Чем отличаются солнечные панели от солнечных коллекторов?
Немногие знают, что энергия солнца, которая доходит до нас на протяжении всего одного часа, при полноценном ее применении могла бы обеспечить всех необходимым энергоресурсом для проживания целый год. При этом на данный момент люди применяют всего одну сотую процента от солнечной энергии. Эта энергия изучается и ее применение все чаще становится более популярно чем применение классических энергоресурсов.
Еще в прошлом веке было запущено производство солнечных панелей и батарей, с тех пор технологии развиваются, и они становятся более компактными, удобными в установке, с более повышенным коэффициентом полезного действия и более дешевыми. Главным преимуществом таких источников питания является то, то они совершенно нейтральны по отношению к окружающей среде. Никаких выбросов в атмосферу и дополнительных ненужных отходов.
Выбор солнечных источников питания
Существуют две системы наиболее популярные среди пользователей, это солнечные панели и коллекторы, использующие солнечный свет. Они существенно отличаются как по конструкции, так и по их назначению в использовании. Но оба вида применяются для получения энергии путем впитывания солнечных лучей и превращения их затем в тепловую энергию, используемую для различных нужд населения. При этом предопределение панелей-это генерирование электричества, а функции коллекторов заключаются в генерации именно тепловой энергии.
Рассмотрим каждый из этих видов:
1. Солнечные панели
Оборудование, видоизменяющее солнечные лучи в электричество при помощи задействованных в нем элементов. Основной из них-кремний, именно он отвечает за превращение солнечного света в электрическую энергию. Остальные детали конструкции батареи — это стекло и алюминиевая рама, которые играют роль несущих элементов. Кремний может быть поликристаллический или монокристаллический. Благодаря солнечным панелям у нас появляется возможность:
- Быть независимыми от централизованных местных сетей электроподачи .
- Экономить на электричестве. Впечатляющей экономии сразу можно не увидеть, но за годы использования солнечных батарей можно сэкономить в десятки раз больше, чем вы потратите на их установку.
- Использовать всю вырабатываемую энергию для нужд дома.
- Выбрать из широкого ассортимента именно ту модель, которая подойдет для вашего дома.
2. Солнечные коллекторы
Устройство, которое также перерождает солнечный свет в тепловую энергию. Отличается от солнечных панелей своим назначением и конструкцией самого оборудования. Применяют их обычно для нагрева воды для нужд в быту потребителя, отопления или подогрева воды в бассейнах. В середине конструкции солнечного коллектора всегда находится элемент, забирающий солнечный свет и делающий из него тепловую энергию, которая затем поступает в систему для использования. Можно рассмотреть два основных вида этого оборудования:
- Вакуумный. Строение таких коллекторов имеет вид несущей рамы, на которой установлены вакуумные трубки из стекла и теплообменник, отвечающий за изменение солнечной энергии в тепло. Идеально подходят не только для получения горячей воды, но и для отопления жилого помещения. КПД таких коллекторов очень высокий как в летнее, так и в зимнее время года.
- Плоский. Это панель из стекла, более эффективна в летнее время за счет большей площади нагревания. Схожи с солнечными панелями, но по факту гораздо больше весят и представляют собой конструкцию из слоя, который изолирует выход тепла (минимизирует потери поглощенной солнечной энергии), теплообменника (в виде трубки), по нему движется носитель тепла (вода или глиголь ) и абсорбера из различных материалов (элемент, который поглощает излучение Солнца).
Приобретение и назначение устройств
Если вы решили солнечный коллектор купить в М инске , то вам необходимо ознакомиться с ассортиментом предлагаемого оборудования. Проконсультироваться с консультантом на предмет прямого назначения приобретаемого оборудования, полезной площади для его использования и желаемых объемов энергии для удовлетворения нужд вашего дома.
Солнечное отопление для частного дома — панели или коллекторы?
Для отопления дома солнечной энергией можно использовать несколько подходов: установить фотоэлектрические панели или коллекторы. У каждого варианта есть свои нюансы как по цене, так и по практичности.
Отопление солнечными батареями
Это решение предполагает использование отопительной системы, работающей на электроэнергии. Непосредственно греть воду и обеспечивать её циркуляцию по трубам будет электрокотёл, а за его питание будут отвечать фотомодули, установленные на крыше дома.
Кроме солнечных батарей для работы электростанции понадобится инвертор, блок аккумуляторных батарей и контроллер заряда.
В идеальных условиях днём котёл будет работать от панелей, а ночью — от аккумуляторов. Но в нашем случае речь идёт о зимнем периоде, когда количество солнечных дней стремится к минимуму. И если пасмурная погода установится на несколько суток, то останется только подключаться к центральной сети, чтобы не замёрзнуть.
Ниже приведём пример расчётов, и будет наглядно видно, что обычная солнечная электростанция просто не сможет в одиночку питать котёл отопления, т.к. это мощное устройство, а панели зимой работают крайне неэффективно.
Вывод: только на солнечных батареях отопление работать будет, но это неоправданно по бюджету, т.к. нужно устанавливать электростанцию с большой площадью модулей. Зимой они может и потянут отопление, но в остальное время будут вырабатывать огромные излишки электричества.
Единственный логичный вариант — использовать стандартную гелиосистему, которая будет обеспечивать энергией всё домохозяйство круглогодично: летом она сможет покрыть все потребности, зимой — частично, в том числе и отопление.
Сколько панелей понадобится
Эффективность батарей напрямую зависит от интенсивности солнечного сияния, которое зимой на минимальных значениях. Этот показатель индивидуален для каждого региона. Посмотреть его можно здесь.
Для примера возьмём простые исходные данные:
- Нужно запитать котёл на 6 кВт.
- Котёл будет работать в среднем 6 часов в сутки.
- Дом находится в Краснодарском крае.
Для начала просчитываем общие потребности нашей системы отопления. Перемножаем мощность котла на время использования: 6*6 = 36 кВт — это суточный расход. Значит в месяц получится около 1 000 кВт. Если прибавить расходы на работу инвертора и контроллера, а также потери при разряде-заряде аккумуляторов, то можно округлить до 1 300 кВт.
Теперь смотрим таблицу инсоляции в Краснодарском крае. Здесь мы имеем среднее для зимы значение 2,13 кВт/ч на м 2 . Именно столько можно максимально выжать в месяц с 1 м 2 хорошей фотопанели, но это в идеальных условиях. Также находим в Интернете информацию о количестве солнечных дней в данном регионе. Зимой в Краснодаре в среднем 7 ясных дней в месяц.
Для такого энергозатратного проекта сразу возьмём панели помощнее, например, на 450 Вт. По результатам просчёта можно будет попробовать и другие варианты.
Исходя из данных инсоляции и количества солнечных дней, посчитаем, сколько такая панель сможет выжать в зимнее время. Для этого используем формулу:
Затраты
Выше мы говорили, что бессмысленно пытаться сделать солнечное отопление только на фотоэлектрических батареях, т.к. их понадобится очень много, а летом они будут просто простаивать. Поэтому лучше использовать стандартную мощную электростанцию, которая будет работать круглый год и частично покрывать расходы на отопление.
Электростанция на 10 кВт под ключ обойдётся около 600 тыс. рублей. Цена электрического котла отопления зависит тоже от мощности. Например, устройство на 6 кВт может отопить около 60 м² площади. Его цена — около 40 тыс. руб.
Солнечное отопление коллекторами
Для отопления солнцем кажется целесообразнее использовать коллекторы — система из трубок со специальным теплопроводящим веществом внутри.
Коллекторы размещаются на крыше и благодаря конструктивным особенностям собирают максимум солнечной тепловой энергии.
Если просто, то работает всё так:
- Солнце нагревает коллектор.
- Это тепло передаётся в теплообменный бак
- Через бак вода, равномерно прогреваясь, циркулирует по системе.
Есть и варианты, которые нагревают воздух, а не воду в трубах.
У коллекторов тоже большая зависимость от сезонности и количества безоблачных дней, поэтому зимой такой источник тепловой энергии лучше использовать в качестве дополнительного к основному отоплению. Летом же солнечный коллектор может полноценно обеспечивать дом горячей водой.
Виды солнечных коллекторов
По конструктивным особенностям выделяют коллекторы:
- Панельные. Поверхность металлической панели нагревается и передаёт тепло проходящим через неё трубкам с жидкостью. При низких температурах такая система перестаёт справляться с задачей, а теплопроводящая жидкость вообще может замёрзнуть.
- Вакуумные. Состоят из вакуумных трубок, внутри которых находится вещество с высокой теплопроводимостью. Такие коллекторы максимально эффективны и работают даже в сильный мороз.
По типу энергоносителя:
- Жидкостные. Здесь система устроена так, чтобы передавать всё тепловую энергию жидкости, которая циркулирует по трубам.
- Воздушные. Вместо жидкого теплоносителя в таких коллекторах воздух, который, нагреваясь от солнца, распределяется по помещению. Они менее эффективны и не так практичны, т.к. такая энергия не может быть подключена к водопроводной системе.
Оптимальным вариантом будет вакуумный коллектор с жидкостной системой. Они надёжны и имеют наивысший КПД.
Затраты
Стоимость вакуумного коллектора под ключ для обогрева площади 50-100 м 2 обойдётся в 400 тыс. рублей.
Что выбрать: солнечные панели или коллектор
Отопительная система на электричестве сама по себе дорогостоящая, а пытаться сделать её полностью автономной, используя гелиопанели, — это безнадёжное дело. Чтобы зимой собрать достаточное количество солнечной энергии для электрокотла, придётся ставить не один десяток модулей, которые ближе к лету просто будут простаивать.
Коллекторы с задачей отопления справляются эффективнее, но полностью среднестатистический дом обогреть сложно. Поэтому в любом случае солнечное отопление можно рассматривать только в качестве вспомогательной системы.
В чём отличие между солнечными коллекторами и батареями
Многие очень часто путают между собой понятия солнечных батарей и солнечных коллекторов. Давайте разберёмся, в чём заключается их отличие.
Солнечный коллектор – устройство, преобразующее энергию солнца в теплоэнергию для нагрева воды доме, в дальнейшем её можно использовать для подогрева воды в бассейне.
Батареи используют для преобразования энергии солнца в электроэнергию, которая в дальнейшем используется в быту.
Солнечный коллектор или солнечные батареи: выбор устройства в зависимости от целей
Выбирая между солнечными коллекторами и солнечными батареями, необходимо учитывать будущее размещение установки и время потребление электроэнергии.
Остановить свой выбор на батареях стоит в следующих случаях:
- В вашем доме плоская наклонённая крыша, направленная на юг или юго-восточную сторону. Конечно, их можно установить на земле, но такой монтаж будет стоить дороже.
- Большую часть электроэнергии потребляется в дневное время суток.
- У вас есть необходимость в установке автономной системы, чтобы обеспечить электроэнергией те места, где она отсутствует.
В случае с коллекторами примите во внимание следующие пункты:
- Установка станет выгодным решением, если на вашем участке нет подходящего места на земле или крыша не соответствует необходимым условиям.
- У вас есть доступ к электросети, а потребляете электроэнергию вы в вечернее время.
Эффективность работы солнечных батарей в зимнее время года
Наиболее эффективная работа отмечается в период с первого месяца весны и до начала осени. В остальное время их производительность составляет где-то 10% от общей электроэнергии произведённой за год. С помощью этого оборудования вряд ли удастся полноценно отопить помещение в зимний период, да и обеспечить непрерывный процесс подачи электроэнергии без дополнительных устройств.
Для загородных домов лучше всего подойдут солнечные батареи мощностью от 3 до 5 кВТ, в случае с предприятиями, где потребление электроэнергии в разы больше подходящим вариантом будет мощность от 10кВТ.
Так, оборудование на 3кВт будет состоять из двенадцати солнечных батарей, если их располагать в несколько радов в вертикальном положении, то они не займут много места. В год такое оборудование будет производить около 3000кВТ.
Источник https://solartime.by/novosti/chem-otlichayutsya-solnechnye-paneli-ot-solnechnyh-kollektorov.html
Источник https://nova-sun.ru/solnechnye-kollektory/solnechnoe-otoplenie
Источник https://aqua-prime.by/blog/articles/v-chem-otlichie-mezhdu-solnechnymi-kollektorami-i-batareyami