대체 에너지 원의 인기에 대한 이유는 상당히 이해할 만하다. 연료를 절약하고 환경 친화적 인 생명 유지 시스템의 꿈을 실현할 수있는 기회가있다. 태양, 바람, 물의 에너지를 능숙하게 사용하면 평범한 시골집을 현대 에코 하우스로 바꿀 수 있습니다.
우리는 개인 주택에 태양열 난방 장치를 설치하는 방법을 알려 드리겠습니다. 일광 에너지 사용 문제를 철저히 다루기 위해 실제 적용과 사용자로부터 긍정적 인 피드백을받은 모든 인기있는 옵션에 대해 자세히 설명했습니다.
권장 사항에 따라 여름 주택이나 시골집에 효과적인 태양 광 시스템을 구축 할 수 있습니다. 어려운 자료에 대한 인식을 돕기 위해 시각적 다이어그램, 일러스트레이션 및 비디오 가이드로 정보를 보완했습니다.
태양 에너지를 사용하는 방법
천체의 에너지를 적용하는 방법은 혁신적인 기술이 아니며 태양열은 오랫동안 성공적으로 사용되었습니다. 그러나 이것은 주로 호주, 일부 유럽, 미국 및 남부 지역에 적용되며 일년 내내 대체 에너지를 얻을 수 있습니다.
일부 북부 지역에는 자연 방사선이 부족하여 추가 또는 대체 옵션으로 사용됩니다.
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태양 전지판-천체가 방출하는 거의 무료 에너지를 얻는 방법 중 하나
자율적 인 태양 광 발전소의 건설은 평균 연간 온도와 관련이없는 화창한 날이 많은 지역에서 권장됩니다.
자율 태양 광 시스템은 주로 저층 건물의 지붕과 나무가없는 지역에 있습니다.
서리 동안 태양계는 공기, 증기 또는 물 가열을위한 에너지를 공급하며 여름에는 가열 된 물을 공급합니다.
녹색 발전소는 친환경적이고 환경 친화적이며 지속적으로 재생 가능한 에너지 생성 유형입니다.
지금까지 태양열 발전소의 효율성은 화창한 날 수에 너무 의존적입니다. 남부 위도에서만 수익성이 있습니다. 중간 차선과 북쪽에서는 예약 소스로만 사용할 수 있습니다.
CIS 국가 남쪽의 태양 전지판은 난방 회로를위한 전기, 온수 및 냉각수를 컨트리 하우스에 제공 할 수 있습니다.
백업 에너지 원으로도 사용되는 태양 광 시스템은 다소 높은 경제 효과를 가져와 에너지 생산을위한 주요 옵션에 대한 부하를 줄입니다
태양 에너지의 수동적 사용
태양 전지판 설치 옵션
개인 태양 광 시스템의 최적 레이아웃
처마를 따라 태양 전지 패널의 위치
지붕의 완만 한 경사면에있는 태양계
백업 소스로서의 태양 광 발전소
CIS 국가의 남부 지역에서 배터리 작동
민간 부문에서 태양계의 실질적 이점
태양 광선과 에너지 생성 메커니즘 사이의 중개자는 목적과 디자인이 다른 태양 전지판 또는 수집기입니다.
배터리는 태양 에너지를 축적하여 가정용 전기 제품에 전원을 공급하는 데 사용할 수 있습니다. 그들은 한편으로는 광전지가 있고 다른 한편으로는 잠금 장치가있는 패널입니다. 배터리를 직접 실험하고 조립할 수 있지만 기성품을 구입하는 것이 더 쉽습니다. 선택의 폭이 넓습니다.
태양계 (태양열 집열기)는 집안의 난방 시스템의 일부입니다. 배터리와 함께 냉각수가 포함 된 대형 단열 박스는 태양을 향한 돌출 된 차폐물 또는 지붕 경사면에 설치됩니다.
절대적으로 모든 북부 지역이 남부 지역보다 자연 열이 훨씬 적다는 것을 고려하는 것은 실수입니다. Chukotka 또는 캐나다 중부에서 영국 남부보다 맑은 날이 훨씬 더 많다고 가정합니다.
효율성을 높이기 위해 추적 시스템과 유사한 동적 메커니즘에 패널을 배치합니다. 태양이 이동 한 후에 회전합니다. 에너지 변환 과정은 상자 안에 위치한 튜브에서 이루어집니다.
태양계와 태양 전지판의 주요 차이점은 전자가 냉각수를 가열하고 후자는 전기를 축적한다는 것입니다. 광전지를 사용하여 실내를 가열하는 것이 가능하지만 장치 회로는 비합리적이며 일년에 적어도 200 일의 맑은 날이있는 지역에만 적합합니다.
전통적인 연료를 사용하여 보일러에 연결된 태양열 수집기 및 백업 전기 공급원 (예 : 가스 보일러)이있는 난방 시스템 계획 (+)
대체 난방 시스템의 장단점
태양열 난방 시스템의 장점은 많지 않지만 각각은 중요하며 개인 실험의 이유가 될 수 있습니다.
- 생태 학적 장점. 집의 거주자와 주변 자연, 전통적인 연료를 사용하지 않아도되는 깨끗한 열원에 안전합니다.
- 자치. 시스템 소유자는 에너지 가격 및 국가의 경제 상황과 완전히 독립적입니다.
- 수익성. 전통적인 난방 시스템을 유지하면서 온수 비용을 줄일 수 있습니다.
- 일반적인 접근성. 태양 광 시스템을 설치하려면 주 당국의 허가가 필요하지 않습니다.
그러나 큰 그림을 망칠 수있는 불쾌한 순간이 있습니다. 예를 들어, 시스템의 효과를 확인하려면 최소한 3 년의 긴 기간이 필요합니다 (태양 에너지가 충분하고 적극적으로 사용되는 경우).
태양 광 모듈 만 설치하려면 많은 투자가 필요합니다. 가장 저렴한 실리콘 패널은 최소 2200 루블입니다. apiece 및 첫 번째 카테고리의 다결정 6 다이오드 요소-최대 17000 개. 30 개 모듈의 비용을 계산하는 것은 매우 간단합니다 (+)
다음과 같은 단점이 있습니다.
- 시스템 작동에 필요한 장비의 높은 가격;
- 지리적 위치 및 날씨에서 발생하는 열량의 직접적인 의존성;
- 가스 보일러와 같은 백업 소스의 필수 가용성 (실제로 태양 광 시스템은 종종 백업으로 판명 됨).
더 큰 수익을 얻으려면 수집기의 상태를 정기적으로 모니터링하고 파편을 청소하고 얼음 서리가 형성되지 않도록 보호해야합니다. 온도가 종종 0ºС 아래로 떨어지면 태양계의 요소뿐만 아니라 집 전체를 추가로 단열해야합니다.
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별장의 지붕에 태양 전지 패널
여름 태양계 배터리 장착
태양 광 발전소의 야외 장비
집 안에 위치한 기술 장치
난방용 태양 에너지
에너지 절약형 광전지의 주요 목적은 집에 전기를 공급하는 것입니다. 가열 시스템의 회로에 그것들을 포함시키고 최적의 기능을 달성하기 위해서는 저장 탱크가있는 회로를 조립해야합니다.
물이 가열되어 특정 온도에 도달하면 난방이 필요한 방 (거실, 욕실)의 파이프 및 라디에이터를 채울 수 있습니다.
난방 및 온수 공급을 양방향으로 구성하는 이중 회로 탱크가있는 태양열 시스템 : 난방기 및 분석 지점 (+)
태양 전지 패널의 설계 기능을 분석하고 난방 시스템에서 잠재적 역할을 결정 해 봅시다.
광전지가있는 패널 작동 원리
태양 전지판에는 세 가지 일반적인 유형의 셀이 있습니다.
- 단결정. 이들은 인공 조건 하에서 성장한 결정에서 나온 가장 순수한 실리콘의 얇은 판입니다. 약 17-18 %의 효율로 가장 생산적인 다양성. 작동을위한 최적의 온도는 5ºC에서 25ºC입니다.
- 다결정. 실리콘 용융물을 점진적으로 냉각시켜 얻은 웨이퍼로 제작되었습니다. 생산 기술은 덜 힘들지만 다결정으로 만들어진 광전지의 효율은 12 % 이하로 상당히 낮습니다.
- 비정질. 그들은 영화입니다. 이들은 박막 형태의 실리콘이가요 성 중합체베이스 상에 증착되는 증발 단계의 방법에 의해 제조된다. 가장 저렴한 생산 방법은 최대 7 %의 가장 낮은 생산 속도와 결합됩니다.
북부 지역에 자율 난방 시스템을 설치하려면 단결정 요소로 조립 된 태양 전지가 가장 적합한 옵션으로 간주됩니다. 그러나 비정질 모듈이 장착 된 배터리는 설치가 쉽고, 실용 상 필요하지 않으며 훨씬 저렴합니다.
단결정 모듈은 모듈로 결합 된 직렬 연결 요소로 구성됩니다. 여러 모듈이 태양 전지판을 형성합니다. 태양 광 태양 광 시스템의 어두운 표면은 햇빛 흡수를 최적화합니다
외부 요소의 임무는 태양 광선을 흡수하고 변형시키는 것입니다. 방출 된 에너지는 계속 진행되어 저장 어큐뮬레이터에 집중됩니다. 작은 요소는 약 100-250 와트를 제공하며 조립식으로 만들어진 25-30m²의 패널은 작은 집에 전기를 공급합니다. 난방 시스템을 설치하려면 에너지가 2-3 배 이상 필요합니다.
인버터는 가정용 전기 제품 및 램프의 작동을 위해 교류가 필요하기 때문에 태양 광 "생산"을 전기로 변환하는 직류 변환기 역할을합니다.
난방 시스템에 대해 구체적으로 말하면, 물을 가열하기위한 전기 보일러는 교류에서 작동합니다. 밤에 집에 빛을 비추려면 주간 소모품을 보존하는 배터리가 필요합니다.
인버터 모듈은 지속적인 제어가 필요하지 않고 자동 모드 (+)로 작동하기는하지만 유지 보수를 위해 편리한 곳에 설치됩니다.
광전지 사용의 효율성
가장 쉬운 방법은 태양열 집열기를 구입하고 수년에 걸쳐 입증 된 단순 중 하나를 적용하는 것입니다. 그러나 상황에 따라 용어가 결정되는 경우가 있습니다. 태양열 발전기가있는 훌륭한 작동 시스템을 가지고 있다고 가정하지만 지금까지는 전기를 공급하고 집에 온수를 공급하는 역할을합니다.
새로운 장비를 구매하는 것은 수익성이 없다는 것이 분명하므로 특정 수의 태양 광 변환기를 구매하여 전력을 쉽게 공급할 수 있습니다. 예산 옵션은 최대 23-25 % 용량의 실리콘 패널입니다.
전기 히터는 전류원에 연결해야합니다. 보편적 인 옵션은 분배 배선이 장착 된 보일러입니다.
러시아 시장의 폴리머 필름 요소는 실리콘 단결정 및 다결정 유사체보다 훨씬 덜 일반적입니다. 설치가 편리하지만 효율은 6 %에 불과합니다.
전기 공급을 올바르게 구성하면 온수 공급과 난방에 충분합니다. 집에 열이 완전히 공급되는 예가 있습니다. 지붕으로 인식 할 수 있으며 패널로 거의 완전히 덮여 있습니다.
지붕 면적이 충분하지 않은 경우 특수 분리 구조를 세우는 것이 필요한 경우가 있습니다. 전력을 늘리려면 추가 여유 공간이 필요합니다.
가장 철저한 계산조차도 정확한 양의 잠재적 에너지를 결정하고 효율적이고 효율적인 시스템을 신속하게 만드는 데 도움이되지 않습니다. 실제로 실제로 장애물이 있으며 그 모양을 예측하기가 어렵습니다.
다음은 몇 가지 요소입니다.
- 날씨 불일치 남부 지역에서도 맑은 날 수는 분명하지 않습니다. 북부 지역에서 그들의 숫자를 확실하게 예측하는 것은 거의 불가능합니다.
- 발전의 불규칙성. 예를 들어, 겨울의 북부 지역에는 일광이 짧기 때문에 많은 가공 태양 에너지가 조명에 소비됩니다. 또한 겨울철 태양 복사 강도가 크게 감소합니다.
- 주기적 고장. 모든 기술 시스템과 마찬가지로 태양 전지판은 개별 요소, 계약 연결, 보호 표면 등의 손상으로 인해 때때로 고장날 수 있습니다.
따라서 적어도 1 년 동안 특정 기간이 지난 후에 만 효과에 대해 배울 수 있습니다. 광전지 또는 배터리 수를 늘려야하고 집에서 추가 단열을 고려하고 가열 된 영역을 줄여야합니다. 독일 북부 지역에서 돈을 절약하기 위해 침실은 종종 가열되지 않습니다.
설치된 광전지의 유지 보수에는 특별한 기술이 필요하지 않으며 정기적 인 청소로 구성됩니다 : 겨울에는 눈을 청소하고 따뜻한시기에는 쓰레기를 청소하고 호스에서 물로 유리 표면을 씻습니다.
가정 발전소 설치 다이어그램
태양 광 발전기를 설치하는 가장 쉬운 방법은 시스템 구성 요소를 구현하고 설치 서비스를 제공하는 회사에 문의하는 것입니다. 플러스-개별 특성, 모든 제품 및 설치에 대한 보증, 마이너스-비용을 고려한 전문 프로젝트.
관련 경험이 있다면 개인 주택을 난방하기 위해 태양 전지 패널을 갖춘 미니 발전소를 독립적으로 조립할 수 있습니다.
가장 효과적인 하이브리드 방식은 광전지를 사용하여 에너지를 생성하고, 물을 가열하기위한 수집기와 추가 풍력 발전기를 설치하는 공기-태양 시스템으로 간주됩니다. 백업 연료 공급원 (+)으로 교체 가능
난방 시스템 조립을위한 모든 부품은 전문 매장에서 판매됩니다.
다음 구성 요소를 구매해야합니다.
- 실리콘 또는 필름 태양 모듈 세트;
- 에너지 저장 배터리;
- 배터리 충전 및 방전 과정을 조절하는 충전 컨트롤러;
- 직류를 교류로 변환하는 인버터;
- 연결 케이블 세트.
배터리는 동일하고 (브랜드, 용량 및 배치를 고려하여) 3-4 일 동안 에너지를 저장할 수있는 것이 바람직합니다. 작업 기간은 실온에 따라 다릅니다. 추운 환경에서는 빠르게 방전됩니다. 일일 소비량이 2400Wh 인 경우 총 용량이 1000 Ah 이상인 배터리가 필요합니다.
자동차 배터리를 사용할 때 최대 효율은 70-75 % (서비스 수명은 3 년)이며 태양 광 시스템 용 특수 장치는 최고 85 % (서비스 수명-10 년)의 최고 성능을 제공합니다. 보관 및 변환 중에 일정량의 에너지가 손실 됨
태양계의 정현파 인버터에서 생성되는 전류의 품질은 중앙 집중식 네트워크의 전류보다 높습니다. 이 장비의 특징은 전압 위상의 동기화로, 12V에서 220V 로의 전환은 가전 제품의 작동을 방해하지 않고 수행됩니다.
파워 인버터-250W ~ 6000W 이상여러 장치의 병렬 연결을 비워서 출력 전력을 증가시킬 수 있습니다. 예를 들어, 3 x 3000W = 9000W (+)
태양계의 모든 요소를 설치 한 후 물을 가열하는 전기 탱크를 인버터에 연결하고 가열 파이프 라인을 탱크에 연결해야합니다.
수집기 가열 시스템
태양열 복사기 대신 태양열 복사기의 영향을 받아 물이 가열되는 실외 설치기 대신에 설치하면 최대의 효율성과 회수율을 달성 할 수 있습니다. 이러한 시스템은 다른 장치에 의한 냉각수 가열이 필요하지 않기 때문에보다 논리적이고 자연적입니다.
평면 및 관의 두 가지 주요 유형의 장치의 설계 및 작동 원리를 고려하십시오.
자체 제작 플랫 옵션
평평한 식물의 디자인은 매우 간단하여 숙련 된 장인이 직접 수공예품을 조립하여 전문 매장에서 일부 부품을 구입하고 즉석 소재로 부품을 제작합니다.
태양열을 흡수하는 판은 강철 또는 알루미늄 절연 상자 안에 고정됩니다. 대부분 검은 크롬 층으로 덮여 있습니다. 방열판은 밀봉 된 투명 덮개로 위에서 보호됩니다.
뱀에 의해 놓인 튜브에서 물이 가열되고 플레이트에 연결된다. 물 또는 부동액은 입구 파이프를 통해 상자로 들어가 튜브에서 가열되어 출구로 이동합니다.
뚜껑의 광선 투과율은 투명한 강화 유리 또는 플라스틱 (예 : 폴리 카보네이트)을 사용하여 설명됩니다. 햇빛이 반사되지 않도록 유리 또는 플라스틱 표면을 서리로 덥습니다 (+)
연결에는 1 파이프와 2 파이프의 두 가지 유형이 있으며 선택에는 근본적인 차이가 없습니다. 그러나 중력 또는 펌프를 사용하여 냉각수가 콜렉터에 공급되는 방식에는 큰 차이가 있습니다. 첫 번째 옵션은 물의 이동 속도가 느리기 때문에 효과가없는 것으로 인식되며 가열 원리에 따르면 여름 샤워 용량과 유사합니다.
두 번째 옵션의 기능은 냉각수를 강제로 공급하는 순환 펌프의 연결 때문입니다. 펌핑 장비의 작동을위한 에너지 원은 태양 에너지 시스템 일 수 있습니다.
태양열 집열기에 의해 가열 될 때 냉각제의 온도는 45-60 ºС에 도달하며, 출력에서 최대 표시기는 35-40 ºС입니다. 난방 시스템의 효율을 높이려면 라디에이터와 함께 "따뜻한 바닥"(+)을 사용하십시오.
관형 매니 폴드-북부 지역을위한 솔루션
일반적인 작동 원리는 평평한 유사체의 작동과 유사하지만 한 가지 차이점이 있습니다-냉각 제가있는 열교환 튜브는 유리 플라스크 안에 있습니다. 튜브 자체는 깃털이며 한쪽면에 밀봉되어 있으며 깃털 모양과 비슷하며 동축 (진공)은 서로 삽입되어 양쪽에 밀봉되어 있습니다.
열교환기도 다릅니다.
- 태양 에너지를 열 히트 파이프로 변환하는 시스템;
- U 형 절삭유를 이동시키기위한 일반 튜브.
두 번째 유형의 열 교환기는 수리 비용으로 인해 더 효과적이지만 널리 보급되지 않은 것으로 인식됩니다. 하나의 튜브가 고장 나면 전체 섹션을 교체해야합니다.
히트 파이프는 전체 세그먼트의 일부가 아니므로 2-3 분 안에 변경할 수 있습니다. 고장난 동축 요소는 플러그를 제거하고 손상된 채널을 교체하여 수리합니다.
진공관 내부의 가열 공정의 주기적 특성을 설명하는 계획 : 태양열의 영향을 받아 차가운 액체가 가열 및 증발하여 냉각수의 다음 부분으로 이동합니다 (+)
다른 유형의 수집가의 기술적 특성을 분석하고 사용 경험을 요약 한 후 평평한 수집가가 남부 지역에 더 적합하고 관상 수집가가 북부에 더 적합하다고 결정했습니다. 특히 히트 파이프 시스템을 사용하여 열악한 설치 환경에서 잘 설정됩니다. 흐린 날과 밤에도 최소한의 햇빛을 "먹는"난방 능력을 가지고 있습니다.
태양열 수집기를 보일러 장비에 연결하기위한 표준 구성표의 예 : 펌프 스테이션이 물 순환을 제공하고 컨트롤러는 가열 과정을 조절합니다
성능 향상 방법
일반적으로 소수의 태양 광 모듈을 실험 한 후 개인 주택 소유자는 다양한 방법으로 시스템을 개선하고 개선합니다.
가장 쉬운 방법은 관련 모듈 수를 늘리고 배치를위한 추가 공간을 확보하고보다 강력한 관련 장비를 구매하는 것입니다
여유 공간이 부족하면 어떻게합니까? 다음은 태양 전지 스테이션의 효율을 개선하기위한 몇 가지 지침입니다 (광전지 또는 수집기 사용).
- 모듈의 방향을 변경하십시오. 태양의 위치를 기준으로 요소를 이동합니다. 간단히 말하면, 남쪽에 패널의 주요 부분을 설치하십시오. 일광이 길면 동서로 향하는 표면을 사용하는 것이 가장 좋습니다.
- 틸트 조정. 제조업체는 일반적으로 어떤 각도가 가장 바람직한 지 (예 : 45 °)를 나타내지 만 설치 중에 지리적 위도를 고려하여 조정해야 할 경우가 있습니다.
- 올바른 설치 위치 선택. 대부분의 경우 가장 높은 평면이고 다른 물체 (예 : 정원 나무)에 의해 가려지지 않기 때문에 지붕이 적합합니다. 그러나 태양에 대한 회전 추적 장치 인 더 적합한 영역이 있습니다.
태양 광선에 수직 인 요소를 사용하면 시스템 이보다 효율적으로 작동하지만 안정적으로 고정 된 표면 (예 : 지붕)에서 이것은 짧은 시간 동안 만 가능합니다. 이를 높이기 위해 실용적인 추적 장치를 고안했습니다.
추적 메커니즘은 비행기가 태양을 따라 회전하는 동적 플랫폼입니다. 덕분에 여름에는 발전기 성능이 약 35-40 %, 겨울에는 10-12 % 증가
추적 장치의 큰 빼기 비용은 높은 비용입니다. 어떤 경우에는 돈을 지불하지 않기 때문에 쓸모없는 메커니즘에 투자하는 것이 합리적이지 않습니다.
8 개의 패널이 시간이 지남에 따라 비용이 정당화되는 최소량 인 것으로 추정됩니다. 3-4 개의 모듈을 사용할 수 있지만 한 가지 조건에서 배터리를 우회하여 워터 펌프에 직접 연결 한 경우입니다.
얼마 전 Tesla Motors는 통합형 태양 전지판을 갖춘 새로운 유형의 지붕 제작을 발표했습니다. Elon Musk는 수정 된 지붕은 수집기 나 모듈이 설치된 기존 지붕보다 저렴할 것이라고 말했다.
테마 비디오는 가정용 태양 광 발전소의 장치를 더 잘 상상하고 장비 설치의 비밀을 밝히는 데 도움이됩니다.
비디오 # 1. 태양 전지판 및 충전 컨트롤러에 대한 기술 정보는 다음과 같습니다.
비디오 # 2. 교외에서 태양 전지판 사용에 대한 유용한 경험 :
비디오 # 3. 독립적으로 완전히 조립되어 가정용 온수와 가정 난방을 모두 제공하는 성공적으로 운영되는 태양 광 발전소의 예 :
보시다시피, 태양열 난방 시스템은 독립적으로 실현할 수있는 매우 실제적인 현상입니다. 에너지를 생산하는 대체 방법의 분야는 끊임없이 발전하고 있습니다. 아마도 내일 새로운 발견에 대해들을 것입니다.
우리는 당신이 자료에 적극적으로 의견을 제시합니다.당신은“녹색 에너지”에 대한 당신의 태도를 표현하고, 태양계 구축 경험을 공유하고, 아래 블록에서 당신이 아는 세부 사항만을 말할 수 있습니다.