Енергетика – найбільший сектор економіки. Потреби енергії зростають на 1% щорічно, що дало потужний імпульс розвитку «зеленої» енергетики, що черпає ресурси з відновлюваних джерел.
Якщо подивитися навколо, енергія розлита всюди, і це безкоштовне джерело потрібно лише вміло використовувати, щоб вирішити завдання, що стоять перед людиною. Вітер, хвилі, течії, термальні води та сонце здатні обдарувати людство дешевою електрикою та теплом із надлишком. І люди вже намагаються переходити на «зелену» енергію навіть у масштабах приватного домоволодіння.
Особливе місце серед багатьох видів альтернативної енергетики належить сонячному опаленню. Тут не потрібно закупівля дорогого обладнання – газгольдера, опалювального газового або твердопаливного котла. Не доведеться здійснювати складний монтаж, отримувати дозвіл енергетичної інспекції.
Не потрібно закуповувати вугілля, дрова, паливні брикети, викликати газовий заправник.Все, що потрібно – якнайбільше сонячних днів на рік, а також максимальна площа стін та покрівлі, де може бути встановлений повітряний сонячний колектор для опалення.
Пристрій повітряного колектора
Сонячне опалення не перетворює енергію за допомогою фотоелементів на електрику, а концентрує тепло, переносячи його всередину будинку.
Нагрівальні системи, що утилізують сонячне тепло, застосовуються для локального нагрівання повітря.
Через прокладені канали потік гарячого повітря циркулює в системі сонячного опалення, завдяки чому відбувається обігрів внутрішніх приміщень.
Варіанти конструкцій
Відомі два види сонячних нагрівачів, що здійснюють нагрівання за допомогою парникового ефекту:
- Пасивні – забезпечують природну циркуляцію повітря каналами.
- Активні – примусово переносять робоче середовище.
Конструкції систем обігріву на основі сонячних колекторів також відрізняються за принципом подачі повітря.Коли повітряна маса захоплюється зовні, після чого підігрівається і йде в приміщення, це називається вентиляційною системою.
Якщо ж прохолодне повітря, яке потребує підігріву, береться всередині кімнати, а після прогріву в колекторі повертається, то це рециркуляційний варіант.
Працює парниковий ефект
Панельні повітряні колектори, що обігрівають приміщення за допомогою сонячної енергії – невичерпне джерело безкоштовного тепла.
Модулі різних масштабів можуть використовуватися в теплицях та дачних будиночках, у приватних будинках, на турбазах, у котеджах та міських квартирах. Блок середніх розмірів виробляє до 2 кВт/годину, чого вистачає для створення комфортних умов у кімнатах у міжсезоння.
Відгуки про повітряний сонячний колектор говорять, що навіть у зимовий час пристрій продовжує ефективно працювати, дозволяючи наполовину знизити витрати пального для опалювального котла.
- Принцип роботи повітряного колектора ґрунтується на законах фізики, знайомих усім ще зі школи.
- Поглинаючи видиме світло, що пройшло крізь скло, поверхня нагрівається і починає генерувати теплове випромінювання, для якого скло є непереборною перешкодою.
- Тепло накопичується під склом, нагріваючи повітря, яке починає підніматися. За рахунок природної циркуляції здійснюється перенесення тепла до приміщень.
При необхідності – коли нагріте повітря рухається надто повільно, встигаючи віддати придбане тепло у зовнішнє середовище – систему доповнюють вентилятором, який працює на електриці від фотоелементів.
Отже, стандартна панель колектора є системою адсорберів, розміщеною всередині теплоізольованого короба, закритого прозорою кришкою (склопакет, полікарбонат). Використання скла дозволяє налагодити відбір тепла навіть у Сибіру. Але застосовний і полікарбонат. Хоча він забезпечує нижчий ККД, але коштує дешевше.
Адсорбер створюється з алюмінію або міді, що мають селективне покриття, що поглинає максимум енергії.
Революційний винахід
Інженерна думка не стоїть на місці. Нещодавно розробники запропонували революційний варіант сонячного повітряного колектора, який через простоту виготовлення та високу ефективність здається безглуздим.
Але ця система продуктивно працює, утилізуючи сонячне тепло навіть узимку.
- SolarWall навіть не має покриття, а ціна на сонячний повітряний колектор мінімальна.
- Поглинач тепла виконаний у вигляді рифленого металевого листа з тисячами дрібних отворів.
- Зсередини ці отвори відкриваються в систему повітряних каналів. Найменші отвори приймають сонячне світло та відбиті від снігу промені, а додатковий підігрів відбувається за рахунок нагрітої стіни.
Ефективність системи майже іграшкової SolarWall така, що вона зарахована до найбільших творів індустріальної епохи. У Канаді за допомогою цих колекторів обігрівається більше половини інфраструктурних об’єктів та комерційних споруд.
Сонячний колектор своїми руками
Протоплювати господарські будівлі в зимовий час – дуже дороге задоволення. Теплицю, пташник чи свинарник набагато вигідніше опалювати за допомогою безкоштовної енергії сонця.
- Повітряний сонячний колектор своїми руками може спорудити будь-який домашній майстер, що вміє тримати в руках інструмент. Витрати на вихідні матеріали мінімальні, а зусиль на підтримку роботи та обслуговування цей пристрій взагалі не потребує.
- Плануйте встановити колектор лише з південного боку. Вибравши потрібне місце, потрібно зняти розміри, щоб по них виготовити короб. Для каркасу підійдуть бруси будь-якого розміру.
- В ролі адсорбера виступатиме перфорований металевий лист, пофарбований темною фарбою для підвищення селективних здібностей.
Жаль, звичайно, що в наших широтах взимку багато похмурих днів, коли догрівати повітря в приміщеннях доведеться традиційними способами. Зате в яскраві зимові дні та міжсезоння, коли на дворі яскраво світить сонце, колектор зуміє довести температуру до комфортної навіть під час морозів.
Не забудьте захистити вихідний отвір, з якого в приміщення надходить підігріте повітря клапаном, щоб у похмурі дні всередину не йшла холодна повітряна маса.
З зовнішнього боку короб необхідно засклити склом, полікарбонатом або прозорим шифером. В останню чергу проводиться герметизація.
Ефективність пристрою
Щоб зробити розрахунок сонячного повітряного колектора, доведеться врахувати багато факторів:
- Активна площа адсорбера;
- Кількість повітряних каналів;
- Кут щодо положення сонця;
- Протяжність траси повітряних каналів.
Вважається, що ефективним цей вид опалення стає у випадку, коли середній об’єм сонячної енергії, що надходить на один квадратний метр адсорбера, перевищує 1 кВт.
Фото повітряного сонячного колектора
