Dans quelle mesure est-il opportun d'utiliser des sources alternatives d'énergie thermique pour l'organisation du chauffage ? Actuellement, deux types d'approvisionnement en chaleur sont largement utilisés - la géothermie et l'héliosystème. Ce dernier est le plus populaire. Comment faire du chauffage solaire à la maison de vos propres mains: capteurs, batteries et schémas d'installation?
Utiliser l'énergie solaire pour se chauffer
L'opportunité est l'un des principes fondamentaux de la construction de tout système de chauffage. Ceux. tous les investissements devraient être rentables dans un certain laps de temps. À cet égard, chauffer une maison à l'énergie solaire est l'investissement le plus efficace et le plus avantageux financièrement.
L'énergie solaire est essentiellement une source de chaleur gratuite. Il peut être utilisé de plusieurs manières - pour équiper un système de chauffage ou pour réaliser un système d'alimentation en eau chaude autonome. Si vous étudiez attentivement les avis sur le chauffage à partir de panneaux solaires, vous pouvez identifier une dépendance intéressante. Plus le chauffage est effectué de manière professionnelle (collecteurs d'usine, chauffage d'appoint, régulation électronique), plus l'efficacité de l'apport de chaleur est élevée.
De quelles manières la transformation de l'énergie solaire en énergie thermique peut-elle s'effectuer ?
- Batterie de chauffage solaire - comme l'un des moyens d'obtenir de l'énergie électrique. Le rayonnement agit sur une matrice de cellules photoélectriques à résistance, à la suite de quoi une tension est générée dans le circuit. À l'avenir, ce courant pourra être utilisé pour se connecter à des appareils de chauffage électriques ;
- Chauffage moderne d'une maison privée capteurs solaires... Dans ce cas, il y a un transfert direct d'énergie thermique du rayonnement solaire vers le fluide caloporteur. Ce dernier est situé dans un système de canalisation situé dans une enceinte étanche spéciale.
Le chauffage à l'énergie solaire est le plus efficace de cette dernière manière. De cette manière, une conversion d'énergie supplémentaire peut être évitée. Le soleil affectera directement le liquide de refroidissement, augmentant sa température. Cependant, le chauffage à l'énergie solaire de vos propres mains à l'aide de batteries électriques est plus polyvalent, car l'électricité peut être utilisée pour faire fonctionner d'autres appareils électriques de la maison. Le choix est déterminé par le budget et la capacité requise du système.
Lors de l'installation du panneau solaire, un certain angle d'inclinaison doit être respecté. Selon la saison, il devrait être de 30° (été) et 70° (hiver).
La pertinence de l'organisation du système solaire
Avant d'acheter ou de fabriquer vous-même un convertisseur, vous devez savoir si le chauffage d'une maison privée avec des panneaux solaires sera suffisamment efficace. Pour ce faire, il est nécessaire de procéder à une analyse détaillée de tous les facteurs affectant l'efficacité du futur système.
Pour commencer, l'indicateur d'ensoleillement est déterminé. C'est la quantité d'énergie solaire tombant à la surface de la terre dans une région particulière. Le degré d'échauffement du liquide de refroidissement ou la quantité de courant généré en dépendra.Les radiateurs solaires pour le chauffage domestique devraient idéalement fonctionner quelle que soit la saison. Cependant, en fait, ce n'est pas toujours le cas.
De plus, un système de chauffage solaire passif peut modifier son efficacité en raison de l'angle d'inclinaison du panneau. Cela dépend aussi de la saison. Pour déterminer l'énergie théoriquement possible, vous pouvez utiliser les données du tableau.
Déjà sur la base de ces données, il est possible de calculer le capteur solaire pour le chauffage, en tenant compte de ses caractéristiques techniques et opérationnelles. Mais en plus de cela, de tels facteurs doivent être pris en compte:
- Lieu d'origine... La chute des rayons du soleil ne doit pas être entravée par des objets naturels ou artificiels - montagnes, hautes maisons, hautes forêts, etc.
- Lieu d'installation... Le chauffage solaire combiné nécessitera un grand espace - de 2 à 10 m². Le plus souvent, le toit de la maison est utilisé pour cela. De plus, il doit être adapté pour l'installation de capteurs ou de panneaux solaires ;
- Puissance calorifique requise... Souvent, les systèmes de chauffage solaire pour une maison privée sont utilisés comme auxiliaires.
Ce n'est qu'après cette analyse que vous pouvez commencer à choisir un schéma spécifique pour le chauffage alternatif à la maison. Les pertes de chaleur dans la maison sont calculées au préalable, le mode de chauffage thermique optimal est déterminé. Si le capteur solaire du système de chauffage est auxiliaire, le même indicateur du système d'alimentation en chaleur principal est ajouté à sa puissance nominale.
Lors du calcul, vous devez prendre en compte le poids de l'équipement. La surface du toit doit pouvoir supporter cette charge.
Panneaux solaires pour le chauffage
Il y a souvent confusion - les capteurs solaires sont également appelés batteries. Mais en pratique, c'est le premier type d'équipement qui est le plus souvent utilisé pour organiser le chauffage domestique à l'énergie solaire.
Le principe de fonctionnement du chauffage d'une maison privée avec des panneaux solaires est de convertir l'énergie thermique en énergie électrique. Pour cela, les composants suivants sont fournis dans la conception du panneau :
- Cellules photoélectriques... Lorsque la lumière du soleil les frappe, un soi-disant photocourant se forme;
- Etui de protection transparent... Empêche les dommages aux photocellules;
- Convertisseurs de courant électrique - onduleurs, transformateurs, batteries, etc.
Ceux. en fait, une batterie de chauffage solaire est un excellent chargeur. Tout d'abord, il est destiné à obtenir de l'énergie électrique bon marché. Son utilisation comme l'un des éléments chauffants est peu pratique. Pour fournir de la chaleur à une maison d'une superficie de 60 m² avec un taux d'isolation normal, 6 kW d'énergie thermique par heure seront nécessaires. Une batterie de chauffage solaire standard d'une taille de 284 * 254 mm a une puissance spécifique de 5 W/h. Ceux. pour assurer l'apport de chaleur, une surface de couverture de batterie de 82 m² est nécessaire.
Comme le montrent les calculs, c'est plus qu'impraticable. C'est pourquoi ils préfèrent fabriquer eux-mêmes un capteur solaire pour le chauffage ou acheter des réglages d'usine.
Au lieu de chauffer une maison privée avec des panneaux solaires, ils peuvent être utilisés comme source d'électricité bon marché pour faire fonctionner des appareils électroménagers de faible puissance.
Choisir un capteur solaire
L'installation de capteurs est recommandée pour un chauffage solaire efficace. Il s'agit d'un système de canalisations dans lequel circule le liquide de refroidissement. Pour la protection et une meilleure focalisation de l'énergie solaire, la structure est protégée par un panneau de verre transparent.
Pour augmenter le fonctionnement efficace de l'équipement, il est possible d'y utiliser différents types de liquide de refroidissement, qui ne modifieront pas leurs propriétés sous l'influence de températures négatives. Ceci est important pour les régions aux hivers froids.De plus, il est nécessaire d'analyser attentivement les offres du marché et de choisir le design optimal.
Actuellement, les fabricants proposent plusieurs façons d'organiser le chauffage d'une maison privée avec des capteurs solaires :
- Collecteurs de vide... La meilleure option pour organiser un système de chauffage solaire passif. Ils se caractérisent par une absence presque totale de pertes de chaleur;
- Collecteurs plats... Une option économique pour le chauffage solaire. Il s'agit d'un système de tuyaux protégés par un matériau transparent. Le plus souvent, ils sont utilisés pour l'approvisionnement en eau chaude en été. L'application du chauffage solaire combiné nécessite la prise en compte du programme de température en hiver et une sélection rigoureuse du caloporteur.
Le choix est en grande partie déterminé par des calculs préliminaires - la puissance requise et la fréquence de fonctionnement de l'alimentation en chaleur. En tant qu'option économique, vous pouvez envisager la possibilité de produire vous-même des capteurs plats pour le chauffage à l'énergie solaire.
Lors du choix d'un schéma de câblage, la zone de la structure doit être prise en compte. Elle aura un certain indice de dérive.
Collecteurs sous vide pour le chauffage
L'un des problèmes liés à l'utilisation de radiateurs solaires pour chauffer une maison réside dans les pertes de chaleur importantes. Ils sont dus aux particularités de fonctionnement - le panneau doit être situé à l'extérieur de la pièce chauffée pour absorber l'énergie solaire. Pour résoudre ce problème, un capteur solaire sous vide pour le système de chauffage a été développé.
La conception des collecteurs de vide se compose d'un boîtier extérieur et d'un système de tube de verre intérieur. Pour une meilleure isolation, les canalisations sont séparées de l'environnement extérieur par un intercalaire sous vide avec de l'air raréfié. En fait, toute l'installation est un grand thermos transparent.
La spécificité d'un capteur solaire sous vide dans un système de chauffage est la suivante :
- Utilisation d'un liquide spécial avec un seuil d'ébullition bas comme caloporteur. Dans ce cas, il y a un transfert plus efficace d'énergie thermique à travers l'échangeur de chaleur vers le fluide caloporteur principal - l'eau;
- Application sur la surface intérieure d'un revêtement spécial qui augmente la capacité d'absorption de l'énergie solaire thermique ;
- Indépendance du travail par rapport à la température de l'air extérieur.
Pour le fonctionnement normal du système, il sera nécessaire d'assurer une isolation thermique fiable de l'échangeur de chaleur. Vous devez également isoler le pipeline aux endroits où il traverse des pièces non chauffées - un grenier, une tarte à la toiture. Des schémas standard peuvent être utilisés pour calculer le capteur solaire pour le chauffage. Mais il faut garder à l'esprit que son fonctionnement sera inefficace lorsque la température du liquide de refroidissement dans le circuit descend à + 22 ° C.
En hiver, il est nécessaire de nettoyer la surface du collecteur de la calotte neigeuse. Par conséquent, vous devez penser à l'avance à un moyen de réaliser cet événement.
Capteurs solaires plats pour le chauffage
Pour créer un système de chauffage solaire pour une maison privée avec des coûts minimes, des capteurs plats sont le plus souvent installés. Ils diffèrent des vides par leur conception simplifiée. Cependant, cela augmente les exigences pour leur fonctionnement.
Le collecteur plat dispose également d'un système de tuyauterie interne. Cependant, il est fabriqué à partir de tuyaux en cuivre ou en plastique. Pour la protection, du polycarbonate ou du verre trempé est utilisé. La surface intérieure est isolée avec un isolant - laine minérale ou mousse. Sous l'influence de la lumière du soleil, les tubes sont chauffés et, par conséquent, la température du liquide de refroidissement augmente.
Il existe des restrictions de fonctionnement sévères pour un capteur solaire plat dans un système de chauffage :
- Seul l'antigel peut être utilisé comme liquide de refroidissement.Sinon, l'eau gèlera et le pipeline s'effondrera;
- Pour une meilleure circulation lors du transfert de chaleur, une pompe doit être installée ;
- À des températures inférieures à -10 ° C, l'efficacité du système chute de façon spectaculaire.
En raison de ce dernier facteur, il n'est pas recommandé d'organiser l'approvisionnement en chaleur de la maison avec de l'énergie solaire à l'aide de capteurs plats dans les régions à basses températures en hiver. Par conséquent, le plus souvent, ils fabriquent un capteur solaire plat pour le chauffage de leurs propres mains pour l'alimentation en eau chaude en été, au printemps ou en automne.
Les experts recommandent de faire l'approvisionnement en chaleur à l'aide de l'énergie solaire basée sur des capteurs plats uniquement dans les régions du sud du pays avec des hivers relativement chauds.
Collecteur solaire bricolage
Il convient de noter tout de suite qu'un capteur à faire soi-même ne fonctionnera pas pour fournir du chauffage à l'énergie solaire. Pour ce faire, vous devez utiliser le schéma de production d'une structure sous vide décrit ci-dessus. Mais à la maison, il est presque impossible de le faire en raison du manque d'équipement et de consommables nécessaires. Par conséquent, nous examinerons l'un des moyens les plus simples de fabriquer une batterie de chauffage solaire pour l'alimentation en eau chaude.
Pour la production, vous aurez besoin des consommables suivants :
- Feuille de polycarbonate alvéolaire... Pour l'alimentation en eau chaude d'un chalet d'été ou d'une petite maison utilisant un capteur solaire pour le chauffage de vos propres mains, une feuille de 2 * 1 m suffira;
- Tuyaux, raccords et tuyaux flexibles en PVC... Avec leur aide, un système de circulation d'eau chauffée sera réalisé et fourni au consommateur;
- Profilé de cadre pour cloisons sèches et plaques de mousse... Ils sont nécessaires pour créer une enceinte de protection dans un système de chauffage solaire passif.
Le nid d'abeilles doit être placé horizontalement pour un meilleur chauffage de l'eau. Ensuite, des coupes longitudinales sont réalisées dans des tuyaux en PVC. L'eau chauffée d'une feuille de polycarbonate les traversera. Une feuille est installée dans les coupes résultantes. Il ne doit pas pénétrer complètement dans le tuyau.
À l'aide d'un pistolet thermique, les coutures sont isolées. Sans cet outil, il y a une forte probabilité de fuites dans le chauffage et l'alimentation en eau chaude de la maison avec un capteur solaire. Avant l'installation dans l'ossature, il est impératif d'effectuer des tests d'étanchéité de la structure. Pour ce faire, remplissez-le d'eau et vérifiez visuellement s'il y a des fuites.
Pour la fabrication du cadre, des profilés de cloison sèche galvanisés sont nécessaires. Ils rempliront des fonctions de protection similaires au corps d'un radiateur solaire pour chauffer un chalet d'été. Une couche d'isolation est installée sous la feuille de polycarbonate, puis un capteur solaire fabriqué par nos soins est placé. Pour un chauffage plus efficace, il est recommandé de peindre la tôle en noir.
Lors du calcul d'un capteur solaire pour l'apport de chaleur, la position du soleil à un certain moment de la journée est prise en compte. La plus grande efficacité est obtenue lorsque l'angle d'incidence des rayons est strictement perpendiculaire à la surface de la structure.
La meilleure option est d'utiliser des systèmes de chauffage solaire pour une maison privée comme auxiliaires. Pour une meilleure efficacité, il est recommandé d'installer un accumulateur de chaleur. L'eau qu'il contient sera chauffée par le capteur pendant la journée et dans l'obscurité, l'énergie thermique accumulée sera transférée au liquide de refroidissement principal du système.
La vidéo montre un exemple de fabrication d'un capteur solaire à partir de tuyaux en polymère :
