Солнечные коллекторы:

преимущества, недостатки

и эффективность работы

Любой владелец частного дома сталкивался с проблемой выбора системы отопления. Особенно данный вопрос актуален для удаленных от городов зон, где необходимо обогреть не только сам дом, но и теплицы, бытовые помещения и пр. Вопрос экономии тут - один из главных. Печи с котлами нагревания, электрические батареи, дровяные камины – распространенные, но не самые выгодные варианты. Расходные материалы для них (дерево, уголь, газ, электричество) обходятся дорого, а расходуются очень быстро.

Сегодня технический прогресс шагнул в сторону возобновляемых источников энергии. И одной из таких инноваций стали коллекторы, работающие за счет поглощения солнечного света.

Солнечное излучение - один из самых доступных и распространенных альтернативных источников тепла. А солнечные коллекторы, в свою очередь, — самый простой способ энергию преобразовать. С каждым годом все больше людей рассматривают их в качестве дополнительного источника энергии для дома.

Но что же представляют собой солнечные коллекторы, чем отличаются между собой и действительно ли они так эффективны? Попробуем разобраться вместе.

Ежедневно на землю падает огромное количество солнечного излучения большая часть которого не используется. Задача коллектора — «впитать» в себя определенную долю этого излучения и преобразовать его в пригодную для человеческих потребностей энергию.

При этом важно отличать:  солнечное излучение может быть преобразовано в 2 вида энергии – тепловую и электрическую.

Солнечные коллекторы применяются для получения тепла и нагрева воды. Они нагревают воду которая используется для ГВС и отопления здания.

Солнечные батареи (они же фотоэлектрические модули) применяются для выработки электроэнергии. Они имеют совершенно другой принцип действия.

Существует также комбинированная технология. Панели, которые одновременно вырабатывают электрическую и тепловую энергию.

Основные принципы работы

Солнечные коллекторы работают по тому же принципу, что и бытовые водонагреватели – энергия действует на тепловой элемент, повышая температуру воды, воздуха или антифриза в полостях отопительных приборов. Руководящим элементом выступает сам корпус коллектора – плоская пластина площадью несколько квадратных метров. Погодная нестабильность породила идею совмещения энергий солнца и электричества у некоторых приборов такого класса.

При низкой освещенности и прохладной погоде площадь устройства только впитывает доступное тепло, нагревая комплект. Дальнейшее прогревание системы частного отопления проводится уже при участии электричества. Подобный подход позволяет выжать из установки максимум, хотя расчет затрат останется скромным. Технология получила название «принудительной циркуляции». Как правило, она характерна крупномасштабным коллекторам.

Созависимое функционирование в умеренных поясах планеты используются чаще автономного. Но в условиях преобладания годового активного солнца возможно использовать исключительно природную энергию. Для этого понадобиться только рациональный расчет с правильной теплоизоляцией постройки.

Зимой солнечный комплект способен обогреть до 30-40% жилых помещений.

Автоматизированные экземпляры улавливают и перерабатывают на отопление до 75% дневного света.

Типы солнечных коллекторов

Существует несколько видов солнечных коллекторов, которые отличаются назначением, внешним видом, принципом работы и так далее. Основные отличия можно классифицировать следующим образом:

По конструкции

Плоские светопоглощающие. Представляет собой темный алюминиевый ящик с медными трубками внутри. Снизу ограничен слоем теплоизоляции. Сверху закрыт закаленным стеклом и пропилен-гликолем, выполняющим работу поглотителя солнечных лучей. Функционален в любое время года, популярен ввиду доступной себестоимости.

Вакуумные коллекторы состоят из многочисленных медных трубок. Элементы уложены ровными рядами. Каждая трубка с поглощающим и отражающим веществами расположена внутри еще одной стеклянной колбы аналогичной формы, но большего диаметра. Между стенками емкостей образуется вакуум, выступающий теплоизолятором и проводником. Главным достоинством класса является большая принимающая площадь, а значит, высокий КПД.

По принципу работы

Самотечные — идеальный вариант для дачи или сезонного использования. Это автономная система, которая не требует подключения к электросети.

С принудительной циркуляцией. Этот вид солнечных коллекторов подключается к общей системе отопления и работает под давлением насоса.

По сезонности

Круглогодичные (летом — полноценное обеспечение горячей водой, зимой — поддержка отопления).

Сезонные – используются только летом и в межсезонье. Обычно внутри таких коллекторов течет вода, которая на холоде замерзает. Поэтому на зиму такие системы консервируются.

Плоский и трубчатый солнечный коллекторы.

Все классы подходят для отопления частных домов в равном соотношении. Конкретный тип выбирается исходя из собственных потребностей, финансовых возможностей, площади крыши (или иной поверхности) для установки.

Все виды коллекторов солнечного типа обладают недостатками и достоинствами. Выбирая устройство по своим потребностям, следует обращать внимание на некоторые нюансы. Плоские разновидности прочнее остальных, однако, не выгодны при ремонте. Поломка выводит из строя всю систему адсорбции, что увеличивает траты. Экземпляры данного класса способны нагревать воду на 20-40 градусов выше температуры окружающей среды.

Вакуумные виды коллекторов чувствительны к внешним действиям, быстрее поддаются повреждениям из-за хрупких полых трубок. Между тем, ремонт может быть произведен в виде замены конкретной колбы. Зимой эффективнее плоского типа, поскольку нагревает теплоноситель в более широком диапазоне и дольше поддерживает температуру.

Воздушные виды просты по конструкции, редко требуют ремонтных вмешательств. Стойко выдерживают очень низкие температуры, служат дольше остальных. В целом же, они слабее прогревают помещения.

Преимущества солнечных коллекторов

Экономия газа. Летом солнечные коллектора способны полностью закрыть потребность здания в горячей воде. В межсезонье – весной и осенью, коллекторы снижают нагрузку на газовый котел, что в конечном итоге сокращает потребление газа. В зимнее время коллекторы работают с очень низкой эффективностью.

Энергонезависимость. Используя солнечный коллектор для отопления вы снижаете собственную зависимость от газа. Коллектор является дополнительным источником тепла. Как минимум в летнее время вы сможете бесплатно получать горячую воду не используя для этого газ.

Доступность. Для установки солнечного коллектора не требуется разрешение. Все что нужно – сантехник с прямыми руками и компетентный продавец, знающий все особенности и тонкости монтажа.

Долгий срок службы. Срок службы коллектора – более 15 лет. А значит, вы очень долго сможете пользоваться бесплатным солнечным теплом.

Внешний вид. Любой гелио комплект прост в обслуживании, выглядит эстетично, облагораживает внешний облик частного дома.

Отсутствие грязи, отходов.

Недостатки

Стоимость. Цены на солнечные коллекторы для нагрева воды плавают от 500$ до 1000€ за штуку. А целая система «под ключ» состоящая из двух коллекторов будет стоить от 2500$. Немалые начальные вложения, со сроком окупаемости 7-10 лет.

Непостоянство. Солнце нельзя включать и выключать по собственному желанию. Поэтому коллекторы нельзя рассматривать как единственный источник тепла.

Подведем итоги

Солнечный коллектор для отопления - это один из самых распространенных и доступных альтернативных источников энергии для частного дома.

Коллекторы, в первую очередь, следует рассматривать как инвестицию в энергонезависимость. Их срок окупаемости очень велик – 7-10 и более лет. Поэтому ставить коллекторы только ради экономии газа нецелесообразно. Возможно, что с этой задачей лучше справятся и другие альтернативные газу источники тепла — камин с водяным контуром или тепловой насос. Все зависит от ситуации.

Наиболее оправдано использовать коллекторы в южных регионах, где высокая солнечная активность. Самую высокую эффективность они показывают летом и в межсезонье. Зимой вклад в систему отопления хоть и есть, но невелик.

Если вы рассматриваете коллекторы ради экономии газа и денег, то вероятно это будет одно из самых дорогих и наименее эффективных решений. В первую очередь, лучше всего обратить внимание на другие недорогие мероприятия. К счастью, таких множество.