技術革新は、特に人生の実用的な側面に関しては、本当に驚くべきことです。最近では、人々は収益性の高いエネルギーを取得するためのスキームを知らなかったため、高価な電力を拒否することができます。同意し、今では代替ソースを誰でも利用でき、それらを使用することは素晴らしいことです。
家を暖房するための革新的なソーラーパネルは、徐々に、しかし根強く私たちの日常の現実に導入されています。しかし、あなたが彼らのために店に行く前に、あなたは長所と短所を比較検討するべきです、さもなければ、あなたは完全に不適切なモデルを購入することができます。これを防ぐために、これらのデバイスを選択する秘訣を明らかにします。
さらに、私たちの資料から、ソーラーコレクターの設計機能を学び、太陽電池を設置するためのステップバイステップの説明を見つけることができます。見やすくするために、素材にはテーマ別の写真とビデオが付いています。
太陽エネルギーを使用する原理
多くの場合、ソーラーパネルを設置する必要に直面して、人は企業の実現可能性について疑問に思います。ほとんどの場合、晴れた日のパーセンテージは同じ曇りの値に大幅に低下するためです。
同様の比率はミドルゾーンの地域では一般的であり、北部地域の気候は曇りの日数がさらに多いという特徴があります。
不十分な晴れの日数は、地球のエネルギーを処理するデバイスの効率に直接関係しています。その結果、バッテリーの表面への日光への露出が減少します。このプロセスは日射と呼ばれます。
ソーラーパネルは、暖房システムで、家電製品に電力を供給するクーラントまたはエネルギーサプライヤとして使用できます
その本質は、その目的に関係なく、どの平面も一定量の太陽エネルギーを帯びているという事実にあります。南部地域では当然量が多いため、ソーラーパネルの設置がより適切になります。
しかし、実際に示されているように、太陽エネルギー合成の分野における技術機器の市場は常に製品を改善しているため、太陽光パネルの最新の太陽電池は、日射量の少ない地域でも完全に機能します。
ロシアの地図の例の太陽活動の分布。係数が高いほど南部地域に特徴的です(+)
加重インストールのアプローチ
太陽熱暖房システムを構成する前に、太陽エネルギーを利用した構造の欠点と長所を確認する必要があります。
この知識は、機器とアナログの違いをよりよく理解し、デバイスの合理性を評価し、建設の実現可能性を評価するために必要です。
最も重要な要素は次のとおりです。
- 効率。太陽エネルギーを電気エネルギーに変換するときの真の効率。太陽電池のエネルギーは、従来の電気のほぼ5倍高価です。
- アプリケーションの季節性。 ソーラーパネルは、高い雲量など、日光への障害がない場合にのみ効率的に機能します。
- 弱い蓄積スキーム。 ほとんどの場合、受け取ったエネルギーはすぐに消費する必要があります。それを蓄積して保存するには、かなり大容量のドライブが必要であり、その配置には印象的な領域が必要になります。
- 補助エネルギーの必要性。 冬には、ソーラーパネルは家を暖房するのに十分な熱を供給できなくなります。しかし、晴れた天候の場合には、それらはボイラーへの有用な追加になる可能性があります。
- 建設の実現可能性。 現時点では、ソーラーパネルの投資回収が望まれています。それらをインストールすることは、集中型ネットワークに接続されていない領域でのみ正当化されます。ソーラーデバイスに代わるものがまったくないところ。
より手頃な価格の太陽エネルギー装置の開発と生産への期待があります。太陽エネルギーを処理するシステムの構築が費用対効果の高いものになると確信しています。
確かに、地球のエネルギー資源が徐々に溶けていることを考慮に入れれば、ソーラーテクノロジーは収益性の高い有望な投資と見なすことができます。
ソーラーコンプレックスは、環境に対して完全に安全であり、有毒な燃焼生成物を放出せず、自然のバランスを崩さず、化石や木材の燃焼を必要としません
ただし、これは主な熱源への追加にすぎませんが、すでに独自の利点があります。
ソーラーコンプレックスの重要な利点:
- 長期間の運用。 構造が単純であるため、故障は最小限に抑えられます。雪を取り除くときにパネルが誤って損傷する可能性がありますが、ガラスの交換は日曜大工の生産にはかなり手頃な価格です。
- さまざまなモデル。 デバイスは、相当数の外国企業と国内メーカーの個々の代表を生み出しています。価格分散では、「手頃な価格」オプションを選択できます。
- 個性の設定。 機器は、特定の地域の自然のすべての変化を考慮して構成できます。
- 安いエネルギー。 より正確には、その完全な無償性は、ソーラーパネルの構造の固形物消費のために、文字通りに取られるべきではない品質です。
- 外向きのアピール。 フラットヒーティングシステムは住宅の建築様式に違反しておらず、創造的なデザインの要素と見なすことができます。
ソーラーコンプレックスは、従来の暖房源を補うことで、日常生活の助けとなることがわかりました。さらに、今日の燃料価格を考えると、代替エネルギーは、特に民間部門において、費用の節約に役立ちます。
主要機器メーカーは、製品を説明する際に、システムの絶対的な環境への配慮をあらゆる方法で強調しています。当然、光子エネルギー変換のプロセスは、可燃性、毒性、または化学的爆発性物質の関与なしに発生します。
屋上に設置されたソーラーパネルは家の外観を損なうことはなく、多くのスペースを取らない
より世界的には、ソーラーパネルの普及により、石炭や天然ガスなどの他のエネルギー源の消費が確実に削減されます。もちろん、この場合の環境の状況は質的に改善し、暖房や可燃物に関する不屈の請求書は過去に残るでしょう。
パネルの効率は、吸収された太陽エネルギーの量に正比例します。しかし、さまざまなタイプの機器の技術的側面により、生産性を向上または低下させることができます。
システムのパフォーマンスを向上させるために、他のより伝統的な暖房方法と共生する太陽熱暖房を設置することをお勧めします。
ソーラーコレクターがすぐに故障することを心配しないでください。このような機器の平均寿命は約15年です。フォトセルの適切な機能は、主に設置が使用されている地域に依存します。
原則として、日射量が最も激しいレベルでは、システムに大きなストレスがかかります。したがって、機器が温暖な気候で使用されている場合、15年以上使用することができます。
ソーラーパネルの寿命は12年から15年です。適切な注意を払えば、長持ちします
ソーラーコンプレックスの種類
いくつかの物質が光子の効果により強く反応できることが実験的に証明されました。したがって、ソーラーパネルを製造するための技術は異なります。
家庭用ソーラーシステムは2つの主要なタイプに分類されます。
- 光電変換器 (シリコンとフィルム)。それらは太陽電池を電気に変換する、互いに直列または並列に接続されたフォトセルのグループです。単一の半導体システムに組み立てられた要素は、太陽電池パネルと呼ばれ、電気的に依存する加熱装置にエネルギーを供給します。
- ソーラーコレクター (フラット、真空または管状、コレクターハブまたはミラー)。これは、日常生活で最も一般的なタイプであり、太陽エネルギーを受け取り、それを電気または加熱された冷却剤の形で暖房システムに送信します。
これらのタイプに加えて、産業規模でエネルギーを生産する太陽光発電所があります。民間業者にとって、彼らは集中型エネルギー供給業者としての役割を果たすことができます。
ソーラーコレクターを備えた暖房システムは、受け取った直後にエネルギー消費を提供します
太陽光発電コンバータのデバイス
太陽光発電コンバーターの動作原理は、太陽エネルギーの電気タイプへの変換に基づいています。それらは、アルミフレームまたは柔軟なポリマークロス上にモジュールの形で生産されます。
最初のケースでは、モジュールの上部が高強度ガラスで保護され、下部が絶縁フィルムで保護されています。 2番目のケースでは、両方の保護シェルはポリマーでできています。
太陽電池は導電性バスバーを介して接続され、その機能はバッテリーまたは消費者にエネルギーを転送することです。接点はバスに接続され、バスは個々のバッテリーをシステム全体に接続し、消費者に接続します。
太陽光発電コンバータの動作原理は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する要素の能力に基づいています
シリコン原子の組織に焦点を当てた太陽電池は、次のカテゴリに分類されます。
- 単結晶。 最も純粋なシリコンが供給され、その製造技術は長い間半導体の製造に使用されてきました。生産の本質は、最終的に厚さ0.2〜0.4 mmのプレートにカットされる単結晶の人工栽培です。これらは、36個を必要とする将来のバッテリーのセルです。
- 多結晶。徐冷後の溶融シリコンから得られるウェーハの製造に使用されます。多結晶を使用したソーラーパネルのコストがはるかに低いため、テクノロジーはより少ないエネルギーと労力を必要とします。通常、これらのバッテリーは標準の明るい青色をしています。
- アモルファスシリコンから。 それらの生産技術は蒸発段階の原理に焦点を当てています。蒸発プロセスの結果として、薄いシリコン膜が支持要素上に定着し、支持要素は上部が透明保護コーティングで覆われています。この種類のソーラーパネルは薄膜と呼ばれ、家の壁に設置されます。
単結晶電池が最も効率的です。効率は、モデルとメーカーによって14〜17%の範囲で異なります。多結晶性は、効率の基準によってそれらに負け、それらの効率は平均して10-12%です。
最も非効率的なシステムはアモルファスシリコン太陽電池です。それらは散乱放射線を処理するように設計されており、屋根にあるより強力なシステムに加えて家の壁に設置されています。 5-6%以内の効率。
多結晶ソーラーオプション-中程度の価格とパフォーマンスのオファー
SunTech Powerなどの太陽電池モジュールの主要メーカーから受け取ったデータに基づいて、単結晶の効率が毎年増加し、すぐに効率が約33%に達する可能性があることが明らかになります。
ただし、これまでのところ、最高のパフォーマンス指標は会社の製品に属しています。 三洋。これらのパネルの特徴は、外部要素の多層性にあり、これにより効率が大幅に向上し、ソーラーコレクターの効率は23%です。
特徴的なシリコン処理手順により、多結晶構造には、太陽エネルギーの吸収を妨げる望ましくない形成が含まれています。
また、モジュールの微細構造の結晶粒子は、互いに無秩序に配置されているため、エネルギーの昇華が複雑になります。その結果、パネル効率が18%を超えることはほとんどありません。
時々、アモルファスと多結晶/単結晶の貯留層の共生があります。これは、アモルファスパネルとは対照的に、多結晶の通常の動作には強い日光が必要なためです。したがって、2つのテクノロジーを組み合わせることで解決できる可能性があります。
映画システムの制作には目に見える変化があります。したがって、現在の段階では、カドミウムとインジウムをベースにしたフィルムヘリウムモジュールが一般的です。
各段階で、シリコン水素コーティングが常に監視されます。そうしないと、操作性に関連する問題が発生する可能性があります
カドミウムは太陽光を非常によく吸収することが証明されているため、太陽エネルギーの分野の多くのメーカーが太陽光を採用しています。ご存知のように、物質は放射性ですが、放射線の可能性があるので心配する必要はありません。人の言うまでもなく、金属の割合は大気に害を及ぼすほど大きくありません。
インジウム半導体は、カドミウムよりも効率が20%優れています。インジウムは家庭用電化製品、つまりLCD TVの生産においてはるかに需要が高いという事実により、メーカーは金属を別の類似物であるガリウムで置き換えることがよくあります。
ソーラーフィルム設備は柔軟な構造で、設置を大幅に簡素化します
ポリマーモジュールとフィルムコレクター全体の利点について言えば、結晶状態のバッテリーと比較して、化学物質の安定した状態のおかげで、完全に安全で環境にやさしいという比較的低価格を強調したいと思います。物質。また、柔軟性と汎用性を追加の利点の数に追加できます。
ソーラーコレクターの設計機能
最も単純なオプションは、フラットソーラーコレクターがボックスケースであり、その前面が黒色の金属面であるケースです。内部は水で満たされたコイルであり、水と非凍結剤または空気の混合物です。
箱の底と壁は断熱材で閉じられており、バッテリー内で受け取ったエネルギーを保存する必要があります。
管と結合された金属板は、加熱された冷却液を集めて加熱システムに移動します。この部分はアブソーバーと呼ばれます。ほとんどの場合、銅シートはその製造に使用され、高い熱伝導率が特徴です。
太陽放射を最大限に吸収するには、吸着装置の外側を非常に黒くする必要があります。
管状タイプの太陽電池パネルは、上部に金属板が付いたチューブまたはコイルのシステムです
吸着器の金属面からの光線の反射を防ぐため、上部には耐久性のある透明コーティングが施されています。通常、これらは最小限の金属含有量の強化ガラスオプションです。
外側には特殊な光学コーティングが施されており、赤外光で熱を放出しません。それはデバイスの生産性を高めるのに役立ち、水を200°Cに加熱することができます。
管状パネルは大気の否定性に敏感です。大雨の後、特にひょうは、コレクターのフロントカバーの完全性を注意深くチェックすることをお勧めします。
風に吹かれた葉、ほこりの多い粒子、枝の破片も表面を損傷する可能性があります。傷や欠けがあると、機器の性能が急激に低下します。
として太陽電池パネルをインストールするためのいくつかのオプションがあります操作中に、開発者は徐々に欠点を解消しました
真空バージョンには、魔法瓶の原理に従って設計された多層チューブが装備されています。このようなシステムにより、以前のモデルより95%優れた保温が可能になります。
多層管の下部には液体があり、太陽によって加熱されると蒸気になります。この独特の密閉された電球の上にコンデンサーが取り付けられています。蒸気に到達すると、凝縮してシステムに熱を伝達します。
真空の原理に従って動作するヘリオパネルは、晴れの日が少ない地域では、従来の管状のものよりも効果的です。
ハブコレクターには、鏡面を備えたデバイスが装備されています。このデバイスは、コレクターが受け取るエネルギーを吸収体の表面に集中させます。ミラーの面積は吸収体の同じサイズよりも大きいため、太陽エネルギーを受け取る効率が向上します。
ミラー要素は、通常、わずかな性能低下なしに点または細い線に集中できます。
サーモスの原理による受熱管の工夫により、機器の生産性がほぼ倍増
コンセントレータの欠点は、直接放射しか知覚できないことです。したがって、この欠点の影響を排除または低減するために、最新の開発には回転追跡デバイスが装備されています。
追跡装置は、すべての光線を収集するために星の動きの後にコレクターを強制的に回転させます。
これは、最も効果的なタイプのコレクターソーラーパネルであり、クーラントを他の温度と比較して最高温度まで加熱することができます。確かに、彼らは砂漠地帯でうまく機能し、費用がかかります。そのため、主に生産組織から要求されています。
ソーラーコレクターハブは、より小さい面積の吸収体に太陽エネルギーを集中させることによって機能します
興味深い新しい解決策は、球面コレクターの設計でした。これは、感知できるすべての光線を文字通りキャプチャーします。ちなみに、揮発性で主電源への接続を必要とする回転機構を装備する必要はありません。
球形の設計は、入口パイプと出口パイプに接続された別々のチューブではなく、単一のスクリュー受熱器からなるという点で、通常のデザインとは異なります。
レシーバーコイルは技術的な水で満たされ、加熱されるとらせん状の経路を上に移動し、加熱されて出口パイプに出て、そこから加熱システムに出ます。
冷却後、冷媒は加熱回路から球状コレクターのインレットパイプに戻ります。このプロセスが繰り返されます。
球形の形状により、回転機構を使用せずに、日光が太陽光線を受け取ることができます
球形システムの重要な利点は、日中を通して暖房が行われることです。動力を必要とする回転機構を搭載する必要はありません。スクリュー回路のおかげで、パイプラインでのエネルギー損失が最小限に抑えられます。
ソーラーコレクターのすべてのタイプは、季節の補助エネルギー生産システムのカテゴリーに属しています。モデルにもよりますが、内部配管は最大200リットルの液体を保持でき、真空モジュールで使用される最小量は約60リットルです。
自分の手でソーラーコレクターを作ることはかなり可能です。このサイトには、自家製のソーラーシステムに関する記事のセレクションがあります。
以下について理解することをお勧めします。
- DIY暖房用のソーラーコレクターの作成方法-ステップバイステップガイド
- 自分の手で太陽電池を作る方法:自己組立説明書
太陽電池の取り付け手順
「フラット」のクラスに属するパネルは、日射量の多い夏季に設置することが望ましい。これは、受け取った価格とエネルギーの比率の最良のオプションになります。つまり、そのようなソーラーコレクターの購入は、費やされたすべてのお金を完全に正当化します。
いずれにしても、装置のエネルギーポテンシャルにより、温水および暖房システムで使用できます。
エネルギー変換プロセスは、極端な温度に非常に敏感です。これは、インストール時に考慮する必要があります。まず、ハウジングが完全に絶縁されていることを確認する必要があります。そうしないと、システムに予期しない誤動作が発生する可能性があります。
ソーラーパネル付きの暖房システムは、冷媒が循環する閉回路です。
地域ごとに、最適な機器設置オプションが提供されます。計算は同じ日射の程度で行われます。使用規則に従い、コレクターは、その表面への太陽光の入射角が90°になるように配置する必要があります。
この場合のみ、システムの効率が最大になります。パネルの設置における絶対精度は、地形の緯度を測定することによって達成できます。
重要な要素は、パネルが配置される方向です。最高の電力レベルが主に昼間に達成されるという事実により、パネルを南方向に向ける価値があります。東または西の設置プロセスでの多少の逸脱は許容されますが、多すぎません。
さらに、コレクターパネルの樹木の影の背景に対して、効率の低下が見られることがよくあります。冬には、ソーラーパネルの傾斜角度を大きくすることをお勧めします。これにより、システムパフォーマンスのレベルが向上します。
ステップ1。角度選択
コレクターの効率は、主に水平面に対するパネルの角度に依存します。最適な光吸収のために、45°の傾斜を維持することをお勧めします。
ソーラーパネルの最適な傾斜角度は季節によって異なります。まあ、デバイスが角度を調整するためのデバイスが装備されている場合
方位角は0°(真南)に保つ必要があります。より良い日射を得るために、30-40°の偏差が許容されます。剛性を高めるために、特別なものがあります。アルミニウム構造。
これは、傾斜した屋根にコレクターを設置する場合の主な特徴です。これらは、天候による設定パラメーターの変更を防ぎ、取り付けフックとプロファイルを使用した高速の取り付け速度により、時間を節約できます。
ステップ2。一次回路構成
最初の段階では、ボイラー、コンプレッサー、熱伝導体など、すべての加熱コンポーネントが取り付けられています。便宜上、アクセスしやすい場所にシステム要素を配置することをお勧めします。膨張タンクを設置するとき、それとコレクターの間に障害物がないことを考慮に入れるべきです。
タンク内の温度は、温度センサーを使用して測定されます。タンクの底に取り付けます。
次のステップは、換気システムの構成です。回路を設置するときは、膨張タンクから出る空気出口を作成する必要があります。最善の解決策は、コミュニケーションを屋上に置くことです。これは、暖房システム内の圧力降下の調整に貢献します。
ソーラーパネル-暖房システムの一部。これに加えて、ボイラー、遠心ポンプ、配管などが含まれます。
給湯器内の流体の動きのプロセスは、循環ポンプに依存します。閉鎖型の水回路を備えたシステムにのみ使用することをお勧めします。さらに、流体の交換の便宜のために、膨張タンクにはドレンシステムが装備されている必要があります。これを行うには、デバイスの下部のどこかにクレーンを取り付けます。
ステップ3。運用の特徴がわかる
ソーラーシステムは220 Vのネットワークで動作します。各モデルには、独自の接続方式が用意されています。
配線は注意深く絶縁する必要があり、サーモスタットとすべての種類のリレーは、非常に乾燥した場所に配置する必要があります。気密性を高めるために、疎水性の材料で機器を保護することをお勧めします。
システムがアースに接続されていることを確認してください。これは生命を脅かす状況からあなたを守ります。
ステップ4。要素を接続する方法の選択
銅回路と電気部品のはんだ付けは、特殊なはんだペーストを使用して行う必要があります。これの前に、あなたは関節をきれいにする必要があります。これはスチールブラシで行うのが最適です。
分配タンクにつながる要素(パイプ、コイル)は溶接またはねじ止めされており、事前にねじ切りされています。冷たい液体が入ったパイプはタンクの底に近づき、高温になっていることを理解することが重要です。
ステップ5。ソーラー設置
準備段階:インストールの準備が必要なもの。
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インストーラーの通常のツールは、ソーラーパネルの取り付けに役立ちます:ドリル、ドライバー、ハンマー、ペンチ、ドライバー、レンチ
自律システムの電源として2つのソーラーパネルが必要
キットには、セルフタッピングねじ、ナット付きボルト、ダボ、リベット、クランプが含まれます。つまり、金属プロファイルとパネルの取り付けに便利なファスナーです。
パネルは、組み立てキットに含まれている、または別途購入されている特別に選択されたファスナーにすばやく簡単に取り付けられます
従来の取り付けツールセット
ソーラーパネル
取付用取付具一式
取り付け用のアルミプロファイルエレメント
以下は、ソーラーパネルを設置するプロセスです。 2つのパネルの取り付け手順は、任意の数のソーラーコレクターを取り付けるのに適しています。取り付け原理は変わりません。主なことは、インストールする場所を見つけることです。
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ファサードが適切な場所として選択されています-南側に面している側、つまり、最大限に太陽に照らされています
建物の装飾は柔らかなサイディングなので、設置には追加のスタンドが必要です。アルミプロファイルフレームは、ソーラーパネルにフィットするように作成する必要があります
アルミニウムは、ファサードのクラッディングに損傷を与えないほど軽く、パネルの重量を支えるのに耐久性があります-2個8 kg
屋根の下のパネルを上げるには、通常のはしごで十分ですが、設置時には安全規則を遵守する必要があります
固定手順を簡略化するには、2人目の人の助けを借りることをお勧めします。1人はパネルをしっかりと保持し、2人目はパネルをネジで留めます
両方のパネルを取り付けた後、すべての留め具の強度をもう一度確認する必要があります。強風や雨のときに構造に負荷がかかるためです。
まず、太陽電池パネルと家の外(パネルの下)にあるコントローラーを接続するケーブルを接続する必要があります。
壁の穴を通して家の外側のケーブルを内側に引っ張る-残っているのはバッテリー端子を接続することだけです
ステージ1-設置場所の選択
ステージ2-パネルのサイジング
ステージ3-アルミプロファイルスタンドの取り付け
ステージ4-正面へのパネルの昇格
ステージ5-最初の太陽電池の取り付け
ステージ6-2番目の太陽電池の修理
手順7-外部ケーブルラインの接続
ステージ8-ソーラーパネルを電源システムに接続する
最後のステップはシステムテストです。
ソーラーパネルの設置と接続に関する追加情報は、記事に記載されています:
- ソーラーパネルを接続するスキームと方法:ソーラーパネルを適切に取り付ける方法
- ソーラーパネルの接続図:コントローラー、バッテリー、サービスシステムへ
自律通信システムでのソーラーパネルの使用:
太陽電池の製造のリーダーの1人の製品のデモ:
真空マニホールドの設計と操作の原則:
ソーラーシステムは毎年、太陽エネルギーの変換のパフォーマンスを向上させます。開発者はすでに、石英溶射または単結晶モジュールを使用したフラットおよび管状コレクターの膨大な品揃えを提供しています。
これらすべてにより、代替エネルギー源が徐々に更新され、その結果、すぐに誰でも太陽エネルギーを利用できるようになります。
ソーラーパネルを接続または使用して家を暖房する経験はありますか?またはトピックについて質問がありますか?あなたの意見を共有し、コメントを残して、議論に参加してください。通信ユニットは下にあります。