Актуальность солнечного коллектора в Московской области. Эффективность использования солнечных коллекторов в москве


Актуальность солнечного коллектора в московском регионе

Инновации в энергосбережении

Использование солнечной энергии для отопления и приготовления горячей воды в современном коттедже.

Количество солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли, называется солнечной инсоляцией. В разных регионах России годовая инсоляция находится в пределах от 800 кВт-час/м2 до 1900 кВт-час/м2. Для Московского региона годовая инсоляция одного квадратного метра горизонтальной площадки составляет 1100 кВт-час/м2. То есть на 1 кв.метр попадает 1100кВт солнечной энергии, которую солнечные коллекторы могут преобразовывать в тепловую с КПД 95%. Количество солнечной энергии, поступающей в географическую зону Московской области, сравнимо с Германией, где на данный момент площадь используемых солнечных коллекторов больше 6,5 млн. кв. метров.

При строительстве коттеджей заказчики всё чаще задают вопрос о возможности использования энергии солнца для своего дома.

Это в первую очередь относятся к людям, которые путешествуют и видят многочисленные солнечные установки на крышах домов в центральной Европе и Скандинавии.

Существует распространенное клише: в России холодно и мало солнца, солнечная энергия – не для нас.

Начнем с того, что Россия велика, есть регионы с инсоляцией испанского уровня, есть такие, в которых, действительно, солнца очень мало.

Рассмотрим московский регион, в котором мы находимся. Глядя за окно в ненастный пасмурный московский день, мало у кого возникает мысль об использовании солнца для своего коттеджа. Между тем, по уровню инсоляции Москва – это Берлин. Прилегающие южные области – это, по поступающей энергии солнца, уже ближе к югу Германии. Да, ФРГ, тоже не самая солнечная страна, но она лидирует в мире в области солнечной энергетики. Практически каждый новый строящейся коттедж оснащается солнечными системами подогрева воды и/или солнечными батареями. А по мнению директора немецкого Института строительной физики (Fraunhofer Institut für Bauphysik), Мюнхен, к 2020 году строительство коттеджей с плюсовым энергетическим балансом, фактически домов - электростанций станет рядовой практикой.

Таким образом, для использования энергии солнца в домашнем хозяйстве в средней полосе России нет никаких технологических препятствий. Разумеется, солнечные системы в нашей климатической зоне (как и в Германии) не заменяют собой отопление и горячее водоснабжение полностью. С их помощью можно покрыть до 50-60 процентов энергии, затрачиваемой в год на отопление и горячее водоснабжение коттеджа.

Оптимальным и оправданным энергоэффективным решением для любого коттеджа является комбинация солнечных систем подогрева воды (солнечных коллекторов) с современным конденсационным газовым котлом (см. рисунок). В данном случае в период с апреля по сентябрь включительно Ваш дом полностью обеспечивается горячей водой за счет энергии солнца. Это не только экономит энергию, но и существенно повышает ресурс газового котла. Его горелка изнашивается главным образом как раз в летний период по причине частой смены циклов включения/отключения. В нашем же случае котел на лето просто-напросто отключается.

То же самое можно сказать о совместной работе солнечных коллекторов и установленного в коттедже теплового насоса. В данном случае солнечные системы подогрева дают еще одно преимущество. Избыточное тепло, производимое коллекторами в летний период, может «сбрасываться» в грунт для регенерации скважин теплового насоса, что повышает срок их службы.

Разумеется, для такого дорого способа отопления, как котел на жидком топливе, данный подход еще более актуален.

С экономической точки зрения, срок окупаемости таких систем в России пока существенно больше, чем в Европе, по причине более высокой стоимости оборудования, с одной стороны, и низких цен на газ, с другой. Тем не менее, цена на компоненты солнечных систем постоянно снижается, цены на энергоносители в России, напротив, растут (по прогнозу Минэкономразвития цена на газ к 2030 году вырастет в 4,6 раза). Кроме того, при установке солнечных коллекторов для обслуживания коттеджа следует рассматривать и экологический фактор, в частности, отсутствие выбросов продуктов сгорания газа на территории вашего участка.

С учетом данных обстоятельств, установка солнечных систем для поддержки горячего водоснабжения и отопления в коттедже не должна рассматриваться просто как современная «модная штука». Как экономический резон, так и экологические соображения здесь также присутствуют.

Проектировать солнечные системы желательно до начала строительства коттеджа, хотя их установка возможна и в уже построенном доме.

Установка солнечных систем не является обязательным условием при строительстве пассивного дома. При этом следует учитывать, что способы организации отопления и горячего водоснабжения влияют на расчет показателя первичной энергии, верхняя граница которого 120 kWh/(m²*a). Использование энергии солнца принимается в расчетах с фактором «ноль», то есть позволяет легче достичь норматива, используемого для целей сертификации здания. Таким образом, и по этим соображениям мы рекомендуем установку солнечных коллекторов для поддержки горячего водоснабжения и отопления.

В заключение интересный факт по электроснабжению с помощью солнца.

В актуальном апрельском (2013) докладе по солнечной энергетике уже упомянутого института строительной физики говорится: «Среднее домохозяйство из четырех человек потребляет в год примерно 4400 kWh электроэнергии. Это соответствует выработке обычных (средних) солнечных модулей площадью 34 m2». Это существенно меньше площади одного ската кровли небольшого коттеджа. И данные цифры, может быть с небольшими поправками, справедливы и для московского региона.

Так что тот, кто задумывается об энергетической автономии своего коттеджа, может взять данную информацию на заметку или позвонить нам для консультации.

  Отзыв о работе солнечной сплит-системы в Подмосковье 

Подробная статистика с фиксацией погодных условий и нагрева воды в коллекторе и баке солнечной сплит-системы SH-100-12 (коллектор 12 вакуумных трубок, бак 100 литров) от дилера торговой марки «АНДИ Групп» в г, Серпухов Московской области фирмы VOKSES.RU. Смотреть>>

 Звоните! (495) 748-11-78 Наши квалифицированные специалисты ответят на Ваши вопросы и в зависимости от поставленных Вами задач, помогут подобрать солнечный коллектор, удовлетворяющий Вашим требованиям.

 Узнать больше:

 

 Остались вопросы? Напишите нам: [email protected]

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

 Если выбор гелиосистемы вызывает у Вас затруднение, оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную установку удовлетворяющую Вашим потребностям. 

andi-grupp.su

Солнечный коллектор в Подмосковье. Статистика работы за 2015 год

Статистика нагрева воды по дням в г.Серпухов Московская область за 2015 год.

Солнечная сплит-система модель SH-100-12  серия «Стандарт»  торговая марка «АНДИ Групп»

(Коллектор  круглогодичного использования 12 вакуумных трубок, бак для воды 100 литров).Минимальный комплект в среднем для потребности 1-2-х человек в день для ГВС. Время записи данных 13 часов.

Отчёт предоставила фирма VOKSES.RU  дилер торговой марки «АНДИ Групп» в г.Серпухов Московской области.

Подробнее здесь >>

 МАЙ 2015года

Дата облачность, % ветер, м/с температура воздуха температура в коллекторе (средняя) температура в баке
09.05. нет 4 +19 +87 +70
11.05. 50 7 +19 +76 +68
13.05 60 4 +21 +75 +68
15.05 100 5 +12 +45 +44
17.05 100 5 +8 +30 +30
19.05 100 6 +9 +26 +26
21.05 20 2 +22 +94 +70
23.05 60 3 +19 +85 +70
25.05 нет 4 +19 +85 +70
28.05 70 2 +19 +68 +65

ИЮНЬ 2015г.

дата облачность,% ветер, м/с температура воздуха температура в коллекторе (средняя) температура в баке
01.06 нет 6 +20 +90 +70
05.06 60 5 +20 +65 +60
07.06 30 3 +23 +96 +70
09.06 60 5 +18 +88 +70
11.06 50 4 +20 +85 +70
13.06 70 9 +24 +82 +70
15.06 20 4 +28 +110 +70
17.06 100 6 +17 +55 +50
19.06 100 8 +19 +47 +40
21.06 100 1 +17 +40 +35
23.06 40 3 +24 +90 +70
25.06 40 3 +26 +90 +70
27.06 100 3 +20 +48 +48

ИЮЛЬ 2015г.

дата облачность, % ветер, м/с температура воздуха температура в коллекторе (средняя) температура в баке
01.07 70 3 +24 +88 +70
03.07 25 3 +18 +80 +70
05.07 нет 4 +27 +110 +70
07.07 100 4 +18 +65 +60
09.07 100 3 +24 +75 +65
11.07 100 6 +15 +40 +37
15.07 20 2 +20 +90 +70
17.07 40 3 +20 +78 +65
21.07 65 9 +13 +40 +37
23.07 10

andi-grupp.su

Солнечный коллектор

Как выбрать солнечный коллектор Если Вы решились на приобретение и установку у себя гелиосистемы, то перед Вами неизбежно встанет дилемма, как выбрать самый главный элемент солнечной установки - солнечный коллектор.

На сегодняшний день на рынке представлено огромное количество солнечных коллекторов от множества производителей различные по типу, конструкции, эффективности и стоимости. Выбрать самый оптимальный вариант может стать не простой задачей. В данной статье мы постараемся разобраться в особенностях подбора солнечного коллектора для гелиосистем, это позволит Вам сделать правильный выбор и ощутить все преимущества использования солнечной энергии.

Солнечный коллектор: сфера применения

Во-первых, следует определиться, для каких целей Вам нужен солнечный коллектор. Обычно, гелиосистема применяется в бытовом секторе для:

  • горячего водоснабжения;
  • поддержки отопления;
  • подогрева воды в бассейне.
Каждый вариант может использоваться как самостоятельно, так и в сочетании друг с другом, а также все вместе. Однако в комбинированных системах должна быть одна приоритетная цель, на которую и следует ориентироваться, подбирая солнечный коллектор.

Основные типы солнечных коллекторов После того, как цели использования определены, можно приступать к подбору типа солнечного коллектора. Уверены, что многие из Вас слышали об извечном споре – вакуумный или плоский солнечный коллектор. На самом деле, явного победителя в этом споре нет. Всё зависит от целей применения солнечной системы, ведь для каждого конкретного случая более подходящим может быть тот или иной вариант. Кроме того, мы пойдем дальше и расширим спектр выбора.

Как известно, существует несколько основных типов вакуумных солнечных коллекторов, которые также значительно отличаются между собой, поэтому будет более корректно рассматривать каждый тип отдельно. Для сравнения были выбраны четыре основных типа вакуумных трубчатых коллекторов и один плоский высокоэффективный:

• Вакуумный трубчатый коллектор с перьевым абсорбером и прямоточным тепловым каналом; • Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с перьевым абсорбером с тепловой трубкой “heat pipe”; • U-образный прямоточный вакуумный коллектор с коаксиальной колбой и отражателем; • Вакуумный трубчатый солнечный коллектор с коаксиальной колбой и тепловой трубкой “heat pipe”; • Плоский высокоэффективный солнечный коллектор.

1.jpg

Большинство аргументов за или против того или иного типа коллектора сводятся к весьма абстрактным показателям, таким как: «лучшее восприятия солнечных лучей», «отсутствие теплопотерь», и т.д. Но поскольку у каждого солнечного коллектора есть абсолютно конкретные параметры эффективности, следует доверять именно этим данным для расчета производительности солнечного коллектора в каждом выбранном случае.

Подробнее об этих параметрах и принципе расчета: эффективность солнечного коллектора.

2.jpg

На графике показана зависимость коэффициента полезного действия от разницы температуры между окружающим воздухом и теплоносителем в солнечном коллекторе при условии солнечного излучения равного 1000 Вт/м². Для анализа воспользуемся средними параметрами для каждого выбранного типа солнечного коллектора указанными на изображении.

Первая зона с минимальной разницей температуры характерна для режима работы солнечного коллектора для нагрева воды в бассейне. Режим работы гелиосистемы во второй зоне является оптимальным для горячего водоснабжения в круглогодичном режиме. Третья зона соответствует режиму работы солнечных коллекторов для нужд отопления, поскольку температура окружающего воздуха в отопительный период самая низкая. Четвертая зона используется для получения высоких температур используемых в технологических нуждах. В бытовом секторе такой температурный режим работы встречается крайне редко. Из графика мы видим, что чем меньше ∆t, фактически это означает — чем ниже температура подачи теплоносителя, тем выше КПД солнечного коллектора. Именно поэтому для гелиосистемы оптимальным является применение низкотемпературных систем отопления таких как «теплые полы». Плоский коллектор и вакуумные трубчатые коллекторы с плоским перьевым абсорбером имеют более высокую производительность при работе на нагрев бассейна и ГВС за счет оптических свойств, способствующих лучшему поглощению солнечного света. В свою очередь вакуумный солнечный коллектор с коаксиальной колбой лучше работает в отопительный период благодаря лучшей теплоизоляции.

Производительность солнечных коллекторов

Следующая диаграмма позволяет оценить среднюю производительность коллекторов за год и за отопительный период (нижняя часть столбца).

3.jpg

Данные о количестве выработанной энергии получены при помощи расчета, в программе позволяющей смоделировать работу солнечной системы за год. В расчетах используются усредненные данные по солнечному излучению и погоде для города Днепропетровска. Расчеты приведены к 1 м² апертурной площади каждого типа коллектора.

Диаграмма позволяет оценить максимальную эффективность при непрерывной работе солнечной системы во время всего года. На практике такие условия практически невозможны и не всегда отображают реальную картину производительности солнечного коллектора.

Для расчета реальной производительности воспользуемся примером. Смоделируем предполагаемый случай применения гелиосистемы для нужд горячего водоснабжения в круглогодичном режиме и поддержки системы отопления теплыми полами со следующими параметрами:

• площадь отопления – 200 м²; • теплопотери – современная постройка с высоким уровнем теплоизоляции 50 Вт/м² площади; • место расположения – Киев; • ГВС – 200 л в сутки; • апертурная площадь коллекторов – 30 м².

4.jpg

На графике видно, что используя солнечный коллектор для отопления, более важным является низкие тепловые потери. При этом хорошие оптические характеристики дают прирост выработки тепла в межсезонье, когда средняя температура воздуха выше, но всё еще необходимо отопление.

5.jpg

В итоге получаем реальную производительность гелиосистемы за год.

Стоимость солнечного коллектора и полученного тепла

Стоимость солнечных коллекторов может значительно варьироваться и зависит от множества факторов: качество сборки, материал абсорбера и корпуса, толщина и способ укладки изоляции, толщина стекла и т.д. Чтобы оценить стоимость полученной тепловой энергии от солнечных коллекторов зададимся средней стоимостью одного метра квадратного каждого типа солнечного коллектора. Так же взяв за основу срок эксплуатации 25 лет и условия эксплуатации описанные в примере, можем получить значение стоимости полученного 1 кВт*ч энергии.

6.jpg

Как видим из графика, тепло полученное от прямоточного вакуумного коллектора с перьевым абсорбером является наиболее дорогим. А тепло полученное от плоского солнечного коллектора самое дешевое, соответственно плоские коллекторы  имеют минимальный срок окупаемости.

Однако цена солнечного коллектора не всегда является основополагающим фактором. Более дорогие коллекторы могут иметь больший срок службы и низкие эксплуатационные расходы, связанные с возможными поломками. В связи с этим, можно рассматривать установку как дорогой брендовой техники, так и бюджетных вариантов при определенном уровне начальных капиталовложений.

Выбирая солнечный коллектор, обратите внимание на техническую информацию.

Очень важным фактором для выбора солнечного коллектора является наличие полного технического описания. Наиболее интересные для нас будут значения параметров оптического КПД (ŋ₀), коэффициенты тепловых потерь a₁ (k₁) и а₂ (k₂) и площадь солнечного коллектора (апертурная и общая).  Именно эти параметры позволяют оценить эффективность и рассчитать прогнозируемую производительность солнечного коллектора.

Если производитель или продавец по каким-то причинам не предоставляет эти данные, то в итоге мы получаем “кота в мешке” и не сможем оценить энергетический вклад гелиосистемы, поэтому лучше воздержатся от покупки такого изделия. Наличие международного сертификата (например, от швейцарской лаборатории SPF или Solar Keymark) приветствуется, однако не всегда нам продают коллектор именно с заданными в данном документе параметрами. Особенно этим грешат азиатские производители, тут уж мы ничего не сможем проверить,  остаётся только надеяться на порядочность компании производителя или поставщика.

www.noviydom.ru

Использование солнечных коллекторов

Любой коллектор представляет собой специальный теплообменник, преобразующий энергию солнечного излучения в тепло и передающий его теплоносителю — жидкости, движущейся внутри каналов поглощающей панели коллектора. Коллекторы являются основным элементом любых систем солнечного теплоснабжения или бытовых солнечных водонагревателей и используются в их составе для обеспечения теплом жилых зданий, промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых объектов.

 

Материал предоставлен журналом "Сантехника. Отопление. Кондиционирование.", N 2, 2010г.

Как устроен солнечный коллектор? Хотя их конструктивных решений может быть очень много, но принципиально в каждом коллекторе есть так называемый абсорбер (или поглощающая панель). В самом простом варианте абсорбер — это плоский металлический лист с прикрепленной к нему (пайкой, сваркой, механически прижатой и т.д.) одной или несколькими трубками, в которых движется жидкость, воспринимающая тепло. Поверхность листа, облучаемая солнечной радиацией, окрашивается в черный цвет. Для уменьшения тепловых потерь этой конструкции в окружающую среду абсорбер устанавливается в корпус в виде плоской рамы. Сверху этот корпус закрывается стеклом, а снизу под абсорбером укладываются теплоизоляция и днище.

Вакуумный коллектор является дальнейшим развитием этой конструкции. Он, как правило, состоит из отдельных трубок с ребрами, помещенными в толстостенные стеклянные трубы диаметром 100 мм. Теплоизоляцией в этом случае является вакуум внутри трубки, который обычно составляет 10–4–10–5 мм рт. ст. Эти коллекторы эффективнее плоских, но существенно дороже.

За рубежом выпускаются десятки конструкций солнечных коллекторов, но все удачные конструкции имеют приблизительно одинаковые тепловые и эксплуатационные характеристики. Многие западные фирмы, работающие в России, производят и коллекторы, и все необходимое оборудование для систем, но не продают их в нашей стране из-за отсутствия спроса, а также из-за того, что их стоимость значительно выше той, что может оплатить российский покупатель-энтузиаст, не имеющий никакой государственной поддержки.

В России в небольшом объеме идут работы по созданию как солнечных систем, так и оборудования для них. Сейчас в нашей стране все необходимое оборудование легко приобрести, поскольку в системах можно использовать типовые элементы, хотя в Европе для солнечных систем изготавливаются циркуляционные насосы, бойлеры и регуляторы со специальной приставкой в названии. Это не относится к солнечным коллекторам, поскольку предприятий, выпускающих коллекторы по более доступной, чем за рубежом, цене, в России мало.

Что же представляет собой солнечный коллектор с селективным покрытием поглощающей панели? Любое нагретое тело отдает тепло в окружающую среду конвекцией и излучением. Обычное черное покрытие абсорбера коллектора хорошо поглощает солнечное излучение, но при нагреве его потери растут. От конвективных потерь абсорбер защищает остекленный корпус с теплоизоляцией, а для резкого снижения потерь излучением и служит селективное покрытие. Так, коэффициент поглощения солнечного излучения обычным черным покрытием составляет до 96 %, но и коэффициент излучения (или, по-другому, степень черноты) нагретого тела с таким покрытием составляет почти такую же величину. Поверхность абсорбера с селективным покрытием также эффективно поглощает солнечное излучение, но ее степень черноты составляет 5–10 %, т.е. она излучает в тепловом диапазоне в 10–18 раз меньше, чем просто окрашенная черной краской. Именно этим объясняется снижение тепловых потерь коллектора на излучение и повышение его общей теплопроизводительности на 20–25 %.

Конструкцию солнечного коллектора рассмотрим на примере коллектора «Сокол-А». Абсорбер коллектора изготовлен из прессованных алюминиевых профилей в виде оребренных труб и имеет селективное покрытие, выполненное напылением в вакуумной камере. Корпус коллектора из специально разработанных алюминиевых профилей с интегрированными в их конструкцию узлами крепления и прижима стекла выполнен в виде плоской прямоугольной рамы. Защитное покрытие профилей корпуса — порошковая эмаль. Нижняя теплоизоляция — плита 50 мм из базальтового волокна Rockwool с гидрофобной обработкой. Прозрачная изоляция — однослойная, из закаленного стекла толщиной 4 мм. Уплотнение стекла — П-образным профилем из EPDM-резины и уголковыми алюминиевыми прижимами. Коллектор имеет четыре внешних присоединительных патрубка с наружной трубной резьбой 3/4ʺ.

В последнее время накоплен некоторый опыт использования коллекторов в системах теплоснабжения. Так, кроме нескольких систем ГВС для индивидуальных домов в 2004 г. была построена система ГВС одного из учебных корпусов Сочинского государственного университета туризма и курортного дела. Солнечные коллекторы были установлены на плоской крыше здания. Эта установка используется университетом не только для ГВС, но и в учебных целях.

Опыт эксплуатации показал, что такая система в климатических условиях городе Сочи может работать даже в зимний период в солнечные дни.

От университета были получены следующие данные по характеристикам системы: 24 коллектора обеспечивают производство до 4000 л горячей воды в день. Выработка тепла системой составляет 0,7 Гкал/м2 в год, а его стоимость равна 170–200 руб/Гкал при стоимости тепла в городских теплосетях 1130 руб/Гкал. В настоящее время заканчивается монтаж еще одной системы на втором корпусе университета.

Какие же дальнейшие перспективы развития таких систем в нашей стране?

Внутренний рынок России для этого вида продукции — солнечных коллекторов и систем на их основе — еще формируется. Исторически это объясняется тем, что солнечные коллекторы в больших объемах никогда в стране не производились из-за отсутствия потребностей в них при существовавшей ранее нереально низкой стоимости энергоресурсов, вялого выполнения принятых государственных и отраслевых программ и полного пренебрежения экологией.

Все сохранившиеся в России и странах СНГ солнечные водонагревательные системы основаны на базе серийно выпускавшихся коллекторов завода «Сибтепломаш» (г. Братск) или на базе опытных и мелкосерийных коллекторов разных производителей (Киев-ЗНИИЭП, тбилисский трест «Спецгелиотепломонтаж» и пр.). Причем их качество не соответствовало ни отечественному, ни зарубежным стандартам. Выпуск таких коллекторов, по крайней мере в России, в настоящее время почти прекращен. Во второй половине 1990х гг. в Краснодарском крае был создан ряд систем солнечного горячего водоснабжения на базе коллекторов Ковровского машиностроительного завода и фирмы «Радуга-Ц» (г. Жуковский).Существует два сектора рынка солнечных коллекторов: промышленные системы (как крупные, так и мелкие) и солнечные бытовые водонагреватели.

Сегодня в связи с постоянным ростом стоимости энергоресурсов, на предполагаемом рынке сбыта наблюдается некоторое оживление. В ряде регионов, испытывающих особенно острый дефицит энергоресурсов, принимаются местные программы по энергосбережению и использованию возобновляемых источников энергии, в т.ч. и солнечной. В этих регионах отмечаются попытки разрабатывать солнечные коллекторы собственными силами, но при отсутствии опыта и солидных капиталовложений на НИР и ОКР они пока не привели к появлению ни одного коллектора современного технического уровня, который можно было бы сравнивать с коллекторами, разработанными за рубежом или лучшими российскими образцами.

Потребительскому сектору рынка этот вид продукции вообще незнаком. Выпускаемые рядом предприятий летние души типа «черная бочка» по своим эксплуатационным характеристикам и теплопроизводительности не идут ни в какое сравнение с современными конструкциями, но представления покупателей об их возможностях уже сформированы и переносятся на весь класс солнечных водонагревателей и систем.

Главными причинами медленной организации и расширения рынков сбыта солнечных коллекторов являются недостаток информации о коллекторах и стоимость, слишком высокая для формирующегося рынка. Потребители из-за отсутствия опыта и доступной информации, рассказывающей о возможностях солнечных систем, их разработчиках и изготовителях оборудования, не могут достоверно оценить экономическую эффективность применения солнечных систем теплоснабжения.

Солнечный коллектор сам по себе не является конечным продуктом, имеющим потребительскую ценность. Для получения конечного продукта — горячей воды — необходимо создать систему солнечного горячего водоснабжения с обязательным выполнением комплекса работ: выбором объекта, где эта система будет наиболее эффективна, разработкой проектной документации, строительно-монтажными и пусконаладочными работами, а также гарантийным и послегарантийным обслуживанием.

Если в случае солнечных бытовых водонагревателей эти проблемы практически не возникают или решаются очень просто, то для промышленных систем с разной тепловой нагрузкой возможен только этот путь. Любое его нарушение в условиях неустоявшегося рынка приводит к плохой работе системы.

В России с вопросами выбора оборудования и принципами проектирования солнечных систем знакомы или сами производители коллекторов, или очень ограниченный круг специалистов, имеющих опыт еще советских времен. (Большинство солнечных систем в те годы создавалось на юге страны, и этот опыт практически полностью утрачен.) К сожалению, территориальные размеры России не позволяют осуществлять весь комплекс работ по созданию таких систем силами одного предприятия-производителя и требуют участия региональных исполнителей. Исследования рынка, проведенные в 1999–2002 гг., выявили несколько фирм (в основном в Краснодарском крае), имеющих опыт проектных и строительно-монтажных работ по солнечным системам, но в этом направлении сделано еще очень мало. Опыт показывает, что создание солнечных систем практически ничуть не сложнее, чем обычных систем теплоснабжения, а этими работами в нашей стране занимается множество фирм, накопивших богатый опыт их разработки и монтажа с использованием самого современного оборудования. Почему же развитие систем солнечного теплоснабжения идет столь медленно?

Отметим, что интерес к солнечным установкам носит ярко выраженный региональный и сезонный характер. Сезонность спроса может быть оправдана только для бытовых установок, не требующих значительных работ по вводу в эксплуатацию. Но промышленные системы имеют больший срок подготовки, и зимний период должен являться временем наиболее напряженной работы. Оценивая общие перспективы развития российского рынка для солнечных систем ГВС, основной элемент которых — коллектор, на ближайшее будущее можно сделать вывод о том, что солнечные коллекторы являются совершенно новой, почти никем не проработанной позицией для нашего рынка.

1. Тарнижевский Б.В. Оценка эффективности применения солнечного теплоснабжения в России // Теплоэнергетика, №5/1996. 2. Бекман У., Клейн С., Даффи Дж. Расчет систем солнечного теплоснабжения. — М.: Энергоиздат, 1982. 3. ВСН 52–86. Установки солнечного горячего водоснабжения. Нормы проектирования. — М.: Госгражданстрой СССР, 1987. 4. ГОСТ Р 51595–2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия.

Авторы: Н. ДУДАРЕВ, директор проекта; В. ШЕРШНЕВ, главный специалист, ФГУП «НПО машиностроения»

www.sromcee.ru

Солнечные коллекторы в Москве -

Количество солнечной энергии, попадающей на поверхность Земли, называется солнечной инсоляцией. В разных регионах России годовая инсоляция находится в пределах от 800 кВт-час/м2 до 1900 кВт-час/м2. Для Московского региона годовая инсоляция одного квадратного метра горизонтальной площадки составляет 1100 кВт-час/м2. То есть на 1 кв.метр попадает 1100кВт солнечной энергии, которую солнечные коллекторы могут преобразовывать в тепловую с КПД 95%. Количество солнечной энергии, поступающей в географическую зону Московской области, сравнимо с Германией, где на данный момент площадь используемых солнечных коллекторов больше 6,5 млн. кв. метров.

При строительстве коттеджей заказчики всё чаще задают вопрос о возможности использования энергии солнца для своего дома. Это в первую очередь относятся к людям, которые путешествуют и видят многочисленные солнечные установки на крышах домов в центральной Европе и Скандинавии. Существует распространенное клише: в России холодно и мало солнца, солнечная энергия – не для нас.

Начнем с того, что Россия велика, есть регионы с инсоляцией испанского уровня, есть такие, в которых, действительно, солнца очень мало. Рассмотрим московский регион, в котором мы находимся. Глядя за окно в ненастный пасмурный московский день, мало у кого возникает мысль об использовании солнца для своего коттеджа. Между тем, по уровню инсоляции Москва – это Берлин. Прилегающие южные области – это, по поступающей энергии солнца, уже ближе к югу Германии. Да, ФРГ, тоже не самая солнечная страна, но она лидирует в мире в области солнечной энергетики. Практически каждый новый строящейся коттедж оснащается солнечными системами подогрева воды и/или солнечными батареями. А по мнению директора немецкого Института строительной физики (Fraunhofer Institut für Bauphysik), Мюнхен, к 2020 году строительство коттеджей с плюсовым энергетическим балансом, фактически домов - электростанций станет рядовой практикой.

Таким образом, для использования энергии солнца в домашнем хозяйстве в средней полосе России нет никаких технологических препятствий.

Разумеется, солнечные системы в нашей климатической зоне (как и в Германии) не заменяют собой отопление и горячее водоснабжение полностью. С их помощью можно покрыть до 50-60 процентов энергии, затрачиваемой в год на отопление и горячее водоснабжение коттеджа.

Оптимальным и оправданным энергоэффективным решением для любого коттеджа является комбинация солнечных систем подогрева воды (солнечных коллекторов) с современным конденсационным газовым котлом (см. рисунок).

В данном случае в период с апреля по сентябрь включительно Ваш дом полностью обеспечивается горячей водой за счет энергии солнца. Это не только экономит энергию, но и существенно повышает ресурс газового котла. Его горелка изнашивается главным образом как раз в летний период по причине частой смены циклов включения/отключения. В нашем же случае котел на лето просто-напросто отключается.

То же самое можно сказать о совместной работе солнечных коллекторов и установленного в коттедже теплового насоса. В данном случае солнечные системы подогрева дают еще одно преимущество. Избыточное тепло, производимое коллекторами в летний период, может «сбрасываться» в грунт для регенерации скважин теплового насоса, что повышает срок их службы.

Разумеется, для такого дорого способа отопления, как котел на жидком топливе, данный подход еще более актуален.

С экономической точки зрения, срок окупаемости таких систем в России пока существенно больше, чем в Европе, по причине более высокой стоимости оборудования, с одной стороны, и низких цен на газ, с другой. Тем не менее, цена на компоненты солнечных систем постоянно снижается, цены на энергоносители в России, напротив, растут (по прогнозу Минэкономразвития цена на газ к 2030 году вырастет в 4,6 раза). Кроме того, при установке солнечных коллекторов для обслуживания коттеджа следует рассматривать и экологический фактор, в частности, отсутствие выбросов продуктов сгорания газа на территории вашего участка.

С учетом данных обстоятельств, установка солнечных систем для поддержки горячего водоснабжения и отопления в коттедже не должна рассматриваться просто как современная «модная штука». Как экономический резон, так и экологические соображения здесь также присутствуют.

Проектировать солнечные системы желательно до начала строительства коттеджа, хотя их установка возможна и в уже построенном доме.

Установка солнечных систем не является обязательным условием при строительстве пассивного дома. При этом следует учитывать, что способы организации отопления и горячего водоснабжения влияют на расчет показателя первичной энергии, верхняя граница которого 120 kWh/(m²*a). Использование энергии солнца принимается в расчетах с фактором «ноль», то есть позволяет легче достичь норматива, используемого для целей сертификации здания. Таким образом, и по этим соображениям мы рекомендуем установку солнечных коллекторов для поддержки горячего водоснабжения и отопления.

В заключение интересный факт по электроснабжению с помощью солнца. В актуальном апрельском (2013) докладе по солнечной энергетике уже упомянутого института строительной физики говорится: «Среднее домохозяйство из четырех человек потребляет в год примерно 4400 kWh электроэнергии. Это соответствует выработке обычных (средних) солнечных модулей площадью 34 m2». Это существенно меньше площади одного ската кровли небольшого коттеджа. И данные цифры, может быть с небольшими поправками, справедливы и для московского региона.

Так что тот, кто задумывается об энергетической автономии своего коттеджа, может взять данную информацию на заметку или позвонить нам для консультации.

ООО ПК АНДИ Групп

ЗАКАЗАТЬ РАСЧЁТ

Заказать расчёт гелиосистемы

Если выбор солнечной сплит-системы вызывает у Вас затруднение оставьте заявку на расчёт и квалифицированные специалисты нашей компании помогут подобрать солнечную водонагревательную систему удовлетворяющую Вашим потребностям.

Заказать расчёт

andi-grupp.ru

География и особенности применения солнечных коллекторов в России

Интенсивность поступления солнечной энергии в России.

Рост цен на энергоносители в России заставляет проявлять интерес к дешевым источникам энергии. Наиболее доступной является солнечная энергия. Энергия солнечной радиации, падающая на Землю в 10 000 раз превышает количество вырабатываемой человечеством энергии. Проблемы возникают в технологии сбора энергии и в связи с неравномерностью поступления энергии на гелиоустановки. Поэтому солнечные коллекторы и солнечные батареи применяются или совместно с аккумуляторами энергии или в качестве средства дополнительной подпитки для основной энергетической установки.

Страна у нас обширна и картина распределения солнечной энергии по ее территории весьма разнообразна.

Усредненные данные поступления солнечной энергии

Интенсивность поступления солнечной энергии

Зоны максимальной интенсивности солнечного излучения. На 1 квадратный метр поступает более 5 кВт.час. солнечной энергии в день.

По южной границе России от Байкала до Владивостока, в районе Якутска, на юге Республики Тыва и Республики Бурятия, как это не странно, за Полярным Кругом в восточной части Северной Земли.

Поступление солнечной энергии от 4 до 4,5 кВт.час на 1 кв. метр в день.

Краснодарский край, Северный Кавказ, Ростовская область, южная часть Поволжья, южные районы Новосибирской, Иркутской областей, Бурятия, Тыва, Хакассия, Приморский и Хабаровский край, Амурская область, остров Сахалин, обширные территории от Красноярского края до Магадана, Северная Земля, северо-восток Ямало-Ненецкого АО.

От 2,5 до 3 кВт.час на кв. метр в день.

По западной дуге - Нижний Новгород, Москва, Санкт-Петербург, Салехард, восточная часть Чукотки и Камчатка.

От 3 до 4 кВт.час на 1 кв. метр в день.

Остальная территория страны.

Продолжительность солнечного сияния в год.

Наибольшую интенсивность поток энергии имеет в мае, июне и июле. В этот период в средней полосе России на 1 кв. метр поверхности приходится 5 кВт.час в день. Наименьшая интенсивность в декабре-январе, когда 1 кв. метр поверхности приходится 0,7 кВт.час в день.

Особенности установки.

Если установить солнечный коллектор под углом 30 градусов к поверхности, то можно обеспечить съем энергии в максимальном и минимальном режиме соответственно 4,5 и 1.5 кВт час на 1 кв. метр. в день.

Распределение интенсивности солнечного излучения в средней полосе России по месяцам

Исходя из приведенных данных можно рассчитать площадь плоских солнечных коллекторов, необходимую для обеспечения горячего водоснабжения семьи из 4-х человек в индивидуальном доме. Нагрев 300 литров воды от 5 градусов до 55 градусов в июне могут обеспечить коллекторы площадью 5,4 квадратного метра, в декабре 18 кв. метров. Если применить более эффективные вакуумные коллекторы, то требуемая площадь коллекторов снижается примерно вдвое.

Покрытие потребностей в ГВС на счет солнечной энергии.

На практике солнечные коллекторы желательно применять не в качестве основного источника ГВС, а в качестве устройства для подогрева воды, поступающей в отопительную установку. В этом случае расход топлива резко снижается. При этом обеспечивается бесперебойная подача горячей воды и экономия средств на ГВС и отопление дома, если это дом для постоянного проживания. На дачах, в летнее время, для получения горячей воды, применяются различные виды солнечных коллекторов. От коллекторов заводского изготовления до самодельных устройств, изготовленных из подручных материалов. Различаются они, прежде всего, по эффективности. Заводской эффективнее, но стоит дороже. Практически бесплатно можно сделать коллектор с теплообменником от старого холодильника.

В России установка солнечных коллекторов регламентируется РД 34.20.115-89 "Методические указания по расчету и проектированию систем солнечного обогрева", ВСН 52-86  "Установки горячего солнечного водоснабжения. Нормы проектирования". Имеются рекомендации по использованию нетрадиционных источников энергии в животноводстве, кормопроизводстве, крестьянских хозяйствах и сельском жилищном секторе, разработанные по заявке Минсельхоза в 2002 году. Действуют ГОСТ Р 51595 "Солнечные коллекторы. Технические требования", ГОСТ Р 51594 "Солнечная энергетика. Термины и определения",

В этих документах довольно подробно описаны схемы применяемых солнечных коллекторов и наиболее эффективные способы их применения в различных климатических условиях.

Солнечные коллекторы в Германии

В Германии государство дотирует затраты на установку солнечных коллекторов, поэтому их применение устойчиво растет. В 2006 году было установлено 1 миллион 300 тысяч квадратных метров коллекторов. Из этого количества примерно 10% более дорогие и эффективные вакуумные коллекторы. Общая площадь установленных на сегодняшний день солнечных коллекторов составила примерно 12 миллионов квадратных метров.

Автор: Коваль Сергей Петрович

solar-rnd.ru