Энергия солнечного света – это источник жизни на нашей планете. Благодаря солнцу дуют ветра, совершается круговорот воды, нагревается поверхность и развиваются растения, давая корм всем живым существам.
В зависимости от обстоятельств и человеческой смекалки солнечная энергия может стать холодом или теплом, движущей силой или электричеством. Светило обеспечивает планету в 10 000 раз большим объемом энергии, чем в настоящее время потребляет человечество. По степени приложения усилий и сложности конструкций различают пассивную и активную системы использования солнечной энергии.
Пассивная система солнечного отопления
В этом случае речь идет о домах с индивидуальной конструкцией, построенных с учетом местных климатических условий и с использованием специальных материалов и технологий. К последним относятся массивный фундамент и наливные полы, обращенные к югу окна и т. п.
В пассивной системе сама конструкция дома играет роль коллектора солнечной энергии, которая собирается в здании благодаря полу, стенам или вмонтированным элементам для накопления тепла. Это место для комфортной жизни, где много естественного света и мало расходов на электроэнергию. Такие солнечные дома возводятся с учетом следующих особенностей:
1. Местоположение дома. Тепла будет значительно больше, если здание будет расположено вдоль оси восток-запад или с небольшим (не более 30 градусов) отклонением от нее. Желательно, чтобы вокруг дома был круг из деревьев или густого высокого кустарника. В теплое время года зеленые насаждения охлаждают воздух, а в холодное – задерживают ветра.
2. Большое число обращенных к югу окон. Их располагают так, чтобы солнце попадало в помещение на пике дневной активности: с 9 до 15 часов. На южной стороне должно располагаться 50–70% всех окон, а на северной — не более 10%. Если солнечные лучи будут падать под углом более 40 градусов, то большая часть тепла останется внутри помещения. Также необходимо, чтобы в южных окнах было остекление в два слоя, а в северных – в три.
3. Расчет потребности в тепле во внутренних помещениях и изоляция снаружи здания. Для улучшения теплоснабжения все жилые помещения нужно располагать с южной стороны, а вспомогательные – с северной. В местах падения солнечных лучей нужно укладывать лучшие аккумулирующие материалы: керамическую плитку, бетонные блоки, камень и т. д. На внешней стороне здания в летнее время следует предусмотреть временные навесы и козырьки для предотвращения перегрева. Солнечный свет, проникающий через окна, стену и крышу, поглощается и сохраняется в здании в форме тепловой массы и далее используется для обогрева.
Практика показывает, что солнечная энергия, улавливаемая в пассивную систему, способна обеспечить до 30% потребностей теплоснабжения здания. В особо благоприятных климатических широтах этот показатель доходит до 100%.
Активная система солнечного отопления
Активные солнечные системы некоторым образом похожи на пассивное отопление, но имеют более сложную конструкцию и создают значительно больше тепла. Как правило, они состоят из следующих элементов:
1. Солнечный коллектор, предназначенный для поглощения энергии. Обычно этот элемент устанавливают на крыше здания в открытом для лучей доступе. В зависимости от конкретных обстоятельств и прочности крыши в качества материала, поглощающего тепло, используется просто воздух либо жидкость (вода или антифриз). Визуально коллектор представляет собой конструкцию из множества узких труб и баков, соединенных между собой.
2. Система для хранения полученной тепловой энергии. Самым распространенным элементом является обычный галечный аккумулятор.
3. Система теплообмена и рассеивания тепла по разным частям здания. В системе, основанной на использовании жидкости, может быть два теплообменника: один – для передачи тепла из коллектора в аккумулятор, а второй – для отправки его от аккумулятора к потребителю.
В последние годы все большую популярность набирает система солнечного отопления, в которых солнечный коллектор дополняется или полностью заменяется солнечными батареями (панелями) – ячеистым полупроводниковым устройством, преобразующим солнечную энергию в электрическую.
В зависимости от вида коллектора выделяют жидкие и воздушные системы солнечного отопления. В первом случае используется тепло, которое накапливает вода для сбора энергии, а воздушные конструкции поглощают тепло с помощью воздуха. При этом выход тепла из коллектора часто делают на потолке, тем самым оно с помощью вентилятора равномерно расходится по комнатам.
Активные системы солнечного электроснабжения способны вырабатывать до 60% тепла, необходимого для отопления дома в зимнее время. Поэтому солнечное отопление востребовано среди владельцев индивидуальных жилых домов.
ИНТЕРНЕТ МАГАЗИН ПРОВЕРЕНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
