Život moderne osobe teško je zamisliti bez upotrebe energije. Tradicionalni izvori energije su nafta, gas, ugalj. Međutim, u prirodi su rezerve fosilnih goriva ograničene, a dan kada ih ponestane nije daleko. Kako bi izbjegli energetsku krizu, naučnici širom svijeta aktivno razvijaju tehnologije zasnovane na alternativnim, obnovljivim izvorima energije, kao što su solarna toplina, energija vjetra i kretanje vode u rijekama, morima i okeanima, te energija plime i oseke morskih valova. U mnogim zemljama svijeta postepeno se povećava upotreba raznih instalacija koje pretvaraju sunčevu energiju u toplinu.
Alternativna solarna energija
Pitanjem ekonomičnog grijanja staklenika ili kuće, opskrbe toplom vodom i mnogim drugim aspektima održavanja života češće se suočavaju vlasnici nekretnina udaljenih od granica grada, lišeni mogućnosti korištenjablagodati civilizacije. Tradicionalno grijanje na peći uključuje opskrbu gorivom, a to znači i sredstva i znatan teritorij. Ako se za grijanje koristi plin ili dizel gorivo, potrebne su posebne posude i sigurno mjesto za skladištenje, kao i poseban sistem napajanja. Ugalj i ogrevno drvo moraju se skladištiti u velikoj štali.
U ovakvim situacijama svake godine se sve više vlasnika kuća okreće korišćenju neiscrpne solarne energije. Posebne instalacije koje prikupljaju i pretvaraju svjetlosne zrake u toplinu sasvim su prihvatljive za ruske oblačne zime. Čak i po relativno tmurnom danu, solarna peć se nosi sa grijanjem seoske kuće. Osim toga, korištenje solarne energije je apsolutno tiho i ne emituje toksične emisije u atmosferu.
Vrste solarnih grijača
Tehnologije koje se kontinuirano razvijaju omogućavaju upotrebu različitih modela kolektora koji akumuliraju sunčevu energiju čak i na temperaturama ispod nule i po oblačnom vremenu. Dostupnost informacija omogućava vam da samostalno odaberete odgovarajući model ili napravite solarnu pećnicu vlastitim rukama. Danas su solarni kolektori zastupljeni sa tri glavna tipa:
- Stan.
- Vakum.
- Air.
Upoznavši se sa principima njihovog rada, karakteristikama ugradnje i efikasnošću, lako je izabrati pravi model solarne peći za grijanje vašeg doma.
Flat kolektori
Najčešći i najekonomičniji ravni paneli sastoje se od aluminijumskog okvira prekrivenog posebnim tamnim staklom,štiti konstrukciju od padavina i mogućih oštećenja. Unutra su za cirkulaciju rashladne tečnosti postavljene bakrene cijevi. A slobodni prostor ploče ispunjen je materijalom koji prima i zadržava toplinu. Kako se solarna energija ne bi trošila na grijanje krova, panel je opremljen toplinskom izolacijom. Danas se ovi modeli smatraju najefikasnijim za rusku klimu.
Vakumski grijači
Vakumski kolektori rade kao termos i sastoje se od dvoslojnog sistema cijevi ispunjenog vakuumom. Unutrašnje cijevi od tamnog stakla su napunjene rashladnom tekućinom. Prekriveni silikonskim slojem, apsorbuju infracrveno zračenje i toplotu sunčevih zraka, a vakuum je apsolutni toplotni izolator koji zadržava 95% primljene energije. Čak i na veoma niskim temperaturama, ova vrsta solarne peći je veoma efikasna.
Aerial Models
Rijetko se koriste kolektori zraka koji zagrijavaju zrak koji ulazi u unutrašnjost kuće. Princip rada takvog uređaja temelji se na efektu staklene bašte, odnosno, kroz premaz koji provodi svjetlo, infracrvene zrake se akumuliraju u hladnjaku koji primljenu sunčevu energiju prenosi na dio zraka koji ulazi u kuću. Lako se instaliraju, ekonomične, ali ne baš efikasne, jer vazduh provodi toplotu lošije od tečnosti.
Efikasnost takve opreme zavisi od intenziteta sunčeve svetlosti, veličine strukture koja se koristi i pravilne instalacije. Na primjer, ravni i vakuumski kolektori se montiraju samo na kosikrovova. Panel velike solarne peći površine 20 m22 omogućava konstantno visokokvalitetno grijanje jednokatne seoske kuće.
Princip rada solarnog grijača
Autonomni sistem grijanja, koji funkcionira zahvaljujući preradi solarne energije, uključuje tri glavne komponente u svom dizajnu:
- Kolektor koji pretvara direktnu sunčevu svjetlost u energiju koja zagrijava rashladnu tekućinu (vodu ili antifriz).
- Cjevovodni sistem (krug za izmjenu topline) za cirkulaciju rashladne tekućine koja prolazi kroz akumulator.
- Skladištenje topline. Po pravilu se kao akumulator toplote koristi posuda sa zagrevanjem vode za budućnost.
Mehanizam rada solarne peći je jednostavan: rashladna tečnost se zagreva u kolektorskim cevima i prolazi kroz rezervoar za skladištenje duž kruga razmene toplote. Voda zagrijana u rezervoaru se dovodi do radijatora sistema grijanja kuće, kruga za izmjenu topline grijanog poda ili se koristi u opskrbi toplom vodom, na primjer, za tuširanje ili pranje suđa.
Ugradnja solarne peći vlastitim rukama
Danas, Kina je lider u proizvodnji i upotrebi sistema na alternativnim izvorima energije. Ova zemlja čini 78% globalnog obima puštenih u rad solarnih sistema. Na današnjem tržištu kineski proizvođači nude kvalitetne solarne kolektore po pristupačnim cijenama. Budući da je solarno grijanje predviđeno za 25-30 godina rada, preporučuje se kupovina panela za izmjenu topline od provjerenih proizvođača,i možete sami instalirati sistem.
Solarni radijatori se nalaze na površini krova ili se produbljuju u krovnu konstrukciju prema jugu. Površina panela se kreće od 2 do 8 m2 i u jednom sistemu grijanja može biti više elemenata međusobno povezanih cijevima. Od solarnog kolektora do radijatora sistema grijanja kuće i do akumulatora topline, cijevi se provlače kroz krovnu površinu. Svi spojevi moraju biti zaptivni. Sistem se puni rashladnom tečnošću i pušta u rad. Idealan ugao za ugradnju solarne peći je 35o, iako mnogi proizvođači preporučuju 15-20o. Prije samostalne montaže, preporučljivo je konsultovati se sa predstavnikom kompanije. U strahu od lomljenja ili loše montaže skupe opreme zbog malog iskustva u takvim poslovima, bolje je povjeriti ugradnju solarnog kolektora profesionalcima.
Kako napraviti solarnu pećnicu
Moguće je dizajnirati elementarni solarni kolektor u vrlo kratkom vremenu i uz minimalne troškove. Kako? Izrada solarne peći vlastitim rukama je jednostavna: na južnoj padini krova pričvršćeni su sjajni pocinčani željezni limovi i na njih je postavljena bačva zapremine 150-200 litara. Voda spojena na njega može se zagrijati do 60oC. Nedostatak ovog dizajna je što će se po hladnom vremenu posuda smrznuti, a voda će ostati hladna. A takođe po oblačnom danu, bure se neće zagrejati do željene temperature.
Još jedan popularan DIY je solarna pećnica napravljena od namotaja hladnjaka. Lamele služe za izradu okvira sa podlogom od gumene prostirke obložene folijom. Zavojnica, isprana od ostataka freona, pričvršćena je unutar okvira pomoću stezaljki i vijaka. Kroz prethodno izbušene rupe, spojen je cijevima na akumulacijski rezervoar sa izlazom za dovod zagrijane vode. Okvir je čvrsto zatvoren staklom, voda se gravitacijom dovodi u zavojnicu.
Takve jednostavne dizajne obično koriste ljetni stanovnici da bi dobili malu količinu tople vode.
Održivost solarne energije
Proračuni koje su izvršili naučnici Ruske akademije nauka pokazuju da u centralnoj Rusiji za 1 m2 sunce zrači od 100 do 250 W energije i do 1000 W u podne po vedrom danu. Ovi proračuni dokazuju da solarni kolektor površine 2 m2 dnevno može zagrijati 100 litara vode na temperaturu od 45-55o C, ali ne niže od 37 oC.
Siguran, potpuno automatizovan i ekološki sistem grejanja seoske kuće ne zahteva dodatne troškove ni za energent, ni za popravke ni za održavanje već nekoliko decenija. Sve što se traži od korisnika je da periodično čisti površinu kolektora od prašine, prljavštine i snijega.
