Život moderne osobe teško je zamisliti bez korištenja energije. Tradicionalni izvori energije su nafta, plin, ugljen. No, u prirodi su rezerve fosilnih goriva ograničene, a dan kada ih ponestane nije daleko. Kako bi izbjegli energetsku krizu, znanstvenici diljem svijeta aktivno razvijaju tehnologije temeljene na alternativnim, obnovljivim izvorima energije, kao što su sunčeva toplina, energija vjetra i kretanje vode u rijekama, morima i oceanima te energija plime i oseke morskih valova. U mnogim zemljama svijeta postupno se povećava korištenje 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 gradskih granica, lišeni mogućnosti korištenjablagodati civilizacije. Tradicionalno grijanje na peć uključuje opskrbu gorivom, a to znači i sredstva i značajan teritorij. Ako se za grijanje koristi plin ili dizel gorivo, potrebni su posebni spremnici i sigurno mjesto za skladištenje, kao i poseban sustav opskrbe. Ugalj i drva za ogrjev moraju se skladištiti u velikoj štali.
U takvim situacijama svake se godine sve više vlasnika kuća okreće korištenju neiscrpne sunčeve 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 s grijanjem seoske kuće. Osim toga, korištenje sunčeve energije je apsolutno tiho i ne ispušta otrovne emisije u atmosferu.
Vrste solarnih grijača
Tehnologije koje se kontinuirano razvijaju omogućuju korištenje različitih modela kolektora koji akumuliraju sunčevu energiju čak i pri temperaturama ispod nule i po oblačnom vremenu. Dostupnost informacija omogućuje vam da samostalno odaberete odgovarajući model ili napravite solarnu pećnicu vlastitim rukama. Danas su solarni kolektori zastupljeni s tri glavne vrste:
- Stan.
- Vakum.
- Zrak.
Upoznavši se s principima njihovog rada, značajkama ugradnje i učinkovitosti, lako je odabrati pravi model solarne peći za grijanje vašeg doma.
Pravi sakupljači
Najčešći i ekonomičniji ravni paneli sastoje se od aluminijskog okvira prekrivenog posebnim tamnim staklom,zaštita konstrukcije od oborina i mogućih oštećenja. Unutra su za cirkulaciju rashladne tekućine 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, ploča je opremljena toplinskom izolacijom. Danas se ovi modeli smatraju najučinkovitijima za rusku klimu.
Vakumski grijači
Vakumski kolektori rade kao termos i sastoje se od dvoslojnog sustava cijevi ispunjenog vakuumom. Unutarnje cijevi od tamnog stakla napunjene su rashladnom tekućinom. Prekriveni silikonskim slojem, apsorbiraju infracrveno zračenje i toplinu sunčevih zraka, a vakuum je apsolutni toplinski izolator koji zadržava 95% primljene energije. Čak i pri vrlo niskim temperaturama, ova vrsta solarne pećnice je vrlo učinkovita.
Zračni modeli
Rijetko se koriste kolektori zraka koji zagrijavaju zrak koji ulazi u unutrašnjost kuće. Načelo rada takvog uređaja temelji se na efektu staklenika, odnosno, kroz svjetlovodni premaz, infracrvene zrake se akumuliraju u hladnjaku koji primljenu sunčevu energiju prenosi na dio zraka koji ulazi u kuću. Jednostavni su za ugradnju, ekonomični, ali ne baš učinkoviti, jer zrak provodi toplinu lošije od tekućine.
Učinkovitost takve opreme ovisi o intenzitetu sunčeve svjetlosti, veličini strukture koja se koristi i pravilnoj instalaciji. Na primjer, ravni i vakuumski kolektori se montiraju samo na kosikrovova. Ploča velike solarne pećnice površine 20 m22osigurava stalno visokokvalitetno grijanje jednokatne seoske kuće.
Princip rada solarnog grijača
Autonomni sustav grijanja, koji funkcionira zahvaljujući preradi solarne energije, uključuje tri glavne komponente u svom dizajnu:
- Kolektor koji pretvara izravnu sunčevu svjetlost u energiju koja zagrijava rashladnu tekućinu (vodu ili antifriz).
- Cjevovodni sustav (krug izmjene topline) za cirkulaciju rashladne tekućine koja prolazi kroz akumulator.
- Skladištenje topline. U pravilu se kao akumulator topline koristi spremnik s vodom koja se zagrijava za budućnost.
Mehanizam rada solarne peći je jednostavan: rashladna tekućina se zagrijava u kolektorskim cijevima i prolazi kroz akumulacijski spremnik duž kruga za izmjenu topline. Voda zagrijana u spremniku dovodi se do radijatora sustava grijanja kuće, kruga za izmjenu topline grijanog poda ili se koristi u opskrbi toplom vodom, na primjer, za tuširanje ili pranje suđa.
Ugradnja solarne pećnice vlastitim rukama
Danas je Kina lider u proizvodnji i korištenju sustava na alternativnim izvorima energije. Ova zemlja čini 78% globalnog volumena puštenih u rad solarnih sustava. Na današnjem tržištu kineski proizvođači nude kvalitetne solarne kolektore po povoljnim cijenama. Budući da je solarno grijanje predviđeno za 25-30 godina rada, preporuča se kupnja ploča za izmjenu topline od provjerenih proizvođača,i možete sami instalirati sustav.
Solarni radijatori smješteni su na površini krova ili produbljeni u krovnu konstrukciju prema jugu. Površina panela se kreće od 2 do 8 m2 i u jednom sustavu grijanja može biti više elemenata međusobno povezanih cijevima. Od solarnog kolektora do radijatora sustava grijanja kuće i do akumulatora topline, cijevi se provlače kroz krovnu površinu. Svi spojevi moraju biti zapečaćeni. Sustav se puni rashladnom tekućinom i stavlja u pogon. Idealan kut za ugradnju solarne peći je 35o, iako mnogi proizvođači preporučuju 15-20o. Prije samostalne instalacije preporučljivo je konzultirati se s predstavnikom tvrtke. U strahu od lomljenja ili loše montaže skupe opreme zbog malog iskustva u takvom radu, bolje je povjeriti ugradnju solarnog kolektora profesionalcima.
Kako napraviti solarnu pećnicu
Moguće je projektirati elementarni solarni kolektor u vrlo kratkom vremenu i uz minimalne troškove. Kako? Izrada solarne pećnice vlastitim rukama je jednostavna: sjajne pocinčane željezne ploče pričvršćene su na južnoj padini krova i na njih je postavljena bačva volumena 150-200 litara. Voda spojena na njega može se zagrijati do 60oC. Nedostatak ovog dizajna je što će se na hladnom vremenu posuda smrznuti, a voda će ostati hladna. A također po oblačnom danu, bačva se neće zagrijati na željenu temperaturu.
Još jedan popularan DIY je solarna pećnica napravljena od zavojnice hladnjaka. Letvice služe za izradu okvira s podlogom od gumene prostirke obložene folijom. Zavojnica, isprana od ostataka freona, pričvršćena je unutar okvira stezaljkama i vijcima. Kroz prethodno izbušene rupe, spojen je cijevima na spremnik za skladištenje s izlazom za dovod zagrijane vode. Okvir je čvrsto zatvoren staklom, voda se gravitacijom dovodi u zavojnicu.
Takve jednostavne dizajne obično koriste ljetni stanovnici kako bi dobili malu količinu tople vode.
Održivost solarne energije
Proračuni koje su izvršili znanstvenici Ruske akademije znanosti pokazuju da u središnjoj 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 automatiziran i ekološki sustav grijanja seoske kuće ne zahtijeva dodatne troškove ni za izvor energije, ni za popravke niti za održavanje već nekoliko desetljeća. Sve što je potrebno od korisnika je povremeno očistiti površinu kolektora od prašine, prljavštine i snijega.
