Все про геліосистему

Сонце є найбільшим і екологічно чистим джерелом доступної на землі енергії. Щогодини воно посилає таку кількість енергії, яка могла б споживатися всім людством протягом цілого року. За допомогою геліосистеми її можна вловити та використати у вигляді тепла або електричної енергії. Які технічні можливості для цього існують, як працюють геліосистеми та яка їх вартість – про це йтиметься у наступних розділах.

Коли говорять про використання енергії сонця мають на увазі дві основні технології:

• Сонячні колектори - вловлюють сонячне випромінювання і перетворює його на тепло для обігріву приміщення або нагрівання води.
• Сонячна батарея - використовує енергію сонця для вироблення електроенергії, яку можна акумулювати, використовувати для власних потреб або передати до загальної електромережі.

Сонячний колектор – це геліосистема, яка вловлює сонячне випромінювання та перетворює його на тепло. Це тепло можна використовувати для приготування гарячої води, підігріву води в басейні або для опалення.

Оскільки кількість сонячної енергії, що надходить, змінюється в залежності від затінення, хмарності або положення сонця на небі, сонячний колектор завжди комбінується з котлом або тепловим насосом.

Переваги та недоліки сонячних колекторів

Сонячна теплова установка (або теплова сонячна установка) складається з:

• сонячних колекторів на даху;
• теплотрубопроводу з регулюючими та керуючими пристроями;
• теплоакумулятора для накопичення тепла, якщо воно в даний момент не використовується.

Типи сонячних колекторів

Колектори є компонентами геліоустановки, які видно вже зовні. Їх завдання – поглинання енергії сонячних променів та перетворення її безпосередньо на тепло. Говорячи простою мовою, вони працюють як закрита бочка з водою: коли на неї світить сонце, воно передає їй свою енергію, і вода всередині нагрівається. Подібним чином функціонують геліоустановки, проте тут існує два їх основні типи: плоскі колектори і трубчасті (або вакуумні).

Плоский колектор складається з герметизованого корпусу, всередині якого поверх абсорбера проходять вигнуті трубки з теплоносієм. Сторона, звернена до сонця, закрита панеллю з прозорого скла, виконаною таким чином, щоб без відображення пропускати всередину корпусу більшу частину сонячних променів. Коли світить сонце, колектор нагрівається і теплоносій – вода, змішана з антифризом – трубопроводом передає тепло в теплоакумулятор геліоустановки.
Вакуумний трубчастий колектор складається з декількох скляних трубок, з'єднаних один з одним. У трубках, як у колбі термоса, створено вакуум, що дозволяє зменшити втрати тепла.

Теплотрубопровід з'єднує один з одним колектори та нагрівальні прилади в будинку. Циркуляційний насос перекачує рідину-теплоносій по всій системі, таким чином тепло від колекторів переноситься в бак-теплоакумулятор. Розширювальний бачок та запобіжний клапан забезпечують безпечну та ефективну роботу всієї системи.

Оскільки тепло, вироблене сонячними тепловими установками, найчастіше потрібно тоді, коли сонце не світить, отримана енергія має бути акумульована. Це завдання виконує теплоакумулятор, який, залежно від сфери застосування геліоустановки, заповнений питною або опалювальною водою. Щоб уникнути змішування теплоносія з опалювальною або питною водою, він передає тепло воді, що знаходиться в баку-теплоакумуляторі, лише через теплообмінник. Останній має форму змійовика і функціонує аналогічно до занурювального нагрівача.

Для приготування гарячої води

Для приготування гарячої води з використанням сонячної енергії енергія, що отримується, передається в бак-теплоакумулятор. Це відбувається через теплообмінник - змійовик, вбудований у бак. Якщо безкоштовної екологічно чистої енергії недостатньо, то додатковий теплогенератор (котел, тепловий насос тощо) забезпечує постійну наявність необхідної кількості тепла. Так як геліоустановка для приготування гарячої води невелика і налічує не більше 2-3 колекторів, вона може бути встановлена ​​не тільки в новій будівлі, а й інтегрована в існуючу систему опалення.

Для підтримки системи опалення

При використанні геліоустановки для підтримки системи опалення вся отримана екологічно чиста енергія спрямовується спочатку в бак-термоакумулятор, заповнений опалювальною водою і зберігаючи тепло для обігріву всієї будівлі. У цьому випадку бак-термоакумулятор підключений і до основного джерела тепла, яке включається лише тоді, коли запасеної в термоакумуляторі енергії недостатньо для забезпечення належного обігріву будинку і нагрівання води. Порівняно з сонячними тепловими установками, що використовуються виключно для одержання гарячої води, геліоустановки для підтримки системи опалення мають значно більше сонячних колекторів від 8-10 шт. залежно від площі будинку.

Особливою формою обігріву сонячної енергії є майже енергоавтономний "сонячний будинок". У цьому випадку сонячні колектори займають ще більшу площу, а резервуар-теплоакумулятор може вміщувати (в котеджі для однієї сім'ї) до 10 000 літрів або понад 70 повних ванн. Завданням такого теплоакумулятора, який стає архітектурним ядром будівлі, є збереження енергії літнього сонця та в зимовий період.

Сонячна енергія, на відміну від газу та рідкого палива, необмежений та безкоштовний ресурс. Якщо ви використовуєте сонячну теплову енергію, ви заощаджуєте до 60% ваших витрат на енергію для приготування гарячої води та близько 25% для підтримки опалення. Купівля сонячної теплової системи робить вас менш залежними від постачальників енергії, оскільки ви є її виробником.

Перш ніж купувати геліосистему, важливо перевірити, чи Ваш будинок відповідає необхідним вимогам. Сонячні колектори працюють оптимально та економічно при дотриманні наступних умов:

• потрібний конденсаційний котел або інше джерело тепла.
• колектори отримують якнайбільше сонця. Для цього кут нахилу при їх установці повинен бути не менше 30 градусів, але в ідеалі між 45 і 70 градусами. При цьому ні високі будинки, ні великі дерева не повинні закривати колектори від сонця.
• дах повинен бути звернений на південь. Це гарантує максимальний вихід сонячної енергії. Орієнтований на південний схід або південний захід, вихід сонячної енергії знижується на п'ять відсотків, що достатньо для встановлення.

Ціна циліндричних теплоакумуляторів із підключеними сонячними колекторами (у мінімальній базовій комплектації) становить близько 2-3 тисяч євро. Сюди слід додати вартість монтажу системи обігріву та розведення труб, які значною мірою залежать від конструктивних особливостей Вашої будівлі. Щоб гарантувати забезпечення гарячою водою середньостатистичної сім'ї з чотирьох осіб, необхідно врахувати суму від 3 500 до 6 000 євро.

Високі початкові інвестиційні витрати компенсуються низькими витратами. Нижче наведено список основних складових загальної вартості при купівлі геліосистеми:

• теплоакумулятор з колекторами – від 2000 до 3000 євро
• розведення води  – від 100 до 300 євро
• теплообмінник – від 500 до 2000 євро