Bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm gia đình: liệu có thực sự có thể sưởi ấm ngôi nhà của bạn với chúng không

Hệ thống sưởi ấm trong các ngôi nhà ở nông thôn tư nhân có thể được xây dựng trên các nguồn năng lượng hoàn toàn khác nhau. Đây có thể là các hệ thống dựa trên lò hơi, trong đó việc đốt nóng chất làm mát dựa trên quá trình đốt cháy nhiều loại nhiên liệu khác nhau, chẳng hạn như nhiên liệu diesel lỏng hoặc khí. Lò hơi có thể được đốt bằng than hoặc củi viên. Trong mọi trường hợp, để đưa một hệ thống sưởi ấm như vậy vào hoạt động, ngoài việc lắp đặt thực tế các nồi hơi sưởi ấm, bạn cũng sẽ phải tự mua nhiên liệu. Nhưng khoản mục chi tiêu này, trong một tình huống nhất định, thậm chí có thể vượt quá chi phí lắp đặt hệ thống sưởi. Đây là nơi mà các bộ thu năng lượng mặt trời có thể hữu ích để sưởi ấm ngôi nhà của bạn.

Bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời trên mái nhà riêng

Ưu và nhược điểm của bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm gia đình

Việc sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo trong các hệ thống sưởi ấm tự trị chỉ liên quan đến chi phí tài chính cho việc mua và lắp đặt một hệ thống như vậy, cũng như cho việc bảo trì và sửa chữa bảo trì cần thiết. Nhưng sau khi cài đặt, các hệ thống như vậy bắt đầu hoạt động hoàn toàn tự chủ và hoàn toàn miễn phí cho chủ sở hữu của chúng. Trên thực tế, bạn không phải trả bất cứ khoản nào cho tia nắng mặt trời.

Một số người tiêu dùng bày tỏ nghi ngờ về hiệu quả của việc lắp đặt và sử dụng các bộ thu năng lượng mặt trời ở miền trung nước Nga, nơi không có nhiều ngày nắng như ở Kuban chẳng hạn. Tuy nhiên, các bộ thu năng lượng mặt trời để làm nóng nước không chỉ có thể được sử dụng làm nguồn chính để sưởi ấm chất làm mát mà còn được sử dụng như một nguồn bổ sung. Trong trường hợp này, thiết bị đun nước bằng năng lượng mặt trời sẽ chỉ hoạt động khi bầu trời không có mây, và trong các thời kỳ khác, có thể sử dụng các thiết bị đun nóng cổ điển, chẳng hạn như nồi hơi đốt gas.

sơ đồ sưởi ấm

Đối với hiệu quả của việc sử dụng các bộ thu năng lượng mặt trời về tỷ lệ giá trên lợi nhuận, chúng tôi khuyên bạn nên chú ý đến các tỉnh phía bắc của Trung Quốc. Một số đáng kể các ngôi nhà ở các thành phố và làng mạc của Trung Quốc được trang bị bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm. Khí hậu và hoạt động năng lượng mặt trời ở những khu vực này không quá khác biệt so với các khu vực lân cận của Nga: ví dụ như Lãnh thổ Khabarovsk và Xuyên Baikal. Bản thân bạn cũng hiểu rằng khí hậu ở Transbaikalia, nơi mà những kẻ bị kết án đã bị đày ải vào thời Sa hoàng, hoàn toàn không ngọt.Điều này có nghĩa là việc sử dụng các bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm cho các ngôi nhà, ngay cả ở các vùng có khí hậu khắc nghiệt nhất của Nga, không chỉ là khả thi mà còn rất phù hợp và tiết kiệm.

Hiệu quả của bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời

Điều đáng chú ý là các bộ thu năng lượng mặt trời có lẽ đã trở thành thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời hiệu quả nhất hiện nay. Nếu cổ điển mảng quang điện mặt trời có thể cho thấy hiệu suất chỉ lên đến 18 phần trăm, sau đó một bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm đạt tỷ lệ hiệu suất đáng ghen tị lên đến 95 phần trăm. Sự khác biệt là rõ ràng.

Nguyên tắc hoạt động của bộ thu nhiệt

Một trong những thiết kế chính của bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời là thiết bị kiểu chân không. Dựa trên tên gọi, rõ ràng các thiết bị như vậy sẽ thu thập năng lượng mặt trời bức xạ và chuyển nó thành nước nóng hoặc chất làm mát khác. Đây thực sự là cách nó hoạt động trong thực tế.

Hệ thống sưởi tự động kết hợp bộ thu năng lượng mặt trời bao gồm các thành phần chính sau:

• Trên thực tế, bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời - nghĩa là, một thiết bị được đặt dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp và phục vụ để làm nóng chất làm mát,
• Mạch trao đổi nhiệt: một hệ thống đường ống mà qua đó chất làm mát nóng di chuyển, truyền dần nhiệt của nó đến các phòng được sưởi ấm,
• Bộ tích lũy nhiệt: đây là một bể chứa nước, trong đó nước nóng được lưu trữ để sử dụng trong tương lai.

Vì vậy, bộ thu năng lượng mặt trời, bao gồm các đường ống trong đó chưa có chất làm mát được làm nóng, được chiếu trực tiếp dưới ánh sáng mặt trời.Chất lỏng làm mát (thường là nước, nhưng có thể là chất chống đông đặc biệt) đi vào bộ thu nhiệt, nóng lên ở đó và được chuyển đến mạch trao đổi nhiệt, được gắn bên trong bộ tích lũy nhiệt. Chất làm mát được làm nóng, di chuyển bên trong các đường ống của mạch trao đổi nhiệt, làm nóng nước trong bộ tích nhiệt. Ví dụ, nước nóng trong bể chứa được lưu trữ cho đến khi cần dùng đến cho các mạch gia nhiệt và bộ tản nhiệt gia nhiệt hoặc các mạch nước nóng sinh hoạt, chẳng hạn để giặt.

Sự tuần hoàn của nguồn cung cấp nước trong ống góp gia nhiệt

Vì năng lượng mặt trời tác động lên bộ thu hoàn toàn miễn phí, nên có nước nóng trong hệ thống bất cứ lúc nào, nước này được làm nóng bằng chất làm mát tuần hoàn liên tục.

Đương nhiên, bình tích nhiệt phải có khả năng cách nhiệt tuyệt vời, giúp duy trì nhiệt độ của nước nóng lâu nhất có thể. Điều này sẽ tránh làm giảm nhiệt độ nước vào ban đêm khi không có hệ thống sưởi bằng năng lượng mặt trời hoặc trong thời gian có nhiều mây. Để đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn của hệ thống như vậy vào những ngày trời nhiều mây hoặc mưa, một máy nước nóng chạy điện thông thường có thể được lắp vào bình tích lũy nhiệt.

Để chất làm mát liên tục truyền nhiệt của ánh sáng mặt trời để làm nóng nước, nó phải luân chuyển liên tục. Trong các hệ thống có bộ thu năng lượng mặt trời, sự lưu thông của chất lỏng truyền nhiệt có thể là cưỡng bức (có bơm) hoặc tự nhiên (khói).

Các loại bộ thu năng lượng mặt trời sưởi ấm cho gia đình

Nền công nghiệp hiện đại đã làm chủ được việc sản xuất các loại bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời.Để hiểu loại nào trong số chúng có thể phù hợp để lắp đặt hệ thống sưởi ấm hoặc mạch nước nóng trong nhà của bạn, bạn cần phải tự làm quen với các giống của chúng. Có hai loại chính: phẳng và chân không, bộ thu khí ít phổ biến hơn.

Hấp thụ ánh sáng phẳng

Tấm thu năng lượng mặt trời sưởi phẳng là một hộp mỏng, bên trong có chất đặc biệt tích cực tích tụ và hấp thụ nhiệt. Mặt trên của hộp được bao phủ bởi kính, cho phép các tia nắng mặt trời đi qua. Bên trong lớp hấp phụ thu nhiệt có một hệ thống đường ống dẫn chất làm mát di chuyển bên trong. Như một chất làm mát trong các hệ thống như vậy, theo quy luật, propylene glycol được sử dụng.

bộ thu phẳng mặt cắt

Máy hút bụi

Bên trong ống góp gia nhiệt chân không, thay cho một hộp phẳng, có các ống thủy tinh hoặc thạch anh rỗng để từ đó không khí được bơm ra ngoài, sau đó có chân không được tạo ra. Nhưng bên trong những ống rỗng như vậy đã có những ống có chất hấp thụ nhiệt năng mặt trời. Theo đó, các đường ống dẫn với chất làm mát nằm bên trong các ống có chất hấp phụ. Tia nắng mặt trời dễ dàng xuyên qua chân không trong khe hở giữa các đường ống và làm nóng chất làm mát. Tuy nhiên, cùng một chân không ngăn chặn sự rò rỉ ngược lại của nhiệt năng từ chất hấp phụ vào không gian xung quanh, hoạt động như một chất cách nhiệt.

ống góp chân không

Hàng không

Như tên của nó, các thiết bị như vậy không có lớp chân không cách nhiệt. Do đó, hiệu quả hoạt động của chúng sẽ thấp hơn so với các bộ thu chân không.Các thiết bị như vậy được khuyến khích lắp đặt ở những khu vực có nhiều ngày nắng. Hơn nữa, trong các bộ thu như vậy, chất làm mát là không khí thông thường. Nó được chuyển đến một căn phòng được sưởi ấm bằng quạt hoặc đối lưu tự nhiên. Hoạt động của quạt trong khi không khí di chuyển cũng cần có nguồn điện riêng, đây là một lý do nữa khiến hệ thống này có hiệu suất thấp hơn so với các bộ thu phẳng hoặc chân không. Tất nhiên, không thể nói về bất kỳ nguồn cung cấp nước nóng nào trong một thiết kế như vậy.

Làm thế nào để chọn loại ống góp gia nhiệt cần thiết?

Mỗi loại bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời đều có những ưu điểm và nhược điểm rõ ràng. Khi chọn thiết bị, bạn nên chú ý rằng bộ thu phẳng là một thiết kế bền hơn, nhưng bộ thu chân không rất nhạy cảm với các tác động bên ngoài do sự hiện diện của các ống khí rỗng. Tuy nhiên, trong bộ thu tấm phẳng, toàn bộ hệ thống hấp phụ phải được thay thế trong quá trình sửa chữa, và nếu một trong các ống của bộ thu chân không bị vỡ, có thể hạn chế chỉ thay thế nó.

Bộ thu khí, đối với tất cả các khuyết điểm của nó, là một thiết bị cực kỳ đơn giản và không nguy hiểm khi tiếp xúc với nhiệt độ thấp. Nó có thể hoạt động ngay cả trong mùa đông Siberia khốc liệt.

Bộ thu nhiệt dạng tấm phẳng lý tưởng để làm nóng nước cao hơn nhiệt độ môi trường từ 20 đến 40 độ C và các thiết bị chân không có mức độ làm nóng chất làm mát cao hơn. Do đó, trong điều kiện mùa đông, bộ thu chân không sẽ hiệu quả hơn và có thể sử dụng đơn giản. Chúng cũng giữ nhiệt tốt hơn khi làm việc trong thời tiết nhiều mây và giữ nhiệt năng tốt trong điều kiện thời tiết lạnh.Tuy nhiên, sự mỏng manh tổng thể của thiết kế làm giảm tuổi thọ của các bộ thu năng lượng mặt trời chân không, vốn không đạt được chỉ số này đối với các thiết bị phẳng. Loại thứ hai, nếu được làm tốt, có thể tồn tại trong nhà của bạn từ 15 đến 30 năm.

Các tính năng cần xem xét khi chọn một bộ sưu tập

Tốc độ truyền năng lượng mặt trời bức xạ của mặt trời thành nhiệt năng của chất làm mát trong bộ thu năng lượng mặt trời chân không trực tiếp phụ thuộc vào kích thước của các ống của thiết bị này. Nếu ống chân không của bộ thu ngắn và mỏng, nó sẽ không thể lưu trữ đủ năng lượng chân không một cách hiệu quả. Thông thường, các ống dài tới 2 mét với đường kính khoảng 6 cm được sử dụng để hoàn thiện các bộ thu năng lượng mặt trời chân không. Một ống chữ U thẳng hoặc cong đơn giản có thể được lắp bên trong ống chân không để thu nhiệt hiệu quả hơn.

Lắp đặt bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời

Bộ thu nhiệt mặt trời cùng với hệ thống lưu trữ nhiệt và cụm mạch trao đổi nhiệt là một hệ thống công nghệ khá phức tạp. Các bộ dụng cụ như vậy được trang bị hướng dẫn lắp đặt chi tiết và cũng có thể tìm thấy các video hướng dẫn chi tiết trên Internet. Nhưng trước khi mua và lắp đặt bộ thu năng lượng mặt trời, cần phải phác thảo hệ thống sưởi. Trong quá trình này, bắt buộc phải có sự tham gia của một chuyên gia, người sẽ thực hiện các tính toán cần thiết về vật liệu và thiết bị.

Việc sử dụng các nguồn năng lượng thay thế có thể làm giảm đáng kể chi phí bảo trì ngôi nhà của bạn, hơn nữa, nó có thể khiến bạn độc lập với các nhà cung cấp năng lượng truyền thống.

Bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm gia đình: video

Đánh giá trung thực về hoạt động của bộ thu năng lượng mặt trời của các mô hình khác nhau để sưởi ấm gia đình

Mẫu KS 2000

Thời gian làm việc - 3 năm:

Mô hình RKraft

Thời gian làm việc - 5 năm:

Ống góp chân không Altek

1 năm hoạt động:

Hiệu quả của bộ thu chân không trong mùa đông:

Mô hình Chromagen

Kinh nghiệm hoạt động - 4 năm:

Mô hình ATMOSPHERE SVK Nano

Có mặt trên thị trường từ năm 2013:

Có thể chế tạo một bộ thu năng lượng mặt trời thực sự hoạt động bằng tay của chính bạn không?