التدفئة الشمسية لمنزل خاص: الخيارات ومخططات التصميم

إن استخدام الطاقة "الخضراء" التي توفرها العناصر الطبيعية يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكاليف المرافق.على سبيل المثال، من خلال ترتيب التدفئة الشمسية لمنزل خاص، سوف تقوم بتزويد مشعات ذات درجة حرارة منخفضة وأنظمة تدفئة تحت الأرضية بمبرد مجاني تقريبًا. موافق، هذا يوفر المال بالفعل.

سوف تتعلم كل شيء عن "التقنيات الخضراء" من مقالتنا المقترحة. بمساعدتنا، يمكنك بسهولة فهم أنواع تركيبات الطاقة الشمسية وطرق بنائها وخصائص تشغيلها. من المحتمل أن تكون مهتمًا بأحد الخيارات الشائعة التي تعمل بنشاط في العالم، ولكن ليس هناك طلب كبير عليها هنا بعد.

في المراجعة المقدمة إليك، يتم تحليل ميزات تصميم الأنظمة ويتم وصف مخططات الاتصال بالتفصيل. يتم إعطاء مثال لحساب دائرة التدفئة الشمسية لتقييم واقع بنائها. لمساعدة الحرفيين المستقلين، يتم تضمين مجموعات الصور ومقاطع الفيديو.

تقنيات الحرارة "الخضراء".

متوسط ​​1 م2 يستقبل سطح الأرض 161 واط من الطاقة الشمسية في الساعة. وبطبيعة الحال، عند خط الاستواء سيكون هذا الرقم أعلى بعدة مرات منه في القطب الشمالي. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد كثافة الإشعاع الشمسي على الوقت من السنة.

في منطقة موسكو، تختلف شدة الإشعاع الشمسي في ديسمبر ويناير عن مايو ويوليو بأكثر من خمس مرات. ومع ذلك، فإن الأنظمة الحديثة تتسم بالكفاءة بحيث يمكنها العمل في أي مكان على وجه الأرض تقريبًا.

خريطة شدة الإشعاع الشمسي
يمكن لأنظمة الطاقة الشمسية الحديثة أن تعمل بفعالية في الطقس الغائم والبارد حتى -30 درجة مئوية

مهمة الاستخدام طاقة الإشعاع الشمسي يتم حل المشكلة بأقصى قدر من الكفاءة بطريقتين: التسخين المباشر في المجمعات الحرارية والبطاريات الشمسية الكهروضوئية. تعمل الألواح الشمسية أولاً على تحويل طاقة أشعة الشمس إلى كهرباء، ثم نقلها عبر نظام خاص إلى المستهلكين، على سبيل المثال غلاية كهربائية.

تقوم المجمعات الحرارية عند تسخينها بواسطة أشعة الشمس بتسخين مبرد أنظمة التدفئة وإمدادات المياه الساخنة.

المجمعات الحرارية تأتي في عدة أنواع، بما في ذلك الأنظمة المفتوحة والمغلقة، والتصميمات المسطحة والكروية، ومجمعات المكثفات النصف كروية والعديد من الخيارات الأخرى. يتم استخدام الطاقة الحرارية التي يتم الحصول عليها من مجمعات الطاقة الشمسية لتسخين الماء الساخن أو سائل التسخين.

تنتج الصناعة مجموعة واسعة من أنظمة التجميع لإدراجها في شبكة تدفئة مستقلة. ومع ذلك، فإن أبسط خيار للسكن الصيفي من السهل القيام به بيديك:

وعلى الرغم من التقدم الواضح في تطوير الحلول لحصاد الطاقة الشمسية وتخزينها واستخدامها، إلا أن هناك مزايا وعيوب.

الاستخدام الفعال للطاقة الشمسية

الميزة الأكثر وضوحًا لاستخدام الطاقة الشمسية هي توفرها عالميًا. في الواقع، حتى في الطقس الأكثر كآبة وغيومًا، يمكن جمع الطاقة الشمسية واستخدامها.

الميزة الثانية هي الانبعاثات الصفرية. في الواقع، هو الشكل الأكثر صديقة للبيئة والطبيعية للطاقة. الألواح الشمسية والجامعات لا تنتج الضوضاء. وفي معظم الحالات، يتم تركيبها على أسطح المباني دون أن تشغل المساحة الصالحة للاستخدام في منطقة الضواحي.

مخطط التدفئة الشمسية لمنزل خاص
كفاءة التدفئة الشمسية في خطوط العرض لدينا منخفضة للغاية، وهو ما يفسره عدم كفاية عدد الأيام المشمسة للتشغيل المنتظم للنظام (+)

العيوب المرتبطة باستخدام الطاقة الشمسية هي تباين الإضاءة. في الليل، لا يوجد شيء لجمعه، ويتفاقم الوضع بسبب حقيقة أن ذروة موسم التدفئة تحدث خلال أقصر ساعات النهار في العام. من الضروري مراقبة النظافة البصرية للألواح، والتلوث الطفيف يقلل بشكل حاد من الكفاءة.

بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن القول أن تشغيل نظام الطاقة الشمسية مجاني تمامًا، فهناك تكاليف ثابتة لاستهلاك المعدات وتشغيل مضخة الدوران وإلكترونيات التحكم.

مساوئ تدفئة منزل خاص باستخدام مجمعات الطاقة الشمسية
العيب الكبير للتدفئة على أساس استخدام مجمعات الطاقة الشمسية هو عدم القدرة على تجميع الطاقة الحرارية. يتم تضمين خزان التمدد (+) فقط في الدائرة

فتح مجمعات الطاقة الشمسية

المجمع الشمسي المفتوح عبارة عن نظام من الأنابيب غير المحمية من التأثيرات الخارجية، والتي من خلالها يدور المبرد الذي يتم تسخينه مباشرة بواسطة الشمس.

يتم استخدام الماء والغاز والهواء ومضادات التجمد كمبردات. يتم تثبيت الأنابيب إما على اللوحة الداعمة على شكل ملف، أو متصلة في صفوف متوازية بأنبوب المخرج.

التدفئة الشمسية لمنزل خاص مع جامعي مفتوح
مجمعات الطاقة الشمسية المفتوحة غير قادرة على التعامل مع تدفئة منزل خاص. بسبب نقص العزل، يبرد المبرد بسرعة. يتم استخدامها في الصيف بشكل رئيسي لتسخين المياه في الحمامات أو حمامات السباحة.

المجمعات المفتوحة عادة لا تحتوي على أي عزل. التصميم بسيط للغاية، وبالتالي فهو منخفض التكلفة وغالبًا ما يتم تصنيعه بشكل مستقل.

بسبب نقص العزل، فهي عمليا لا تخزن الطاقة الواردة من الشمس وتتميز بالكفاءة المنخفضة. يتم استخدامها بشكل رئيسي في الصيف لتسخين المياه في حمامات السباحة أو الاستحمام الصيفي.

يتم تركيبها في المناطق المشمسة والدافئة، مع وجود اختلافات طفيفة في درجة حرارة الهواء المحيط والمياه الساخنة. إنها تعمل بشكل جيد فقط في الطقس المشمس والرياح.

المجمع الشمسي الأولي مصنوع من أنابيب البوليمر
إن أبسط مجمع للطاقة الشمسية مزود بمشتت حراري مصنوع من ملف من أنابيب البوليمر سيوفر الماء الساخن للداشا للري والاحتياجات المنزلية

أصناف جامع أنبوبي

يتم تجميع مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية من أنابيب فردية يتدفق من خلالها الماء أو الغاز أو البخار. وهذا أحد أنواع الأنظمة الشمسية المفتوحة. ومع ذلك، فإن المبرد محمي بشكل أفضل بكثير من السلبية الخارجية. خاصة في المنشآت الفراغية المصممة على مبدأ الترمس.

يتم توصيل كل أنبوب بالنظام بشكل منفصل، بالتوازي مع بعضها البعض. إذا فشل أحد الأنابيب، فمن السهل استبداله بآخر جديد. يمكن تجميع الهيكل بأكمله مباشرة على سطح المبنى، مما يبسط عملية التثبيت إلى حد كبير.

مشعب أنبوبي
المجمع الأنبوبي لديه هيكل معياري. العنصر الرئيسي هو أنبوب مفرغ، ويتراوح عدد الأنابيب من 18 إلى 30، مما يسمح لك باختيار قوة النظام بدقة

من المزايا المهمة لمجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية الشكل الأسطواني للعناصر الرئيسية، والتي بفضلها يتم التقاط الإشعاع الشمسي طوال اليوم دون استخدام أنظمة باهظة الثمن لتتبع حركة النجم.

رسم تخطيطي لقارورة تجميع الطاقة الشمسية
طبقة خاصة متعددة الطبقات تخلق نوعًا من المصيدة الضوئية لأشعة الشمس. يوضح الرسم البياني جزئيًا الجدار الخارجي للدورق المفرغ الذي يعكس الأشعة على جدران الدورق الداخلي (+)

بناءً على تصميم الأنابيب، تتميز مجمعات الطاقة الشمسية الريشية والمحورية.

الأنبوب المحوري هو وعاء دياور أو ترمس مألوف. مصنوعة من دورقين يتم إخلاء الهواء بينهما. يتم تطبيق طلاء انتقائي للغاية على السطح الداخلي للمبة الداخلية، مما يمتص الطاقة الشمسية بشكل فعال.

شكل الأنبوب الشمسي
في الأنبوب الأسطواني، تسقط أشعة الشمس دائمًا بشكل عمودي على السطح

يتم نقل الطاقة الحرارية من الطبقة الانتقائية الداخلية إلى أنبوب حراري أو مبادل حراري داخلي مصنوع من صفائح الألومنيوم. في هذه المرحلة، يحدث فقدان الحرارة غير المرغوب فيه.

أنبوب الريش عبارة عن أسطوانة زجاجية يتم إدخال ماصة للريش بداخلها.

قارورة ريشة
حصل النظام على اسمه من ممتص الريش، الذي يلتف بإحكام حول قناة حرارية مصنوعة من معدن موصل للحرارة.

للحصول على عزل حراري جيد، تم إخلاء الهواء من الأنبوب. يتم نقل الحرارة من الممتص دون فقدان، وبالتالي فإن كفاءة أنابيب الريش تكون أعلى.

وفقًا لطريقة نقل الحرارة، هناك نظامان: التدفق المباشر وأنبوب الحرارة. الأنبوب الحراري عبارة عن حاوية مغلقة تحتوي على سائل يتبخر بسهولة.

الأنبوب الحراري الشمسي
نظرًا لأن السائل الذي يتبخر بسهولة يتدفق بشكل طبيعي إلى الجزء السفلي من أنبوب الحرارة، فإن الحد الأدنى لزاوية الميل هو 20 درجة مئوية

يوجد داخل أنبوب الحرارة سائل يتبخر بسهولة ويستقبل الحرارة من الجدار الداخلي للقارورة أو من ممتص الريش. تحت تأثير درجة الحرارة، يغلي السائل ويرتفع على شكل بخار. بعد نقل الحرارة إلى مبرد التدفئة أو الماء الساخن، يتكثف البخار إلى سائل ويتدفق إلى الأسفل.

غالبًا ما يستخدم الماء كسائل يتبخر بسهولة عند ضغط منخفض. يستخدم النظام لمرة واحدة أنبوبًا على شكل حرف U يتم من خلاله تدوير الماء أو سائل التسخين.

نصف الأنبوب على شكل حرف U مخصص لسائل التبريد البارد، أما النصف الثاني فيزيل المبرد الساخن. عند تسخينه، يتوسع المبرد ويدخل إلى خزان التخزين، مما يوفر الدورة الدموية الطبيعية. كما هو الحال مع أنظمة الأنابيب الحرارية، يجب أن يكون الحد الأدنى لزاوية الميل 20 درجة على الأقل.

كيف يعمل المجمع الشمسي الأنبوبي؟
مع اتصال التدفق المباشر، لا يمكن أن يكون الضغط في النظام مرتفعًا، نظرًا لوجود فراغ تقني داخل الدورق

تعد أنظمة التدفق المباشر أكثر كفاءة لأنها تقوم بتسخين سائل التبريد على الفور. إذا كان من المقرر استخدام أنظمة تجميع الطاقة الشمسية على مدار السنة، فسيتم ضخ مانع تجمد خاص فيها.

استخدام مجمعات الطاقة الشمسية الأنبوبية له عدد من المزايا والعيوب. يتكون تصميم المجمع الشمسي الأنبوبي من عناصر متطابقة يسهل استبدالها نسبيًا.

مزايا:

  • انخفاض فقدان الحرارة.
  • القدرة على العمل في درجات حرارة تصل إلى -30 درجة مئوية؛
  • الأداء الفعال طوال ساعات النهار.
  • الأداء الجيد في المناطق ذات المناخات المعتدلة والباردة.
  • انخفاض انحراف القذيفه بفعل الهواء، وهو ما يبرره قدرة الأنظمة الأنبوبية على تمرير الكتل الهوائية من خلال نفسها؛
  • إمكانية إنتاج مبرد ذو درجة حرارة عالية.

من الناحية الهيكلية، يحتوي الهيكل الأنبوبي على سطح ذو فتحة محدودة.

لديها العيوب التالية:

  • غير قادر على التنظيف الذاتي من الثلج والجليد والصقيع.
  • غالي السعر.

على الرغم من التكلفة الأولية المرتفعة، فإن المجمعين الأنبوبيين يدفعون ثمن أنفسهم بشكل أسرع. لديهم عمر خدمة طويل.

مجمع شمسي أنبوبي مصنوع من حاويات بلاستيكية
المجمعات الأنبوبية هي أنظمة شمسية من النوع المفتوح، وبالتالي فهي غير مناسبة للاستخدام على مدار السنة في أنظمة التدفئة (+)

الأنظمة المسطحة المغلقة

يتكون المجمع المسطح من إطار من الألومنيوم، وطبقة ماصة خاصة - ماصة، وطلاء شفاف، وخط أنابيب وعزل.

يتم استخدام صفائح النحاس السوداء كمادة ممتصة، والتي تتمتع بالتوصيل الحراري المثالي لإنشاء أنظمة الطاقة الشمسية.عندما يمتص جهاز الامتصاص الطاقة الشمسية، يتم نقل الطاقة الشمسية التي تستقبلها إلى مبرد يدور عبر نظام أنبوب مجاور لجهاز الامتصاص.

من الخارج، اللوحة المغلقة محمية بطبقة شفافة. إنه مصنوع من الزجاج المقسى المقاوم للصدمات مع نطاق نقل يبلغ 0.4-1.8 ميكرون. يمثل هذا النطاق الحد الأقصى للإشعاع الشمسي. يوفر الزجاج المضاد للصدمات حماية جيدة ضد البرد. على الجانب الخلفي، يتم عزل اللوحة بأكملها بشكل موثوق.

مجمع شمسي مغلق
تتميز مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة بأقصى قدر من الأداء والتصميم البسيط. يتم زيادة كفاءتها بسبب استخدام جهاز الامتصاص. إنهم قادرون على التقاط الإشعاع الشمسي المنتشر والمباشر

تتضمن قائمة مزايا الألواح المسطحة المغلقة ما يلي:

  • بساطة التصميم
  • الأداء الجيد في المناطق ذات المناخ الدافئ.
  • القدرة على التثبيت في أي زاوية مع الأجهزة لتغيير زاوية الميل؛
  • القدرة على التنظيف الذاتي من الثلج والصقيع.
  • سعر منخفض.

تعتبر مجمعات الطاقة الشمسية المسطحة مفيدة بشكل خاص إذا تم التخطيط لاستخدامها في مرحلة التصميم. عمر الخدمة للمنتجات عالية الجودة هو 50 عامًا.

تشمل العيوب ما يلي:

  • فقدان الحرارة العالية
  • وزن ثقيل؛
  • ارتفاع انحراف القذيفه بفعل الهواء عندما يتم وضع الألواح بزاوية إلى المستوى الأفقي؛
  • قيود الأداء عندما تتجاوز تغيرات درجة الحرارة 40 درجة مئوية.

نطاق تطبيق المجمعات المغلقة أوسع بكثير من نطاق الأنظمة الشمسية المفتوحة. في الصيف يكونون قادرين على تلبية الحاجة إلى الماء الساخن بشكل كامل. وفي الأيام الباردة، عندما لا تدخلها المرافق في فترة التدفئة، يمكنها العمل بدلاً من سخانات الغاز والكهرباء.

لمن يرغب اصنع مجمعًا للطاقة الشمسية لبناء نظام تدفئة في منزلك الريفي بيديك، نقترح عليك أن تتعرف على المخططات التي تم اختبارها بالممارسة وتعليمات التجميع خطوة بخطوة.

مقارنة خصائص المجمع الشمسي

أهم مؤشر لمجمع الطاقة الشمسية هو الكفاءة. يعتمد الأداء المفيد لمجمعات الطاقة الشمسية ذات التصميمات المختلفة على اختلاف درجات الحرارة. وفي الوقت نفسه، فإن المجمعات المسطحة أرخص بكثير من المجمعات الأنبوبية.

مخطط أداء مجمع الطاقة الشمسية
تعتمد قيم الكفاءة على جودة تصنيع مجمع الطاقة الشمسية. الغرض من الرسم البياني هو إظهار مدى فعالية استخدام أنظمة مختلفة اعتمادًا على اختلاف درجات الحرارة

عند اختيار جهاز تجميع الطاقة الشمسية، يجب الانتباه إلى عدد من المعلمات التي توضح كفاءة وقوة الجهاز.

هناك عدة خصائص مهمة لمجمعات الطاقة الشمسية:

  • معامل الامتزاز - يوضح نسبة الطاقة الممتصة إلى الإجمالي؛
  • معامل الانبعاث - يوضح نسبة الطاقة المنقولة إلى الطاقة الممتصة؛
  • المساحة الإجمالية والفتحة.
  • كفاءة

منطقة الفتحة هي منطقة عمل المجمع الشمسي. يحتوي المجمع ذو اللوحة المسطحة على أقصى مساحة للفتحة. مساحة الفتحة تساوي مساحة الامتصاص.

طرق الاتصال بنظام التدفئة

وبما أن الأجهزة التي تعمل بالطاقة الشمسية لا تستطيع توفير إمدادات طاقة مستقرة على مدار الساعة، فإن الأمر يتطلب نظاماً يتمتع بالمرونة في مواجهة أوجه القصور هذه.

بالنسبة لوسط روسيا، لا يمكن للأجهزة الشمسية ضمان تدفق مستقر للطاقة، لذلك يتم استخدامها كنظام إضافي. يختلف التكامل في نظام التدفئة والمياه الساخنة الحالي بالنسبة لمجمع الطاقة الشمسية والبطارية الشمسية.

مخطط مع جامع المياه

اعتمادا على الغرض من استخدام المجمع الحراري، يتم استخدام أنظمة اتصال مختلفة. قد يكون هناك عدة خيارات:

  1. خيار الصيف لإمدادات المياه الساخنة
  2. خيار الشتاء للتدفئة وإمدادات المياه الساخنة

خيار الصيف هو الأبسط ويمكن القيام به حتى بدونه مضخة الدورة الدمويةباستخدام تداول المياه الطبيعية.

يتم تسخين الماء في المجمع الشمسي، وبسبب التمدد الحراري، يدخل إلى خزان التخزين أو المرجل. في هذه الحالة، يحدث الدورة الدموية الطبيعية: يتم امتصاص الماء البارد من الخزان بدلا من الماء الساخن.

مخطط اتصال لمجمع الطاقة الشمسية للتدفئة
في فصل الشتاء، في درجات حرارة تحت الصفر، لا يمكن تسخين المياه مباشرة. يدور مانع التجمد الخاص من خلال دائرة مغلقة، مما يضمن نقل الحرارة من المجمع إلى المبادل الحراري الموجود في الخزان

مثل أي نظام يعتمد على الدورة الدموية الطبيعية، فإنه لا يعمل بكفاءة عالية، مما يتطلب الالتزام بالمنحدرات اللازمة. وبالإضافة إلى ذلك، يجب أن يكون خزان التخزين أعلى من المجمع الشمسي. ولكي يبقى الماء ساخنا لأطول فترة ممكنة، يجب عزل الخزان جيدا.

إذا كنت تريد حقًا تحقيق التشغيل الأكثر كفاءة لمجمع الطاقة الشمسية، فسيصبح مخطط الاتصال أكثر تعقيدًا.

مخطط التدفئة الشمسية مع المجمع
بحيث لا يتحول المجمع إلى مشعاع تبريد في الليل، من الضروري إيقاف دوران المياه بالقوة

يتم تداول سائل التبريد غير المتجمد من خلال نظام تجميع الطاقة الشمسية. يتم توفير الدوران القسري بواسطة مضخة يتم التحكم فيها بواسطة وحدة تحكم.

تتحكم وحدة التحكم في تشغيل مضخة التدوير بناءً على قراءات جهازي استشعار لدرجة الحرارة على الأقل. يقيس المستشعر الأول درجة الحرارة في خزان التخزين، والثاني - على أنبوب إمداد المبرد الساخن الخاص بمجمع الطاقة الشمسية.

بمجرد أن تتجاوز درجة الحرارة في الخزان درجة حرارة سائل التبريد، تقوم وحدة التحكم الموجودة في المجمع بإيقاف تشغيل مضخة الدوران، مما يؤدي إلى إيقاف تداول سائل التبريد عبر النظام. في المقابل، عندما تنخفض درجة الحرارة في خزان التخزين عن القيمة المحددة، يتم تشغيل غلاية التدفئة.

أصبحت كلمة جديدة وبديل فعال لمجمعات الطاقة الشمسية مع المبرد أنظمة مع أنابيب مفرغةمبدأ التشغيل والتصميم الذي نقترح عليك التعرف عليه.

مخطط مع البطارية الشمسية

سيكون من المغري تطبيق مماثل مخطط اتصال البطارية الشمسية إلى شبكة الكهرباء، كما هو مطبق في حالة مجمع الطاقة الشمسية، حيث يقوم بتجميع الطاقة المستلمة خلال النهار. لسوء الحظ، بالنسبة لنظام إمداد الطاقة في منزل خاص، فإن إنشاء حزمة بطارية ذات سعة كافية أمر مكلف للغاية. لذلك، يبدو مخطط الاتصال هكذا.

نظام التدفئة مع الألواح الشمسية
عندما تنخفض قوة التيار الكهربائي من البطارية الشمسية، تضمن وحدة ATS (التشغيل التلقائي للاحتياطي) ربط المستهلكين بشبكة الكهرباء العامة

من الألواح الشمسية، يتم توفير الشحنة إلى وحدة التحكم في الشحن، والتي تؤدي عدة وظائف: ضمان إعادة الشحن المستمر للبطاريات واستقرار الجهد. بعد ذلك، يتم إمداد التيار الكهربائي إلى العاكس، حيث يتم تحويل التيار المباشر 12 فولت أو 24 فولت إلى تيار متردد أحادي الطور 220 فولت.

وللأسف، شبكاتنا الكهربائية ليست مناسبة لاستقبال الطاقة، فهي لا تعمل إلا في اتجاه واحد من المصدر إلى المستهلك. ولهذا السبب لن تتمكن من بيع الكهرباء المستخرجة أو على الأقل جعل العداد يدور في الاتجاه المعاكس.

يعد استخدام الألواح الشمسية مفيدًا لأنها توفر نوعًا أكثر تنوعًا من الطاقة، ولكن في نفس الوقت لا يمكن مقارنتها من حيث الكفاءة مع مجمعات الطاقة الشمسية. إلا أن هذه الأخيرة لا تملك القدرة على تخزين الطاقة، على عكس البطاريات الشمسية الكهروضوئية.

ستجد كل ما يتعلق بخيارات تنظيم تدفئة منزل خاص باستخدام الألواح الشمسية. في هذه المقالة.

مثال لحساب الطاقة المطلوبة

عند حساب الطاقة المطلوبة لمجمع الطاقة الشمسية، غالبًا ما يتم إجراء الحسابات بشكل خاطئ بناءً على الطاقة الشمسية الواردة في أبرد أشهر السنة.

والحقيقة هي أنه في الأشهر المتبقية من العام سوف يسخن النظام بأكمله باستمرار. في الصيف، يمكن أن تصل درجة حرارة سائل التبريد عند مخرج المجمع الشمسي إلى 200 درجة مئوية عند تسخين البخار أو الغاز، و120 درجة مئوية لمضاد التجمد، و150 درجة مئوية للمياه. إذا غلي المبرد، فسوف يتبخر جزئيا. ونتيجة لذلك، فإنه سوف يتعين استبداله.

يوصي المصنعون بالاستناد إلى الأرقام التالية:

  • توفير إمدادات المياه الساخنة لا تزيد عن 70٪؛
  • توفير نظام التدفئة لا يزيد عن 30٪.

يجب أن يتم توليد بقية الحرارة المطلوبة بواسطة معدات التدفئة القياسية. ومع ذلك، مع مثل هذه المؤشرات، يتم توفير حوالي 40٪ سنويًا على التدفئة وإمدادات المياه الساخنة.

تعتمد الطاقة المولدة بواسطة أنبوب واحد من نظام الفراغ على الموقع الجغرافي. مؤشر انخفاض الطاقة الشمسية لكل 1 م سنويا2 من الأرض يسمى التشميس.

بمعرفة طول وقطر الأنبوب، يمكنك حساب الفتحة - منطقة الامتصاص الفعالة. ويبقى تطبيق معاملات الامتصاص والانبعاث لحساب قوة أنبوب واحد في السنة.

مثال الحساب:

طول الأنبوب القياسي هو 1800 ملم، والطول الفعال هو 1600 ملم. القطر 58 ملم. الفتحة هي المنطقة المظللة التي أنشأها الأنبوب. وبالتالي فإن مساحة مستطيل الظل ستكون:

ق = 1.6 * 0.058 = 0.0928 م2

كفاءة الأنبوب الأوسط 80%، والتشمس الشمسي لموسكو حوالي 1170 كيلووات ساعة/م2 في السنة. وبالتالي، سوف ينتج أنبوب واحد سنويا:

واط = 0.0928 * 1170 * 0.8 = 86.86 كيلووات ساعة

تجدر الإشارة إلى أن هذا تقدير تقريبي للغاية. تعتمد كمية الطاقة المولدة على اتجاه التثبيت والزاوية ومتوسط ​​درجة الحرارة السنوية وما إلى ذلك.

بجميع أنواعها مصادر طاقه بديله وطرق استخدامها تجدونها في المقال المقدم.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

الفيديو رقم 1. عرض توضيحي لتشغيل مجمع الطاقة الشمسية في فصل الشتاء:

الفيديو رقم 2. مقارنة بين نماذج مختلفة من مجمعات الطاقة الشمسية:

طوال فترة وجودها، تستهلك البشرية المزيد والمزيد من الطاقة كل عام. تم إجراء محاولات لاستخدام الإشعاع الشمسي المجاني لفترة طويلة، ولكن في الآونة الأخيرة فقط أصبح من الممكن استخدام الشمس بشكل فعال في خطوط العرض لدينا. ليس هناك شك في أن أنظمة الطاقة الشمسية هي المستقبل.

هل ترغب في الإبلاغ عن ميزات مثيرة للاهتمام في تنظيم التدفئة الشمسية لمنزل ريفي أو كوخ ريفي؟ يرجى كتابة التعليقات في الكتلة أدناه. هنا يمكنك طرح سؤال، وترك صورة توضح عملية تجميع النظام، ومشاركة المعلومات المفيدة.

تعليقات الزوار
  1. سفيتلانا

    في الآونة الأخيرة، بدأ الناس يفكرون في تركيب الألواح الشمسية في منازلهم. أولاً، من أجل توفير المال، فأنا أصدم من فواتير الغاز والكهرباء، خاصة في فصل الشتاء. ثانيا، علينا أن نفكر في البيئة. كل شيء في المقالة مكتوب بشكل جميل، ولكن هذا مخصص لأولئك الذين لديهم على الأقل القليل من الفهم للقضايا الفنية. نحن صفر كامل. اشرح لي باللغة الروسية. لدينا منزل مكون من طابقين، مساحة كل طابق 120 مترًا مربعًا. نحن نعيش في باشكيريا، حيث تكون الأيام المشمسة قليلة، وفي الشتاء يكون الجو غائما دائما. ما نوع البطاريات التي نحتاجها وكم ستكون تكلفتها؟ كم من الوقت سيستغرق منهم السداد؟ وهل ستنقذنا الألواح الشمسية في الشتاء؟ ففي نهاية المطاف، ننفق الكثير من الغاز والكهرباء في الشتاء، ولكن في الصيف لا يبدو أننا بحاجة إليهما. لذلك ربما لا يستحق الأمر أن تهتم به، ولكن الاستمرار في الدفع عن طريق الأنف للغاز والكهرباء؟

    • اليكسي

      بادئ ذي بدء، سفيتلانا، عزل منزلك، وجعله نوعا من الترمس. أي توفير العزل الحراري للجدران والنوافذ وأنظمة الأسقف.عندها فقط فكر في بدائل الغاز والكهرباء.

  2. سيرجي

    لست مستعدًا للتحول إلى التدفئة الشمسية. وهذا مناسب فقط لأولئك الذين يعيشون في المناطق الدافئة، حيث يوجد الصيف والليالي الدافئة على مدار السنة. في المنطقة الوسطى الروسية، البطاريات الحرارية قليلة الفائدة. وربما يكون هذا هو الجمع بين التدفئة التقليدية في الشتاء واستخدام الطاقة الشمسية في الصيف. ثم سيكون هناك على الأقل بعض المدخرات في المرافق، ولكن لا يزال التأثير جزئيا، فلن تتمكن من تسخين المنزل بالكامل بالطاقة الشمسية.

    • ك. سيرجي

      هل يمكنك توضيح إحداثياتك (المدينة، القرية)، لدي نفس الحالة والسؤال..

  3. غريغوري

    وأنا على استعداد للتبديل إلى التدفئة المشتركة. تتناول هذه المقالة المبادئ العامة لبناء أنظمة التدفئة الشمسية والهجينة. يمكنك أيضًا استخدام طاقة الرياح لتسخين خزان تخزين الحرارة بشكل إضافي. يعتبر خزان البطارية جهازًا قويًا جدًا لتخزين الطاقة الحرارية، ولا يمكن مقارنة أي بطارية كهربائية من حيث كمية الطاقة المخزنة. ومن أجل تفريغها من الطاقة المتراكمة، ينصح باستخدام المضخة الحرارية.

    • مارينا

      أنت على حق، غريغوري. التدفئة المشتركة هي الخيار المثالي. نحن نستخدم مجمعات الطاقة الشمسية وغلاية الغاز، مما يوفر الكثير من المال.

  4. كراكوزيابر

    يقولون بشكل صحيح أنك تحتاج إلى استخدام بطارية لصنع خزان سائل التبريد في منزلك. حساب على أساس الحد الأدنى من التشميس. ويتم تفريغ الفائض في المبرد تلقائيًا. يمكنك الجمع بين...

  5. ديمتري

    مرحبًا!
    أولا، أنا أتفق تماما مع أليكسي، أولا تحتاج إلى عزل المنزل وبعد ذلك فقط فكر في التدفئة الشمسية. أولاً، عليك أن تنظر إلى خريطة توزيع الطاقة الشمسية (وهي موضحة في بداية المقال).سأخبرك عن نظامي الهجين.
    جغرافيا، أنا في إقليم بريمورسكي، حيث، إذا حكمنا من خلال خريطة توزيع النشاط الشمسي، هناك منطقة حمراء، أي الكثير من الشمس. لقد قمت بتصميم وتركيب نظام تدفئة هجين يتضمن أولاً نظامًا شمسيًا وثانيًا غلاية تعمل بالوقود الصلب وبالطبع غلاية كهربائية (نظرًا لعدم وجود غاز لدينا). مساحة الغرفة الساخنة 240 م2. لذلك قال سيرجي إن المنزل لا يمكن تسخينه بالكامل بالطاقة الشمسية، أريد أن أخيب ظنك قليلاً. في الشتاء، خلال النهار، الطاقة الشمسية كافية للحفاظ على درجة حرارة مريحة في الغرفة من 10 إلى 18. في المساء، أستخدم غلاية الوقود الصلب، وفي الليل، غلاية كهربائية. تم تشغيل كافة الدوائر، وليس المبادل الحراري.

اضف تعليق

التدفئة

تنفس

كهرباء