Все о гелиосистеме

Солнце является самым большим и самым экологически чистым источником доступной на земле энергии. Ежечасно оно посылает такое количество энергии, которое могло бы потребляться всем человечеством в течение целого года. При помощи гелиосистемы ее можно уловить и использовать в виде тепла или электрической энергии. Какие технические возможности для этого существуют, как работают гелиосистемы и какова их стоимость – об этом пойдет речь в следующих разделах.

Когда говорят об использовании энергии солнца имеют в виду две основные технологии:

• Солнечные коллекторы - улавливают солнечное излучение и преобразует его в тепло для обогрева помещения или нагрева воды.
• Солнечная батарея - использует энергию солнца для выработки электроэнергии, которую можно аккумулировать, использовать для собственных нужд или передать в общую электросеть.

Солнечный коллектор – это гелиосистема, которая улавливает солнечное излучение и преобразует его в тепло. Это тепло можно использовать для приготовления горячей воды, подогрева воды в бассейне или для отопления.

Так как количество поступающей солнечной энергии изменяется в зависимости от затенения, облачности или положения солнца на небе, солнечный коллектор всегда комбинируется с котлом или тепловым насосом.

Преимущества и недостатки солнечных коллекоров

Солнечная тепловая установка (или термическая солнечная установка) состоит из:

• солнечных коллекторов на крыше;
• теплотрубопровода с регулирующими и управляющими устройствами;
• теплоаккумулятора для накопления тепла, если оно в данный момент не используется.

Типы солнечных коллекторов

Коллекторы являются теми компонентами гелиоустановки, которые видны уже снаружи. Их задача – поглощение энергии солнечных лучей и превращение ее непосредственно в тепло. Говоря простым языком, они работают как закрытая бочка с водой: когда на нее светит солнце, оно передает ей свою энергию, и вода внутри нагревается. Подобным образом функционируют гелиоустановки, однако здесь существует два их основных типа: плоские коллекторы и трубчатые (или вакуумные).

Плоский коллектор состоит из герметизированного корпуса, внутри которого поверх абсорбера проходят изогнутые трубки с теплоносителем. Сторона, обращенная к солнцу, закрыта панелью из прозрачного стекла, выполненной таким образом, чтобы без отражения пропускать внутрь корпуса бо́льшую часть падающих солнечных лучей. Когда светит солнце, коллектор нагревается и теплоноситель – вода, смешанная с антифризом – по трубопроводу передает тепло в теплоаккумулятор гелиоустановки.

Вакуумный трубчатый коллектор состоит из нескольких стеклянных трубок, соединенных друг с другом. В трубках, как в колбе термоса, создан вакуум, что позволяет уменьшить в них потери тепла.

Если сравнивать оба вида коллекторов, то на основании практических наблюдений за их эксплуатацией и полученных результатов можно сделать вывод, что количество тепловой энергии, получаемой от данных коллекторов примерно одинаково. Промежуточной формой этих двух типов являются вакуумные плоские коллекторы. Однако они технически сложны и предлагаются лишь несколькими производителями.

Теплотрубопровод переносит тепло с крыши и обеспечивает безопасность

Теплотрубопровод соединяет друг с другом коллекторы и нагревательные приборы в доме. Циркуляционный насос перекачивает жидкость-теплоноситель по всей системе, таким образом тепло от коллекторов переносится в бак-теплоаккумулятор. Расширительный бачок и предохранительный клапан обеспечивают безопасную и эффективную работу всей системы.

Так как тепло, производимое солнечными тепловыми установками, чаще всего требуется тогда, когда солнце уже не светит, полученная энергия должна быть аккумулирована. Эту задачу выполняет теплоаккумулятор, который, в зависимости от области применения гелиоустановки, заполнен питьевой или отопительной водой. Чтобы избежать смешивания теплоносителя с отопительной или питьевой водой, он передает тепло воде, находящейся в баке-теплоаккумуляторе, только через теплообменник. Последний имеет форму змеевика и функционирует аналогично погружному нагревателю.

Для приготовления горячей воды

Для приготовления горячей воды с использованием солнечной энергии получаемая энергия передается в бак-теплоаккумулятор. Это происходит через теплообменник – змеевик, встроенный в бак. Если бесплатной, экологически чистой энергии недостаточно, то дополнительный теплогенератор (котел, тепловой насос и т. д.) обеспечивает постоянное наличие необходимого количества тепла. Так как гелиоустановка для приготовления горячей воды невелика и насчитывает не более 2-3 коллекторов, она может быть установлена не только в новом здании, но и интегрирована в уже существующую систему отопления.

Для поддержки системы отопления

При использовании гелиоустановки для поддержки системы отопления вся полученная экологически чистая энергия направляется сначала в бак-термоаккумулятор, заполненный отопительной водой и сохраняющий тепло для обогрева всего здания. В этом случае бак-термоаккумулятор подключен и к основному источнику тепла, который включается лишь тогда, когда запасенной в термоаккумуляторе энергии недостаточно для обеспечения надлежащего обогрева дома и нагрева воды. По сравнению с солнечными тепловыми установками, используемыми исключительно для получения горячей воды, гелиоустановки для поддержки системы отопления имеют значительно больше солнечных коллекторов от 8-10 шт.в зависимости от площади дома.

Особой формой обогрева солнечной энергией является почти энергоавтономный "солнечный дом". В этом случае солнечные коллекторы занимают еще большую площадь, а резервуар-теплоаккумулятор может вмещать (в коттедже для одной семьи) до 10 000 литров или более 70-ти полных ванн. Задачей такого теплоаккумулятора, который становится архитектурным ядром здания, является сохранение энергии летнего солнца и в зимний период.

Солнечная энергия, в отличие от газа и жидкого топлива, неограниченный и бесплатный ресурс. Если вы используете солнечную тепловую энергию, вы экономите до 60 % ваших затрат на энергию для приготовления горячей воды и около 25 % для поддержки отопления. Покупка солнечной тепловой системы делает вас менее зависимыми от поставщиков энергии, поскольку вы сами являетесь ее производителем.

Прежде чем покупать гелиосистему, важно проверить, соответствует ли Ваш дом необходимым требованиям. Солнечные коллекторы работают оптимально и экономично при соблюдении следующих условий:

• нужен конденсационный котел или другой источник тепла.
• коллекторы получают как можно больше солнца. Для этого угол наклона при их установки должен быть не менее 30 градусов, но в идеале между 45 и 70 градусами. При этом ни высокие здания, ни большие деревья не должны закрывать коллекторы от солнца.
• крыша должна быть обращена к югу. Это гарантирует максимальный выход солнечной энергии. Ориентированный на юго-восток или юго-запад, выход солнечной энергии снижается на пять процентов, что еще достаточно для установки.

Цена цилиндрических теплоаккумуляторов с подключенными солнечными коллекторами (в минимальной базовой комплектации) составляет около 2-3 тысяч евро. Сюда следует добавить стоимость монтажа системы обогрева и разводку труб, которые в значительной степени зависят от конструктивных особенностей Вашего здания. Чтобы гарантировать обеспечение горячей водой среднестатистической семьи из четырех человек, необходимо принять в расчет сумму от 3 500 до 6 000 евро.

Высокие первоначальные инвестиционные затраты компенсируются низкими текущими расходами. Ниже представлен список основных составляющих общей стоимости при покупке гелиосистемы:

• теплоаккумулятор с коллекторами – от 2000 до 3000 евро
• разводка воды  – от 100 до 300 евро
• теплообменник – от 500 до 2000 евро

Существуют различные программы для поощрения использования гелиосистем. Например, Вы можете получить разовую ссуду для приобретения в размере 35%, но не более 3 000 евро на одного человека по программе IQ energy. Для получения более точной информации Вы можете обратиться в информационный Центр IQ energy 0-800- 50 57-17 (бесплатно по Украине).