Альтернативные источники энергии – реальная возможность экономить довольно ощутимый бюджет на нагреве воды и отоплении здания. И солнечный свет является самым доступным и энергоэффективным из них.
Коллекторы – устройства для превращения света солнца в тепловую энергию – различаются габаритами, мощностью, коэффициентом полезного действия и другими характеристиками. Но все они экономят средства и помогают заботиться об окружающей среде.
Разновидности коллекторов
На сегодняшний день выделяют три варианта:
- с абсорбером, покрытым селективной оболочкой – их КПД составляет 25-35%, а снаружи нередко образовывается конденсат. Монтаж этого типа проводится вровень с кровлей или над ней, а используются они в основном лишь с весны до осени;
- с абсорбером с оболочкой из черного лака – модификации принципиально схожие, но с увеличенными вдвое показателями теплопотерь;
- вакуумные – КПД до 45%, защищены от пыли и появления влаги, более мощные при меньшем размере. Разумеется, их стоимость несколько выше аналогов предыдущих типов.
Монтаж распределителя
Существует 3 способа установки: вровень с кровлей (или иной поверхностью), на ней или на дополнительном сооружении. Важен выбор месторасположения: специалист учитывает угол и тип крыши, ее ориентацию и другие детали, после чего определяет место, где устройства будут наиболее продуктивно.
Для крепления над скатом используются кронштейны и профили. При этом важно понимать, что конструкция не должна нарушать герметичность покрытия, а значит и ее сооружение нужно доверять только профессионалам.
Для соединения нескольких панелей берут гофрированные трубки, а для минимизации воздействия ветра – специальные накладки. Также с помощью нержавеющих труб панели подключаются к системам нагрева воды и отопления. Непосредственный подвод выполняется по каналам вентиляции.
Подобные решения позволяют смонтировать оборудование оперативно и недорого, однако минусом остаются серьезные тепловые потери.
Преимуществами установки вровень с кровлей считаются:
- более привлекательный вид системы и самой крыши;
- экономия на кровельных материалах.
Главный недостаток – увеличенные затраты в сравнении с монтажом над поверхностью.
Крепеж осуществляется при помощи особых зажимов, которые фиксируют плиты к доскам обрешетки. Поверхность коллекторов обрабатывают герметиком.
На плоских крышах рекомендуется использовать специальные конструкции. Это позволит выбирать угол наклона устройств, легко изменять их ориентацию, а также разместить больше элементов. Такое возведение происходит довольно быстро и без лишних затрат.
Помните о дистанции между линиями солнечных батарей, чтобы тень от первых не затемняла часть задних. Расстояния в каждом случае определяются индивидуально и зависят от высоты коллекторов и угла. Оптимальным считается уклон в 45, а промежуток – более чем в полтора раза больше высоты самих панелек.
Монтаж конструкции производится на таре с щебнем или бетонных плитах – это исключает нарушение герметичности кровли и обеспечивает надежную защиту от сильного ветра. Однако перед началом работ уточните, выдержат ли несущие элементы крыши такую нагрузку.
Определяем угол наклона
От расположения панелей зависит и их эффективность. Учитывая тот факт, что солнце в течение дня не стоит на небе, подбирают такой градус, при котором коллекторы будут собирать наибольшее количество возможного света.
Например, наилучшим для нагрева воды считается половина прямого угла. Это средний параметр между оптимальными значениями для холодного времени года (60) и теплого (30). При этом, если для плоских крыш может быть создана конструкция с изменяемым углом, то для скатных такое решение технически невозможно. Поэтому специалисты сразу определяют наилучший показатель.
Рекомендуется ориентировать панели коллекторов на юг – так их КПД (особенно в прохладное время года) значительно увеличится.
Важный момент: все соединенные вместе сегменты направляйте в одну сторону. В противном случае они создадут не единую, а множество раздельных систем с низкой эффективностью.
Рассчитываем площадь
На итоговые габариты батарей влияет ряд факторов – интенсивность солнечного излучения в конкретной местности, тип коллектора, уровень теплопотерь, требуемая для отопления и нагрева воды мощность.
Сегодня разработаны компьютерные программы, которые детально и точно высчитывают нужное число солнечных панелей и зону их покрытия. Однако они – решение для крупных объектов, а для частных случав достаточно простых формул:
A=K•F•SF/(G•η),
AW=1/(G•η),
A=K•F•SF•AW,
где А – площадь солнечных панелей (измеряется в м.кв.);
AW – площадь, способная за один день производить 1 кВт•ч, м.кв.•день (кВт•ч);
F – количество энергии, требуемой ежедневно для отопления и нагрева воды на данном объекте, кВт•ч/день;
K – табличная величина, учитывающая ориентацию панелей и угол наклона;
G – традиционный для этой местности уровень солнечного излучения, кВт•ч (м.кв. •день);
H – коэффициент полезного действия одной панели, %;
SF – доля солнечной энергии, покрывающая потребности всей системы в тепле, %. Этот показатель определяет, какую часть требуемой энергии сможет дать система коллекторов. Как правило, он составляет до 70% общего потребления энергии в год. Чтобы обеспечить 100% потребностей системы отопления дома, используют газовые котлы.
Исходные данные зависят от конкретного производителя, модели и типа, поэтому могут существенно разниться.
