Solopvarmningssystemer: gennemgang af teknologier til installation af opvarmning baseret på solsystemer

Spørgsmålet om at finde alternative varmekilder bliver stadig mere aktuelt. Dette skyldes stigende priser på gas, kul og olie. En meget lovende retning er solvarmesystemer, som kan opvarme et rum effektivt i mange år.

Overvejer du at installere et solvarmeanlæg, men har tvivl og spørgsmål? Vi hjælper dig med at forstå, hvornår det er hensigtsmæssigt at bruge solenergi til opvarmning, og beskriver mulige muligheder for at organisere opvarmningen. Derudover giver vi vejledninger til at bygge hjemmelavede solfangere – både flade og rørformede.

Solenergi – en alternativ varmekilde

Ideen om at bruge solenergi til opvarmning er ikke ny. Desuden er hensigtsmæssigheden af dens anvendelse bevist af amerikanere, kinesere, spaniere, israelere og japanere.

Markedet vrimler med tilbud om forskellige anlæg til omdannelse af solenergi og efterfølgende brug til husholdningsbehov.

Solvarmesystemer anvendes aktivt som den primære varmekilde i mange lande verden over. På vores breddegrader bruges det stadig som et supplement til varmesystemet.

Prisen på systemerne afhænger af deres type, areal og anvendte materialer. År efter år ses en stabil tendens til faldende priser på alle typer solvarmeanlæg – heliosystemer.

Det gør dem mere tilgængelige for den brede befolkning. Men endnu er det ikke alle, der er villige til at foretage et sådant køb.

Men hvis du har lyst, kan du selv bygge et effektivt solvarmesystem og bruge betydeligt færre penge.

Det traditionelle varmesystem, der har fungeret perfekt i mange år, bliver dyrere og dyrere. Årsagen er den globale prisstigning på energiressourcer over hele verden. Et naturligt ønske, der opstår hos husejeren, er at spare på opvarmningen, som sluger en betydelig del af familiebudgettet.

Således kan et solvarmesystem fuldt ud erstatte et traditionelt fastbrændsels-, gas- eller andet system. Det hele afhænger af typen og størellsen af det rum, hvor det skal bruges.

En mulighed, der er egnet til et kornlager, vil ikkæ væreegnet til et beboelseshus, og et system, der opfylder behovene i et sommerhus, kan på ingen måde klare opvarmningen af et 2-etagers palæ.

Fuldstændig udskiftning af traditionel opvarmning med solvarme er nogle gange problematisk. Ejeren frygter, at systemet måske ikke kan klare det, eller at der fysisk ikke er plads nok til installation af det nødvendige antal paneler.

Derfor bruger man ofte et kombineret varmesystem, uden helt at opgive det installerede gas- (el- eller andet) udstyr. Niveauet af erstatning af traditionel opvarmning med solvarmæ kan nå op på 90%.

Desuden har den årlige mængde af solskinsdagæ i det område, hvor bolign liggær, stor betydning. Den gennemsnitlige daglige temperatur er ikkæ så vigtig. Mange installationer absorberer effektivt lys på frosstklare vinterdagæ (solfanger, der brugær frosvæske som varmebæræ).

Ud over opvarmning kan en solcellinstallation forsyne bolgen med varmt vand og elektrcitet

Hvor en solvarmeinstallation vil være mest effektiv

Når det gælder udskiftning af opvarmning med et solvarmeanlæg, skal man overvje en række faktoer, der påvirker dets effektivitet.

For det første er det nødvendigt at vælge den rigtige type solvarmesystem

For det andet skal man nøje beregne varmebehovet ud fra det maksimale forbrug i den kolde årstid. Sammenlign disse tal med mængden af energi, der produceres af 1 kvm solvarmeanlæg. Så er det tilbage at beregne arealet af solkonstruktionen, der kan klare opvarmningen af det pågældende rum.

Den opnåede værdi bliver den primære faktor ved bestemmelse af systemets placering. Normalt foretrækker husejere at bruge taget eller husets væg. Sjældent bruger de haveområdet eller garagetaget. Nogle gange bygger de specielle stativer til montering af anlægget.

Bygning af specielle stativer til montering af solfangere gør det muligt at placere dem optimalt på grunden

Det er vigtigt, at intet hindrer solstrålernes frie indtrængen på den lysabsorberende overflade. Man skal vælge en sydvendt, sydøstvendt eller sydvestvendt væg eller del af taget.

Når man har besluttet, hvor solpanelerne skal placeres, skal boligen forberedes på forhånd:

• Frigør plads. Fæld overflødige beplantninger, hvis de er i vejen.
• Forstærk taget. Her skal man huske på, hvor meget den forventede konstruktion vil veje.
• Isoler bygningen yderligere. Det giver jo ingen mening at opvarme gaden.

For det tredje skal man beslutte: om man vil købe eller bygge varmesystemet selv. Det afhænger alt sammen af økonomiske muligheder og lysten til at bruge tid på at fremstille konstruktionen.

Hvis man vælger den anden mulighed, skal man forstå princippet for det ønskede system for at samle det korrekt.

Mulige måder at indrette solvarme på

Mulighederne for at bygge et solvarmesystem afhænger helt af husstandsejerens ønsker:

• Brug af fabriksfremstillede produkter. Køb af færdige kollektorer med selvinstallation og montering.
• Opførelse af et pilotprojekt. Det er nødvendigt for at teste effekten af systemet med henblik på at foretage nøjagtige beregninger senere.
• Selvudførelse af hele arbejdscyklussen. Beregning, design, opførelse af solsystemet 'fra bunden', installation.

Mulighed nr. 1. Indebærer valg af det rigtige sted til solinstallationerne, da effektiviteten afhænger heraf. Til montering kræves også specielle færdigheder.

Man behøver ikke at beregne antallet af paneler – det er nok at fortælle udstyrsleverandøren alle sine ønsker. Man skal også svare på opklarende spørgsmål fra lederne – så vil udvælgelsen af det optimale antal paneler (kollektorer) ske uden besvær.

Til montering af solanlægget på taget med egne hænder skal man have hjælp fra mindst en assistent. Det er umuligt at klare arbejdet alene.

Mulighed nr. 2 – opførelse af et pilotprojekt. Det vil være den optimale løsning for tvivlende mennesker. Det er jo svært at beslutte sig med det samme for at udskifte varmesystemet. At bygge en solfanger (luft- eller vandbaseret) af lille størrelse og teste den 'i aktion' vil være en nyttig erfaring.

Når man har vurderet de reelle fremstillingsomkostninger, sammenlignet dem med markedsprisen på tilsvarende systemer og beregnet besparelsen ved at bruge dem i husholdningen, vil det være let at træffe en ansvarlig beslutning.

Variant nr. 3 – valg af rigtige mestre.

For fuld opvarmning af objektet vil det kræve et enormt arbejde:

• Beregn det nødvendige areal for solsystemet.
• Bestem placeringen for fremtidig installation, forstærk den.
• Isoler boligen yderligere.
• Anskaf alle elementer til at opbygge systemet.
• Byg solcellen.
• Installer det opbyggede system under hensyntagen til de grundlæggende krav – hældningsvinklen i forhold til solstrålernes indfald.

At udføre hele arbejdscyklussen for at opsætte systemet kan ikke kaldes en let opgave, men processen er yderst spændende. Derudover giver den mulighed for at spare en betydelig sum.

Når du vælger en type opvarmning, der bruger solenergi, skal du beslutte, om den også skal bruges til opvarmning af vand og produktion af elektricitet (klik for at forstørre)

Typer af anlæg til omdannelse af solenergi

Afhængigt af arbejdsprincippet skelner man mellem to typer enheder, der absorberer sollys:

• Batterier med fotoelektriske omformere. De er systemer, der består af halvlederelementer forbundet i serie eller parallelt. De leverer strøm til at drive elektriske varmeapparater til husholdningsbrug.
• Solvarmekollektorer. Paneler med et rørsystem fyldt med varmebærer: luft, en frostvæskeblanding eller vand. De leverer den solopvarmede varmebærer til varmekredsen.

Lad os se på hver mulighed separat.

Solpaneler

Solcellen omdanner det absorberede lys til elektricitet. Den består af fotoceller (oftest silicium), der er i stand til at udvinde konstant elektrisk strøm direkte fra solstråling.

Et sådant anlæg kan bruges til at sikre driften af elektrisk varmeudstyr. Det skal tilsluttes boligens strømforsyningssystem.

Effektiviteten af solstrålingsomdannelsen for denne installation er mellem 5% og 20% afhængigt af typen af enhed, der behandler solstrålingen. Ydelsen for 1 m² solpanel er 120 W.

Det er tilbage at beregne, hvor mange kvadratmeter areal der er nødvendigt for at dække behovene i en given husstand, baseret på boligens størrelse, individuelle varmebehov og konstruktionernes isoleringsniveau.

Det er mest bekvemt at placere solpaneler på husets tag, og vælge den sydvendte tagflade.

Til opvarmning er solpaneler mest effektive i sydlige regioner. Deres største ulempe er nedsat effektivitet i skumringen og overskyet vejr samt fuldstændig uvirksomhed om natten.

For at lave et solpanel selv, skal man først samle rammen, lodde solcellerne, derefter omhyggeligt anbringe alt og bruge tætningsmiddel.

Til fremstilling af rammen bruges trælister og aluminiumsvinkler. Alt afhænger af størrelsen på den konstruktion, der skal samles, og dens installationssted. Solcellerne – siliciumplader – er den mest omkostningstunge del af konstruktionen. De findes i monokrystallinske og polykrystallinske varianter. Førstnævnte er lidt dyrere, men deres ydelse er også 5% højere.

At lave dem selv er umuligt. Det er bedre at købe fotovoltaiske omformere med allerede påloddede ledere.

De skal placeres på en base af MDF, derefter fastgøres i rammen, ledningerne fra elementerne føres ud, og alle huller fyldes med tætningsmiddel. Lad konstruktionen tørre grundigt og dæk med et låg af glas eller gennemsigtig plast.

Montageskemaer og tilslutningsmetoder for solpaneler er beskrevet i denne artikel.

Solfangere

En fundamentalt anden måde at omdanne det absorberede lys på hos solfangere. Grundlaget for deres funktion er en varmebærer, der strømmer gennem rørene.

Afhængigt af konstruktionen kan der skelnes mellem tre hovedtyper af solfangere, der oftest anvendes til opbygning af et solvarmesystem:

• Flade. Varmeoptageren – absorbere – er lavet af plademetal med en sort yderside. Når den opvarmes, overfører den energi til varmebæreren i opvarmningssystemet.
• Vakuum. Solfangeren vakuum-type system er udført efter termokande-princippet, hvorved den næsten dobbelt så godt bevarer den fra solen modtagne varme.
• Koncentratorer. Enheden er udstyret med en konkav spejldel med et stort overfladeareal, der fokuserer sollyset på et lille område af absorbere.

De mest almindelige solvarmeenheder i husholdninger er udstyret med et rørsystem, der er udført som parallelt forbundne elementer eller en spiral. Rørene fyldes med enten teknisk vand eller en blanding af vand med frostvæske eller luft.

Ved at visualisere hoveddelene af solvarmeanlægget bliver det lettere at beslutte, hvor de forskellige komponenter bedst placeres (+)

Luftanlægget kan bruges som en ekstra varmekilde. Det er ikke i stand til at forsyne boligen fuldstændigt med varme uanset dens placering. Hovedkarakteristikken for denne type solsystem er luft, der fungerer som varmebærer.

Rørsystemer bruges ret aktivt til opvarmning året rundt. Frostvæske eller en frostvæskeblanding opvarmes af solens stråler, passerer derefter gennem de indre varmevekslerrør og sendes derefter til en lagertank.

Væskens bevægelse stimuleres af en pumpe, som flytter den fra tanken til varmesystemet. Den opvarmede varmebærer fortrænger den afkølede del af væsken, som skal vende tilbage til solfangeren og varmes op igen.

Princippet for et fladt solsystem er baseret på sollysets indtrængen i panelet, hvor varmeoptageren befinder sig. Den opvarmes og udstråler varme, der overføres til væsken, som cirkulerer i metalrør (oftest kobber).

Hvad kan du bygge selv?

Man kan bygge et solvarmesystem med en luftsolfanger selv. Det bedst at placere det på bygningens sydvendte væg.

Jo større areal det opvarmede rum har, desto større areal vil solfangeren optage – muligvis hele husets væg. Dette solsystem kan også bygges på loftet.

Hvis man planlægger at installere et luftvarmesystem på loftet, skal man sørge for, at det kan bære anlæggets vægt (+)

Solvarmekollektoren, der opvarmer luftmassen, udfører sine opgavefunktioner ved hjælp af luftstrømme, der passerer gennem systemet. Varmebæreren cirkulerer i kredsløbet, afkøles og kommer igen ind i systemet. Luftstrømmenes bevægelse kan ske naturligt eller ved hjælp af en ventilator.

Hvad angår materialer til fremstilling af luftkollektoren, kan man bruge forskellige tilgængelige materialer. Der findes ingen ensartet regel.

Gør-det-selv-folk forbedrer denne type solsystem, der samles derhjemme. Nogle stræber efter en billigere løsning og ofrer effektivitet, andre gør det modsatte.

Når man har forstået de grundlæggende elementer i luftkollektoren, er det lettere at beslutte, hvor den skal monteres – tag eller væg (+).

Lad os se på de vigtigste metoder.

Særlige forhold ved installation af et rørformet solvarmeanlæg

Et rørformet solsystem til opvarmning kan bruges i forskellige regioner. Det er uafhængigt af udendørstemperaturen. Det vigtigste er, at anlægget får mest muligt sollys.

Frostvæsken, der bruges som varmebærer, fryser ikke ved lave temperaturer. På klare vinterdage overstiger mængden af sollys den mængde, der kommer om sommeren.

En rørformet solfanger består af et system af gennemsigtige vakuumrør, der er forbundet med hinanden. De indeholder et stof med et lavt kogepunkt. Når det koger, fordamper det, overfører sin varme til en kobberspids og løber ned, hvor det hele gentages.

Vakuumrør lavet af varmebestandigt glas er indvendigt fyldt med et stof, der kan koge ved lav temperatur (+).

Vakuumrør absorberer op til 90% af al solstråling (synlig og infrarød). Solenergi, omdannet til termisk energi, når varmebæreren. Den overfører denne energi videre i systemet – til varmeveksleren, som er placeret i en speciel akkumulatortank.

Bevægelsen af varmebærer og vand i varmesystemet sker ved hjælp af pumper. Det er vigtigt, at tanken har god varmeisolering. Der er som regel to varmevekslere: den ene forbindes med en ekstra varmelegeme, den anden med solfangerne.

I huse med denne type solenergianlæg er det fordelagtigt også at tilslutte et gulvvarmesystem. Dette gør det muligt at opvarme bygningen mere effektivt.

Hvad angår installation af rørformede solfangere, kan man gøre det selv. Det eneste er, at man skal tage hensyn til arbejdsvinklen – den skal være mindst 20°.

Den rørformede solfanger placeres på taget i den mest solrige retning. Det er vigtigt, at der ikke er høje bygninger i nærheden, der forhindrer sollysets frie adgang.

Det er ikke muligt at bygge et vakuumanlæg selv – det er umuligt at lave vakuumrør derhjemme. Dette gøres af fabrikker, der specialiserer sig i produktion af vakuumsolsystemer.

Fladt solvarmeanlæg

Ofte bruges en flad solfanger til opvarmning.

Til konstruktionen skal du bruge:

• metallramme;
• solid bund;
• et lag varmeisolering;
• et lag sort solstrålingsabsorber (adsorber);
• gennemsigtigt låg – plastik, glas;
• rør til væske (kobber, aluminium).

Konstruktionen skal udstyres med ind- og udløbsrør og en pumpe for effektiv væskecirkulation.

Det er muligt at samle et fladt solfangeranlæg selv. Ofte bruger man hvad man har ved hånden og vælger billigere materialer som alternativ (+)

En flad solfanger kan installeres i enhver vinkel, men det er vigtigt at rense den for sne og støv. Den er især god til varme klimaer.

I den kolde årstid er der lav effektivitet og høje varmetab. Det rejser tvivl om at bruge kun dette solsystem til fuld opvarmning. Optimalt vil det være at bruge et fladt solanlæg sammen med en gas-, el- eller fastbrændselsopvarmning.

Vi foreslår at læse artikler om hjemmelavede solvarmesystemer:

1. Sådan laver du en solfanger til opvarmning selv – trin-for-trin vejledning
2. Sådan bygger du et solpanel selv: metoder til samling og montering af solpanelet

Endnu en gang om hensigtsmæssigheden

Det er fordelagtigt at bruge solenergi til opvarmning i stedet for traditionelle energikilder. Afhængigt af den valgte type solsystem kan besparelsen på betalt varme være op til 100%.

En mulighed for fuldstændig udskiftning af varmesystemet er at bruge vakuumrørssolfangere. Dette er et ret dyrt projekt i startfasen. I fremtiden kan det garantere fuldstændig energiuafhængighed og betale sig selv tilbage på 6-8 år.

Opfindsomheden hos gør-det-selv-folk kender ingen grænser – som en labyrint til væskecirkulation inde i solfangeren kan man tilpasse en almindelig slange

Levetiden for solanlæg er op til 25 år. De kræver minimal vedligeholdelse – periodisk rengøring af overflader for sne, støv og snavs. Hvad angår reparation, kan den udføres selv. En væsentlig ulempe er, at flade solfangere og solpaneler "frygter" orkaner.

Denne opvarmning er sikker for husets beboere og miljøet. Den er helt gratis og afhænger ikke af valutakurser eller energipriser.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Videoen demonstrerer processen med at bygge et solpanel selv:

En illustreret vejledning til at bygge et luftbaseret varmesystem:

Teknologi til at lave en flad solfanger selv:

Solfangere eller solvarmesystemer har bevist deres værd over hele verden. De giver gratis varme og reducerer udgifterne til varmeregningen med op til 30%.

Det er muligt helt at erstatte energiressourcer med solenergi i dit varmesystem. En anden stor fordel er, at du selv kan samle solfangeren.

Har du praktiske erfaringer med at samle eller bruge solvarmesystemer? Del din viden, stil spørgsmål om emnet og deltag i diskussionerne. Kommentarformularen findes nedenfor.