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Calefacción económica de una casa particular desde el sol. Sistemas de calefacción solar para una vivienda privada: ¿tienen algún beneficio? Video: calefacción solar de aire de bricolaje.

La calefacción solar de una casa privada es una forma moderna y respetuosa con el medio ambiente. Este método tiene muchas ventajas, siendo las principales la rentabilidad y la ausencia de residuos peligrosos. Sin embargo, una instalación de este tipo cuesta mucho y en algunas regiones no es práctico utilizarla debido a la falta de gran cantidad días soleados.

Diseño y principio de funcionamiento.

La calefacción solar de una casa privada es una tecnología innovadora que todavía no todos conocen claramente. Mientras tanto, casi cualquier propietario tiene todas las posibilidades para instalar y utilizar los complejos adecuados. La necesidad de inversiones financieras existe sólo para comprar equipos o equipos; todo lo demás lo recibirá gratis.

Hay dos opciones para organizar la calefacción solar:

  1. Paneles solares;
  2. Colectores solares.

El uso de paneles solares es un método más costoso que requiere una gran cantidad de equipo. Se utilizan elementos fotovoltaicos, ubicados en una zona abierta en el ángulo deseado para una máxima incidencia perpendicular de la luz solar. Ellos producen electricidad, que se acumula en las baterías, se convierte en corriente alterna con parámetros estándar y luego se envía a dispositivos de calefacción.

La calefacción mediante paneles solares en una casa privada ofrece muchas oportunidades adicionales. Este método tiene una ventaja significativa: la corriente eléctrica generada por los paneles solares se puede utilizar no solo para calentar la casa, sino también para alimentar cualquier dispositivo, iluminación u otras necesidades.

Los paneles solares para calefacción doméstica, cuyo coste es bastante elevado, pueden no ser económicamente viables.

Los colectores solares funcionan según un principio diferente. No producen, sino que reciben energía térmica del sol, que calienta el refrigerante en contenedores o tubos. En principio, cualquier recipiente de agua expuesto al sol puede considerarse un colector, pero existen diseños especiales que pueden demostrar la mayor eficiencia. Esta versión del sistema es mucho más sencilla, económica y está disponible para la autoproducción.

El calor resultante se traduce inmediatamente en un aumento de la temperatura del refrigerante, que se acumula en un depósito de almacenamiento, desde donde se distribuye por los circuitos de calefacción de la casa. El método de calefacción óptimo es utilizar sistemas de baja temperatura, como la calefacción por suelo radiante. No requieren un calentamiento intenso, lo que corresponde a las capacidades de los colectores solares. Por la noche se consume el refrigerante calentado durante el día.

Para lograr la máxima eficiencia de los colectores solares, es necesario aislar adecuadamente el tanque de almacenamiento.

Pros y contras de utilizar energía solar para calentar tu hogar

La segunda ventaja son las cero emisiones. De hecho, es el más ecológico y aspecto natural energía. Los paneles y colectores solares no producen ruido. En la mayoría de los casos se instalan en las cubiertas de los edificios sin ocupar área utilizable Area suburbana.

Las desventajas asociadas al uso de energía solar son la variabilidad de la iluminación. Por la noche no hay nada que recolectar, la situación se ve agravada por el hecho de que el pico de la temporada de calefacción ocurre durante las horas de luz más cortas del año.

Una desventaja importante de la calefacción basada en el uso de colectores solares es la incapacidad de acumular energía térmica. Sólo el depósito de expansión está incluido en el circuito.

Es necesario controlar la limpieza óptica de los paneles; una ligera contaminación reduce drásticamente la eficiencia.

Uso eficiente de la energía solar.

La ventaja más obvia del uso de la energía solar es su disponibilidad universal. De hecho, incluso en el clima más sombrío y nublado, se puede recolectar y utilizar la energía solar.

La segunda ventaja son las cero emisiones. De hecho, es la forma de energía más natural y respetuosa con el medio ambiente. Los paneles y colectores solares no producen ruido. En la mayoría de los casos, se instalan en los tejados de los edificios, sin ocupar la superficie útil de una zona suburbana.


La eficiencia de la calefacción solar en nuestras latitudes es bastante baja, lo que se explica por el número insuficiente de días soleados para el funcionamiento regular del sistema (+)

Las desventajas asociadas al uso de energía solar son la variabilidad de la iluminación. Por la noche no hay nada que recolectar, la situación se ve agravada por el hecho de que el pico de la temporada de calefacción ocurre durante las horas de luz más cortas del año. Es necesario controlar la limpieza óptica de los paneles; una ligera contaminación reduce drásticamente la eficiencia.

Además, no se puede decir que el funcionamiento del sistema sea energía solar es completamente gratuito, existen costos constantes por depreciación del equipo, funcionamiento de la bomba de circulación y electrónica de control.

Colectores solares abiertos

Un colector solar abierto es un sistema de tubos, desprotegidos de las influencias externas, por los que circula refrigerante calentado directamente por el sol.

Como refrigerantes se utilizan agua, gas, aire y anticongelante. Los tubos se fijan al panel de soporte en forma de espiral o se conectan en filas paralelas al tubo de salida.


Los colectores solares abiertos no son capaces de hacer frente a la calefacción de una casa privada. Debido a la falta de aislamiento, el refrigerante se enfría rápidamente. Se utilizan en Hora de verano principalmente para calentar agua en duchas o piscinas

Los colectores abiertos normalmente no tienen aislamiento. El diseño es muy simple, por lo que tiene un bajo costo y, a menudo, se fabrica usted mismo.

Debido a la falta de aislamiento, prácticamente no almacenan la energía recibida del sol y se caracterizan por una baja eficiencia. Se utilizan principalmente en verano para calentar el agua de piscinas o duchas de verano.

Instalado en regiones soleadas y cálidas, con pequeñas diferencias de temperatura del aire ambiente y del agua calentada. Funcionan bien sólo en un clima soleado y sin viento.


El colector solar más sencillo con disipador de calor hecho de bobina. tubos de polímero, garantizará el suministro de agua caliente en la casa de campo para el riego y las necesidades domésticas.

Variedades de colectores tubulares.

Tubular colectores solares ensamblados a partir de tubos separados por los que corre agua, gas o vapor. Este es uno de los tipos de sistemas solares abiertos. Sin embargo, el refrigerante ya está mucho mejor protegido de la negatividad externa. Especialmente en instalaciones de vacío, diseñadas según el principio de los termos.

Cada tubo está conectado al sistema por separado, en paralelo entre sí. Si un tubo falla, es fácil reemplazarlo por uno nuevo. Toda la estructura se puede montar directamente sobre el tejado del edificio, lo que simplifica enormemente la instalación.


El colector tubular tiene una estructura modular. El elemento principal es un tubo de vacío; el número de tubos varía de 18 a 30, lo que permite seleccionar con precisión la potencia del sistema.

Una ventaja importante de los colectores solares tubulares es la forma cilíndrica de los elementos principales, gracias a la cual se capta la radiación solar durante todo el día sin necesidad de utilizar costosos sistemas de seguimiento del movimiento de la luminaria.


Un revestimiento multicapa especial crea una especie de trampa óptica para la luz solar. El diagrama muestra parcialmente la pared exterior del matraz de vacío reflejando los rayos en las paredes del matraz interior (+)

Según el diseño de los tubos, se distinguen los colectores solares de pluma y coaxiales.

El tubo coaxial es un recipiente Diaur o un termo familiar. Formado por dos matraces entre los cuales se evacúa el aire. Se aplica un recubrimiento altamente selectivo a la superficie interior de la bombilla interior, absorbiendo eficazmente la energía solar.


Con un tubo cilíndrico, los rayos del sol siempre caen perpendiculares a la superficie.

La energía térmica de la capa selectiva interna se transfiere a un tubo de calor o intercambiador de calor interno hecho de placas de aluminio. En esta etapa se produce una pérdida de calor no deseada.

El tubo de plumas es un cilindro de vidrio con un absorbente de plumas insertado en su interior.


El sistema debe su nombre al absorbente de plumas, que se enrolla firmemente alrededor de un canal térmico de metal conductor de calor.

Para un buen aislamiento térmico se ha evacuado el aire del tubo. La transferencia de calor desde el absorbente se produce sin pérdidas, por lo que la eficiencia de los tubos de plumas es mayor.

Según el método de transferencia de calor, existen dos sistemas: de flujo directo y con tubo de calor. El tubo térmico es un recipiente sellado con un líquido que se evapora fácilmente.


Dado que el líquido que se evapora fácilmente fluye naturalmente hacia el fondo del tubo calentador, el ángulo de inclinación mínimo es de 20° C.

Dentro del tubo calefactor hay un líquido que se evapora fácilmente y que recibe calor de la pared interior del matraz o del absorbente de plumas. Bajo la influencia de la temperatura, el líquido hierve y se eleva en forma de vapor. Después de que el calor se transfiere al refrigerante de calefacción o suministro de agua caliente, el vapor se condensa en líquido y fluye hacia abajo.

El agua se utiliza a menudo como un líquido que se evapora fácilmente a baja presión. Un sistema de paso único utiliza un tubo en forma de U a través del cual circula agua o fluido calefactor.

La mitad del tubo en forma de U está destinada al refrigerante frío, la segunda retira el calentado. Cuando se calienta, el refrigerante se expande y entra al tanque de almacenamiento, proporcionando una circulación natural. Al igual que con los sistemas de tubos térmicos, el ángulo mínimo de inclinación debe ser de al menos 20⁰.


Con una conexión de flujo directo, la presión en el sistema no puede ser alta, ya que hay un vacío técnico dentro del matraz.

Los sistemas de flujo directo son más eficientes porque calientan inmediatamente el refrigerante. Si se planea utilizar los sistemas de colectores solares durante todo el año, se les bombea anticongelante especial.

El uso de colectores solares tubulares tiene una serie de ventajas y desventajas. El diseño de un colector solar tubular consta de elementos idénticos que son relativamente fáciles de reemplazar.

Ventajas:

  • baja pérdida de calor;
  • capacidad para trabajar a temperaturas de hasta -30⁰С;
  • rendimiento eficiente durante las horas del día;
  • buen desempeño en zonas con climas templados y fríos;
  • baja resistencia al viento, justificada por la capacidad de los sistemas tubulares para hacer pasar masas de aire a través de sí mismos;
  • Posibilidad de producir refrigerante a alta temperatura.

Estructuralmente, la estructura tubular tiene una superficie de apertura limitada.

Tiene las siguientes desventajas:

  • no capaz de autolimpiarse de la nieve, el hielo o las heladas;
  • precio alto.

A pesar del elevado coste inicial, los colectores tubulares se amortizan más rápidamente. Tienen una larga vida útil.


Los colectores tubulares son sistemas solares de tipo abierto y, por tanto, no son adecuados para su uso durante todo el año en sistemas de calefacción (+)

Sistemas cerrados planos

Un colector de placa plana consta de un marco de aluminio, una capa absorbente especial: un absorbente, un revestimiento transparente, una tubería y un aislamiento.

Como absorbente se utiliza láminas de cobre ennegrecido, que tiene una conductividad térmica ideal para la creación de sistemas solares. Cuando un absorbente absorbe la energía solar, la energía solar que recibe se transfiere a un refrigerante que circula a través de un sistema de tubos adyacente al absorbente.

En el exterior, el panel cerrado está protegido por una capa transparente. Está fabricado en vidrio templado a prueba de golpes con una banda de transmisión de 0,4-1,8 micras. Este rango representa la radiación solar máxima. El vidrio a prueba de golpes proporciona una buena protección contra el granizo. En la parte trasera, todo el panel está aislado de forma fiable.


Los colectores solares de placa plana se caracterizan por su máximo rendimiento y su diseño sencillo. Su eficiencia aumenta mediante el uso de un absorbente. Son capaces de captar la radiación solar difusa y directa.

La lista de ventajas de los paneles planos cerrados incluye:

  • simplicidad de diseño;
  • buen desempeño en regiones con climas cálidos;
  • la capacidad de instalar dispositivos para cambiar el ángulo de inclinación en cualquier ángulo;
  • la capacidad de autolimpiarse de la nieve y las heladas;
  • precio bajo.

Los colectores solares de placa plana son especialmente ventajosos si su uso se planifica en la fase de diseño. La vida útil de los productos de calidad es de 50 años.

Las desventajas incluyen:

  • alta pérdida de calor;
  • peso pesado;
  • alta resistencia al viento cuando los paneles se colocan en ángulo con la horizontal;
  • limitaciones de rendimiento cuando los cambios de temperatura superan los 40°C.

El ámbito de aplicación de los colectores cerrados es mucho más amplio que el de los sistemas solares de tipo abierto. En verano son capaces de satisfacer plenamente la necesidad de agua caliente. En los días fríos, cuando los servicios públicos no los incluyen en el período de calefacción, pueden funcionar en lugar de calentadores de gas y eléctricos.

Quienes quieran hacer un colector solar. con mis propias manos Para instalar un sistema de calefacción en su casa de campo, le sugerimos que se familiarice con los diagramas probados en la práctica y las instrucciones de montaje paso a paso.

Comparación de las características del colector solar.

El indicador más importante de un colector solar es la eficiencia. El rendimiento útil de los colectores solares de diferentes diseños depende de la diferencia de temperatura. Al mismo tiempo, los colectores planos son mucho más económicos que los tubulares.


Los valores de eficiencia dependen de la calidad de fabricación del colector solar. El objetivo del gráfico es mostrar la eficacia de utilizar diferentes sistemas en función de la diferencia de temperatura.

Al elegir un colector solar, se debe prestar atención a una serie de parámetros que muestran la eficiencia y potencia del dispositivo.

Hay varias características importantes para los colectores solares:

  • coeficiente de adsorción: muestra la relación entre la energía absorbida y la total;
  • coeficiente de emisión: muestra la relación entre la energía transmitida y la energía absorbida;
  • área total y de apertura;

El área de apertura es el área de trabajo del colector solar. Un colector de placa plana tiene un área de apertura máxima. El área de apertura es igual al área del absorbente.

Selección de un colector solar y su instalación.

Un propietario que decide crear calefacción solar para una casa privada con sus propias manos se enfrenta a la tarea de elegir el más adecuado. tipo adecuado coleccionista Este tema es bastante complejo, pero es necesario entenderlo.

Los coleccionistas abiertos no son adecuados debido a sus bajas capacidades, por lo que no tiene sentido hablar de ellos. Normalmente se elige entre tipos tubulares y planos. El primer y más importante criterio de selección suele ser la relación entre precio y calidad de los productos.

Este enfoque está justificado, pero no se puede ignorar la mantenibilidad. Por tanto, los tubos de vacío no se pueden cambiar en todos los tipos de colectores, lo que hace que la elección sea arriesgada. Si uno de ellos falla, para algunos tipos de colectores habrá que sustituir todo el panel, lo que supondrá un gasto. En general, todos los dispositivos de vacío son una compra bastante arriesgada, ya que cualquier impacto mecánico amenaza con la pérdida de una fuente de energía térmica.

Seleccionando Mejor opción, comience la instalación. Para ello es necesario elegir un sitio adecuado ubicado cerca de la casa. Esto es importante porque el transporte de refrigerante a largas distancias requerirá aislamiento de alta calidad e instalación de una bomba de circulación. Normalmente, los colectores se instalan en el techo para permitir la circulación por gravedad.

El único problema es la ubicación de las pendientes en relación con la posición del sol en el cielo; a veces es necesario instalar un sistema de seguimiento para girar los paneles. Esto es caro y requiere el uso de tubos flexibles, pero el efecto resultante es mucho mayor.

Opciones para el autoensamblaje del sistema de calefacción.

Hoy en día existen varias formas de montar un calentador solar con tus propias manos. Veamos los métodos de montaje más populares.
Primera opción. Aquí necesitas un recipiente galvanizado para agua. Debe tener un volumen de aproximadamente 100-200 litros. La tecnología para crear una batería solar tiene el siguiente algoritmo:

  • Colocamos el contenedor en el techo. Debe instalarse en el lado sur del techo;
  • la superficie del techo debe cubrirse con una lámina de metal con una superficie brillante;
  • ponerle tuberías encima;
  • los conectamos a un barril y un recipiente para agua caliente.

Opción de colector solar casero

Con la ayuda de una batería de este tipo, se pueden calentar 100 litros de agua a 60 grados. Esta instalación tiene una alta eficiencia. Pero en invierno tal unidad no será efectiva.
Segunda opción de montaje. Para crear este tipo de recopilador necesitarás:

  • cajas de acero;
  • varios radiadores planos de acero;
  • vaso;
  • Elementos de metal y plástico: accesorios y tuberías.

El sistema construido en este caso procede de la siguiente manera:

  • se montan cajas de acero en el techo;
  • allí se colocan radiadores;
  • Cúbrelos con vaso encima. Esto reducirá el tiempo de calentamiento del agua;
  • los tubos deben colocarse con pendiente descendente;
  • asegúrese de que la parte superior del dispositivo esté ubicada debajo del tanque de almacenamiento;
  • En el ático se instala un barril de plástico con agua. Volumen adecuado - 160 l;
  • debe conectarse al radiador y al suministro de agua mediante dispositivos de metal y plástico: accesorios y tubos. El tubo de agua debe conectarse ligeramente por encima del centro del tanque;
  • Las válvulas de drenaje están instaladas en la parte inferior del radiador. Con su ayuda, se drena el agua durante la estación fría.

Opción con barril de plástico

Tercera opción. Se utiliza para calentar una habitación bastante grande. Tiene una eficiencia del 45-55%. Para crear este tipo de sistema de calefacción necesitarás los siguientes materiales:

  • cualquier material de aislamiento térmico;
  • marco de madera con fondo de madera contrachapada;
  • malla metálica negra;
  • deflector;
  • lámina de policarbonato transparente;
  • varios fans

La estructura se monta de la siguiente manera:

  • taladre agujeros redondos en la rampa. Están cortados para la entrada de aire;
  • para eliminar el aire caliente hacemos agujeros rectangulares en la parte superior del marco;
  • Ponemos material aislante térmico en su parte inferior. Una malla metálica negra actuará como acumulador de calor;
  • ventiladores integrados en agujeros redondos;
  • Luego instalamos las tiras de soporte para el deflector. Después de esto, instalamos el propio deflector. Dará forma al flujo de aire;
  • Instalamos una lámina transparente encima.

Diseño terminado

Con la ayuda de una unidad de este tipo, puede calentar eficazmente su hogar, así como calentar agua.

Cómo calcular la potencia requerida del colector

Al calcular potencia requerida Los colectores solares suelen realizar cálculos erróneos basándose en la energía solar entrante durante los meses más fríos del año.

El caso es que en los meses restantes del año todo el sistema se sobrecalentará constantemente. En verano, la temperatura del refrigerante a la salida del colector solar puede alcanzar los 200°C cuando se calienta con vapor o gas, 120°C con anticongelante y 150°C con agua. Si el refrigerante hierve, se evaporará parcialmente. Como resultado, será necesario reemplazarlo.

  • provisión de suministro de agua caliente no más del 70%;
  • provisión del sistema de calefacción no más del 30%.

El resto del calor necesario debe generarse mediante equipos de calefacción estándar. Sin embargo, con tales indicadores, se ahorra una media de alrededor del 40% al año en calefacción y suministro de agua caliente.

La energía generada por un solo tubo de un sistema de vacío depende de la ubicación geográfica. La tasa de caída de energía solar por 1 m2 de terreno por año se llama insolación. Conociendo la longitud y el diámetro del tubo, se puede calcular la apertura, el área de absorción efectiva. Queda por aplicar los coeficientes de absorción y emisión para calcular la potencia de un tubo por año.

Ejemplo de cálculo:

La longitud del tubo estándar es de 1800 mm, la longitud efectiva es de 1600 mm. Diámetro 58 mm. La apertura es el área sombreada creada por el tubo. Así, el área del rectángulo de sombra será:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m2

La eficiencia del tubo intermedio es del 80%, la insolación solar en Moscú es de aproximadamente 1170 kWh/m2 por año. Así, un tubo producirá al año:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86 kWh

Cabe señalar que se trata de una estimación muy aproximada. La cantidad de energía generada depende de la orientación de la instalación, ángulo, temperatura media anual, etc. publicado econet.ru

Costo del sistema

La calefacción individual mediante colectores solares no tiene un coste fijo, ya que siempre contiene una caldera, y su tipo de caldera, de suelo o de pared, de condensación o tradicional, de gas, diésel o eléctrica, se decide para cada casa concreta. Al igual que en cualquier otro sistema de calefacción, el precio consistirá en indicadores como el área de la casa, el cálculo de la pérdida de calor, la presencia y el área de pisos con calefacción.

En el caso de organizar el suministro de agua caliente mediante la conexión de colectores solares, existen ofertas de paquetes desarrollados, ya que el volumen de agua requerido se puede clasificar según el número de personas que viven en la casa y el número total de consumidores. Por ejemplo, el coste de un sistema de suministro de agua caliente mediante un colector solar plano de la empresa alemana Huch EnTEC será de unos 165.000 rublos. Esta cantidad también incluye toda la tornillería necesaria, un mezclador termostático, un grupo de conexión del vaso de expansión, un calentador de agua bivalente, un grupo de seguridad del calentador de agua y un refrigerante anticongelante para el sistema solar.

¡Consejo útil! Confía el cálculo de calefacción solar y suministro de agua a profesionales con muchos años de experiencia y decenas de trabajos similares. proyectos implementados¡detrás de ti! Sólo así podrá asegurarse contra pagos excesivos innecesarios.

¿Están justificados los costos?

El coste de los equipos incluidos en el kit de instalación solar es bastante elevado, por lo que siempre, antes de decidirse a adquirir este tipo de productos, es necesario calcular el coste del kit necesario y el retorno económico que se puede obtener del uso de dichas instalaciones.

El conjunto de equipos que proporcionará calefacción autónoma a la casa, además del colector, incluye una serie de dispositivos técnicos, lo que también se refleja en el importe de los costes de todo el conjunto de equipos.

Entonces, para crear un sistema de calefacción basado en un colector solar necesitarás:

  1. Coleccionista.
  2. Tanque acumulador de calor.
  3. Tanque de expansión.
  4. Bomba de circulación.
  5. Tuberías y válvulas de cierre.

De todos los equipos enumerados, la unidad más cara es el colector en sí, por lo tanto, para determinar si los costos de instalación de dicho sistema están justificados, es necesario decidir cuál es la prerrogativa en este asunto, porque el costo de operación de las calderas con gas o combustible sólido, comparable al coste de un colector solar.

En este sentido, la decisión sobre la conveniencia de instalar este tipo particular de calefacción y, en consecuencia, el costo del equipo, está determinada por los criterios para seleccionar dichos sistemas, así como por los pros y los contras de su funcionamiento, que se describieron anteriormente.

Video

Propietarios casas de campo A menudo se instalan paneles solares para calentar una casa. La popularidad de este diseño es fácil de explicar: ahorro de combustible y un sistema de soporte vital respetuoso con el medio ambiente. Con el uso hábil de la energía solar, eólica o hidráulica, es muy posible convertir una pequeña casa de campo en un hogar moderno y ecológico. Pero primero vale la pena descubrir cómo hacerlo y qué tan beneficiosas son estas baterías para los residentes.

Métodos de uso

La energía de la luz solar se ha utilizado durante mucho tiempo y con éxito, por lo que la tecnología no es una innovación. Pero este servicio es utilizado con mayor frecuencia por residentes de países cálidos y latitudes del sur, ya que en climas cálidos. condiciones climáticas Un recurso alternativo de este tipo se puede extraer durante todo el año.. Pero las regiones del norte, donde falta radiación natural, utilizan la calefacción solar sólo como una opción adicional.

Los paneles solares y los colectores especiales son intermediarios únicos entre el sol y el mecanismo que genera energía. Además, estos elementos pueden diferir tanto en finalidad como en diseño. Pero la esencia de su trabajo es acumular energía solar para su uso posterior.

Las baterías se presentan en forma de paneles, en un lado de los cuales hay fotocélulas y en el otro, un mecanismo de bloqueo. Es muy posible instalar dicha estructura usted mismo, pero ya puede comprarla. productos terminados, vendido en una amplia gama.

Paneles solares para el hogar.

Un sistema solar es un dispositivo que forma parte del sistema de calefacción. Se trata de una gran caja aislada térmicamente en la que está incorporado el refrigerante. Un dispositivo de este tipo, junto con las baterías, se monta sobre un escudo elevado frente a la luminaria. También es posible colocar elementos calefactores simplemente en la pendiente del tejado.

Puede aumentar significativamente la eficiencia de su sistema de calefacción si coloca las baterías en mecanismos dinámicos especiales. Estos dispositivos funcionan según el principio de un sistema de seguimiento, es decir, giran en la dirección hacia la que se dirigen los rayos del sol.


La transformación en sí se realiza en tuberías que se ubican en el interior de la caja. Es muy posible utilizar paneles solares para calentar una casa en invierno, pero sólo con la condición de que haya al menos doscientos días de sol al año.

Ventajas y desventajas

Un sistema que permite calentar una casa con energía solar tiene una gran cantidad de cualidades positivas. Cada uno de ellos es bastante importante, lo que permite a los residentes experimentar. Las principales ventajas de las baterías son las siguientes:

Calefacción de una planta de energía solar

Además de los aspectos positivos, también hay aspectos negativos. Por ejemplo, se necesita mucho tiempo (de 3 a 5 años) para determinar qué tan bien y eficientemente funciona el sistema. Durante este período, debe haber suficiente energía y debe utilizarse activamente. . Las desventajas de los paneles solares también incluyen los siguientes factores:

  • alto costo de los componentes necesarios para conectar y lanzar la estructura;
  • La cantidad de calor producida depende enteramente de localización geográfica y condiciones climáticas;
  • la vivienda necesita una fuente de respaldo (caldera de gas o combustible sólido).

Es necesario tener en cuenta que para un funcionamiento eficaz es necesario controlar constantemente la limpieza de la instalación, eliminar el hielo de su superficie y reparar los daños. Si la temperatura en la región cae a menudo por debajo de 0 °C, será necesario aislar adicionalmente tanto el colector como toda la casa.

También vale la pena considerar que estos sistemas no son adecuados para todos. Por ejemplo, en regiones donde los días soleados son raros, es poco probable que el diseño se justifique. Pero, a pesar del alto costo, las placas son muy populares, por lo que se pueden ver cada vez más en cabañas de verano y tejados.

Tipos principales

Hay dos tipos de baterías: sistemas fotovoltaicos pequeños y grandes. El primer tipo incluye paneles de batería que funcionan con un voltaje de 12-24 V. Con su ayuda, puede mirar televisión y encender varios dispositivos de iluminación.

Grandes instalaciones pueden proporcionar electricidad a toda la casa y, si es necesario, calentarla por completo. Pero esto se aplica sólo a las pequeñas cabañas privadas; no podrán calentar edificios de gran altura.

En cuanto al equipamiento, puede variar según el modelo. Como regla general, en conjunto básico incluye:

  • colector solar de vacío;
  • un controlador especial que monitorea la eficiencia operativa;
  • una bomba que suministra refrigerante;
  • tanque con un volumen de 500-1000 litros para agua caliente;
  • Elemento calefactor eléctrico o bomba de calor.

¿Cuántos colectores solares calentarán al 100% la casa (12.º tipo de calefacción 100% solar)?

Todas estas piezas son necesarias para el funcionamiento normal del sistema. En las instrucciones, que también se incluyen en el kit, se describe exactamente cómo instalarlos y utilizarlos.

Al equipar un potente sistema de calefacción para el hogar mediante paneles solares, también puede proporcionar a su hogar suministro de agua caliente, así como instalar un piso con calefacción. Una gran instalación fotovoltaica puede afrontar bastante bien estas funciones.

Antes de instalar colectores, es necesario calcular cuánta potencia necesitan para satisfacer plenamente todas las necesidades. Al calcular, vale la pena tener en cuenta el área de una casa privada, el número de personas que viven y también el consumo de energía. Por ejemplo, para una familia pequeña de tres personas, un mes medio necesitará entre 200 y 500 W/m².

Si planea proporcionar vivienda agua caliente, entonces los costos de energía aumentarán. Para mayor eficiencia, puede fabricar una versión combinada del sistema de calefacción. En este caso, los miembros del hogar estarán asegurados y no se quedarán sin calefacción en situaciones de emergencia e imprevistos.

¿Es posible dotar a tu hogar de energía solar térmica? Hoy discutiremos la perspectiva del uso de sistemas solares como principal fuente de calefacción y consideraremos la cuestión de la viabilidad económica y la eficiencia de los colectores solares.

Componentes principales del sistema de calefacción.

La fuente de calefacción del sistema solar son los colectores solares, cuyo objetivo es transferir la energía del espectro infrarrojo de la radiación solar al refrigerante de la forma más eficiente posible. El rango térmico de la luz solar es del 40-45% del flujo total de radiación, en cifras concretas es de 200-500 W/m2 dependiendo de la latitud, la época del año y el día.

En principio, para construir el sistema solar más sencillo sólo bastan los colectores. Por sus canales puede circular agua corriente, utilizado para las necesidades del hogar y la calefacción del hogar. Sin embargo, este enfoque no es lo suficientemente eficaz por varias razones, la primera de las cuales es la falta de reposición de las pérdidas de energía durante un día completo. Por lo tanto uno de elementos esenciales Un sistema de calefacción solar utiliza un acumulador de calor, un recipiente con agua.

Esquema de calefacción de una casa con colectores solares: 1 - suministro de agua fría; 2 - intercambiador de calor; 3 - acumulador de calor; 4 - sensor de temperatura; 5 - circuito de refrigeración; 6 - estación de bombeo; 7 - controlador; 8 — tanque de expansión; 9 - agua caliente; 10 - válvula de tres vías; 11 - colector solar

También es una especie de limitación. dispositivo técnico Batería solar. Sus canales tienen un área de flujo bastante pequeña, lo que genera riesgo de obstrucción con impurezas mecánicas. También existe una alta probabilidad de que el refrigerante se congele por la noche, mientras que el límite superior del rango de temperatura de funcionamiento es de 200 a 300 °C. Los colectores están diseñados para una circulación rápida y continua de refrigerante, que ingresa a baja temperatura y se calienta rápidamente. luz de sol y con la misma rapidez transfiere calor a la batería.

Tubos colectores solares de vacío en forma de U

Por estos motivos, se acostumbra utilizar propilenglicol con un conjunto de aditivos especiales para el calentamiento directo en heatpipes. Entonces, el tercer elemento obligatorio de un sistema de calefacción solar es un circuito especial de intercambio y refrigerante, que a menudo está incluido estructuralmente en el acumulador de calor o puede ser parte del propio colector.

Tipos y diferencias de coleccionistas.

Sin entrar en detalles técnicos del dispositivo, la principal diferencia entre los colectores planos y de vacío radica en la conveniencia de su uso en diferentes zonas climáticas. Los colectores de placa plana se utilizan mejor en latitudes del sur con temperaturas predominantes por encima de cero, los colectores de vacío, más cerca de las latitudes del norte.

Diseño de un colector solar plano: 1 - salida de refrigerante; 2 — marco colector; 3 - vidrio estructurado resistente al granizo; 4 - absorbente; 5 - tubos de cobre; 6 - aislamiento térmico; 7 - entrada de refrigerante

La viabilidad de utilizar determinados tipos de colectores solares se debe a una serie de características:

  • la incapacidad de los recolectores de vacío para limpiar la nieve por sí solos;
  • elevadas pérdidas de calor de los colectores solares de placa plana, que aumentan junto con la diferencia de temperatura;
  • baja resistencia de los colectores planos a las cargas de viento;
  • alto coste del proyecto de colectores solares de vacío;
  • rango de baja temperatura de uso efectivo de colectores planos.

Diseño de un colector de vacío con transferencia de calor indirecta: 1 - entrada de refrigerante enfriado; 2 - intercambiador de calor (colector); 3 - tapón sellado; 4 - tubo de vacío; 5 — placa de aluminio (absorbente); 6 - tubo de calor; 7 - fluido de trabajo; 8—salida de refrigerante calentado; 9 — cuerpo del disipador de calor; 10 — condensador de tubo de calor; 11 - aislamiento

Una de las diferencias más importantes radica en el proceso de instalación. Los colectores de placa plana deben entregarse montados en el tejado, mientras que los colectores de vacío se pueden montar in situ. Además, los colectores planos no suelen tener su propio acumulador de calor ni circuito de intercambio.

Problemas de la energía solar.

Los sistemas de calefacción solar tienen sus inconvenientes, el más importante de los cuales es la variabilidad de la fuente de energía. Por la noche, el sistema no se calienta y, durante un tiempo nublado prolongado, esperar a que el cielo despejado caliente la casa está por debajo del promedio. Si la batería, con un volumen suficientemente grande, es capaz de retener la cantidad necesaria de calor al menos hasta la mañana, entonces se pueden esperar varios días de funcionamiento autónomo en condiciones de poca luz sólo con una ampliación significativa del parque solar. Esto, a su vez, provoca el problema opuesto: cuando se alcanza el modo de máxima potencia (por ejemplo, en un día claro de primavera), un sistema solar de este tipo requerirá una disipación de calor más intensa o la desconexión temporal de varios absorbentes con su protección.

Es importante comprender que, en las realidades del clima ruso, los sistemas solares no pueden utilizarse como única o principal fuente de calefacción. Sin embargo, pueden reducir significativamente el consumo de energía durante la temporada de calefacción. Los colectores híbridos, en los que los calentadores se combinan con fotocélulas, funcionan de forma especialmente eficaz. Si la nubosidad bloquea la mayor parte de la radiación IR, entonces la pérdida de la parte fotoeléctrica del espectro no es tan significativa.

Otra desventaja de los colectores solares es la necesidad de circulación forzada de refrigerante en el sistema colector-acumulador. Algunos colectores de vacío están equipados con un tanque diseñado para circulación natural y ubicado encima del absorbente. Estas instalaciones se utilizan habitualmente en sistemas de suministro de agua caliente con entrada de agua a presión de agua fría. Pero todavía hay posibilidades de establecer el funcionamiento conjunto de este tipo de colectores solares con un sistema de calefacción.

Integración en el sistema de calefacción.

Hay dos formas de combinar colectores solares con un sistema de calentamiento de líquidos arbitrariamente complejo. La principal fuente de energía puede ser el gas o la electricidad; no existe una diferencia significativa.

La primera opción es calentar la batería diaria común. El acumulador se conecta a la caldera de forma conjunta y secuencial; si la temperatura no es lo suficientemente alta, esta última entra en funcionamiento y calienta el líquido. Un sistema de este tipo correctamente diseñado puede funcionar eficazmente incluso sin circulación forzada.

1 - circuito de calefacción; 2 - líquido calefactor; 3 - sensor de temperatura; 4 - estación de bombeo; 5 - controlador; 6 - bomba; 7 — tanque de expansión; 8 - agua sanitaria; 9 - agua fría; 10 - ACS; 11 - colector solar; 12 - caldera de calefacción

El segundo tipo de combinación implica el uso bateria termica con dos circuitos. A través de uno, se elimina el calor del colector, a través del segundo, se calienta el refrigerante del sistema y el agua de la batería sirve como fuente de agua caliente. Dado que los circuitos están aislados entre sí, se pueden utilizar líquidos más intensivos en calor o anticongelantes en el sistema de calefacción y en el ciclo de intercambio de calor del colector solar. La principal desventaja es la dependencia energética del sistema, ya que la circulación en ambos circuitos es forzada.

1 - suministro de agua fría; 2 - sensor de temperatura; 3 - intercambiador de calor del colector solar; 4 - intercambiador de calor de caldera; 5 - circuito de refrigeración del colector; 6 - estación de bombeo; 7 - controlador; 8 — tanque de expansión; 9 - bomba de circulación; 10 — salida de agua caliente; 11 - caldera de calefacción; 12 - colector solar

Cálculo de potencia y pasos de instalación.

La transición a la energía solar no admite prisas ni enfoques superficiales. A menudo, las conclusiones sobre la viabilidad de instalar un sistema solar sólo pueden sacarse después de varios años de observaciones y cálculos.

Desafortunadamente, confiar en los mapas de insolación no tiene mucho sentido, porque las condiciones climáticas locales pueden distorsionar en gran medida los indicadores estadísticos promedio. Por tanto, lo primero que debe hacer es elaborar usted mismo un informe sobre la intensidad de la radiación solar en el lugar de instalación de los colectores. Los piranómetros se utilizan para realizar mediciones; por 5 mil rublos se puede comprar un dispositivo económico con un conjunto suficiente de funciones.

Las mediciones deben realizarse en diferente tiempo días con una frecuencia de aproximadamente una semana durante todo el año. Durante el proceso de medición es necesario tener en cuenta el ángulo de inclinación y orientación de los colectores. Los datos obtenidos se verifican finalmente con las estadísticas del centro hidrometeorológico sobre el porcentaje de días nublados al año.

Para proveer alta eficiencia Durante el funcionamiento de una instalación solar se debe considerar el escenario más negativo, es decir, se debe tomar como punto de partida el periodo más largo con menor iluminación. Idealmente, se puede ajustar la probabilidad de condiciones climáticas aún más desfavorables utilizando estadísticas meteorológicas de los últimos 15 a 20 años. Los datos obtenidos sobre la energía solar entrante ayudarán a establecer el área total requerida del campo de absorción y determinar la cantidad de colectores que se deben comprar.

Como se mencionó anteriormente, los colectores rara vez se utilizan como fuente principal de calefacción, generalmente desempeñan un papel de apoyo; Pero la proporción de participación se puede calcular; se indica como un porcentaje de la potencia total del sistema energético de la casa o de su pérdida de calor. Una vez recibida la cantidad requerida de kilovatios, se multiplica por la eficiencia óptica de los absorbentes y se agregan varios coeficientes: correcciones por orientación, inclinación, condiciones de temperatura y un margen de seguridad.

Con base en el valor “neto” de la potencia generada se selecciona lo siguiente:

  • el número requerido de colectores de un determinado modelo y, en promedio, un colector solar de respaldo para 10-15 en funcionamiento;
  • Sistema de tuberías recomendado por el fabricante. rendimiento y resistencia al calor;
  • grupo de circulación, válvulas de cierre, otros dispositivos auxiliares;
  • Volumen y ubicación del tanque de la batería. En sistemas con un tanque de almacenamiento diario o una potencia de extracción de calor de más de 20 kW, tiene sentido construir tanques de hormigón aislados con un volumen de 15 a 20 m3.

Para la instalación y el mantenimiento independientes, es necesario elaborar un diseño del sistema, asignar espacio para colocar dispositivos auxiliares y fijar el colector solar en la pendiente sur (para el hemisferio norte) del techo, teniendo en cuenta las recomendaciones del proveedor del equipo. respecto a las cargas de viento. No olvide que al comprar una gama completa de equipos a un distribuidor, tendrá la oportunidad de elaborar de forma gratuita, si no un proyecto para un sistema de calefacción solar, al menos una lista de equipos y componentes compatibles.

¿Es necesaria una bomba de calor?

Una de las principales desventajas de los sistemas de calefacción solar es su elevado coste. Si bien la tecnología para producir colectores de placa plana está bien establecida, los absorbentes de vacío siguen siendo caros y sólo en determinadas condiciones climáticas pueden utilizarse con éxito. Pero existe otra alternativa: los colectores de aire.

Gracias al dispositivo más sencillo, su coste es menor y además tienen la capacidad de funcionar de forma autónoma. La eficiencia de los colectores de aire se incrementa con la instalación de un ventilador alimentado por un panel solar integrado. Gracias al enfriamiento acelerado, pero proporcional al calentamiento, de los canales, se minimiza la pérdida de calor de retorno a través del colector. La limitación de potencia se puede lograr controlando la velocidad del ventilador o simplemente cerrando el flujo: los colectores de aire no temen el choque térmico y la recirculación natural es fácil de configurar.

Defecto sistemas de aire a un pequeño grado de calentamiento del refrigerante. La capacidad calorífica del aire es menor y, además, el absorbente casi siempre se calienta sin concentrarse. Para poder integrarse en el sistema de calefacción (que suele ser necesario debido a la imposibilidad de colocar un conducto de ventilación en la habitación con calefacción), realmente se necesita una bomba de calor o un sistema dividido.

Pero las bombas de calor de aire también se pueden utilizar para aumentar la eficiencia del aire acondicionado. Con ellos, la velocidad de circulación se puede aumentar a valores que no son aceptables en los sistemas de ventilación domésticos, lo que aumenta el rendimiento entre 2 y 3 veces debido a la gran diferencia de temperatura. Por la noche, el colector también tendrá una pequeña proporción de potencia en el rango de temperatura de funcionamiento.

El aire utilizado como refrigerante se puede secar o reemplazar con dióxido de carbono u otro gas que requiera más calor. Sin embargo, no tiene sentido utilizar bombas de calor con circuito primario de agua: inicialmente están diseñadas para funcionar con una gran diferencia de temperatura y, por tanto, el aumento de potencia no es suficiente para justificar el coste de la instalación.

Costo de la instalación de calefacción solar.

En general, hay que pagar bastante por el placer de utilizar energía limpia, al menos por hoy. Para ser justos, hay algunas noticias positivas: en los últimos cinco años, el coste de producción de colectores planos se ha reducido entre 2 y 2,5 veces, y pronto se puede esperar lo mismo de los dispositivos con absorbentes de vacío.

El costo de los colectores planos y de vacío está determinado por el volumen de producción: el valor de la radiación solar en condiciones de iluminación ideales, es decir, la potencia específica. En promedio, por 1 kW de colectores solares planos habrá que pagar entre 350 y 500 dólares, y por una instalación completa con batería externa- alrededor de $800-1000. El coste de los colectores solares de vacío oscila entre 600 y 1.000-1.200 dólares por complejo, dependiendo de la calidad de la mano de obra, el material de los tubos, el aislamiento del intercambiador de calor y otras características.

Para los colectores capacitivos, la medida estándar es en litros de agua calentada a la máxima temperatura posible. La cantidad de electricidad generada se puede calcular mediante el área total del absorbente o expresándola mediante capacidad calorífica específica agua. Dependiendo de la complejidad del sistema, el coste varía mucho, el precio de un ejemplar del segmento medio del mercado alcanza los 1.500 dólares por 300 litros (para 4-5 habitantes) con una diferencia de temperatura de unos 50 °C, lo que equivale a 2,5 kW de densidad de potencia.

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Formas de utilizar la energía solar.

Los métodos para utilizar la energía de un cuerpo celeste no se aplican a tecnologías innovadoras, el calor solar se utiliza desde hace mucho tiempo y con mucho éxito. Sin embargo, esto se aplica principalmente a Australia, algunos países de Europa, América y las regiones del sur, donde se puede obtener energía alternativa durante todo el año.

Algunas regiones del norte carecen de radiación natural, por lo que se utiliza como opción adicional o de respaldo.

Galería de imágenes

Los paneles solares son una de las formas de obtener energía prácticamente gratuita, emitida libremente por un cuerpo celeste.

La instalación de una central solar autónoma es aconsejable en regiones con un gran número de días soleados, lo que no está relacionado con la temperatura media anual.

Un sistema solar autónomo se ubica principalmente en los tejados de edificios de poca altura y en zonas sin árboles.

Durante las épocas de heladas, los sistemas solares suministran energía para calentar el aire, vapor o agua caliente; en verano proporcionan agua caliente;

Las plantas de energía solar se encuentran entre los tipos de generación de energía “verdes”, respetuosas con el medio ambiente y continuamente renovables.

Hasta ahora, la eficiencia de las centrales solares depende demasiado del número de días soleados. Es rentable sólo en latitudes del sur. EN carril central y en el norte sólo puede servir como fuente de respaldo

Los paneles solares en el sur de los países de la CEI podrán proporcionar Casa de vacaciones Electricidad, agua caliente y refrigerante para circuitos de calefacción.

Los sistemas solares, incluso utilizados como fuente de energía de respaldo, tienen un efecto económico bastante alto, reduciendo la carga sobre las principales opciones de generación de energía.


Uso pasivo de la energía solar.


Opción de instalación de paneles solares.


Ubicación óptima de un sistema solar privado


Ubicación del panel solar a lo largo del alero.


Sistema solar sobre un tejado ligeramente inclinado


Planta de energía solar como fuente de respaldo


Operación de baterías en las regiones del sur de los países de la CEI.


Los beneficios reales de los sistemas solares en el sector privado

Los intermediarios entre los rayos del sol y el mecanismo generador de energía son los paneles o colectores solares, que difieren tanto en su finalidad como en su diseño.

Las baterías acumulan energía solar y permiten utilizarla para alimentar electrodomésticos. electrodomésticos. Son paneles con fotocélulas por un lado y mecanismo de bloqueo por el otro. Puede experimentar y montar la batería usted mismo, pero es más fácil comprar elementos ya preparados: la elección es bastante amplia.

Los sistemas solares (colectores solares) forman parte del sistema de calefacción de una casa. Grandes cajas aisladas térmicamente con refrigerante, como baterías, se montan sobre paneles elevados orientados al sol o a las pendientes del tejado.

Es un error creer que absolutamente todas las regiones del norte reciben mucho menos calor natural que las del sur. Supongamos que hay muchos más días soleados en Chukotka o en el centro de Canadá que en Gran Bretaña situada al sur.

Para aumentar la eficiencia, los paneles están colocados sobre mecanismos dinámicos que recuerdan a un sistema de seguimiento: giran siguiendo el movimiento del sol. El proceso de conversión de energía se produce en tubos ubicados en el interior de las cajas.

La principal diferencia entre los sistemas solares y los paneles solares es que los primeros calientan el refrigerante y los segundos acumulan electricidad. Es posible calentar la habitación mediante fotocélulas, pero los esquemas de diseño son irracionales y solo son adecuados para aquellas áreas donde hay al menos 200 días soleados al año.

Diagrama de un sistema de calefacción con un colector solar conectado a una caldera y una fuente de electricidad de respaldo (por ejemplo, una caldera de gas) que funciona con combustible tradicional (+)

Pros y contras de la calefacción solar

Si hablamos de utilizar energía solar para calefacción, hay que tener en cuenta que existen dos dispositivos diferentes para convertir la energía solar:

  • Paneles solares. Producen exclusivamente corriente eléctrica. Pero ya se puede utilizar para garantizar el funcionamiento de cualquier equipo eléctrico, incluido el funcionamiento de los dispositivos de calefacción.

    • Colectores solares. Estos dispositivos calientan el líquido (refrigerante) y pueden conectarse directamente al sistema de calefacción, y también pueden usarse para calentar agua para las necesidades domésticas.

    De esta forma podrás dotar a tu hogar de agua caliente y calefacción parcial mediante energía solar.

Ambas opciones tienen sus propias características. Aunque hay que decirlo de inmediato, elijas el que elijas, no te apresures a abandonar el sistema de calefacción que tienes. Por supuesto, el sol sale todas las mañanas, pero sus células solares no siempre recibirán suficiente luz. La solución más razonable es hacer un sistema combinado. Cuando la energía del sol es suficiente, la segunda fuente de calor no funcionará. Con esto te protegerás y vivirás en condiciones confortables y ahorrar dinero.

Si no hay deseo ni oportunidad de instalar dos sistemas, su calefacción solar debe tener al menos el doble de reserva de energía. Entonces podemos decir con seguridad que en cualquier caso tendrás calidez.

Ventajas de utilizar energía solar para calefacción:

  • Una fuente de energía segura y absolutamente “limpia”.
  • Reducción de costes de calefacción y agua caliente.
  • Eres independiente del estado de la economía: el sol siempre brilla, tanto en tiempos de crisis como en tiempos de prosperidad.

    • El sol no necesita dinero para obtener su energía. Otra cosa es que el Estado puede imponer impuestos a los propietarios de instalaciones solares. Pero hasta ahora esto no ha sucedido: la energía solar es gratuita.

    El sol envía constantemente calor a la tierra. Y puedes usarlo para calentar tu hogar.

Defectos:

  • Dependencia de la cantidad de calor entrante del clima y la región.
  • Para garantizar la calefacción, necesitará un sistema que pueda funcionar en paralelo con un sistema de calefacción solar. Muchos fabricantes de equipos de calefacción ofrecen esta posibilidad. En particular, los fabricantes europeos de calderas de gas de pared prevén el funcionamiento conjunto con calefacción solar (por ejemplo, calderas Baxi). Incluso si ha instalado equipos que no tienen esta capacidad, puede coordinar el funcionamiento del sistema de calefacción mediante el controlador.
  • Inversión financiera sólida al principio.
  • Mantenimiento periódico: los tubos y paneles deben limpiarse de residuos adheridos y lavarse del polvo.
  • Algunos de los colectores solares líquidos no pueden funcionar en condiciones muy temperaturas bajas. En vísperas de heladas severas, se debe drenar el líquido. Pero esto no se aplica a todos los modelos ni a todos los líquidos.

Ahora echemos un vistazo más de cerca a cada tipo de elemento de calefacción solar.

¿Qué son?

Los dispositivos que se recargan con luz se inventaron hace mucho tiempo. A principios de los años 90 tuvimos el placer de ver baterías solares para cargar calculadoras, relojes y otras cosas. Sin embargo, nuestros amigos extranjeros aprendieron mucho antes a utilizar la energía del sol para el bien.

Por tanto, vale la pena aprender de la experiencia ya vivida y mejorar los resultados obtenidos. Uno de los logros exitosos es la energía, donde los rayos del sol se utilizan para calentar los radiadores de la casa en la que vivimos. Todo el mundo sabe que la calefacción no es barata y que hay que pagar las facturas con frecuencia y en grandes cantidades.

Muchos países, especialmente aquellos donde el sol - invitado frecuente En el cielo, hace mucho tiempo que cambiamos a un sistema de calefacción alternativo. Es decir, para calentar viviendas mediante paneles solares.

Si no quiere depender de la vivienda y los servicios comunales, si el calor en su hogar es importante para usted en cualquier momento que le resulte conveniente, hablemos con más detalle sobre la calefacción mediante paneles solares, que ya está disponible para muchos, y muchos ya lo tienen. lo agradezco. . Ventajas

Ventajas

  1. Vives en calidez todo el año que quieras.
  2. Tienes la oportunidad de regular la temperatura del apartamento al nivel que necesites.
  3. Eres completamente independiente de los servicios públicos; ahora no tienes que pagar por la calefacción general.
  4. Tienes acciones propias energía que puede utilizarse para cualquier necesidad doméstica.
  5. La larga duración de la batería le evitará la molestia de reemplazarla o repararla durante mucho tiempo.

Sin embargo, hay pequeños detalles que no está de más considerar con más detalle antes de adquirir e instalar un suministro de energía autónomo en tu hogar.

Matices

Tipos de paneles solares

  1. Por supuesto, existe una verdad bien conocida: cuanto más cerca del ecuador, más sol hay. Si vives en una zona donde hay poca luz solar, las baterías no serán muy efectivas.
  2. Costo bastante alto de las baterías.. Por ejemplo, para suministrar suficiente electricidad a su familia, necesitará paneles solares con una superficie de unos 15 a 20 m². Teniendo en cuenta que 1 m² proporciona una media de 120 W de energía, una familia de tres o cuatro personas tendrá que instalar bastantes elementos.
  3. Las baterías deben instalarse en el lado sur del techo.. En aquellos lugares donde más brilla el sol.
    El área del techo debe ser de al menos 40 m2, solo así podrás obtener suficiente energía para tu familia.
  4. Para recibir energía de unos 500 kW al mes y garantizar el pleno funcionamiento del sistema, su región debe tener hasta 20 días soleados.
  5. Para abastecerse de electricidad y adquirir una instalación con una capacidad de unos 7 kW, para calentar con paneles solares, tendrá que gastar al menos 200.000 rublos en su compra e instalación.
    Sin embargo, esto dará sus frutos en los primeros años de uso. La potencia de una instalación de este tipo es suficiente para suministrar calefacción a una casa de tamaño medio.
  6. Para que la instalación funcione eficazmente, el ángulo del techo debe ser de aproximadamente 45⁰. No debe haber grandes árboles ni edificios altos cerca, crearán sombras e interferirán con el funcionamiento de la instalación.
  7. El sistema de vigas de tu casa debe tener un margen de seguridad.. Las baterías tienen un peso determinado, que hay que tener en cuenta para proteger el techo del colapso.
    Esto es especialmente probable en invierno, cuando se acumula nieve en el techo.

Por supuesto, las baterías no son baratas, pero ya son muy populares en muchos países. Incluso donde el clima no es el más caluroso, se utilizan con gusto. La cuestión es la durabilidad y gran eficacia de este tipo de instalaciones. Funcionan mejor en verano, cuando hay muchos días soleados. Pero en invierno se necesita calefacción, por lo que para que el sistema funcione, es necesario montar una estructura bastante grande en el techo.

¡Nota!

Si planea calentar con paneles solares, es mejor prever dicho sistema en la etapa de diseño de la vivienda, antes de su construcción.

Para su ubicación es necesario tener en cuenta el punto de luz, el área del techo, el revestimiento y el sistema de vigas.

Principio de funcionamiento de los colectores solares.

Esquema de uso de un colector solar.

Los colectores, como los paneles solares, funcionan recolectando y convirtiendo la energía solar. Pero aquí la transformación no se produce de energía eléctrica, sino de energía térmica. Esto significa que el fluido calefactor que circula en el colector se calienta bajo la influencia de la luz solar y sólo entonces transfiere calor. Al igual que con los paneles solares, la productividad del refrigerante depende directamente de la cantidad de luz solar.

Se utilizan los siguientes tipos de colectores:

  • operando a base de agua o anticongelante;
  • Estos colectores, que funcionan sobre la base de masas de aire, proporcionan calefacción solar del aire.

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Colectores a base de agua

Los colectores de placa plana constan de un dispositivo especial: un absorbente que absorbe la energía solar, así como una capa transparente y un revestimiento aislante térmico. Los calentadores de agua de placa plana que funcionan con energía solar pueden calentar agua a temperaturas de hasta 200°C. Los captadores solares de vacío son los más prácticos de utilizar porque cuentan con un sistema de calefacción con menores pérdidas de calor.

Gracias a la capa de vacío, la temperatura del agua cuando se calienta puede alcanzar los 300°C. En su diseño, el colector de vacío se parece a un termo doméstico normal. Los colectores solares de vacío se utilizan a menudo junto con tubos de calor para calentar una casa privada. Para los residentes de latitudes del norte, esta opción para calentar una casa se considera óptima.

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Cálculo de placas solares para una vivienda.

La insolación (la cantidad de energía solar) varía mucho de un mes a otro. Por lo tanto, primero debes decidir qué parte de la electricidad vas a generar y durante qué período. Si quieres producir tú mismo el 100% en cualquier época del año, tendrás que contar según el peor mes con el mínimo de días soleados. Pero entonces surgirá la pregunta: qué hacer con el exceso de electricidad que se generará en otros meses. Si planea quedarse sólo durante la temporada de jardinería, calcule según la insolación más baja durante este período. En general, el principio es claro.

Las mejores condiciones para generar electricidad a partir del sol se encuentran en el sur.

Luego, debe calcular cuánta energía total debería producir su sistema solar para su hogar. Para hacer esto, ingrese todos los aparatos eléctricos en la tabla y, de sus pasaportes, ingrese los datos sobre potencia, consumo de corriente y carga en vatios. Al tocar los altavoces, descubrirás cuánta electricidad por hora necesitan todos tus equipos y dispositivos. Está claro que es poco probable que todos se enciendan al mismo tiempo. Puede intentar calcular cuáles de ellos están funcionando al mismo tiempo y utilizar esta cifra para seleccionar paneles solares.

Veamos cómo contar la cantidad de paneles solares usando un ejemplo. Supongamos que la necesidad de electricidad es de 10 kW/h, la insolación en el mes estimado es de 2 kW/h. La potencia de la batería que íbamos a comprar es de 250 W (0,25 kW). Ahora contamos 10/2/0,25 = 20 piezas. Es decir, necesitarás 20 paneles solares.

Para reducir el consumo de electricidad, debe reemplazar todas las lámparas incandescentes con lámparas LED y todos los equipos viejos y derrochadores por otros que ahorren energía; entonces necesitará una cantidad no tan grande de paneles solares.

Los colectores solares son una de las fuentes de energía alternativas.

Para obtener calor se utilizan colectores, dispositivos que actúan como baterías de energía solar.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento de los colectores solares se basa en recibir energía natural (renovable) del Sol, convertirla en calor y redirigirla posteriormente para satisfacer las necesidades humanas.

El dispositivo consta de dos partes principales: un captador de radiación solar y un intercambiador de calor que la convierte en energía térmica con posterior transferencia al refrigerante.

El líquido actúa como refrigerante; según la modificación del colector, puede ser agua, anticongelante, etc. Bajo la influencia de la luz solar, el líquido se calienta y, a través de un intercambiador de calor incorporado, transfiere la energía térmica extraída al agua en un tanque de almacenamiento, generalmente un tanque de acero inoxidable u otro recipiente hueco.

El agua caliente del tanque de almacenamiento se utiliza para las necesidades del hogar: calefacción solar de la casa (incluidos los "pisos cálidos"), lavado de platos, para el baño; Es especialmente beneficioso verter agua calentada de esta forma en las piscinas domésticas.

Los colectores utilizan efectivamente aproximadamente el 80-95% de la energía solar absorbida; esta es una cifra muy alta.

Paneles solares en el techo

En primer lugar, es necesario averiguar si el techo puede soportar la carga adicional. Cualquier módulo puede manejar uno o dos módulos, pero para más tendrás que contar.

Para una fijación fiable, deben fijarse al menos en cuatro puntos. Además, si estás instalando paneles fabricados en fábrica, no seas perezoso en estudiar las instrucciones de instalación: si se viola al menos uno de los puntos, el equipo quedará eliminado de la garantía. En la mayoría de los casos los requisitos son:

    Los paneles solares se colocan a una distancia de 5 a 15 cm por encima. material para techos. Este espacio es necesario para la ventilación (para mantener las condiciones de temperatura).

    La batería solar debe instalarse a una distancia de 5 a 15 cm del material del techo sobre guías especiales.

  • Para la fijación utilice únicamente los orificios previstos en la carcasa. No se pueden realizar perforaciones adicionales.

    • El marco sobre el que se montan las fotocélulas está diseñado para instalación vertical u horizontal (indicado en el pasaporte), y no se puede montar en ninguna otra posición.

Los sistemas de montaje de paneles solares pueden ser diferentes. Los hay confeccionados (se venden en el mismo lugar donde se venden los paneles), pero es muy posible utilizar los hechos por usted mismo.

Sólo es importante utilizar materiales fiables y resistentes a la corrosión. El espesor de las lamas y los sujetadores debe ser grande: deben soportar tanto las cargas del viento como el peso de los paneles con la capa de nieve más gruesa.

En el vídeo se puede ver uno de los métodos para fijar paneles solares al techo de una casa privada.

Ahora un poco sobre el conjunto eléctrico. El esquema de conexión de la batería solar, además de los propios convertidores, prevé la presencia de:

  • controlador de carga con baterías conectadas;
  • convertidor (inversor), que convierte corriente continua en corriente alterna;
  • fusibles para protección contra cortocircuitos (aumentará la seguridad tanto de usted como del sistema).

El controlador y el convertidor tienen limitaciones de corriente y voltaje. Los parámetros totales del sistema solar conectado a su hogar no deben excederlos. Para conectar eléctricamente baterías en un solo sistema, debe utilizar solo aquellos cables que se encuentran en el exterior.

Diagrama esquemático para conectar baterías solares.

Para conectar los paneles se utiliza un conductor de cobre con aislamiento resistente a los rayos UV. Si no se encuentran cables con un aislamiento adecuado, escóndelos en una manguera corrugada para uso en exteriores. El espesor de los núcleos de los cables depende de la intensidad de corriente esperada en el sistema y de la longitud de la línea, pero la sección transversal mínima es de 4 mm2. Es recomendable conectar los conductores mediante conectores y no con hilos. Se recomienda MC4 porque los conductores que salen de la mayoría de los paneles solares terminan precisamente con esos conectores. Estos conectores son buenos porque proporcionan una conexión firme, lo cual es importante en los techos. Pero no todas las empresas instalan conectores de este estándar. Los modelos baratos (especialmente los chinos) pueden tener algo diferente, así que compruébalo al comprar.

Este es un diagrama esquemático de la conexión.

Ahora sobre la secuencia de conexión de equipos al sistema. Para una conexión segura, siga el siguiente orden:

  1. Las baterías están conectadas al controlador con la polaridad correcta. Los cables son de cobre, la sección transversal se selecciona según la potencia del controlador.
  2. Los paneles solares están conectados al controlador. También se debe respetar la polaridad.
  3. Los consumidores de 12 V están conectados al controlador mediante un fusible.
  4. Se conecta un inversor a las baterías (mediante un fusible) y los consumidores de 220 V ya están conectados a su salida. Se excluye la conexión del inversor directamente al controlador: tendrá que comprar dispositivos nuevos. Y esto cuesta aproximadamente entre 600 y 1000 dólares, dependiendo de la empresa y la potencia.

No descuide la secuencia de conexión: este es el algoritmo más seguro que garantiza (sujeto a polaridad) el estado de funcionamiento del sistema.

Finalmente, otra opción para la instalación en el techo de una casa de verano con ángulo de inclinación regulable. Quizás el vídeo le resulte útil.

Cuanto mayor sea la pendiente, más eficientemente se podrá utilizar la energía solar en invierno.

El área de esta parte de la calefacción solar no puede desviarse más de treinta grados hacia el este u oeste. La inclinación debe ser de 45 a 60 grados (mínimo 35 grados). Cuanto mayor sea la pendiente, más eficientemente se podrá aprovechar la energía solar en invierno. En verano, una inclinación óptima ayudará a evitar el sobrecalentamiento. Si no es posible cumplir con las condiciones para instalar un colector en el techo, puede colocarlo en la fachada sur o incluso en un edificio cercano.

Una casa corriente es diferente de una soleada. Si planea instalar un sistema de calefacción de este tipo en una casa normal, debe prepararlo inicialmente. Se está llevando a cabo la reconstrucción energética y técnica de la casa. Es posible recuperar los costes de cubrir una casa con un sistema solar sólo si la casa cuenta con un excelente aislamiento térmico. Además, para instalar el colector verticalmente, en ocasiones es necesario realizar medidas constructivas adicionales.

Es mejor utilizar colectores de gran superficie, que se pueden montar directamente en el techo de la casa (con la ayuda de una grúa). Se utiliza un marco de metal como área de conexión. Este método no solo protegerá al coleccionista de las influencias atmosféricas, sino que también le dará a la casa una apariencia estética externa.

La superficie del tejado para la instalación de paneles solares debe ser de al menos 40 metros cuadrados. Desde una zona así, con 20 días de sol al mes, será posible recibir hasta 500 kW de energía.
En las casas que se planea calentar únicamente con energía solar, el tanque de almacenamiento debe tener un tamaño de al menos 40 m³. Lo más conveniente es la forma alargada del tanque. El espesor del aislamiento debe ser de al menos 30 cm.
Elija la unidad de almacenamiento más grande que pueda contener suficiente calor

Se utiliza para almacenar el calor solar. Por lo tanto, siempre que sea posible, debes elegir la unidad más grande. A veces, en casas antiguas es bastante complicado colocar un mueble de almacenamiento grande. Puedes utilizar el sótano para guardarlo. En este caso, el accionamiento constará de piezas individuales que se podrán montar in situ. Como opción de ubicación, cuando no es posible encontrar espacio libre para un disco grande, puede utilizar muchos pequeños. Primero deben estar conectados entre sí.

El sistema solar será más eficaz cuanto más baja sea la temperatura de calentamiento. La calefacción por paneles es la mejor opción. Los paneles son más fáciles de instalar que un sistema de suelo radiante. Además, dichos paneles protegerán adicionalmente las paredes de la casa de la humedad. Los radiadores existentes también pueden funcionar a temperaturas más bajas.

Los paneles solares tienen una larga vida útil, a pesar de que su instalación es bastante cara. Pero la forma de calentar la casa. sobre paneles solares permite calentar su hogar y proporcionarle luz, independientemente del trabajo de las organizaciones de suministro de energía. Los expertos dicen que los paneles solares rara vez se estropean y no necesitan un mantenimiento constante.

Características de la calefacción solar.

La viabilidad de instalar un sistema de calefacción solar genera dudas entre muchos. El argumento principal es que es caro y nunca se amortizará por sí solo. Hay que reconocer que es caro: los precios de los equipos son bastante elevados. Pero nadie te impide empezar poco a poco. Por ejemplo, para evaluar la efectividad y practicidad de la idea de realizar usted mismo una instalación similar. Los costes son mínimos y tendrás una idea de primera mano. Entonces tú decidirás si involucrarte en todo esto o no. Esta es la cuestión: todos los mensajes negativos provienen de teóricos. No se encontró ni uno solo de los practicantes. Hay una búsqueda activa de mejoras y modificaciones, pero nadie dijo que la idea sea inútil. Esto dice algo.

Ahora hablemos del hecho de que instalar un sistema de calefacción solar nunca dará sus frutos. Mientras el plazo está dando sus frutos

Si enciende el sistema solar en paralelo con el suministro de energía centralizado, puede ahorrar una cantidad decente

Hay muchos puentes en nuestro país. Es comparable a la vida útil de los colectores solares o de las baterías. Pero si nos fijamos en la dinámica del crecimiento de los precios de todos los recursos energéticos, podemos suponer que pronto disminuirá hasta un plazo completamente aceptable.

Ahora hablemos de cómo hacer el sistema. En primer lugar, debe determinar las necesidades de calefacción y agua caliente de su hogar y su familia. tecnica general El cálculo del sistema de calefacción solar es el siguiente:

  • Sabiendo en qué región se encuentra la casa, podrás saber cuánta luz solar incide en 1m2 de superficie en cada mes del año. Los expertos llaman a esto insolación. A partir de estos datos, puedes estimar cuántos paneles solares necesitas. Pero primero debe determinar cuánto calor se necesitará para preparar y calentar ACS.
  • Si tiene un medidor de agua caliente, entonces sabrá el volumen de agua caliente que utiliza mensualmente. Muestra los datos de consumo medio del mes o calcula en función del consumo máximo, es lo que quieras. También conviene disponer de datos sobre las pérdidas de calor en casa.
  • Eche un vistazo a los calentadores solares que le gustaría instalar. Al tener datos sobre su rendimiento, podrá determinar aproximadamente la cantidad de elementos necesarios para cubrir sus necesidades.

Además de determinar la cantidad de componentes del sistema solar, deberá determinar el volumen del tanque en el que se acumulará el agua caliente sanitaria. Esto se puede hacer fácilmente si conoce los gastos reales de su familia. Si tienes instalado un contador de ACS y tienes datos de varios años, puedes visualizar el consumo medio por día (dividir el consumo medio por mes entre el número de días). Este es aproximadamente el volumen de tanque que necesitas. Pero el tanque debe tomarse con una reserva de aproximadamente el 20%. Por si acaso.

Diagrama esquemático de calentar una casa con colectores solares.

Si no hay suministro de agua caliente ni contador, se pueden utilizar estándares de consumo. Una persona gasta una media de 100 a 150 litros de agua al día. Sabiendo cuántas personas viven permanentemente en la casa, calculará el volumen requerido del tanque: la norma se multiplica por el número de residentes.

Hay que decir de inmediato que un sistema de calefacción solar, que cubre alrededor del 30% de la demanda de calor y suministra agua caliente en su totalidad, es racional (desde el punto de vista de la recuperación de la inversión) para Rusia central. Este es un resultado promedio: en algunos meses la calefacción será proporcionada en un 70-80% por el sistema solar, y en algunos meses (diciembre-enero) solo el 10%. Una vez más, mucho depende del tipo de paneles solares y de la región de residencia.

Además, no se trata sólo de una cuestión de “norte” o “sur”. Es una cuestión de la cantidad de días soleados. Por ejemplo, en Chukotka, donde hace mucho frío, la calefacción solar será muy eficaz: allí casi siempre brilla el sol. En el clima mucho más suave de Inglaterra, con nieblas eternas, su eficacia es extremadamente baja.

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Dejemos que el sol entre en la casa con métodos de calefacción pasiva.

Ventanas - sur

Parece que todo el mundo debería entender que al colocar la parte principal de las ventanas con lado soleado en casa dejaremos entrar no solo luz, sino también calidez. Sin embargo, al conducir por nuestras aldeas rurales, se puede ver que una buena mitad de los desarrolladores no cumplen con principio racional"La casa está en la parte norte del sitio y las ventanas están en el sur". Pero en vano.

Las enormes vidrieras del diseño de ahorro de energía de Eagle Ridge Residence (EE. UU.) están abiertas hacia los lados sur y oeste, permitiendo la máxima calidez y luz en la casa. El edificio está delimitado al norte por un muro liso y bien aislado.

En invierno, el sol bajo penetra toda la profundidad del local, y en verano, cuando está en su apogeo, una marquesina que sobresale más de dos metros de la fachada de cristal protege del sobrecalentamiento.

Muro de trombe

En los años 40 del siglo pasado, el ingeniero estadounidense Tromb ideó una “estufa solar”. En el lado sur de la casa hay una pared maciza de material que consume mucho calor (hormigón, piedra, ladrillo macizo), pintada de negro. Hay agujeros en la parte inferior y superior de este acumulador de calor. En el exterior, a poca distancia de la pared, hay una vidriera. El sol calienta el hormigón, el aire caliente tiende a subir y entra en la habitación, y el aire frío entra en el espacio entre la piedra y el vidrio desde abajo. Se forma una circulación estable de aire caliente en la habitación. Gracias a la invención de revestimientos selectivos para vidrio y piedra (hormigón), la eficiencia de la moderna pared Trombe se ha vuelto notablemente mayor.

Principio de funcionamiento de la pared Trombe. Una buena ventaja: se puede utilizar no sólo en invierno para calentar indirectamente la casa (en la imagen de la derecha), sino también en verano para ventilación (a la izquierda).

Colector solar aéreo

Desarrollo lógico del muro Trombe. Es una caja (panel) plana hueca, colocada oblicuamente para una mejor captura de la radiación. La valla superior del panel es transparente a la radiación infrarroja y una partición la separa a lo largo de su longitud. Pintado de negro, el tabique se calienta, el aire caliente sube y entra a la habitación. El aire no calentado de la habitación penetra en la parte inferior fría del colector.

Un colector solar de aire pasivo es el dispositivo más sencillo. Cualquier persona ahorrativa puede realizar este tipo de calefacción solar con sus propias manos.

Invernadero solar: verduras frescas como beneficio adicional

Invernadero solar adosado a la casa. Para "dejar" que entre más sol en la casa, es necesario aumentar el área de la ventana. Hacer que toda la pared sur sea de vidrio en un clima frío es problemático; la pérdida de calor será demasiado alta. Separando la parte del edificio con paredes y techo de cristal del local principal de la casa, conseguimos un invernadero solar. Esto apenas interferirá con la penetración de la radiación infrarroja en las ventanas de la casa, además, la pared exterior dentro del invernadero se calentará. En un día soleado de invierno, el aire en un invernadero solar puede calentarse a una temperatura significativamente más alta que en la casa.

En un día soleado, el invernadero solar puede sobrecalentarse, lo que supone un problema en verano. Es necesario organizar la ventilación o dar sombra a las vidrieras.

Para aprovechar al máximo el calor que recibe el invernadero, se puede organizar el intercambio de aire con los espacios habitables.

El invernadero de una casa solar en Winchester (EE.UU.) está separado de la parte principal de la casa por una enorme pared acumuladora de calor con orificios de ventilación que se abren. Esta solución es una combinación de un invernadero solar y un muro Trombe. Los recipientes de agua instalados en el invernadero ayudan a retener el calor por más tiempo

El intercambio de aire natural entre el invernadero y la casa es bastante débil y, para aprovechar al máximo la energía, se fuerza el movimiento del aire.

El intercambio de aire entre la parte principal de esta casa en Hamptden (EE. UU.) y el invernadero adjunto se organiza a través del espacio subterráneo; el aire caliente ingresa a las habitaciones desde abajo y el aire frío ingresa al invernadero desde arriba. La circulación de los flujos de aire está garantizada por un ventilador; la automatización lo enciende y apaga en el momento adecuado. En la práctica, esto ya es calefacción solar de una casa privada de tipo activo.

Una ventaja adicional que un invernadero solar ofrece a sus propietarios: en él se pueden cultivar hortalizas casi todo el año o dejar cítricos para el invierno. Es cierto que esto requerirá solucionar los problemas de ventilación, humedad, sobrecalentamiento diurno y heladas nocturnas.

Peculiaridades

Los paneles solares son estructuras semiconductoras que están diseñadas para convertir la radiación solar en electricidad. En lugares de residencia remotos o con cortes de energía regulares, estos sistemas serán la clave para resolver los problemas: se utilizan para un suministro de energía ininterrumpido, económico y confiable al hogar;


Paneles solares integrados en el techo.

Principio de funcionamiento

La luz del sol incide sobre un panel cargado negativamente. Provoca la formación activa de cargas negativas adicionales. Bajo la influencia del campo eléctrico presente en Unión PN, se produce la separación de partículas cargadas positiva y negativamente. Los primeros de ellos son enviados a capa superior, y el segundo abajo. Por tanto, aparece una diferencia de potencial. En base a esto, se puede ver que el trabajo se produce según el principio de una batería. Después de conectarle una carga, surge una corriente en el circuito. La intensidad actual depende de los siguientes parámetros:

  • nivel de insolación;
  • tamaño del fotoconvertidor;
  • tipo de fotocélula;
  • Resistencia total de los dispositivos conectados a la batería solar.


Principio de funcionamiento del panel solar.

¿Dónde será más eficaz este método de calentamiento?

Es más apropiado si hay escasez de electricidad en una región, por ejemplo, donde se imponen restricciones a su consumo. O cuando tender una red de cables es más caro que el coste de las baterías.

Es mejor utilizar la energía solar cuando su suministro no se ve impedido por la niebla y el mal tiempo.

Esquema de generación de energía.

Cuando el sol actúa sobre la batería, los fotorreceptores ubicados en la superficie crean microcargas; si no se utiliza la energía recibida por las baterías, se acumula en las baterías.


El principio de producción de energía.

Características de instalación.

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La calefacción mediante paneles solares depende en gran medida de su correcta instalación. A continuación se ofrecen algunos consejos que le ayudarán a garantizar la máxima potencia:

  • es necesario comprobar la resistencia de la superficie sobre la que se planea montar los paneles solares;
  • se debe realizar su correcta orientación con respecto al sol;
  • es necesario establecer el ángulo de inclinación correcto;
  • compruebe que no queden ocultos por otros objetos.

Se recomienda instalar paneles solares para calentar una casa en pendiente sur del techo. Lo ideal es asegurar su inclinación de acuerdo con la latitud geográfica de la zona. La superficie de los paneles en esta posición recibirá el máximo flujo de luz en ángulo recto. Sombra de árboles, edificios vecinos, de la antena. Después de todo, incluso una pequeña zona de sombra reducirá significativamente la eficiencia de la generación de electricidad.

Pantalla de bricolaje para el radiador de calefacción. - hay más información útil aquí.

Una vez decidido el lugar de instalación de los paneles solares, es necesario comprobar la resistencia de la estructura del techo. En caso de duda, es mejor reforzarlo.

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Instalación de paneles solares, vídeo:

Reglas para la instalación de paneles solares.

Los fabricantes de paneles solares suelen suministrar todos los elementos de montaje necesarios para cualquier opción de instalación. Por lo tanto, puedes instalar los paneles tú mismo. Considerando caracteristicas de diseño superficie del tejado, existen varios métodos de instalación:

  • inclinado– en cualquier ángulo de inclinación de la pendiente;
  • horizontal– si el tejado es plano;
  • de pie– colocarlos sobre estructuras de soporte especiales;
  • integrado– los paneles solares son elementos estructurales de un edificio.

Al instalar paneles solares en tejado plano es necesario asegurar un espacio entre ellos y la superficie del techo. Esto evitará el calentamiento de los elementos receptores de luz y una reducción significativa de su rendimiento. En tejados oscuros es recomendable instalar un revestimiento de color claro. Esto proporcionará una buena dispersión adicional. flujo luminoso y evitará que los paneles se sobrecalienten. Al instalar baterías en varias filas, debe haber una distancia entre ellas de 1,7 desde la altura de los paneles.

A pesar de la sencillez de la instalación, es recomendable acudir a especialistas para realizarla.

En este caso, recibirá una instalación de alta calidad de acuerdo con todas las reglas y, lo más importante, servicio y reparación de garantía durante todo el período de operación, lo cual es importante dado el alto costo de los paneles solares.

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Hormigón de poliestireno de bricolaje.

¿Cómo hacer ventilación en una casa particular?

¿Qué tuberías es mejor elegir para un sistema de suministro de agua?

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Selección e instalación del sistema.

Lo primero que se requiere al elegir un sistema en particular es estudiar cuidadosamente sus capacidades. Es imperativo calcular el área de la vivienda, así como la cantidad de calor necesaria para calentarla. El lugar de instalación es otro punto importante. Las revisiones sugieren que sería mejor contar con la ayuda de especialistas calificados en este campo. Esto se debe al hecho de que incluso con un ligero error de cálculo, la eficiencia puede reducirse considerablemente. solución preparada mientras trabaja. Si se instala correctamente una batería solar para calentar una casa, durará al menos 25 años. Sólo se necesitan 3 años para su recuperación total. Mucha gente no considera que este período sea demasiado largo, a juzgar por las mismas opiniones de los usuarios.

Esto le permite independizarse completamente de los servicios públicos, y esto es muy importante.

El panel solar para calentar la casa debe instalarse de manera que la iluminación solar en este lugar sea máxima. Si el edificio seleccionado no es adecuado para instalar dicho sistema, puede utilizar un edificio vecino. El convertidor se puede colocar fácilmente en el sótano. También hay sistemas en los que se utilizan varias unidades. En este caso, sus tallas serán un poco más modestas. Quienes hayan decidido optar por calentar una vivienda particular con paneles solares pueden decir con seguridad que su decisión fue acertada. La energía solar es una fuente inagotable de calor y es absolutamente gratuita. Para hacer esto, solo necesita invertir una cierta cantidad en el equipo y la instalación del sistema, y ​​luego no solo se amortizará por completo, sino que también eliminará la necesidad de pagar dinero por los servicios públicos.

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Cómo hacer calefacción solar

Puede construir un sistema de calefacción solar utilizando un colector de aire con sus propias manos. Lo mejor es colocarlo en la pared sur del edificio. Cuanto mayor sea el área de la habitación con calefacción, mayor será el área que ocupará el colector. Quizás toda la pared de la casa. Además, este sistema solar se puede construir en el ático.

Cuando planee instalar un sistema de calefacción de aire en el ático, debe asegurarse de que pueda soportar el peso de la instalación.

Un colector solar que calienta la masa de aire realiza sus funciones de calefacción gracias a los flujos de aire que pasan por el interior del sistema. El refrigerante circula por el circuito, se enfría y vuelve a entrar al sistema. El movimiento de los flujos de aire se puede realizar de forma natural o mediante un ventilador.

En cuanto a los materiales para fabricar el colector de aire, puedes utilizar varias herramientas disponibles. No existe una regla única. Los artesanos del hogar están mejorando este tipo de sistema solar, montado en casa. Algunas personas se esfuerzan por conseguir una opción más barata, sacrificando la eficiencia, mientras que otras hacen todo lo contrario.

Habiendo comprendido los elementos principales del colector de aire, es más fácil decidir el lugar de su instalación: techo o pared.

Características de la instalación de un sistema solar tubular.

Un sistema de calefacción solar tubular se puede utilizar en varias regiones. No depende de la temperatura exterior. Lo principal es que la instalación reciba la máxima cantidad de luz solar. El anticongelante utilizado como refrigerante no se congela a bajas temperaturas. En los días claros de invierno, la cantidad de luz solar supera la cantidad de luz recibida en verano.

Un colector solar tubular consta de un sistema de tubos de vacío transparentes conectados entre sí. Contienen una sustancia con un punto de ebullición bajo. Cuando hierve, se evapora, cede su calor a la punta de cobre y fluye hacia abajo, donde todo se repite nuevamente.

Los tubos de vacío hechos de vidrio resistente al fuego están llenos en su interior con una sustancia que puede hervir a bajas temperaturas.

Los tubos de vacío absorben hasta el 90% de toda la radiación solar (visible e infrarroja). La energía solar, convertida en calor, se suministra al refrigerante. Transfiere esta energía a través del sistema, a un intercambiador de calor ubicado en un tanque de almacenamiento especial.

El movimiento del refrigerante y el agua a través de los sistemas de calefacción se produce gracias a las bombas.

Es importante que el depósito tenga un buen aislamiento térmico. Como regla general, hay dos intercambiadores de calor: uno está conectado al calentador adicional y el segundo a los colectores.

En casas con este tipo de instalación solar es ventajoso conectar adicionalmente un sistema de suelo radiante. Esto permite calentar el edificio de forma más eficiente.

En cuanto a la instalación de colectores tubulares, puedes instalarla tú mismo. Lo único que hay que tener en cuenta es el ángulo de inclinación de trabajo: debe ser de al menos 20°.

El colector solar tubular se coloca en el tejado, eligiendo la dirección más soleada. Es importante que no haya edificios de gran altura cerca que interfieran con la libre penetración de la luz solar.

No será posible construir una instalación de vacío con sus propias manos; es imposible fabricar tubos de vacío en casa. Esto lo hacen fábricas especializadas en la producción de sistemas solares de vacío.

Instalación solar plana: características de calefacción.
A menudo se utiliza un colector solar plano para calentar. No es difícil de construir. Necesitará:

Marco de metal;
fondo duradero;
capa de aislamiento térmico;
una capa absorbente de radiación solar de color negro (adsorbedor);
cubierta transparente (plástico, vidrio);
Tubos para líquido (cobre, aluminio).

La estructura debe estar equipada con tuberías de entrada y salida y una bomba para una circulación eficiente del fluido.

Puedes montar una instalación solar plana con tus propias manos. Para ello, suelen utilizar medios improvisados, eligiendo materiales más baratos como análogo.

El colector plano se puede instalar en cualquier ángulo, condición requerida– limpiar de nieve y polvo. Es especialmente bueno para climas cálidos. Durante la estación fría se observan bajos rendimientos y altas pérdidas de calor. Lo que pone en duda el uso de este sistema solar por sí solo para una calefacción total. Lo óptimo sería utilizar una instalación solar plana junto con calefacción de gas, eléctrica o de combustible sólido.

Cómo calcular la potencia requerida del colector

Al calcular la potencia necesaria de un colector solar, a menudo se hacen cálculos por error basándose en la energía solar entrante en los meses más fríos del año.

El caso es que en los meses restantes del año todo el sistema se sobrecalentará constantemente. En verano, la temperatura del refrigerante a la salida del colector solar puede alcanzar los 200°C cuando se calienta con vapor o gas, 120°C con anticongelante y 150°C con agua. Si el refrigerante hierve, se evaporará parcialmente. Como resultado, será necesario reemplazarlo.

  • provisión de suministro de agua caliente no más del 70%;
  • provisión del sistema de calefacción no más del 30%.

El resto del calor necesario debe generarse mediante equipos de calefacción estándar. Sin embargo, con tales indicadores, se ahorra una media de alrededor del 40% al año en calefacción y suministro de agua caliente.

La energía generada por un solo tubo de un sistema de vacío depende de la ubicación geográfica. La tasa de caída de energía solar por 1 m2 de terreno por año se llama insolación. Conociendo la longitud y el diámetro del tubo, se puede calcular la apertura, el área de absorción efectiva. Queda por aplicar los coeficientes de absorción y emisión para calcular la potencia de un tubo por año.

Ejemplo de cálculo:

La longitud del tubo estándar es de 1800 mm, la longitud efectiva es de 1600 mm. Diámetro 58 mm. La apertura es el área sombreada creada por el tubo. Así, el área del rectángulo de sombra será:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m2

La eficiencia del tubo intermedio es del 80%, la insolación solar en Moscú es de aproximadamente 1170 kWh/m2 por año. Así, un tubo producirá al año:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86 kWh

Cabe señalar que se trata de una estimación muy aproximada. La cantidad de energía generada depende de la orientación de la instalación, ángulo, temperatura media anual, etc. publicado econet.ru

Principios de funcionamiento de los sistemas de calefacción básicos.

Para proporcionar calefacción y suministro de agua caliente en la casa, se utilizan dos sistemas que utilizan diferentes refrigerantes: agua y aire. El diseño de estos sistemas es algo diferente, al igual que su eficiencia.

El calentamiento solar de agua puede estar compuesto por los siguientes elementos:

    colector solar que utiliza agua refrigerante;

    Sistema de calefacción solar a base de agua.

  • tubería;
  • calentador adicional; tanque de almacenamiento de agua caliente;
  • bomba colectora;
  • intercambiador de calor;
  • combustible adicional;
  • Radiador de la habitación que se calienta.

Esta calefacción solar de una casa funciona según el principio de transferencia de calor del agua precalentada que pasa a través de tuberías y dispositivos de calefacción. El cálculo confirma el consumo económico de material utilizado para calefacción, que se consigue gracias a la capacidad calorífica del agua. Se cree que cuando se calienta a un nivel de temperatura, el agua tiene 4000 veces más capacidad calorífica que el aire.

No es ningún secreto que la mayor parte utilidades Se destina a pagar la electricidad, la calefacción y el suministro de agua caliente. Extraer energía de fuentes no renovables no es una tarea fácil. No hay ningún país donde la calefacción sea barata. Por lo tanto, muchos residentes de las regiones del norte y del sur prestan atención a la posibilidad de utilizar energía solar para calefacción. A cualquier propietario de una casa particular le gustaría aprovechar los rayos del sol para las necesidades domésticas. La energía así obtenida es absolutamente gratuita e inagotable.

Sin embargo, no todo es tan sencillo. Una bombilla no requiere mucha energía. Pero una familia de tres personas necesita entre 200 y 500 kW al mes para electrodomésticos. ¿Qué tan realista es equipar tu hogar? sistema moderno¿Calefacción basada en paneles solares? Primero, veamos los pros y los contras de la calefacción alternativa.

Ventajas y desventajas de la calefacción solar.

Además de ahorrar dinero, ¿a qué otras ventajas puedes prestar atención?

  • Independencia energética. No dependes de los precios del gas, el petróleo o el carbón. La situación económica del país tampoco afecta la cantidad de calor en la casa.
  • Respetuoso con el medio ambiente y seguridad. No hay necesidad de preocuparse por las fugas de gas o el desperdicio por el uso de combustibles convencionales.
  • La instalación no requiere permisos ni aprobaciones especiales.

Las desventajas incluyen las siguientes:

  • gran inversión al principio. Normalmente, un sistema de calefacción se amortiza en 3 o 4 años. Pero el equipamiento no es barato. Un módulo puede costar entre 2200 y 17 000 rublos. Dado que la potencia debe ser alta, el número de paneles debe ser impresionante. Se estima que instalar un sistema de calefacción alternativo puede costar hasta 200.000 rublos;
  • dependiendo de la ubicación geográfica y la época del año. En el centro de Rusia, el uso de energía solar para calentar un edificio residencial está justificado de abril a septiembre. Durante este periodo se cubre el 90% de la demanda energética. En invierno, durante la temporada de calefacción, de noviembre a marzo, sólo entre un 10 y un 50%. Se trata del número de días soleados al año: debería haber al menos 200;
  • costos de operacion. Es necesario controlar el estado de los colectores y las baterías. La limpieza y sustitución de piezas puede requerir mucho tiempo, esfuerzo y conllevar costes adicionales;
  • en algunos casos es necesario equipar los paneles solares con sistemas de seguimiento.

A pesar de las desventajas, los métodos alternativos de calentamiento solar de agua para calentar agua están ganando cada vez más popularidad. Son duraderos y se amortizan rápidamente.

Los expertos aconsejan desarrollar un sistema de calefacción solar antes de construir una casa e incluirlo en el proyecto. ¿Qué materiales y equipos es mejor utilizar al instalar su “calefacción solar”?

El principio de funcionamiento de las baterías para calentar agua con energía solar se basa en la absorción de luz por parte de fotocélulas. Convierten la energía del sol en corriente eléctrica continua, que luego se alimenta a un inversor. Aquí la corriente continua se convierte en corriente alterna. Todos los electrodomésticos y calentador de agua eléctrico funcionan con corriente alterna. La batería almacena la energía entrante para usarla durante la noche o en días nublados.

Una casa energéticamente independiente se reconoce por su tejado cubierto con paneles fotovoltaicos. Un metro cuadrado de módulo produce entre 120 y 250 W. Para suministrar electricidad a una casa, es necesario cubrir 25 m2 con paneles. área. La calefacción requiere aún más energía. Por lo tanto, para alcanzar la potencia requerida no sólo se necesita el techo de la casa, sino también edificios adicionales.

Las células solares semiconductoras de silicio se utilizan normalmente en regiones "soleadas". Pero no hablamos sólo de países más cercanos al ecuador. En las latitudes del norte, por ejemplo en Chukotka, el uso de fotocélulas es muy eficaz debido a la gran cantidad de días soleados.

El agua se calienta mediante energía solar en un tanque especial. Cuando se alcanza la temperatura deseada, el agua caliente desplaza al agua fría y llena el sistema de calefacción.

La principal desventaja es que los paneles solares no convierten directamente la energía del sol en calor. Para ello se utilizan colectores solares.

En el caso de los colectores solares, los rayos del sol no actúan sobre el semiconductor, sino sobre el refrigerante. Calienta y transfiere calor al sistema de calefacción. Así se produce el calentamiento solar. Hay dos tipos de coleccionistas:

  • Los colectores solares de placa plana están equipados con un sistema de tubos conectados a una placa especial. El refrigerante compuesto de agua y glicol pasa por los tubos, se calienta y sale. La ventaja de este tipo de coleccionistas es que puedes hacerlos tú mismo. Sin embargo, a pesar de su sencillez, esta opción es adecuada para las regiones del sur. El agua se calienta hasta 45-60 grados como máximo. Esto no es suficiente para los inviernos fríos.
  • Los colectores tubulares son adecuados para las latitudes del norte. La serpiente tubular está equipada con un aislamiento térmico fiable. No hay pérdida de calor, como ocurre con los modelos planos. El sistema de tubos de intercambio de calor también difiere. El sistema convencional tipo U se considera más fiable, pero no funciona de noche. El sistema Heat-pipe es ideal para países con niebla constante y duros inviernos, ya que requiere una pequeña cantidad de energía solar. Pero es necesario aclarar qué sustancia se utiliza en el sistema. Porque el rendimiento puede variar. Ambos tipos de colectores utilizan una bomba. El portador de calor puede moverse por gravedad. Pero la eficiencia del calentamiento solar de agua para calefacción en este caso es baja.

Al elegir uno u otro método de calefacción solar, no olvide que es poco probable que sea posible deshacerse por completo de los métodos de calefacción tradicionales. Tiene más sentido utilizar opciones combinadas.

Elegir el sistema de calefacción solar adecuado

Los paneles solares se pueden combinar con colectores solares. Las células fotovoltaicas son adecuadas para generar electricidad para bombas y electrodomésticos. Colectores solares más potentes cubrirán completamente la necesidad de suministro de calor.

La caldera de gas debe dejarse como opción de respaldo. En algunos casos calefacción alternativa puede ser un complemento al método de calefacción principal, y no al revés. Por ejemplo, en caso de avería.

Existe la opción de realizar la calefacción solar usted mismo. Pero el número de días soleados no siempre se corresponde con la realidad. Se conoce la cantidad de insolación de cada región, pero depender del servicio meteorológico es peligroso.

Por lo tanto, antes de instalar un sistema de calefacción alternativo, es necesario considerar cuidadosamente todos los detalles. Los expertos en este campo pueden ayudar con esto. Con su ayuda podrás encontrar la solución óptima.