0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Солнечное отопление дома — эффективный метод использования альтернативных источников энергии

Солнечное отопление дома — эффективный метод использования альтернативных источников энергии

За рубежом уже давно такой метод отопления вытеснил традиционный. Тем более сейчас возрастает стоимость поступления тепла в дома. А отопление от солнца не требует оплаты каждый месяц. Солнечная батарея для дачи – продуктивный способ уменьшения затрат в летний период.

Проживая в квартире, многие задумываются об установке такой системы в загородном доме. Ведь она потребует вложений только на первоначальной стадии. Срок службы может достигать четверти века. А окупаемость данного метода будет достигнута в течение трех лет.

Что такое энергосберегающий дом?

Энергосберегающий дом – это здание, в котором поддерживается оптимальный микроклимат, при этом потребление различных видов энергии, от сторонних источников, находится на низком, в сравнении с обычными строениями, уровне потребления.

Энергосберегающий дом обладает хорошей теплоизоляцией, и не только получает тепловую энергию от сторонних источников, но и сам служит источником тепла. Энергия от сторонних источников идет на отопление, горячее водоснабжение и электроснабжение бытовых приборов.

Энергосберегающий дом это:

  • Здание, которое благодаря своей конструкции, позволяет значительно снизить потребность в тепловой энергии.
  • Дом, который комфортен для проживания, благодаря создаваемому в нем микроклимату.

Солнечные энергосберегающие системы

Энергию солнца можно использовать для выработки электрической энергии. При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую. Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую называется фотоэлектрическим эффектом.

Для выработки электричества из солнечных лучей используется солнечный модуль, устройство которого состоит из одного или нескольких солнечных фотоэлектрических элементов. Множество фотоэлектрических фотоэлементов составляют солнечную батарею.

Коротко про фотоэлементы

При попадании солнечных лучей на солнечный элемент, материал солнечного элемента поглощает часть солнечного света (фотоны). Каждый фотон имеет небольшое количество энергии. Когда фотон поглощается в солнечном элементе, он инициирует процесс освобождения электрона. Поскольку обе стороны фотоэлектрического элемента имеют токопроводящие выводы, то во время, когда поглощается фотон в цепи возникает ток. Солнечный элемент вырабатывает электричество, которое можно сразу использовать, например для освещения, или можно сохранять в аккумуляторной батарее.

Коротко про типы солнечных элементов

Солнечные элементы изготавливаются из специальных материалов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Большая часть из выпускаемых в настоящее время солнечных элементов изготавливается из полупроводника – кремния (химическое обозначение Si). Полупроводниковыми изделиями из кремния мы все давно пользуемся – во всей электронной продукции присутствуют полупроводниковые транзисторы и микросхемы.

Солнечные элементы могут быть монокристаллической, поликристаллической или аморфной структуры. Различие между ними состоит в том, как организованы атомы кремния в кристалле. Различные структуры имеют разный КПД преобразования энергии света. Монокристаллические и поликристаллические элементы имеют практически одинаковый КПД и он выше, чем у элементов изготовленных из кремния аморфной структуры.

Солнечные батареи

Солнечные батареи складываются из множества солнечных элементов. Поскольку один солнечный элемент вырабатывает малое количество электроэнергии, которого не достаточно для нормальной работы большинства устройств, то солнечные элементы собираются в солнечных модулях для того, чтобы производить больше электричества. Таким образом, чем больше модулей мы берем для батареи, тем больше будет мощность солнечной установки.

Солнечные батареи (или панели, которые могут называть фотоэлектрическими или солнечными модулями) производятся многих типов и размеров. Наиболее типичные – это кремниевые фотоэлектрические модули.

Получение электроэнергии из солнечных батарей абсолютно бесшумно и безвредно для окружающей среды. Электрогенерирующая установка на базе солнечных элементов дает комфорт и стабильное энергообеспечение на долгие годы. Может применяться для электроснабжение домов, коттеджей, гостиниц, офисных помещений, систем освещения, рекламные щиты и т.п.
Из комплектов солнечных батарей соединенных определенным образом проектируются солнечные энергосберегающие системы, которые в зависимости от подключения могут работать в режиме:

  • Автономная солнечная энергосберегающая система;
  • Резервная сетевая солнечная энергосберегающая система.
Читать еще:  Начинаем капитальный ремонт

Автономная солнечная энергосберегающая система

Автономные солнечные системы используются в основном в тех районах, где источники общего энергоснабжения недоступны или слишком дороги. Также автономные энергосистемы хорошо подходят для использования в целях, не требующих больших энергетических затрат. Для обеспечения энергией в темное время суток или в периоды без яркого солнечного света необходима аккумуляторная батарея. Солнечные электростанции с аккумуляторами могут проектироваться для снабжения электричеством как постоянного, так и переменного токов. Для получения переменного тока в конструкцию солнечных электростанций добавляется инвертор.

Резервная сетевая солнечная энергосберегающая система

Резервные солнечные системы энергосбережения используются там, где есть соединение с сетью централизованного электроснабжения, но сеть ненадежна.

Резервные сетевые солнечные системы могут использоваться для снабжения электроэнергией в периоды времени, когда отсутствует напряжение в центральной сети. Малые сетевые солнечные системы электроснабжения могут обеспечивать электроэнергией только наиболее важные объекты, такие как освещение, компьютер, средства связи, телефон, радио, факс и подобные.

Более крупные системы могут обеспечивать энергией и холодильник во время отключения сети. Чем больше мощность необходимая для питания ответственной нагрузки, и чем дольше периоды отключения сети, тем большая мощность солнечной энергосберегающей системы необходима.

В случае подключения солнечной энергосберегающей системы к сети, после полного заряда аккумуляторных батарей, излишек электроэнергии поступает в центральную сеть электроснабжения и владельцу такой системы начисляется компенсация за отданную в общую сеть электроэнергию.

3. Дом-электростанция в Норвегии

Скандинавские инженеры-новаторы представили дом, который производит больше энергии, чем потребляет. | Фото: supercoolpics.com.

Совсем недавно исследовательский центр Zero Emission BuildingВ закончил строительство необычного дома в норвежском курортном городке Ларвик. Этот экспериментальный пилотный проект нашел отражение в конструкции жилого здания площадью 200 кв. метров, который способен производить больше электроэнергии, чем нужно для обеспечения всеми современными благами жильцов. Главной целью этого проекта было стремление разработать такую конструкцию здания, чтобы решить вопрос с выбросом углекислого газа в атмосферу всеми системами жизнеобеспечения.

Поэтому и было решено использовать энергию из возобновляемых источников, простыми словами, установить солнечные батареи, которые призваны преобразовывать энергию солнца в электричество. А оно в свою очередь обеспечивает бесперебойную работу всех систем по вентиляции, рекуперации, подогрева или охлаждения воздуха внутри помещения. Для этого электрооборудование, система вентиляции и энергия производятся из возобновляемых источников энергии, таких как солнечные батареи.

Уникальная архитектурная форма дома обеспечила высокой теплозащитой и энергоэффективностью ( Дом-электростанция, Норвегия). | Фото: supercoolpics.com.

Кроме того, специалисты разработали уникальную форму дома с наклонной крышей, которая служит не только как площадь для установки солнечных батарей и панелей, но и способствует минимизации тепловых потерь. А для того, чтобы уберечь окружающую среду от вредных выбросов углекислого газа в стены здания « вживлены» специальные фотоэлектрические тепловые панели, которые и справляются с этой проблемой.

План схема дома-электростанции в Норвегии. ( Дом-электростанция, Норвегия). | Фото: supercoolpics.com.

Примечательно, но этот инновационный дом производит электроэнергии намного больше, чем требуется для удовлетворения всех нужд жильцов и бесперебойного обеспечения работы всех систем. Поэтому излишки энергии перенаправляются соседям, которые тоже могут бесплатно пользоваться электроэнергией, вырабатываемой домом-электростанцией.

Электрические котлы

Как и в случае с системой отопления, так и в системе горячего водоснабжения, можно использовать электрическую энергию, получаемую от солнечных электростанций или ветровых генераторов. Для этого можно использовать электрические энергосберегающие котлы.

Достоинствами использования электрических котлов для систем отопления и горячего водоснабжения являются:

  1. Простота выполнения монтажа и обслуживания;
  2. Экологическая безопасность и экономичность устройств;
  3. Длительные сроки эксплуатации.

К недостаткам можно отнести – зависимость от бесперебойности электроснабжения и дополнительную нагрузку на электрическую сеть.

Энергосберегающие электрические котлы бывают:

  • электродные;
  • ионные;
  • ионообменные.

Различие у данных типов котлов в процессе преобразования электрической энергии в тепловую. Кроме различий по конструкции (типу), котлы различаются по: количеству рабочих контуров, способу установки, мощности, габаритным размерам и прочим техническим показателям, определяемым заводами изготовителями.

Энергосбережение, при использовании данного оборудования, достигается за счет:

  1. Уменьшения инерции нагрева устройств;
  2. Использования особых физических преобразований электрической энергии в тепловую;
  3. Обеспечения плавного старта, при начале процесса работы;
  4. Использования систем автоматики, при контроле за температурой теплоносителя и воздуха;
  5. Использование современных материалов и технологий при изготовлении.
Читать еще:  Натуральные красители для волос

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Подача тепла, обеспечиваемая светом, имеет такие положительные качества:

  • расходы на топливо уменьшаются;
  • неисчерпаемость источника;
  • экологическая чистота энергии;
  • простота употребления;
  • независимость от мировых проблем;
  • свободная возможность применения;
  • возможность установки дополнительных устройств;
  • бесшумность работы;
  • продолжительный срок эксплуатации.

Но отопление на солнечных батареях обладает и рядом недостатков:

  • большие затраты при установке и монтаже;
  • необходимость размещения с южной стороны дома;
  • важно территориальное нахождение объекта, где будут установлены солнечные батареи для дома;
  • прочная поверхность крыши из-за тяжелого веса;
  • зимой результативность от работы снижается;
  • требуется точный расчет при монтаже;
  • совместимость с иным способом отопления для гарантии постоянного поступления тепла.

Солнечные энергосберегающие системы

Энергию солнца можно использовать для выработки электрической энергии. При использовании солнечных батарей энергия солнца напрямую преобразуется в электрическую. Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую называется фотоэлектрическим эффектом.

Для выработки электричества из солнечных лучей используется солнечный модуль, устройство которого состоит из одного или нескольких солнечных фотоэлектрических элементов. Множество фотоэлектрических фотоэлементов составляют солнечную батарею.

Коротко про фотоэлементы

При попадании солнечных лучей на солнечный элемент, материал солнечного элемента поглощает часть солнечного света (фотоны). Каждый фотон имеет небольшое количество энергии. Когда фотон поглощается в солнечном элементе, он инициирует процесс освобождения электрона. Поскольку обе стороны фотоэлектрического элемента имеют токопроводящие выводы, то во время, когда поглощается фотон в цепи возникает ток. Солнечный элемент вырабатывает электричество, которое можно сразу использовать, например для освещения, или можно сохранять в аккумуляторной батарее.

Коротко про типы солнечных элементов

Солнечные элементы изготавливаются из специальных материалов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Большая часть из выпускаемых в настоящее время солнечных элементов изготавливается из полупроводника – кремния (химическое обозначение Si). Полупроводниковыми изделиями из кремния мы все давно пользуемся – во всей электронной продукции присутствуют полупроводниковые транзисторы и микросхемы.

Солнечные элементы могут быть монокристаллической, поликристаллической или аморфной структуры. Различие между ними состоит в том, как организованы атомы кремния в кристалле. Различные структуры имеют разный КПД преобразования энергии света. Монокристаллические и поликристаллические элементы имеют практически одинаковый КПД и он выше, чем у элементов изготовленных из кремния аморфной структуры.

Солнечные батареи

Солнечные батареи складываются из множества солнечных элементов. Поскольку один солнечный элемент вырабатывает малое количество электроэнергии, которого не достаточно для нормальной работы большинства устройств, то солнечные элементы собираются в солнечных модулях для того, чтобы производить больше электричества. Таким образом, чем больше модулей мы берем для батареи, тем больше будет мощность солнечной установки.

Солнечные батареи (или панели, которые могут называть фотоэлектрическими или солнечными модулями) производятся многих типов и размеров. Наиболее типичные – это кремниевые фотоэлектрические модули.

Получение электроэнергии из солнечных батарей абсолютно бесшумно и безвредно для окружающей среды. Электрогенерирующая установка на базе солнечных элементов дает комфорт и стабильное энергообеспечение на долгие годы. Может применяться для электроснабжение домов, коттеджей, гостиниц, офисных помещений, систем освещения, рекламные щиты и т.п.
Из комплектов солнечных батарей соединенных определенным образом проектируются солнечные энергосберегающие системы, которые в зависимости от подключения могут работать в режиме:

  • Автономная солнечная энергосберегающая система;
  • Резервная сетевая солнечная энергосберегающая система.

Автономная солнечная энергосберегающая система

Автономные солнечные системы используются в основном в тех районах, где источники общего энергоснабжения недоступны или слишком дороги. Также автономные энергосистемы хорошо подходят для использования в целях, не требующих больших энергетических затрат. Для обеспечения энергией в темное время суток или в периоды без яркого солнечного света необходима аккумуляторная батарея. Солнечные электростанции с аккумуляторами могут проектироваться для снабжения электричеством как постоянного, так и переменного токов. Для получения переменного тока в конструкцию солнечных электростанций добавляется инвертор.

Резервная сетевая солнечная энергосберегающая система

Резервные солнечные системы энергосбережения используются там, где есть соединение с сетью централизованного электроснабжения, но сеть ненадежна.

Резервные сетевые солнечные системы могут использоваться для снабжения электроэнергией в периоды времени, когда отсутствует напряжение в центральной сети. Малые сетевые солнечные системы электроснабжения могут обеспечивать электроэнергией только наиболее важные объекты, такие как освещение, компьютер, средства связи, телефон, радио, факс и подобные.

Читать еще:  Советы по выбору очистителя для легкосплавных дисков

Более крупные системы могут обеспечивать энергией и холодильник во время отключения сети. Чем больше мощность необходимая для питания ответственной нагрузки, и чем дольше периоды отключения сети, тем большая мощность солнечной энергосберегающей системы необходима.

В случае подключения солнечной энергосберегающей системы к сети, после полного заряда аккумуляторных батарей, излишек электроэнергии поступает в центральную сеть электроснабжения и владельцу такой системы начисляется компенсация за отданную в общую сеть электроэнергию.

От начала 70-х годов в Европе расход энергии на поддержание комфортных условий в жилом доме снизился в 20 раз с 300 кВт-ч на квадратный метр в год до 15.
В декабре 2009 года странами Евросоюза принята директива, требующая к 2020 году привести дома к энергетической нейтральности.
У каждой страны свои стандарты. В России также издаются постановления и указы. Например, ВСН 52-86, он определяет требования к системе горячего водоснабжения при использовании энергии, собираемой солнечными коллекторами.

По статистическим данным на 2006 год, в мире построено более шести тысяч пассивных домов. Среди них офисные здания, школы, детсады, магазины. Большая часть пассивных домов расположена в Европе. В Дании, Германии и Финляндии созданы государственные программы, призванные добиться приведения всех зданий к пассивному уровню.

4. Автономный многоквартирный энергоэффективный дом в Швейцарии

Автономный энергоэффективный дом по стандарту Minergie ( Швейцария). | Фото: swissinfo.ch.

В Швейцарии введено в эксплуатацию и заселено полностью автономное здание площадью 1000 кв. метров, которое построено по стандарту Minergie. А это означает, что оно полностью соответствует всем параметрам классификации « пассивного дома», поскольку он не подключен ни к электрическим или газовым сетям, ни к внешним источникам тепла. Все эти блага производятся и кумулируются прямо в нем, благодаря специальным установкам.

Так, например производство энергии обеспечивается солнечной электростанцией, которая имеет вид тонкопленочных фотоэлектрических модулей на фасаде дома и высокоэффективных монокристаллических систем установленных на кровле здания. Причем производимое электричество не только покрывает нужды жильцов, но и накапливается в литий ионных аккумуляторах емкостью 192 кВт/ч., которое может храниться длительное время.

План-чертеж энергоэффективного дома построенного в Швейцарии. | Фото: swissinfo.ch.

А вот для обеспечения теплом такого большого помещения используют геотермальную энергию с помощью специального насоса.

Для обеспечения полноценной защитой от холода приходящего извне стены были не только утеплены особым образом, но и окна оснащены системой контроля. Поэтому открыть окно на микро-проветривание не удастся, надо только полностью его открыть. Такая мера придумана для того, чтобы нерадивые жильцы не забывали открытые окна, и помещение не охлаждалось.

Монитор, позволяющийследить за всеми энергозатратами установлен в каждой квартире ( Энергоэффективный дом в Швейцарии). | Фото: swissinfo.ch.

Для стимуляции экономии были установлены граничные показатели, которые составляют 2200 кВт/ч в год, а также каждая квартира оснащена системой контроля, представлена монитором на котором отражены все показания потребляемой энергии в течении суток.

В последнее время все больше появляется проектов создания энергоэффективных домов.

дом, электричество, тепло

02.04.2019, 789 просмотров.

Гиперурикемия – показатель нарушения биологических функций эндоэкологии и адаптации, биологических реакций экскреции, воспаления и артериального давления

пандемия, давления, показатель

Добротное изложение фактов — что известно о вирусе, по состоянию на середину апреля 2020

История короновируса

COVID-19

Это нужно для того, чтобы выиграть время. Карантины и ограничения на перемещения населения состоит в желании « сгладить кривую», уменьшив скорость распространения коронавируса среди населения.

COVID19, польза, эпидемия

Про перспективы преобразования света в электричество и как повысить КПД солнечных элементов рассказывает профессор Университета имени Бен-Гуриона Евгений Кац

Кац, Профессор, перспективы

Россия отстает от США и Китая в сфере суперкомпьютеров более чем в 50 раз. Так ли это и зачем нужны России суперкомпьютеры в эпоху распределенных по всему миру вычислительных мощностей?

институт, технологии, Курчатовский

Саудовцы оценили российскую нефть По версии Saudi Aramco, добывать в России дороже, чем на Ближнем Востоке и в Венесуэле

Россия, Цена, нефть

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector