в северных областях не целесообразно. Более того, их давно уже там применяют круглый год и довольно результативно.

Тепличный аккумулятор тепла

Любители выращивать овощи, фрукты в любое время года должны понимать и знать — существуют дополнительные изделия, в том числе аккумулятор тепла для теплиц и парников, благодаря которым это занятие становится легче и приносит настоящее удовольствие. 

Что такое тепличный аккумулятор?

Это уникальный, очень полезный накопитель энергии, но не тот, который все уверенно используют в транспортных средствах, котлах, а также во многих других приборах, которые нужно на определенное время обеспечить электричеством. Это некое устройство, которое может накапливать энергию от солнца, а после этого раздавать ее в нужные места.

Тепличный аккумулятор тепла: как это работает

Аккумулятор тепла для теплиц имеет свой принцип работы, который отличается простотой, удобством.

Если речь идет, например, о водяном аккумуляторе, то необходимо внутрь того или другого устройства залить простую воду, на протяжении времени она нагревается от солнца, а в ночное время аккумулятор тепла для парников отдает тепло грядкам с растениями, тем самым обеспечивая их круглосуточно теплом и упрощая процесс выращивания в теплице кабачков и других овощей, фруктов.

Если вы задаетесь вопросом о том, как работает тепличный аккумулятор тепла, то следует понять, что ничего сложного в этом процессе нет. Стоит учитывать только тот фактор, что устройство обязательно должно быть темного цвета, ведь именно темные цвета максимально притягивают лучи солнца.

Какие бывают тепличные аккумуляторы?

Конечно, среди самых эффективных вариантов, которые можно использовать для обогрева тепличной конструкции, является печь, а также определенный отопительный пробор. Но, стоит отметить, что не у каждого человека есть возможность использовать такие устройства, ведь теплица может быть расположена не возле дома, или вообще, далеко на даче.

Таким образом, среди большого количества предоставленных изделий на рынке, есть специальные, которые изготавливаются из черных пленок толщиной около 250 микрон. В изделие заливается вода и оно начинает работать.

Это эффективные устройства, которые можно легко разместить на грядках в необходимом порядке, обеспечить полный подогрев. В дневное время такие устройства нагревают температуру воздуха до 25 градусов, когда на улице даже – 5 мороза. Это говорит о том, что рассада никак не сможет замерзнуть.

Аккумулятор тепла для теплицы своими руками

Собственными силами можно сделать подобное устройство. Для того, чтобы сделать аккумулятор тепла для теплицы своими руками используются исключительно средства, которые есть под рукой.

Главное требование – чтобы изделие могло самостоятельно набирать воду, а также отдавать ее в условиях понижения температуры. В таких случаях не используются никакие емкости из металла, так как данный материал очень быстро нагревается, а отдает тепловые элементы только в течении короткого времени.

Таким образом, аккумулятор тепла для парника своими руками можно сделать из следующих материалов:

Каждый видел, что в летнее время камни достаточно быстро набирают температуру, а тепло могут отдавать длительное время

Именно поэтому, важно подумать о том, чтобы выбранное устройство могло аккумулировать энергию. Как пример, отметим печи для отопления, которые делаются из стали, кирпича

Кстати, последний вид остывает очень долго.

Важно понимать, что чем больше будет диаметр, тем он лучше будет служить. Обычно, можно встретить устройства с диаметром 50, а также 100 мм

Одна сторона такого изделия должна быть герметичной, что обеспечит устранение риска вытекания воды. В специализированных магазинах продаются специальные заглушки того или другого диаметра, с помощью которых надежно закрепляется труба.

Другая тоже характеризуется герметичностью, но не стоит ее закрывать наглухо, ведь именно в этой стороне следует заливать воду, а также контролировать уровень жидкости. Вариантов осуществления достаточно много, в том числе использование простых пластиковых бутылок.

Виды тепличных аккумуляторов:

• Водяные
• Каменные
• Грунтовые

О водяном варианте речь уже шла, о камнях мы тоже разобрались. Теперь рассмотрим ситуацию, когда именно грунт может выступать аккумулятором энергии.

Это самый дешевый способ обогрева, но он отличается маленьким эффектом и значительно уступает двум вышеуказанным способам.

Грунт характеризуется малой теплоаккумуляцией, поэтому для него стоит применять те или другие механические устройства для обогрева теплицы.

Альтернативные источники отопления и перспективы их развития

Среди большого количества разного рода отопительных систем особое место занимают альтернативные источники энергии. Помимо традиционных источников, таких как газ и электричество, сегодня используются все возможные способы отопления. Среди них можно выделить следующие виды альтернативных источников энергии:

• твёрдое топливо – сегодня большая часть систем отопления использует энергию, полученную от сжигания твёрдого топлива, такого как древесина и уголь. Такие системы способны решить все задачи, связанные с отоплением и горячим водоснабжением;
• тепловой насос, который использует энергию грунта и водоёмов – очень перспективная система, требующая часто больших денежных вложений;
• ветрогенераторы, использующие силу ветра. В некоторых странах, где этот вопрос решается на уровне государства, такие системы имеют большие перспективы и уже работают вполне эффективно;
• солнечные батареи, работающие, как не трудно догадаться на энергии солнца. Устройство таких систем, как правило, представляет собой большой интерес. В некоторых странах, таких как Германия, солнечные батареи обеспечивают целые районы теплом и горячей водой.

Система отопления работающая на солнечных батареях

Прежде чем представить себе, как происходит нагрев теплоносителя, стоит рассмотреть, что же такое солнечная батарея и какой принцип её действия. Солнечная батарея представляет собой не что иное, как несколько фотоэлектрических преобразователей, объёдинённых в один блок, или полупроводниковое устройство, которое использует солнечный свет и преобразует его в электроэнергию. Всё происходит в тесной связи с основным законами физики, рассматривать которые нет особого смысла. Сегодня солнечная энергия притягивает к себе не только взгляды учёных, её пытаются покорить и простые обыватели, которые стараются решить, таким образом, проблемы, связанные с водоснабжением и отоплением.

Система отопления, работающая на солнечных батареях своими руками

Сегодня производство солнечных батарей уже выходит на промышленный уровень, однако собрать солнечную батарею, способную обеспечить потребности небольшого домостроения, может каждый. Солнечные батареи своими руками сделать сегодня не многим сложнее, чем собрать простую электрическую схему. Вот только для этого необходимо иметь всё необходимое, а именно сами преобразователи солнечной энергии (монокристаллические солнечные элементы), необходимые метизы, силиконовый герметик и паяльное оборудование. После этого необходимо вооружиться паяльником и приступать к работе.

Перед началом работы необходимо собрать каркас, в котором будут находиться солнечные элементы. Он представляет собой застеклённый короб. Можно для этой цели заказать металлопластиковый стеклопакет, изготовленный по нужному размеру. Затем приступаем непосредственно к подготовке элементов солнечной батареи к сборке. Для этого к каждому из них припаиваются контакты, или токоведущие дорожки. Затем производится сборка системы, состоящей из четырёх рядов по девять элементов в каждом ряду, всего 36 элементов. Расстояние между элементами сборки должно быть 5 мм.

В ходе сборки необходимо соблюдать одно условие – каждый соседний ряд должен быть развёрнут на 180 градусов, что позволит собрать все элементы в одну единую цепь. После этого необходимо к каждой связке, состоящей из шести модулей прикрепить диод, хотя предпочтительно это делать на каждый отдельный элемент. На выходе устанавливается ещё один общий диод, который поставляется в комплекте с монокристаллическими. После этого производится окончательное скрепление всех контактов, и все пустоты заливаются силиконом.

По окончании сборки производится обработка внутренней поверхности. Для обеспечения работоспособности устройства можно покрыть устройство алюминиевой фольгой. Естественно, необходимо полученную энергию преобразовать, чтобы получить необходимое напряжение. Для этого энергия солнца при помощи контроллера зарядки аккумулируется и происходит зарядка аккумулятора 12В. После этого посредством специального инвертора, это напряжение может быть преобразовано в нужные 220 Вольт.  В итоге, 36 элементов, по 0,5  Вольт каждый в конечном итоге позволяют получить необходимое напряжение.

Однако услышать это одно, а посмотреть своими глазами – совсем другое. В этом случае сразу отпадёт масса вопросов, которые обычно возникают после прочтения любого материала. На представленном видео процесс сборки солнечной батареи представляется очень понятным и доходчивым.  Изготовить солнечный радиатор смогут многие, если есть хотя бы небольшие навыки в электротехнике.

Технические и электрические параметры установок

• Высокое сопротивление
• КПД от 20%
• Закаленное стекло
• Водопроницаемость корпуса
• Стойкость к плохим погодным условиям

Чаще всего для отопления дома, получающего энергию солнечными модулями, используют электрическую систему. Но, иногда проводят и водяное отопление. которое подводится к электрическому котлу. Схема и монтаж отопления в этом случае отличаются только тем, что понадобится дополнительное место для размещения аккумуляторов и преобразователя постоянного тока.

При использовании солнечной энергии эффективнее нагревать большие площади (например, теплые полы ) до небольших значений. В такой системе проще поменять температуру. если изменилась погода, да и смонтировать ее легче. чем другие. К тому же, внешний вид интерьера не будут портить громоздкие радиаторы.

Водяные солнечные коллекторы для отопления теплицы

По ряду причин водяное отопление теплиц является более предпочтительным, хотя стоимость такой системы значительно выше стоимости системы воздушного отопления. В сущности, система солнечного водяного отопления теплицы ничем не отличается от системы солнечного отопления самого загородного дома.

Различия заключаются лишь в форме и расположении нагревательных элементов. В теплицах вместо привычных для комнаты радиаторов отопления вдоль стен прокладываются трубы, в которых циркулирует теплая вода. Трубы также прокладываются в земляном полу теплицы на глубине от 30 до 50 см. Тем самым в теплице обеспечивается и нагрев воздуха, и подогрев почвы.

Схема солнечного водяного отопления

В системе водяного отопления теплоноситель может нагреваться как в плоских коллекторах, так и в коллекторах на вакуумных трубках. В плоском коллекторе к абсорберу крепится плоский змеевик, для изготовления которого нужна медная трубка. Эта медная трубка сначала заполняется солью, и только после этого ее можно сгибать, не опасаясь возникновения заломов.

Когда трубка примет нужную форму, соль легко вымывается из нее проточной водой. Змеевик крепится к абсорберу и окрашивается в черный цвет термостойкой краской. Входной и выходной патрубки выводятся наружу, и отверстия, через которые они были выведены, герметизируются.

Схема плоского солнечного коллектора

Иную конструкцию имеют коллекторы, построенные с применением вакуумных трубок, которые своими наконечниками соединены с трубой контура теплоносителя. Вакуумные трубки представляют собой стеклянный цилиндр, внутри которого помещается медная трубка с легкокипящей жидкостью. Верхний конец медной трубки слегка расширен и запаян.

Из пространства между внешней и наружной трубками откачан воздух для создания максимально возможной теплоизоляции. Жидкость внутри медной трубки под воздействием солнечного излучения нагревается и испаряется. Пар поднимается к наконечнику и нагревает его. Отдавая тепло, пар остывает, конденсируется и по стенкам стекает вниз. На наконечнике температура может достигать 270°C – 300°C.

Схема вакуумной трубки

Вакуумный коллектор

Нагретая в солнечных коллекторах жидкость циркуляционными насосами подается в теплообменник, установленный в бойлере. Нагретая в бойлере вода поступает в отопительную систему. Этот бак должен иметь мощную теплоизоляцию для сохранения тепла в темное время суток.

Чтобы вода в бойлере чрезмерно не охлаждалась, предусматривается еще один нагревательный элемент системы резервного подогрева. Эта система включается при необходимости в темное время суток и может быть запитана от аккумуляторов солнечного электроснабжения дома.

Солнечная энергетика все прочнее входит в наш повседневный быт. Возможности ее неисчерпаемы. Солнце дает нам свет, тепло, электричество. И не воспользоваться этим источником даровой энергии было бы просто непростительно. опубликовано econet.ru 

С чего начать

Подсчет затрат электроэнергии. Для установления необходимой мощности системы солнечных панелей, нужно подсчитать, сколько электричества вы расходуете. Очень многое в этом вопросе зависит от того, используется ли частный дом постоянно или только как дача в определенные сезоны года. Для подсчета возьмите квитанции по оплате за электроэнергию за год и установите общее количество киловатт, затраченных за этот период, затем разделите на 12 (количество месяцев) – вы получите среднемесячный расход электроэнергии.

Расчет среднемесячного расхода потребляемого электричества

Как показывает опыт и отзывы реальных потребителей, в средней полосе России полученный результат необходимо умножить на коэффициент 16, чтобы получить необходимую мощность батарей в Ваттах.

Рассмотрим пример. За год вы потратили 1625 кВт, делим эту цифру на 12 месяцев и умножаем на коэффициент 16 – получается, 2166 Ватт. Т.е. система солнечных батарей будет обеспечивать такой дом, если ее мощность будет не менее 2200 Ватт/час

Идеи для обогрева теплиц своими руками

Многие дачники у себя на участках устанавливают теплицы или парники, чтобы выращивать в них рассаду и получать более ранний и богатый урожай. Но если такую конструкцию оборудовать отопительной системой, то можно получать урожай овощей, зелени и даже клубники круглый год. Но чтобы сделать отопление в теплице, потребуется подготовка и некоторые строительные навыки.

Способы обогрева теплиц

Существует несколько видов отопления закрытых конструкций для выращивания овощей круглый год. Каждое из них имеет свои плюсы и минусы.

Возможные виды подогрева и их преимущества:

1. Печное отопление отличается высокой эффективностью, простой технологией сооружения, доступностью топлива и возможностью регулировать температуру. Установка печи или котла не потребует больших финансовых затрат.
2. Воздушное отопление способно быстро обогреть любую площадь, при этом технология его сооружения довольно простая.
3. Водяная система отличается надежностью, безопасностью и возможностью регулировки температуры. При использовании таких устройств в теплице всегда будет подходящая для выращивания растений влажность воздуха.
4. Солнечные батареи – это естественный, доступный, простой и дешевый процесс обогрева. В солнечный день отдача тепла от них постепенная.
5. Газовое отопление отличается практичностью, относительно невысокой стоимостью, быстрым и равномерным прогревом при использовании калорифера.
6. Электрический обогрев теплиц и парников практичен, прост и эффективен. Устройства можно использовать круглые сутки, а переносное оборудование устанавливать в любом удобном месте.

Но каждая из этих систем обогрева имеет свои недостатки. Среди них:

1. Печное отопление требует постоянного контроля.
2. В воздушной системе процесс отопления необходимо постоянно поддерживать.
3. Для водяного отопления может понадобиться электрическое оборудование для подогрева воды или даже установка целой котельной. Стоит это все недешево.
4. Солнечные батареи эффективны только в хорошую солнечную погоду. При их применении регулировать температуру воздуха возможности не будет.
5. Газовая система требует постоянного контроля, поскольку существует угроза воспламенения. Для ее установки требуется разрешение специальных служб.
6. Электрическое оборудование требует источника электропитания, сушит воздух и довольно дорого в применении (затраты на электроэнергию).

Для каждой постройки подходит определенная система обогрева. Например, для стандартных теплиц с небольшой площадью не стоит выбирать дорогостоящее оборудование. А в больших промышленных теплицах можно использовать инфракрасные теплоносители, тепловые насосы и другие передовые технологии.

Отопление теплиц солнечным воздушным коллектором

Такой коллектор является главным элементом этой системы отопления. В зависимости от расположения этого коллектора отопление может осуществляться либо естественной циркуляцией воздуха в системе, либо с помощью вентиляторов.

В первом случае выходной патрубок коллектора должен располагаться ниже раструба входного отверстия в теплице. Тогда воздух, нагретый в коллекторе, по законам конвекции будет подниматься по воздуховоду и попадать в теплицу. Вытесняемый остывший воздух по обратному воздуховоду поступает в коллектор, нагревается и возвращается в теплицу. Этот цикл непрерывный, длится весь световой солнечный день.

Во втором случае расположение солнечного коллектора не имеет значения, так как циркуляция воздуха поддерживается вентиляторами, установленными в теплице на входе теплого воздуха

При таком способе обеспечивается равномерное распределение теплых воздушных масс по всему обогреваемому объему, и, что очень важно, равномерный обогрев почвы

Естественно, что воздуховоды (особенно горячий) должны быть покрыты теплоизоляцией, чтобы воздух не мог быстро остывать. В темное время суток воздух в теплице без горячей подпитки может достаточно быстро охлаждаться. Поэтому для поддержания теплового режима необходимо предусмотреть резервный контур отопления. Это могут быть тепловентиляторы, калориферы.

Сам воздушный солнечный коллектор представляет собой предельно простую конструкцию. Собрать его самому из подручных материалов можно меньше, чем за час. Это герметичный деревянный короб высотой 10 – 15 см. Днище делается из ДВП. Для прочности боковые стенки соединяются деревянными брусками с сечением 5х5 сантиметров.

На днище укладывается теплоизолятор – пенопласт или минеральная вата. Поверх теплоизолирующего слоя кладется абсорбер, например, листовое оцинкованное железо. Чтобы увеличить площадь нагрева, к этому листу можно прикрепить дополнительные ребра.

Все швы внутренней части короба тщательно обрабатываются «Герметиком», после чего короб изнутри покрывается черной термостойкой краской. В зависимости от того, где и как будет устанавливаться коллектор, в его боковины встраиваются трубы для впускания и выпускания воздуха. После всех подготовительных работ короб закрывается каленным стеклом, стыки стекла с корпусом герметизируются «Герметиком».

Схема солнечного воздушного коллектора

Остается поставить коллектор на место и соединить воздуховодами с теплицей. При этом выходной патрубок коллектора должен располагаться выше патрубка входного. Размеры коллектора определяются только размерами металлического листа и стекла. В зависимости от размеров теплицы, таких коллекторов может быть несколько.

Воздух в таком коллекторе прогревается до температуры 45°C – 50°С. Нагретый воздух не только поддерживает в теплице комфортную для растений температуру, но, отдавая свое тепло, нагревает еще и почву, что создает наиболее благоприятные условия для развития корневой системы растений.

Принцип работы солнечных батарей

Модули, улавливающие энергию солнца, являются генераторами электричества, работающими на основе фотоэлектрических реакций. Получение электрического тока происходит по принципу эмиссии (испускания электронов) нагретых тел. Основой для панелей служит кремний. КПД одного такого модуля не слишком большой — порядка 30% при мощности до 300 Вт. Для получения лучших результатов разработчики объединили несколько десятков солнечных элементов в цепи.

И такой способ дал более высокий результат, некоторые установки могут полноценно работать и при средней облачности. Чтобы создать комфортную температуру круглогодично в доме площадью 30 кв. м. в средней полосе нашей страны общая площадь поверхности модулей должна быть не менее 100−120 кв. м. Внутри дома обязательно должно быть помещение для аккумуляторов и распределительного оборудования.