Солнечная горячая вода

Отличный способ сократить расходы на отопление до 80%

Иллюстрация Гарри Кэмпбелла

а. плоский солнечный коллектор;
б. расширительный бак;
с. насос;
д. контроллер;
е. резервуар;
е. основное снабжение;
г. нагреватель воды;
час горячая вода для дома

Если вы когда-либо ощущали поток теплой воды из садового шланга, протянутого по солнечной лужайке, вы знаете, как работает солнечный водонагреватель. И если вы когда-либо оплачивали счет за топливо или электричество, вы можете понять, почему использование солнечных лучей для подогрева воды является хорошей идеей. До 25 процентов счетов за коммунальные услуги идет на нагрев воды для стирки белья, посуды и нас самих. Солнечная система горячего водоснабжения может сократить эти расходы на две трети - без использования ископаемого топлива или загрязнения окружающей среды. Вам даже не нужно жить в солнечном климате, чтобы воспользоваться этим бесконечно возобновляемым источником бесплатной энергии. Благодаря достижениям в технологии солнечных коллекторов эти системы стали практичными даже в местах, где небо чаще серого, чем синего.

Базовая установка состоит из улавливающего тепло солнечного коллектора, сидящего на открытом воздухе в открытом южном направлении, обычно на крыше, и резервуара для хранения воды внутри дома. В холодном климате насос циркулирует жидкость с антифризом через замкнутую петлю трубы, соединяющую массив крыши и резервуар. Погруженная катушка внутри резервуара передает тепло от нагретой солнцем жидкости к домашнему водоснабжению. (В незамерзающих зонах питьевая вода может нагреваться непосредственно коллектором.)

Коллекционеры бывают двух основных типов. Наиболее популярными являются так называемые плоские коллекторы: изолированные стеклянные коробки с медными трубками, прикрепленными к поглощающим тепло «абсорбирующим листам». В идеальных условиях они могут производить воду под углом 150 градусов, что значительно выше воды под углом 125 градусов в Типичный водонагреватель. Более эффективные коллекторы трубчатого типа заключают в себе листы абсорбера и трубки в стеклянных вакуумных трубках для максимального изолирующего эффекта (см. Слайд 2 слева: сбор тепла в вакууме). Они могут нагревать воду до 200 градусов. А поскольку трубки могут улавливать тепло, когда солнце не находится прямо над головой и даже в пасмурные дни, вам не требуется большой массив для получения большого количества горячей воды. Недостатком является то, что они стоят вдвое дороже плоских пластин.

Иллюстрация Гарри Кэмпбелла

В отличие от плоских коллекторов, системы с вакуумными трубками герметизируют солнечные поглотители в вакууме, предотвращая любую значительную потерю тепла.

Расходы

Тем не менее, независимо от того, насколько хорошо работает коллектор или насколько он идеально расположен, нельзя обойти стороной тот факт, что он опирается на источник энергии, который работает только неполный рабочий день. «Вы никогда не сможете точно удовлетворить спрос, потому что вы не можете включить солнце, когда оно вам нужно», - говорит Роберт Уотерс из Viessmann, производителя солнечных тепловых систем. В некоторых частях Соединенных Штатов солнечные панели могут обеспечивать до 95 процентов горячей воды в доме летом, но не более 20 процентов зимой. И в отличие от электричества, генерируемого солнечной энергией, которое может храниться в батареях или продаваться энергетической компании, горячая вода является мимолетным активом; даже хорошо изолированный резервуар для хранения становится холодным после нескольких пасмурных дней. Вот почему практически все солнечные системы горячего водоснабжения являются дополнением, а не заменой обычных водонагревателей.

Как это часто бывает, это стоит денег, чтобы сэкономить деньги. Типичная установка для семьи из четырех человек с резервуаром для хранения емкостью 80 галлонов стоит около 5000 долларов плюс еще около 2000 долларов на установку. Но по сравнению с фотоэлектрическими элементами или ветрогенераторами периоды окупаемости относительно короткие - всего пять лет, в зависимости от местных затрат на электроэнергию и государственных субсидий. (Это учитывает текущий федеральный инвестиционный налоговый кредит для 30 процентов стоимости солнечной тепловой системы, до 2000 долларов США.) Солнечные системы горячего водоснабжения также довольно легко модернизировать в существующих домах. Накопительный резервуар с солнечным подогревом просто связан с существующим резервуаром с горячей водой, который включается только тогда, когда вода из коллектора падает ниже температуры, установленной для водонагревателя. В новых домах один резервуар может быть нагрет как солнечными коллекторами, так и газом или электричеством. В любом случае, вы можете взять свои сбережения горячей воды в банк. Или вы можете запрыгнуть в душ и спеть более длинную песню.

Солнечное отопление - и охлаждение тоже

Некоторые солнечные системы могут дополнять гидравлические (водогрейные) системы отопления, но не ожидают такой же эффективности или окупаемости, как с солнечными коллекторами, которые просто подают горячую воду для бытового потребления. Это связано с тем, что эти системы дороги, а самый высокий спрос на тепло приходится на самые темные месяцы года. Наибольшая выгода приходит в периоды плечевого пояса, весной и осенью, когда солнечная гидроника может обеспечить 20 процентов от общей годовой тепловой нагрузки.

Более многообещающее применение, все еще находящееся в разработке, - это использование воды, нагретой на солнечной энергии, для привода чиллеров, систем охлаждения без компрессоров. Это заманчивое понятие, потому что солнечная мощность достигает пика одновременно с использованием переменного тока. Задача состояла в том, чтобы спроектировать небольшие бытовые чиллеры, которые могут работать при более низких температурах жидкости, которые может производить солнечная батарея.

Слеза Солнечной системы

Что это такое: способ дополнить подачу горячей воды, используя энергию солнца.

Как это работает: жидкость, текущая через наружный коллектор, улавливает солнечное тепло и переносит его в закрытый резервуар.

Почему вы хотите один: Снижает стоимость горячей воды на две трети, так как это снижает зависимость от ископаемого топлива. Не производит парниковых газов.

Что искать:

Система с замкнутым контуром: циркулирует морозостойкую жидкость через систему, не касаясь питьевой воды.
Разомкнутая система: циркулирует питьевая вода. Практично только в безморозном климате.
Утверждено SRCC: Корпорация солнечного рейтинга и сертификации независимо сертифицирует и оценивает эффективность солнечных систем горячего водоснабжения.

Сколько это стоит: от 5000 до 9000 долларов США, в зависимости от размера и типа. Налоговые льготы и коммунальные льготы могут компенсировать некоторые расходы, если система сертифицирована SRCC.

Где это найти: Viessmann Manufacturing Co. Inc.