Крыша из солнечных батарей

Солнце даёт нам бесплатную энергию, которой нужно только правильно распорядиться. В этом могут помочь установленные на крыше солнечные коллекторы. Накопленную ими энергию можно использовать, например, для нагрева воды, необходимой для хозяйственных нужд. Многие строительные фирмы в Германии предлагают заказчикам системы, позволяющие реально экономить энергоресурсы. Монтаж коллекторов на крыше обычно проводят специалисты, но эту работу можно выполнить и своими силами, купив комплект необходимого оборудования.

Использование энергии солнца для нагрева воды требует существенных затрат, в частности, на покупку солнечных коллекторов, теплообменника с резервуаром-накопителем для хранения воды и системы автоматического регулирования, которая управляет процессами подачи горячей воды и передачей тепла от коллектора к резервуару-накопителю.

Значительную часть всех необходимых для этого работ опытный умелец может выполнить собственноручно, сократив, таким образом, вкладываемые в это дело средства. Современный рынок предлагает, например, солнечные коллекторы, которые можно собрать и установить на крыше дома своими руками. Разница в стоимости коллекторов в разобранном и собранном виде весьма существенная. Даже если резервуар-накопитель, систему управления и все трубопроводы будет монтировать специалист со стороны, экономия всё же будет заметной.

Хорошо, если домашний мастер умеет паять, ведь при сборке коллекторов

придётся выполнить немало паяных соединений. Однако с установкой собранных коллекторов на крыше одному человеку не справиться. Здесь потребуются помощники.

КОМПОНЕНТЫ СОЛНЕЧНОЙ УСТАНОВКИ

Солнечные коллекторы — это лишь часть установки для нагрева воды. В доме (обычно в подвале) необходимо ещё разместить резервуар-накопитель для горячей воды {рис. 1.Устанавливаемый на крыше солнечный коллектор 1 представляет собой плоский металлический корпус, закрытый сверху стеклом, где на теплоизолирующей подложке смонтированы пластинчатые элементы1, поглощающие солнечную радиацию и передающие её энергию (тепло) медным или алюминиевым трубкам, по которым циркулирует теплоноситель (обычно вода или антифриз).

Теплоноситель из солнечного коллектора по замкнутому контуру поступает в теплообменник 3, смонтированный в резервуаре-накопителе 2. Резервуар-накопитель соединён с трубопроводом подачи свежей воды и с точками отбора горячей воды в доме (кухонная раковина, умывальник, ванна). Регулятор 5 с расширительным баком и циркуляционным насосом обеспечивает поступление нагретого теплоносителя из солнечного коллектора в теплообменник и перекачку по замкнутому контуру охлаждённого теплоносителя назад в коллектор. Такая схема водоснабжения вполне может обеспечить потребности семьи в горячей воде. Однако чтобы можно было пользоваться горячей водой в пасмурную погоду, целесообразно предусмотреть возможность подогрева воды для хозяйственных нужд и от котла центрального отопления дома.

Теплоизоляция 4 резервуара-накопителя 2 и трубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель, сводит потери тепла к минимуму и повышает КПД солнечной установки. При наличии надёжной изоляции стоимость этой установки и работа, выполняемая собственными силами, окупается в сравнительно короткий срок. Важно оптимально подобрать типоразмеры её отдельных узлов, информацию о параметрах которых всегда можно найти в документации завода-изготовителя.

МОЩНОСТЬ СОЛНЕЧНОЙ УСТАНОВКИ

Обычно при выборе солнечной установки руководствуются следующим правилом: установка должна обеспечивать подогрев примерно 100 л воды на человека в сутки, хотя в среднем реальное потребление горячей воды обычно составляет не более 30-50 л. На каждые 100 л объема резервуара-накопителя требуется площадь солнечного коллектора, равная 2 м2. При

соблюдении этого правила средняя температура воды в летнее время может достигать 46-50°С.

СБОРКА СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Тем, кто приобретает солнечную установку в виде комплекта деталей

и оборудования, предстоит решить непростую задачу: собрать солнечные коллекторы и смонтировать их на крыше.

Внутри корпуса солнечного коллектора необходимо установить алюминиевые или медные пластины со светопоглоща-ющим покрытием и прикреплёнными к ним трубками для теплоносителя (солнечные абсорберы), а затем соединить их с подводящими и отводящими трубками сборных коллекторов, которые представляют собой медные трубки с припаянными к ним на равном расстоянии короткими патрубками (ниппелями).

Все соединения трубок при сборке солнечных коллекторов, как правило, производят методом пайки. Выполнить эти паяные соединения вполне можно и своими силами. Но после сборки нужно обязательно убедиться в отсутствии протечек и надёжности соединений.

Наряду с разобранными солнечными коллекторами продают и готовые сборки, у которых все соединения трубок уже пропаяны. Остаётся только установить их в корпус и подключить к системе трубопроводов, по которым циркулирует теплоноситель.

Стандартные панели солнечных абсорберов несложно приспособить к любым условиям. Их ширина обычно составляет 143 мм, а длина должна равняться 854, 1830, 3660 и 5490 мм. Используя специальные монтажные профили, панели можно монтировать в ряд параллельно друг другу практи чески в любом необходимом количестве. Алюминиевые монтажные профили крепят к панелям солнечных абсорберов снизу на болтах или заклёпках. Предварительно под крепёжные детали в них сверлят сквозные отверстия. После установки всех болтов или заклёпок панели солнечных абсорберов вместе с монтажными профилями образуют единый узел и приобретают дополнительную жёсткость. Такая конструкция повышенной жёсткости особенно важна при монтаже солнечных абсорберов большой длины.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ

Чтобы снизить общий вес солнечного коллектора, его заднюю стенку вырезают из цельной плиты твёрдого пенопласта. Благодаря отличным теплоизоляционным свойствам пенопласта это позволяет снизить потери

тепла и одновременно уменьшить вес солнечного коллектора. Размеры задней стенки подгоняют точно по размерам корпуса так, чтобы она плотно, практически без зазоров, входила между его боковыми стенками. Чтобы уменьшить потери тепла, стыки между задней стенкой и боковыми панелями корпуса дополнительно уплотняют эластичным силиконовым гер-метиком. Поверх задней стенки из твёрдого пенопласта укладывают дополнительный слой теплоизоляции из минераловатных матов.

УСТАНОВКА СОЛНЕЧНЫХ АБСОРБЕРОВ В КОРПУС

Поверх теплоизоляционных матов в корпус укладывают собранную в единый узел сборку солнечных абсорберов. Патрубки, отводящие и подводящие теплоноситель к сборке солнечных абсорберов, выпускают через отверстия в нижней стенке корпуса. Чтобы облегчить эту операцию, нижнюю стенку корпуса лучше сделать съёмной. Завершив монтаж солнечных абсорберов, устанавливают датчик температуры теплоносителя, который затем подключают к регулятору температуры в блоке управления.

МОНТАЖ ОСТЕКЛЕНИЯ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА

Остекление солнечного коллектора устанавливают на своё место только после подъёма коллектора на крышу и завершения всех остальных монтажных операций. Для остекления, как правило, используют листы стекла толщиной не менее 4 мм со светопроницаемостью не ниже 90%. Так как стекло имеет довольно большой вес, при установке остекления используют листы небольшого формата. Для этого на лицевой стороне корпуса сначала устанавливают специальные поддерживающие профили, на которые затем укладывают листы остекления и герметизируют стыки между отдельными листами и корпусом эластичным силиконовым герметиком.

УСТАНОВКА СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА НА КРЫШЕ

Для монтажа солнечного коллектора на крыше на тыльной стороне его корпуса должны быть предусмотрены петли, которыми он навешивается на крючки, прикреплённые к стропильной конструкции крыши. Количество необходимых для крепления петель и крючков зависит от размеров коллектора и обязательно указывается в инструкции по монтажу фирмы-изготовителя.

Правильно смонтировать солнечный коллектор на крыше не так просто даже для опытного специалиста. Сложность заключается не только в необходимости выполнения всех работе на высоте, но и в том, что после установки коллектора надо снова восстановить снятые на время монтажа детали кровли и обеспечить надёжность и герметичность стыков между корпусом коллектора и кровлей. Для этого чаще всего по всему периметру корпуса устанавливают специальные фартуки из тонкого листового металла (свинца, цинка или меди), которые отводят стекающую по скату воду и не позволяют ей попасть под настил кровли.

Если предложенный вариант установки солнечного коллектора покажется слишком сложным, можно порекомен-

довать более простой, заключающийся в установке коллектора на стойках-опорах над кровлей. В этом случае потребуется снять лишь несколько черепиц, смонтировать опоры и снова укрыть эти места, подогнав черепицу к опорам. Недостаток этого решения состоит в том, что при эксплуатации солнечной установки увеличиваются потери тепла.

Есть и другие альтернативные варианты, например, встроить солнечный коллектор в крышу, а именно — между стропилами. В этом случае специальный корпус для коллектора вообще не потребуется, а остеклённая поверхность будет находиться практически вровень с кровлей.

Солнечные батареи для отопления дома

Если же крыша дома — плоская, то солнечный коллектор можно установить на специальном каркасе, который позволит правильно сориентировать его по отношению к солнцу. Возможен также и вариант крепления солнечного коллектора к стене дома или, например, к ограждению балкона.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДБОРУ И РАЗМЕЩЕНИЮ ОБОРУДОВАНИЯ

Сборка и установка солнечного коллектора на крыше — это далеко не всё, что необходимо сделать для использования энергии солнца для подогрева воды. Нужно будет ещё приобрести и установить резервуар-накопитель, подключить его к солнечному коллектору, проложив трубопроводы, образующие замкнутый контур циркуляции теплоносителя, смонтировать и подключить приборы системы управления. Весь этот комплекс работ потребует дополнительных затрат (хотя и не столь существенных), а, возможно, и обращения за помощью к специалистам.

В большинстве ситуаций резервуар-накопитель для горячей воды целесообразно установить в подвале дома, где будет меньше всего проблем с дополнительной статической нагрузкой на перекрытия. Кроме того, в этом случае существенно упрощается схема подключения системы солнечного подогрева воды к котлу отопительной системы дома, чтобы обеспечение горячей водой не зависело от капризов погоды.

Резервуар-накопитель следует выбрать покрупнее, даже если для него придется освободить дополнительное пространство. Чем больше объём накопителя, тем больше он аккумулирует тепла и тем меньше будут колебания температуры воды во время пиковых нагрузок. Исходя из этих соображений, его вместимость должна быть не менее 300 л.

Необходимо позаботиться и о надёжной теплоизоляции резервуара-накопителя, чтобы свести к минимуму все потери тепла. Если есть возможность выбора, то предпочтение следует отдать накопителю, у которого проходы для труб к внутреннему теплообменнику (или теплообменникам) предусмотрены в днище, а не в его горячей верхней зоне.

Это также позволит уменьшить потери тепла.

Управление работой солнечной установки для нагрева воды может быть построено по достаточно простой схеме (рис. 2), которая осуществляет регулирование скорости циркуляции теплоносителя в замкнутом контуре, объединяющем солнечный коллектор и теплообменник, расположенный в резервуаре-накопителе. В этой схеме работой циркуляционного насоса управляет дифференциальный регулятор температуры, который сравнивает температуру теплоносителя в двух точках: в солнечном коллекторе и в резервуаре-накопителе. Если температура теплоносителя в солнечном коллекторе выше, чем в резервуаре-накопителе, включается циркуляционный насос и подаёт нагретый теплоноситель в теплообменник, где он отдаёт своё тепло и подогревает воду в резервуаре, а затем вновь по замкнутому контуру перекачивается насосом в солнечный коллектор. Когда температуры в коллекторе и резервуаре выравниваются, дифференциальный регулятор выключает циркуляционный насос.

Помимо датчиков температуры дифференциального регулятора и циркуляционного насоса в контуре циркуляции теплоносителя необходимо установить предохранительный клапан, обратный запорный клапан, расширительный сосуд, контрольный термометр и манометр (см. рис. 2). Также в доступном и удобном месте надо предусмотреть кран для заполнения контура теплоносителем (антифризом) и слива его при опорожнении.

Солнечные панели на крышу дома установить не так уж сложно, поэтому некоторые решают провести эту процедуру самостоятельно. Такое решение нельзя назвать правильным, но даже если установкой данного устройства на ваш дом занимаются мастера, неплохо бы ознакомиться со всеми тонкостями, чтобы сразу же определиться — какой вид монтажа вам нужен, как сделать его максимально дешево и сколько это займет времени. Эти и другие вопросы мы рассмотрим в данном тексте, но сначала предоставим вам информацию о весьма интересных факторах, которые самым непосредственным образом влияют на качество монтажа и специфику использования солнечных панелей.

Что нужно учесть

Мы выделили три важных момента. Итак, это:

  1. Окрестности. Об этом стоит вспомнить еще до того, как вы покупаете солнечные батареи. Огромное влияние на показатель энергоэффективности устройства оказывает расположение здания, на котором его устанавливают. Если поблизости растут высоченные деревья или же находятся многоэтажки, тень от которых какую-то часть дня будет закрывать ваш дом, то следует либо выбирать очень мощные солнечные панели, которые способны за минимум времени поглотить много солнечной энергии, либо вообще отказаться от этой идеи.
  2. Показатель инсоляции. В разных местах уровень инсоляции различается, порой существенно. Сама инсоляция — это количество солнечной радиации, которая поступает на землю в той или иной местности за определенное количество времени. Измеряется данная величина в кВТ/м кв./дни, исчислением занимаются рабочие, которым поручено устанавливать солнечные батареи, делают они это перед началом работ.
  3. Расходы и потребности. Когда крыша из солнечных панелейтолько была придумана, цены на такие приспособления были сногсшибательными, где-то 300 долларов на ватт! Но технологии не стоят на месте, и сегодня мы имеем возможность приобрести эту же установку на куда более выгодных условиях, ведь средняя стоимость сейчас составляет 3-5 долларов на ватт. Нецелесообразно покупать сверхмощные солнечные батареи, если собираетесь устанавливать их на обычный дом. В идеале стоит обратиться к профессионалу, который рассчитает, какая мощность является оптимальной конкретно для вашего случая.

Важные моменты монтажа

Вы уже точно решили, что вам нужны солнечные батареи? В таком случае сейчас будем знакомиться с правилами их установки. Монтаж солнечных панелей можно осуществлять двумя способами:

  1. Полная переделка кровельного покрытия дома.
  2. Замена какой-то части кровли на фотоэлементы, они довольно похожи на черепицу для крыши.

Многие люди считают, что солнечные панели представляют собой какое-то невероятно громоздкое и сложное в плане монтажа устройство, однако это совершенно не так.

Суть в том, что давно уже была изобретена отличная технология установки солнечных батарей, назвали новинку Dow Powerhouse. Они совершенно недорогие, но быстро монтируются, а также их преимущество заключается в том, что энергоэффективность таких батарей на 10 % превышает показатели других аналогичных устройств. Непосредственно монтаж также обойдется вам недорого, так что сплошные плюсы, господа.

Стоит обсудить и конкретное расположение солнечных панелей, крыша-то большая, можно и повыбирать. Итак, лучшим вариантом считается южная сторона кровли, что вполне естественно, ведь нам нужно, чтобы на устройство попадало как можно больше солнечных лучей.

Солнечные батареи для крыши дома — эффективность и целесообразность

Чем ярче будет светить солнце — тем эффективней будут работать батареи.

Мы уже определились с тем, что переделка крыши дома вовсе не обязательна, сегодня существует множество альтернативных вариантов, для которых не нужно трогать покрытие. Но есть один нюанс: так как панели крепятся непосредственно к кровле, то она должна не только быть прочной сама по себе, но и хорошо держаться за основание дома. Солнечные панели всегда устанавливаются под наклоном, причем это обусловлено не только необходимостью быстрой очистки поверхности от снега. Дело в том, что наклон нужен для более мощной работы альтернативного источника энергии. К примеру, в центральных районах России оптимальный угол для получения обильного количества солнечного тепла и света составляет 30-45 градусов, дома с солнечными батареями на крыше делаются там именно исходя из этого требования. Чтобы определить, какой наклон должен быть в вашем регионе, лучше, опять-таки, обратиться к специалистам.

Устанавливаем солнечные батареи своими руками

Практика показывает, что проделать сию процедуру самостоятельно не так уж сложно, если как следует ознакомиться со всеми нюансами. Однако проводить монтаж на крыше многоквартирного дома, не имея при этом никаких профессиональных навыков, не стоит, это чревато не только плохими последствиями в плане постоянного возникновения смертных грехов.

А теперь правила установки:

  • Мы уже говорили о необходимости наклона панелей, но что, если крыша вашего дома плоская? В такой ситуации необходимо сделать зазор между кровлей и солнечными батареями, чтобы солнечная кровля не перенагревалась, из-за чего может понизиться мощность ее работы. Вообще устанавливать батареи можно на поверхность с любой структурой, она может быть даже волнистой.
  • Если вы хотите установить не одну, а сразу парочку батарей на крышу своего дома, при этом применяя наклонную консоль, непременно учтите тот факт, что ширина между рядами должна быть не меньше 1/7 от высоты ряда, иначе панели будут затемнять друг друга.
  • Темная крыша — не лучший вариант для установки солнечных панелей, ведь они будут чересчур сильно нагреваться, что нам не на руку.

    Поэтому лучше поискать какое-нибудь покрытие посветлей, так и отражение лучей будет лучше, отчего энергоэффективность батарей повысится.

Максимально продуктивное использование солнечной энергии было придумано не так давно, но обрело неслыханную популярность. Во сколько бы ни обошелся вам монтаж, само устройство в дальнейшем позволит круто экономить. Также крыша из солнечных батарей является отличным вариантом для установки на дачах и в загородных домах, ведь по сути таким образом вы получаете ни от кого не зависящий источник тепла и света.

Процесс монтажа не так уж сложен, но если вы от подобных дел далеки, воспользуйтесь профессиональными услугами и просто контролируйте, чтобы работники следовали всем правилам установки, о которых мы вам повествовали в данной статье.

Солнечные батареи на крыше

Солнечные батареи: увеличение мощности системы

Здесь начало рассказа о солнечных батареях.

Уже довольно давно у меня на крыше стоят солнечные батареи общей мощностью 5кВт, в то время как еще 2,5 кВт пылятся в подвале и ждут когда у меня будет время, чтобы установить оставшиеся панели на крышу. Во время монтажа первой половины солнечных панелей я использовал кран, в этот раз я решил обойтись без него, тем самым освобождая свою жену от обязанностей крановщика 🙂 Мои панели крепятся к фальцевой кровле с помощью специальных зажимов. Я уже успел убедиться в надежности подобного рода креплений в условиях самой неблагоприятной погоды, в том числе в сильный ветер. Чтобы добраться до конька крыши (а скат довольно крутой, и поверхность скользкая) я воспользовался креплениями-зажимами панелей солнечных батарей, и сделал из них некое подобие лестницы. Забравшись по ним на конек, я прикрепил страховочный трос к дымоходу, тем самым обеспечил себе достаточную степень безопасности для работы на крыше, чтобы без проблем смонтировать солнечные панели. Монтаж панелей я начал с конька крыши. Панели солнечных батарей мощностью 208Вт достаточно громоздкие и тяжелые. Кроме того, у них острые углы, что совсем не добавляет удобства в работе. Мне приходилось следить не только за тем, чтобы не сорваться с крыши, не повредить панели, но и не поцарапать окрашенные листы кровли.

«Солнечная крыша» как вариант кровельного покрытия

На этот случай я держал в кармане аэрозольный баллончик с краской. В итоге, конечно, ничего из этого не произошло и я благополучно смонтировал панели на крыше. Провода от солнечных батарей проходят через отверстие в карнизе крыши. Так как дальше провод идет сквозь деревянные конструкции, то он заключен в металлическую трубу из соображений пожарной безопасности. А перед местом входа провода в трубу установлен рубильник. Солнечные панели соединены по три последовательно. Внутри бокса с рубильником четыре таких секции из трех панелей каждая соединяются параллельно, образовавшиеся таким образом два провода входят в трубу и идут в подвал, где установлено зарядное устройство для батареи аккумуляторов. Итак, все 36 из ранее запланированных панелей солнечных батарей наконец смонтированы. Общая мощность массива батарей в идеальных условиях составляет 208х36=7488 Вт. В первые же дни после этого я смог убедиться, что когда солнце выглядывает из-за туч, система действительно достигает своего теоретического максимума. Больше того, я заметил, что в определенных условиях, генерируемая солнечными панелями мощность может превысить расчетную величину. Это происходит в момент, когда солнце начинает выходить из-за тучи. Не совсем понятен механизм данного явления, возможно солнечные лучи как-то особенно преломляются по краям облаков, но происходит все это в течение короткого периода времени (облака ведь не стоят на месте). Я только хочу сказать, что данный эффект необходимо учитывать в расчетах при подборе предохранителей, проводов и иных характеристик системы, основанной на зарядке аккумуляторов солнечными батареями. Теперь, когда стоит солнечная погода, батареи полностью заряжены и нет необходимости включать геотермальную установку и другие мощные потребители, я зачинаю задумываться куда девать лишнюю неиспользуемую энергию. Порой думаю, что мой следующий автомобиль будет работать от электрических аккумуляторов! А что, отличная возможность пустить в дело солнечные батареи в моменты простоя. Теперь что касается стоимости солнечных батарей. Мне они обошлись около 3,50$ за ватт, общей стоимостью 26000$. Это только панели. Сюда надо прибавить еще стоимость зарядного устройства, инверторов, проводов, сопутствующую мелочь и получится 40000$. Не забываем об аккумуляторах, а это еще 10000$. Итого, полная стоимость систему энергообеспечения на солнечных батареях мощностью 7,5 кВт. общей площадью 22,5 кв.м. составит около 50000$.

Вот таким образом можно получить электричество в месте, сколь угодно далеком от цивилизации. Теперь несколько слов о модном направлении в архитектуре — лофт-недвижимости. Лофт апартаменты — это квартира в доме с отделкой под старинное жилье, старинный особняк. Интерьеры в стиле лофт выдержаны в подобном же ключе: камень, кирпич, лепнина. Не для всех, но ценителям нравится.

Эта статья — перевод дневника стройки Томаса Месси. Оригинал блога вы найдете здесь.Добавить эту страницу в соц. сети: Опубликовано: 26.01.2012 | Просмотров:13255 | Автор:Baloun | Рубрика: Каркасный дом Томаса Месси

Текущий рейтинг статьи: 1 

Вы можете поставить свою оценку, нажав на соответствующую стрелку:

403 Forbidden

Оставить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *