Санкт-Петербург +7 (812) 903-28-88
Москва +7 (495) 789-56-51

Солнечные батареи для отопления. Возможно ли это?

Не редко жители нашей огромной и богатой страны лишены возможности пользоваться элементарными благами цивилизации, такими как электричество, газ, водопровод и отопление, что, в свою очередь, заставляет их обеспечивать собственный комфорт за счет автономных систем в том числе и на базе возобновляемых источников энергии. Обеспечить жилой дом электроэнергией при помощи солнечных батарей не составляет большого труда даже в зимний период, гораздо более интересная задача – реализовать отопление здания за счет энергии солнца. В этой статье мы постараемся сформулировать основные идеи «солнечного отопления» и по большей части ответить на вопрос о физической осуществимости данной концепции.

Отопление дома солнечными батареями. Что нужно знать?

Основная проблема заключается в том, что на всей территории России среднее солнечное излучение в зимний период, когда и необходимо отопление, в разы ниже летного.

При этом, чем севернее находится здание, тем выше потребность в отоплении и тем ниже «зимняя» инсоляция.При недостаточной солнечной активности становится нецелесообразно использовать для отопления солнечные батареи, КПД которых не превышает 20%. Даже в паре с тепловым насосом за минусом потерь энергии на преобразование постоянного напряжения в переменное получим суммарный КПД системы не более 80%, что не превосходит эффективности солнечного коллектора – устройства для прямого нагрева теплоносителя от солнечного излучения.

Приведем расчет для самого южного региона нашей Родины – Северного Кавказа. Допустим, теплопотери здания составляют 4кВт (небольшой жилой дом) в сутки на отопление потребуется 96кВтч, для выработки такого количества энергии потребуется массив солнечных коллекторов общей площадью примерно 50м², что немало и в принципе не дешево, но вполне осуществимо.

Рассмотрим теперь подобную задачу в условиях Северо-Западного региона. Теплопотери небольшого загородного дома в Ленинградской области при условии соблюдения действующих норм строительства составят, как минимум, 7кВт. На отопление потребуется 168кВтч/сутки. Необходимая площадь солнечного массива получается не менее 270м². Оперируя подобными величинами сложно говорить о физической осуществимости поставленной задачи, однако некоторые пути решения все же существуют. 

Во-первых необходимо снизить теплопотери здания. Обычно толщина утеплителя наружных стен (минеральная вата или пенополистирол) составляет 50мм, максимум 100мм. В автономном доме потребуется как минимум 350мм в стенах и не менее 400мм на кровле.

Во – вторых целесообразно запасти «летнее» тепло, что само собой представляет непростую задачу. Немецкий инженер Ланер использовал в качестве теплового аккумулятора емкость с теплоносителем объемом 40м³, расположенную в центре дома, собственно, дом был построен вокруг нее. Летом 40 тонн теплоносителя нагревались до 90 градусов, запасенного тепла хватало на отопление здания в течение всего зимнего периода. Такой подход безусловно эффективен, но крайне затратен. Удобнее и дешевле использовать в качестве теплового аккумулятора землю под домом. Если фундамент дома выполнен в виде плиты, что чаще всего и бывает в Лен. Области, достаточно заложить систему полиэтиленовых труб под здание на глубину около 1метра. Таким образом летом теплоноситель циркулирует через систему тепловых коллекторов и трубы под зданием, нагревая грунт, зимой же тепло поступает в дом «естественным путем» посредством теплопроводности земли и строительной конструкции. Опыт использования подобных систем в средней полосе России уже существует.

Подведем итог: «солнечное отопление» возможно, в южных районах нашей страны оно может быть выполнено в рамках простых строительных решений. В средней полосе и северных районах России автономное отопление представляет собой довольно сложную инженерную задачу включающую в себя специальные архитектурные и технологические решения, поэтому вряд ли стоит вести речь о целесообразности данной концепции для жилых домов, тогда как на промышленных объектах, складах, торговых комплексах, где не требуется высокая внутренняя температура в зимний период, либо имеется достаточное количество «вторичного тепла», идея отопления за счет солнечной энергии вполне оправдана.

                                        солнечные батареи для отопления

Рис. 1. Система отопления с геотермальным коллектором.

 

Статьи со схожей тематикой:

Солнечная энергия для горячего водоснабжения...

Устройство солнечной батареи...

Вернуться к списку статей...