В долгие жаркие летние дни солнечная система нагрева воды вырабатывает огромное количество тепла. В то же время спрос на горячую воду часто находится на самом низком уровне. Сочетание этих двух факторов является состоянием, обычно называемым «застой».
В основном, стагнация происходит, когда солнечный накопительный бак нагревается до максимальной температуры в начале дня; движение через солнечный коллектор прекращается, и жидкость в системе сидит под солнцем, нагреваясь все больше и больше. Результатом является высокое давление и высокая температура, которые со временем могут повредить систему, подвергая ее экстремальному расширению и сжатию. Кроме того, когда антифриз перегревается каждый день в течение нескольких недель, он имеет тенденцию разрушаться и становиться кислым, тем самым превращаясь в коррозионное вещество, которое циркулирует в вашей системе, медленно повреждая ее компоненты.
Чтобы предотвратить это, требуется какой-либо метод защиты от перегрева в тех случаях, когда просто больше емкости для горячей воды, чем вам нужно. Решения варьируются от простых и дешевых, но (возможно) неуклюжих, до полностью автоматизированных, но немного дорогих.
В основной, но (возможно) неуклюжей категории мы предлагаем:
Накройте свои панели
В зависимости от того, насколько доступны ваши плоские панели, вы можете покрыть все или некоторые из ваших панелей предварительно нарезанными листами фанеры. Очевидно, что проще всего это сделать при установке на земле или на плоской крыше. Фанеру нужно не только вырезать точно по размеру панели, но и как-то прикрепить к ней, чтобы ветер не унес ее и не повредил панель.
Другой вариант (особенно в случае вакуумированная трубка солнечных коллекторов) будет заключаться в изготовлении изготовленного на заказ затеняющего экрана (или брезента), чтобы он плотно прилегал к плоским пластинчатым панелям или массиву труб.
Этот подход может быть далеко не неуклюжим, если «брезент» не является одним из тех синих или коричневых полиэтиленовых брезентов, которые вы найдете в хозяйственном магазине. С полиэтиленовым брезентом вы ограничены кучей банджи-шнуров, зацепленных через тонкие втулки, чтобы плотно прижать брезент, а также существует вероятность повреждения во время сильных ветров. Это может быть хорошо для временного покрытия, но спорно для долгосрочного использования.
Гораздо более элегантный, изготовленный на заказ теневой экран ниже стоит ок. 40.00 долларов США за набор из 16 трубок, включая твердые, что показано на следующих фотографиях.
Шейдеры массива эвакуированных трубок
Полностью затененный массив солнечного теплового обогрева. Эти экраны блокируют 90% солнечных лучей.
В некоторых более низких широтах, скажем, примерно ниже Северной Каролины, и особенно в юго-западных штатах, таких как Аризона, Нью-Мексико, Колорадо и т. д., солнечные ресурсы превосходны. Вполне возможно обогреть дом с хорошей теплоизоляцией с помощью системы солнечного отопления подходящего размера.
Этот массив из 64 трубок, например, нагревает излучающую плиту площадью 2500 кв. футов даже во время зимы в высокогорной пустыне Аризоны, когда температура часто достигает подростковых и однозначных значений. Ночи холодные, но солнце светит практически каждый день на безоблачном западном небе.
Но с апреля по ноябрь эта же солнечная батарея может генерировать больше горячей воды, чем может использовать обычное домашнее хозяйство. Даже пакет сброса тепла (см. ниже) могут возникнуть проблемы с вытеснением избыточной тепловой энергии.
Частично затененный массив вакуумных трубок
Оставляя некоторые из вакуумных труб открытыми, массив обеспечивает горячую воду для бытовых нужд в сезон, когда нет отопления.
Аккуратно свернутый абажур.
Болты с проушиной и шплинты крепят нижний стержень шторы (общий электрический кабелепровод) к монтажному узлу массива. И хотя на фото это не видно, резиновая втулка надевается на трубу в том месте, где труба проходит через болт с проушиной. Это предотвращает удары кабелепровода о болт с проушиной и создание шума во время периодов сильного ветра.
Конечно, как метод фанерных панелей, так и неуклюжий метод «голубого брезента» предполагают, что после того, как вы накрыли определенное количество панелей, вам не придется открывать их в течение нескольких месяцев. Главным образом потому, что с обоими этими подходами очень сложно иметь дело.
Но в реальном мире периоды солнечных дней следуют за периодами облачных дней, которые следуют за большим количеством солнца, затем за облаками, а затем снова за солнцем. Вы можете увидеть, как вы можете оказаться на кровельном покрытии и обнажить панели намного больше, чем вам хотелось бы. Или, что еще хуже, сожаление о том, что вы не забыли открыть свои панели, стоя в теплом душе.
Наличие индивидуального затеняющего экрана упрощает накрытие и открытие, если это необходимо.
Список деталей узла затеняющего экрана
Из следующего материала получится (1) затеняющий экран для (1) комплекта из 16 вакуумных трубок Siedo:
(2) L-образные кронштейны 4″ x 4″ с одним отверстием 5/16″, просверленным на одном конце (они крепятся к верхней части вертикальной распорки, где стойка крепится к жатке),
(1) Затеняющий экран 72 x 90 дюймов, плюс 2 дюйма в длину для 2-дюймового рукава с подшивкой (для стержня EMT / кабелепровода). Примечание. Попробуйте unbeatablesales.com по хорошей цене затеняющего экрана. Если у вас есть швейная машина, способная прошивать два слоя затеняющего экрана, вы можете изготовить свои собственные экраны. Однако вам могут понадобиться или вы предпочтете воспользоваться услугами местного шорного магазина, обивщика или магазина тентов.
(2) 1/2″ x 76″ стержни EMT/электропровода (11/16″ OD)
(2) Болты с проушиной 3/8″ x 6″
(4) гайки 3/8″
(2) Стопорные шайбы 3/8″
(2) сцепные штифты
(2) Резиновый шланг 5/8″ x 2″ (сделайте надрез на рукаве и поместите его на концы ЕМТ, чтобы он не дребезжал внутри болтов с проушиной).
Теперь в полностью автоматизированной категории у нас есть следующие опции:
Установите систему Drain-Back.
Солнечная система с обратным сливом представляет собой объем воды без давления в замкнутом контуре, который, как следует из названия, стекает обратно с панелей в накопительный бак в конце каждого отопительного цикла.
Преимуществом системы обратного слива является встроенная защита от замерзания и перегрева. Поскольку вода поступает в панели только после их нагрева, а затем стекает обратно, когда панели остывают, замерзание невозможно. Летом, когда бак для хранения солнечной энергии полностью нагрет, вода не будет направляться на панели для «застаивания», поэтому перегрев не приведет к повреждению.
Тем не менее, у этого типа системы есть некоторые недостатки. Одним из них является потребность в насосе с высоким напором (а также связанные с этим более высокие первоначальные затраты и более высокие ежедневные эксплуатационные расходы), потому что, в отличие от системы с замкнутым контуром под давлением, насос должен быть достаточно мощным, чтобы выкачивать воду из резервуара для хранения солнечной энергии. сила тяжести, вплоть до панелей. Насос такого размера требует во время работы 245 Вт. Для сравнения, стандартный солнечный циркулятор в системе с замкнутым контуром под давлением потребляет всего 45 Вт.
Кроме того, массив солнечных коллекторов должен устанавливать под небольшим углом. Минимальный уклон в ¼ дюйма на фут должен быть спроектирован в опорной конструкции, чтобы гарантировать, что вся жидкость в коллекторе стекает обратно в резервуар для хранения. Если ваша солнечная батарея хорошо видна снизу, это может придать вашей системе вид «не на уровне», потому что, проще говоря, панелиОн вне уровня. Кроме того, если вы устанавливаете панели в наземном приложении, системе обратного слива может не хватать достаточного падения, если только ваш резервуар для хранения не находится значительно ниже уровня земли.
Еще одно ограничение, о котором стоит упомянуть в отношении подхода с обратным стоком, связано с его полезностью в периоды предельного солнечного усиления.
В стандартной солнечной установке без дренажа холодная подпиточная вода для горячего водоснабжения дома подается непосредственно в бак для хранения солнечной энергии. Это связано с тем, что бак для хранения солнечной энергии и бак основного водонагревателя являются частью одной и той же системы горячего водоснабжения под давлением. «Горячая вода» из резервуара для хранения солнечной энергии поступает в «холодную воду» основного водонагревателя (помните, что основной водонагреватель действует как ваша резервная система в периоды отсутствия солнечной энергии). Этот водопровод между солнечным аккумулятором и основным водонагревателем гарантирует, что даже в крайние солнечные дни теплая вода или, по крайней мере, вода комнатной температуры поступает из солнечного бака в основной водонагреватель… вместо, скажем, 45-градусной температуры. воду прямо из скважины. Этим способом, Любой тепло, доступное от вашей солнечной энергии, используется.
В системе с обратным отводом тепло от солнечного бака без давления должно передаваться через внешний теплообменник в основной бак под давлением только тогда, когда в солнечном баке достаточно тепла, чтобы сделать передачу целесообразной.
Другими словами, только когда вода в солнечном баке горячее чем вода в основном водонагревателе (т.е. резервном) будет передавать тепло. В результате будут моменты (особенно в пасмурную зиму), когда солнечный бак будет заполнен потенциально полезной, но только полутеплой водой.
В этом случае, если предположить, что резервуар хорошо изолирован и может удерживать тепло в течение ночи, потребуется еще один солнечный день, чтобы еще больше повысить температуру воды и запустить передачу тепла. С практической точки зрения это означает, что несколько дней пройдут без какого-либо вклада солнечной энергии, поскольку коллекторы изо всех сил пытаются довести резервуар до полезной температуры.
Конечно, есть способ решить эту проблему, но он дорогой.
Дорогой солнечный резервуар с одним или несколькими в нашей внутренней среде, теплообменники могут использоваться вместо гораздо менее дорогостоящего простого резервуара-накопителя с внешним теплообменником.
При таком подходе холодная вода, пополняющая основной водонагреватель (т. е. когда горячая вода поступает в дом, ее заменяет свежая холодная вода), проходит через внутренний (СС или медный) теплообменник и перед выходом из водонагревателя полностью или частично нагревается. солнечного бака и поступает в основной водонагреватель. Как результат, Любой тепло, имеющееся в резервуаре для хранения солнечной энергии, передается поступающей холодной воде, а не остается в резервуаре в ожидании достаточного количества солнечного света, чтобы вызвать передачу к основному водонагревателю. Это не позволяет теплу, полученному в тусклые солнечные дни, просто бездействовать в резервуаре и со временем бесполезно излучаться в окружающий воздух (потери в режиме ожидания).
Схема солнечной системы с дренажной системой
Установите пакет сброса тепла
Пакет сброса тепла — это полностью автоматический метод отвода избыточного тепла от массива коллекторов… куда угодно.
Radiant Company Пакет сброса тепла
Строго говоря, Пакет сброса тепла предназначен для защиты системы от перегрева, но дополнительное тепло также может быть использовано для обогрева бассейна, джакузи или изолированной подземной термальной массы для хранения тепла для последующего использования.
Но обычно избыточное тепло просто выбрасывается в атмосферу через 60-футовый змеевик из мягкой меди диаметром ¾ дюйма. Мы используем медный змеевик в качестве «теплообменника» по нескольким причинам:
1. Медь очень хорошо проводит тепло.
2. 60 футов труб – это довольно большая площадь поверхности, и они будут излучать достаточное количество БТЕ.
3. Змеевик стоит намного меньше, чем «настоящий» плоский теплообменник из нержавеющей стали.
4. В отличие от стандартного теплообменника, для питания сброса тепла требуется только один насос. Обычно один насос отводит тепло в теплообменник, второй насос его куда-то отправляет.
5. Катушка защищена от атмосферных воздействий и может быть размещена в любом месте. в воздухе, под землей или под водой.
Сам пакет представляет собой тип сантехнической конфигурации, называемой вторичный петля. Он подключается к контуру первичного коллектора в соответствии со специфическими инженерными рекомендациями. В результате вторичный контур (т.е. сброс тепла) не вызывает проблем с падением давления в основном контуре коллектора.
Пакет продается предварительно собранным (см. фото выше), поэтому установщик просто припаивает несколько соединений, включает реле и подключает датчик к резервуару для завершения установки.
Оказавшись на месте, сброс тепла защищает солнечную батарею, автоматически активируясь, когда резервуар для хранения солнечной энергии достигает заданной высокой предельной температуры. В периоды избыточного производства тепла малый циркуляционный насос в Пакет сброса тепла будет гореть до тех пор, пока температура в баке-аккумуляторе не упадет хотя бы один градус (клиент может решить, на сколько именно градусов) ниже уставки верхнего предела. Затем, как только бак-аккумулятор готов принять больше тепла, сброс тепла отключается, и солнечные панели возвращаются к задаче нагрева бака-аккумулятора до уставки верхнего предела.
Схема сброса тепла
Как работает тепловой сброс
Важно помнить, что Пакет сброса тепла работает в связь с основным солнечным контуром. Другими словами, сброс тепла не работает независимо и активируется ПОСЛЕ того, как бак-аккумулятор солнечной батареи достигает своей максимальной предельной температуры. Он активирует в то время как солнечный бак набирает температуру. Солнечный контур и контур сброса тепла работают вместе, но только при достижении температуры активации сброса тепла (часто около 160 градусов). В этот момент циркуляционный насос сброса тепла отводит тепло на змеевик «теплообменника» из мягкой меди, а гораздо более холодная жидкость возвращается в основной контур коллектора.
Это замедляет рост температуры в баке для хранения солнечной энергии.
Итак, при какой температуре должен срабатывать сброс тепла?
Ответ зависит от вашего местоположения. Если у вас отличная солнечная экспозиция и вы ожидаете долгие часы безоблачной погоды (юго-западная пустыня), уставка 140 градусов может иметь смысл. Помните, что тепловой сброс по-прежнему позволяет некоторому теплу достигать солнечного теплообменника. Если потребление горячей воды низкое, а солнечная энергия высокая, и у вас есть резервуар для хранения небольшого объема, 140 градусов может быть хорошей точкой для сброса избыточного тепла.
С другой стороны, прерывистое солнце, плохая экспозиция и т. д. могут потребовать подхода «загорай, пока можешь». Не начинайте сбрасывать тепло, пока у вас не будет всего, что вам нужно. Может быть, имеет смысл задать 160 или даже 180 градусов.
Лучше всего поэкспериментировать с вашими конкретными параметрами и использовать уставку, которая вам подходит. До тех пор, пока выбранная вами температура обеспечивает вас большим количеством горячей воды, не позволяет вашему солнечному резервуару перегреваться или отключать основной насос системы (застой) или, что еще хуже, запускать клапан сброса давления, это подходит для вас. .
Эти солнечные вакуумные трубки на крыше, которые производят как электричество, так и тепло, предназначены для США.
Солнечные вакуумные трубки на крышах британского разработчика Naked Energy, производящие как электричество, так и тепло, скоро будут продаваться в Соединенных Штатах.
Компания ELM со штаб-квартирой в Пеории, штат Иллинойс, США, специализирующаяся на хранении энергии и микросетях, финансирует Naked Energy вместе с банковским гигантом Barclays и американской венчурной фирмой Big Sky Partners.
ELM Solar, новое подразделение ELM Companies, будет распространять солнечные тепловые и фотоэлектрические продукты Naked Energy, которые называются Virtu (произносится как «добродетель»). ELM Solar также будет распространять продукты Virtu через крупную дилерскую сеть ELM Companies и партнеров по всей территории Соединенных Штатов.
ELM также объявила после того, как пару недель назад Сенат США принял законопроект администрации Байдена о климате, Закон о снижении инфляции, что он построит завод в Техасе для сборки линейки продуктов Naked Energy Virtu внутри страны. Закон о снижении инфляции подстегнул гонку в Соединенных Штатах по производству возобновляемых источников энергии внутри страны.
Солнечные вакуумные лампы Naked Energy на крыше
Солнечные вакуумные трубки состоят из двух слоев стекла с вакуумом между ними, что-то вроде термоса. Naked Energy утверждает, что ее продукты Virtu в три-четыре раза эффективнее традиционных фотоэлектрических панелей, а ELM называет Naked Energy разработчиком «солнечной технологии с самой высокой плотностью энергии в мире» в своем новостном сообщении.
Naked Energy заявляет, что вакуумная трубка ее продуктов Virtu сводит к минимуму тепловые потери в атмосферу, что обеспечивает высокую эффективность даже в холодную погоду. Поглотительные пластины в трубах наклонены под оптимальным углом, что позволяет использовать их на плоских или скатных крышах, а также на вертикальных фасадах.
Продукты Virtu являются полностью модульными, поэтому их установка не требует больших затрат. Они также имеют низкопрофильную конструкцию, уменьшающую сдвиг ветра. Naked Energy заявляет, что ее продукты Virtu лучше всего подходят для зданий с высокой потребностью в тепле, таких как многоквартирные жилые дома, производственные предприятия и гостиницы.
Продукт VirtuHOT нагревает только воду до 90°C (194F) за счет солнечной энергии. Но продукт VirtuPVT сочетает в себе солнечную фотоэлектрическую и солнечную тепловую технологию для производства электроэнергии. и тепла от одного солнечного коллектора. Конечно, трубы VirtuPVT требуют меньше места, чем если бы использовались отдельные тепловые и фотоэлектрические системы.
Это видео демонстрирует, как работает VirtuPVT:
Ли Си Грейвс, председатель и основатель ELM, сказал:
Мы наблюдаем значительный всплеск интереса к решениям в области возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах. Перед лицом роста цен на энергию мы рады работать с Naked Energy, чтобы предоставить стране возобновляемые альтернативы.
Когда мы познакомились с Naked Energy и линейкой продуктов Virtu, для нас не составило труда работать с ними.
Взятие Электрека
Продукция Naked Energy Virtu универсальна и эффективна, а VirtuPVT привлекает особое внимание. Что вам не нравится в том, что тепло и электричество идут из одной трубы?
Солнечные вакуумные трубки всегда были более эффективными, чем солнечные панели, но они были и более дорогими. Но затраты на производство солнечной энергии и новые производственные инновации снизили стоимость солнечных вакуумных трубок. В спецификациях Naked Energy не указана их стоимость, и я подозреваю, что они все еще слишком дороги для отдельных домохозяйств. Но они могут изменить правила игры для более крупных объектов, таких как отели и больницы, и, возможно, в будущем, с дальнейшими инновациями и снижением цен, они станут выбором по умолчанию для домашних солнечных батарей.
UnderstandSolar — это бесплатный сервис, который связывает вас с лучшими установщиками солнечных батарей в вашем регионе для получения персонализированных оценок солнечной энергии. Tesla теперь предлагает сопоставление цен, поэтому важно делать покупки по лучшим ценам. Нажмите здесь, чтобы узнать больше и получить цитаты. — *реклама.
FTC: Мы используем автоматические партнерские ссылки для заработка. Больше.
Будьте в курсе последних событий, подписавшись на Electrek в Новостях Google. Вы читаете Electrek — экспертов, которые день за днем сообщают новости о Tesla, электромобилях и экологически чистой энергии. Обязательно заходите на нашу домашнюю страницу, чтобы быть в курсе всех последних новостей, и подписывайтесь на Electrek в Twitter, Facebook и LinkedIn, чтобы оставаться в курсе событий. Не знаете с чего начать? Следите за последними обзорами на нашем канале YouTube.
солнечные коллекторы
Хотя солнечные панели являются наиболее известным устройством, когда речь идет о солнечной энергии, солнечные тепловые коллекторы также очень эффективны и используются для сбора тепла путем поглощения солнечного света. Солнечное тепло также используется для улавливания солнечного излучения, которое представляет собой энергию в форме электромагнитного излучения, состоящего из инфракрасных и ультрафиолетовых волн. Это может произойти из-за огромного количества солнечного света, ежедневно попадающего на поверхность Земли.
Солнечные коллекторы могут быть неконцентрирующийся or обогатительный. Разница между ними в том, что у концентрирующих коллекторов интерцептор больше, чем у поглотителя, а у неконцентрирующих коллекторов они оба одинаковых размеров. Солнечные коллекторы с плоскими пластинами и вакуумными трубками используются в бытовых целях, таких как отопление помещений, горячее водоснабжение или охлаждение.
Плоские коллекторы
Плоские солнечные коллекторы являются наиболее распространенными. Они состоят из абсорбера, прозрачной крышки и изоляции. Основное применение технологии обычно приходится на жилые дома, где спрос на горячую воду велик и влияет на счета. Коммерческое применение плоских коллекторов обычно наблюдается в автомойках, прачечных, военных прачечных или ресторанах.
Ожидается, что солнечные водонагревательные системы будут намного экономическая эффективность, особенно для объектов с большой потребностью в горячей воде (кухни, прачечные и т. д.) Плоские солнечные коллекторы имеют хорошее соотношение цены и качества, а также предоставляют множество вариантов монтажа (на крыше, внутри самой крыши или отдельно).
Вакуумный коллектор
Это тип вакуумного коллектора, полоса поглотителя которого помещена в вакуумированную и герметичную стеклянную трубку. Жидкий теплоноситель течет непосредственно через абсорбер в U-образную трубу или в систему «труба в трубе». В коллектор тепловых трубок встроена специальная жидкость, которая испаряется даже при низких температурах, поэтому пар поднимается по отдельным тепловым трубкам и нагревает жидкость в основной трубе, вырабатывая тепло. Термодинамические панели также основаны на таком хладагенте, но используют тепло окружающего воздуха и поэтому подходят только для горячей воды.
Технология очень складская поскольку его предполагаемый срок службы составляет 25 лет. Вакуум, который окружает трубы снаружи, значительно снижает риск потери тепла, поэтому эффективность выше, чем у плоских коллекторов.
Существуют также солнечные коллекторы, которые можно использовать для выработки электроэнергии. Параболические желоба, солнечные параболические тарелки и силовые башни используются на солнечных электростанциях или в исследовательских целях.
Параболический корыто
Этот особый тип солнечного коллектора в основном используется на солнечных электростанциях. В технологии используется желобообразный параболический отражатель для концентрации солнечного света на изолированной трубке или тепловой трубке, расположенной в фокусе. Таким образом, вырабатываемое тепло передается на котлы электростанции.
Параболическая тарелка
Что отличает эту технологию, так это то, что с этим солнечным коллектором можно использовать несколько тарелок, и они могут концентрировать солнечную энергию в одной фокусной точке. Как и другие коллекторы, он в основном используется на солнечных электростанциях, а также для исследователей. Тарелка выровнена таким образом, что позволяет собирать почти все солнечное излучение, попадающее на поверхность Земли. Большинство потерь эффективности происходит из-за незначительных несовершенств формы тарелки. Потери из-за погодных условий обычно минимальны, однако в дождливый туманный день солнечные лучи обычно распространяются во все стороны.
Силовая башня
Энергетическая башня представляет собой большую башню, огражденную зеркалами слежения, называемыми гелиостатами. Они выравниваются, чтобы отслеживать солнечный свет, собирать его и передавать на вершину башни, где находится приемник, полученное тепло передается на электростанцию внизу. Энергетическая башня удешевляет покрытие гораздо большей площади относительно недорогими зеркалами, в отличие от традиционных солнечных элементов.
Однако эффективность может быть проблемой, поскольку электробашне почти все время нужны идеальные погодные условия, в то время как солнечные батареи по-прежнему производят очень хорошее количество энергии, даже когда небо полностью облачно.
Солнечные коллекторы или солнечные элементы
Солнечные коллекторы — отличное изобретение, однако они не совсем идеальны для постоянного потребителя, который просто хочет вырабатывать собственное электричество. Коллекционерам нужны идеальные погодные условия, которых трудно добиться во многих частях мира. С другой стороны, солнечные элементы и панели являются идеальным решением для людей, которые хотят производить собственную экологически чистую энергию. Несмотря на то, что с точки зрения цены они могут в конечном итоге обойтись вам дороже, правительство запустило схемы, которые приносят пользу людям, которые хотят перейти на солнечную энергию.
Поэтому, если вы планируете использовать солнечную энергию самостоятельно, вы можете получить котировки по заполнение формы справа. Вы получите лучшие предложения от поставщиков рядом с вами, и вы будете свободны в выборе! Эта услуга бесплатные и необязательного.
