Аккумуляторы тепла для теплиц, выполненные своими руками; эффективный солнечный коллектор и солнечные батареи для теплицы

Теплоаккумуляторы для отопления теплицы своими руками

При создании эффективной системы отопления тепличное сооружение вполне может функционировать даже при сильных морозах. Однако большинству огородников эксплуатировать теплицу в зимний период довольно накладно, в связи с большими расходами на электроэнергию. Тем не менее есть способы, позволяющие пользоваться абсолютно бесплатной солнечной энергией.

На видео аккумулятор тепла:

Что дает аккумулирование тепла?

Поступающая в теплицу солнечная энергия накапливается внутри благодаря характеристикам укрывного материала. Но даже в зимний период объём этой энергии значительно выше потребностей растений. Излишнее тепло просто отражается в пространство без какой-либо пользы. Использование аккумулирования солнечной энергии в теплице позволит запасы тепла успешно использовать для её отопления. В результате — температурный режим в укрытии удерживается на необходимых уровнях и отсутствуют затраты на электроэнергию, чтобы обогреть тепличное сооружение.

Возможные варианты тепловых аккумуляторов

Тепловые аккумуляторы для теплиц являются устройствами, чтобы накопить солнечную энергию. Они отличаются материалами, из которых выполнен их основной компонент — аккумулятор тепла.

Отопление в теплице — отзыв:

Водяные теплоаккумуляторы

В них тепло накапливается в резервуарах с водой, которые расположены в укрытии. Резервуары бывают двух типов:

  • Открытый (бассейны). У открытого типа есть отличительная черта: их эффективность обусловлена количеством воздуха над бассейном. Солнце при нагревании вызывает испарение воды и забирает необходимое тепло. Длительность испарения зависит от количества сухого воздуха. Рекомендуется укрывание бассейна пленкой, чтобы предотвратить потерю тепла на испарение воды;
  • Закрытый (бочки). Наличие нескольких компактных резервуаров с водой выдаст КПД значительно выше, по сравнению с одной большой емкостью. Данный процесс является результатом не способности солнечной энергии проникнуть через большую толщину воды. Поэтому происходит нагревание аккумулятора только сверху и возле стенок. Остальная жидкость еще длительное время холодная. Для улучшения эффективности отопления устанавливают больше небольших закрытых аккумуляторов тепла. Они станут быстро прогреваться и в последствии осуществят равномерную отдачу тепла.

Накопление тепла грунтом

Находящийся в каждой теплице грунт обладает способностью накапливать в себе тепло, для того, чтобы в ночное время его использовать для обогрева. Днем грунт попросту прогревает солнце и он поглощает его тепло. Ночью происходит следующий процесс:

  • В находящихся в теплом грунте вертикальных трубах происходит нагревание воздуха;
  • Теплый воздух начинает двигаться к более высокой вертикальной трубе, имеющую большую тягу;
  • Сквозь низкую вертикальную трубу под грунт проходит остывший воздух и процесс возобновляется.

Каменные аккумуляторы тепла

Благодаря обладанию природного камня значительной теплоёмкостью его используют в укрытиях как теплоаккумулятор. Зачастую задняя стенка сооружения, которая хорошо освещается солнечными лучами, обкладывается камнем. Простым видом каменного теплоаккумулятора является выложенная камнем тепличная стена. К более сложным вариантам относятся укладка либо насыпка камня в несколько слоев.

Солнечный воздушный коллектор для отопления теплиц

К еще одному прибору, который полноценно использует солнечную энергию для отопления, относится солнечный коллектор. Главный его компонент — теплообменник, внутри него происходит циркуляция воздуха из теплицы. Как работает солнечный коллектор:

  • Установку солнечных батарей снаружи осуществляют перпендикулярно солнечным лучам. Лучи не будут отражаться и энергия перейдёт в тепло;
  • Из теплообменника воздух поступит в нагреваемое сооружение;
  • После того как тепло передастся почве и культурам, после остывания воздух попадает в теплообменник и происходит повторное обогревание тепличного укрытия при помощи солнечных батарей.

Процесс отопления теплицы солнечным коллектором имеет множество отличий от применения теплоаккумуляторов:

  • Работа коллектора осуществляется только днем;
  • Обогревать теплицу в ночное время невозможно, если отсутствует дополнительная система отопления;
  • Коллектор не имеет способности к накоплению тепловой энергии. Он осуществляет лишь её эффективное распределение.

Аккумулятор тепла для теплицы: как сделать своими руками?

Размещение подобного прибора отопления в уже построенной теплице почти невозможно. Создавать теплоаккумулятор необходимо еще до сооружения каркаса. Пошаговая инструкция:

  • По всему периметру сооружения выкапывают котлован, чья глубина должна составлять около 30 см. Стоит сохранить верхний слой с гумусом, поскольку плодородный грунт ещё понадобится для теплицы;
  • Дно котлована необходимо засыпать крупным песком либо мелким щебнем. Каждый слой в 10 см тщательно утрамбовывать;
  • Сформировать систему горизонтальных воздуховодов, располагая их по длине грядок. В качестве горизонтальных воздуховодов отдают предпочтение пластиковым канализационным трубам (оптимальный диаметр 110 мм). Для объединения их в необходимую конструкцию используют тройники и крестовины;
  • Во входную и выходную трубы производят установку вентиляторов, учитывая направление воздушного потока.
Читать еще:  Среднеранние сорта томатов: алфавитный перечень помидор с рекомендациями по выращиванию в открытом грунте и теплицам

При использовании теплоаккумуляторов для отопления теплиц значительно снижаются затраты на её содержание. При этом расходы на приобретение материалов полностью возмещаются получением дополнительного урожая. Кроме того, не нужно привлекать специалистов, так как теплоаккумуляторы можно изготовить собственноручно.

Как сделать солнечное отопление для теплицы своими руками

Экологичная усадьба: Отопление теплицы можно организовать различными способами. Можно отапливать теплицу электричеством, используя калориферы, инфракрасные лампы, электрический кабель, уложенный в дренаж пола теплицы. Можно обогревать теплицу горячим воздухом. А можно построить и комбинированную систему отопления теплицы, причем скомбинировать различные способы таким образом, чтобы отдача была максимальной, а затраты минимальными.

Наверняка сейчас никто не удивляется, видя даже зимой на прилавках магазинов, на рынках самые разнообразные овощи, фрукты, ягоды. Помидоры, огурцы, яблоки, груши, клубника, вишни, арбузы, различные экзотические фрукты – всего не перечислить. Глаза разбегаются от этой красоты, от всего этого изобилия. Но красота красотой, а вот качество всего этого, экологическая чистота продуктов зачастую вызывают большие сомнения. Как это было выращено, чем удобрялось, защищалось от вредителей – на эти вопросы чаще всего ответ получить невозможно.

Поэтому сейчас можно видеть, что с каждым днем увеличивается число тех, кто самостоятельно выращивает различные растения на своем дачном участке. Причем выращивает круглогодично, обеспечивая свою семью экологически чистыми свежими овощами и фруктами. А при обильных урожаях излишки пускаются на продажу, принося определенных доход.

Разумеется, на открытом воздухе выращивать круглый год овощи и фрукты невозможно. Для этого сооружаются парники и теплицы. Парники используются только сезонно, как правило, ранней весной, когда готовят рассаду, чтобы ее защитить от заморозков и непогоды. Теплица же эксплуатируется круглый год, поэтому для создания благоприятных условий для выращивания растений необходимо позаботиться о том, чтобы обеспечить ее отопление.

Отопление теплицы можно организовать различными способами. Можно отапливать теплицу электричеством, используя калориферы, инфракрасные лампы, электрический кабель, уложенный в дренаж пола теплицы. Это достаточно дорогостоящий способ. Кроме стоимости оборудования нужно будет еще оплачивать электричество, расходуемое на обогрев.

Можно организовать водяное отопление, установив в теплице батареи отопления, или проложив в дренаже трубы, по которым будет циркулировать нагретая вода. Можно обогревать теплицу горячим воздухом. А можно построить и комбинированную систему отопления теплицы, причем скомбинировать различные способы таким образом, чтобы отдача была максимальной, а затраты минимальными.


Укладка труб для водяного отопления в полу теплицы

С точки зрения энергозатрат наиболее экономичным является организация отопления теплицы с использованием энергии солнца. Причем, независимо от того, какой способ отопления был выбран, – воздушный, водяной или комбинированный. Ведь энергия солнца ничего не стоит, а какой теплоноситель будет нагреваться солнечным коллектором, не имеет абсолютно никого значения.

Отопление теплиц солнечным воздушным коллектором

Такой коллектор является главным элементом этой системы отопления. В зависимости от расположения этого коллектора отопление может осуществляться либо естественной циркуляцией воздуха в системе, либо с помощью вентиляторов.

В первом случае выходной патрубок коллектора должен располагаться ниже раструба входного отверстия в теплице. Тогда воздух, нагретый в коллекторе, по законам конвекции будет подниматься по воздуховоду и попадать в теплицу. Вытесняемый остывший воздух по обратному воздуховоду поступает в коллектор, нагревается и возвращается в теплицу. Этот цикл непрерывный, длится весь световой солнечный день.

Во втором случае расположение солнечного коллектора не имеет значения, так как циркуляция воздуха поддерживается вентиляторами, установленными в теплице на входе теплого воздуха. При таком способе обеспечивается равномерное распределение теплых воздушных масс по всему обогреваемому объему, и, что очень важно, равномерный обогрев почвы.

Естественно, что воздуховоды (особенно горячий) должны быть покрыты теплоизоляцией, чтобы воздух не мог быстро остывать. В темное время суток воздух в теплице без горячей подпитки может достаточно быстро охлаждаться. Поэтому для поддержания теплового режима необходимо предусмотреть резервный контур отопления. Это могут быть тепловентиляторы, калориферы.

Сам воздушный солнечный коллектор представляет собой предельно простую конструкцию. Собрать его самому из подручных материалов можно меньше, чем за час. Это герметичный деревянный короб высотой 10 – 15 см. Днище делается из ДВП. Для прочности боковые стенки соединяются деревянными брусками с сечением 5х5 сантиметров.

На днище укладывается теплоизолятор – пенопласт или минеральная вата. Поверх теплоизолирующего слоя кладется абсорбер, например, листовое оцинкованное железо. Чтобы увеличить площадь нагрева, к этому листу можно прикрепить дополнительные ребра.

Все швы внутренней части короба тщательно обрабатываются «Герметиком», после чего короб изнутри покрывается черной термостойкой краской. В зависимости от того, где и как будет устанавливаться коллектор, в его боковины встраиваются трубы для впускания и выпускания воздуха. После всех подготовительных работ короб закрывается каленным стеклом, стыки стекла с корпусом герметизируются «Герметиком».

Читать еще:  Томат "Толстые щечки": описание и характеристика сорта, советы по применению помидор


Схема солнечного воздушного коллектора

Остается поставить коллектор на место и соединить воздуховодами с теплицей. При этом выходной патрубок коллектора должен располагаться выше патрубка входного. Размеры коллектора определяются только размерами металлического листа и стекла. В зависимости от размеров теплицы, таких коллекторов может быть несколько.

Воздух в таком коллекторе прогревается до температуры 45°C – 50°С. Нагретый воздух не только поддерживает в теплице комфортную для растений температуру, но, отдавая свое тепло, нагревает еще и почву, что создает наиболее благоприятные условия для развития корневой системы растений.

Водяные солнечные коллекторы для отопления теплицы

По ряду причин водяное отопление теплиц является более предпочтительным, хотя стоимость такой системы значительно выше стоимости системы воздушного отопления. В сущности, система солнечного водяного отопления теплицы ничем не отличается от системы солнечного отопления самого загородного дома.

Различия заключаются лишь в форме и расположении нагревательных элементов. В теплицах вместо привычных для комнаты радиаторов отопления вдоль стен прокладываются трубы, в которых циркулирует теплая вода. Трубы также прокладываются в земляном полу теплицы на глубине от 30 до 50 см. Тем самым в теплице обеспечивается и нагрев воздуха, и подогрев почвы.


Схема солнечного водяного отопления

В системе водяного отопления теплоноситель может нагреваться как в плоских коллекторах, так и в коллекторах на вакуумных трубках. В плоском коллекторе к абсорберу крепится плоский змеевик, для изготовления которого нужна медная трубка. Эта медная трубка сначала заполняется солью, и только после этого ее можно сгибать, не опасаясь возникновения заломов.

Когда трубка примет нужную форму, соль легко вымывается из нее проточной водой. Змеевик крепится к абсорберу и окрашивается в черный цвет термостойкой краской. Входной и выходной патрубки выводятся наружу, и отверстия, через которые они были выведены, герметизируются.


Схема плоского солнечного коллектора

Иную конструкцию имеют коллекторы, построенные с применением вакуумных трубок, которые своими наконечниками соединены с трубой контура теплоносителя. Вакуумные трубки представляют собой стеклянный цилиндр, внутри которого помещается медная трубка с легкокипящей жидкостью. Верхний конец медной трубки слегка расширен и запаян.

Из пространства между внешней и наружной трубками откачан воздух для создания максимально возможной теплоизоляции. Жидкость внутри медной трубки под воздействием солнечного излучения нагревается и испаряется. Пар поднимается к наконечнику и нагревает его. Отдавая тепло, пар остывает, конденсируется и по стенкам стекает вниз. На наконечнике температура может достигать 270°C – 300°C.


Схема вакуумной трубки


Вакуумный коллектор

Нагретая в солнечных коллекторах жидкость циркуляционными насосами подается в теплообменник, установленный в бойлере. Нагретая в бойлере вода поступает в отопительную систему. Этот бак должен иметь мощную теплоизоляцию для сохранения тепла в темное время суток.

Чтобы вода в бойлере чрезмерно не охлаждалась, предусматривается еще один нагревательный элемент системы резервного подогрева. Эта система включается при необходимости в темное время суток и может быть запитана от аккумуляторов солнечного электроснабжения дома.

Солнечная энергетика все прочнее входит в наш повседневный быт. Возможности ее неисчерпаемы. Солнце дает нам свет, тепло, электричество. И не воспользоваться этим источником даровой энергии было бы просто непростительно. опубликовано econet.ru

Солнечные батареи для теплицы: быть или не быть?

Установка солнечных батарей на промышленные тепличные комплексы для их освещения является широко распространенной практикой во многих южных и африканских странах. В Европе солнечные панели тоже находят применение, но все же они не столь часто используются из-за особенностей климата. На что же нужно обратить внимание, решив оборудовать свою теплицу солнечными батареями?

Инвестирование в альтернативные источники энергии пока что кажется рисковой затеей для России — ведь наша страна богата относительно недорогим природным газом, который можно использовать для отопления, а преобразование солнечного света в электричество, которое можно использовать, например, для досветки, пока является достаточно дорогой технологией, которая слишком долго будет окупаться.

Итак, основными преимуществами солнечных батарей являются:

-бесплатная и бесконечная солнечная энергия

-долгий срок службы солнечных панелей (около 50 лет)

-вполне может быть выгодно для жарких и солнечных регионов

Тем не менее, есть ряд факторов, которые многие не учитывают. Например:

На солнечную энергоэффективость значительно влияет расположение теплицы, т. к. если вблизи неё есть крупные строения или деревья, по нескольку часов в сутки отбрасывающие тень, эффективность батарей будет снижаться. Также нужно учитывать, что разные виды солнечных батарей по разному реагируют на затемнение: поликристаллическим панелям тень не так страшна, хоть она и снизит их продуктивность, а вот работу монокристаллической панели тень остановит полностью. Также стоит учитывать расположение теплицы относительно сторон света так, чтобы солнечный свет попадал на батареи в течение всех дневных часов, включая ранние утренние часы — чем больше батареи будут «в деле», тем эффективней будет производство электричества и работа системы отопления.

Читать еще:  Какой вред приносят кроты почве, и есть ли от них польза?

-уход за солнечными батареями

С одной стороны кажется, что солнечные батареи вовсе не требуют никакого ухода — их устройство максимально простое, у них нет подвижных и склонных к частой поломке деталей. Да, монолитная система солнечных батарей является надежной и прочной конструкцией, которая редко дает сбой при отсутствии намеренных механических повреждений. Единственное, что потребуется — мыть батареи от пыли и других возможных загрязнений как можно чаще, так как пыль на их поверхности может снизить энергоэффективность аж на 7-10%. Мыть солнечные батареи можно из обычного шланга, однако тут стоит подумать, сколько на это будет уходить воды, и соразмерны ли затраты на мойку с выгодой от сэкономленного электричества. Так, например, если теплица расположена близко к дороге, пескам или недалеко ведется какое-либо строительство, мытье батарей может стать еженедельной обязанностью вашего персонала.

-необходимое количество солнечных батарей

Часто задумываясь об оснащении тепличного комплекса солнечными батареями не всегда понятно, сколько их именно потребуется. Для того, чтобы понять примерно, насколько большая установка вам потребуется, оцените свой средний счет за электричество и посчитайте, сколько в среднем кВт тратится в теплице ежедневно. Полученное число кВт умножьте на 0,25 — полученное значение и будет ориентировочной мощностью системы.

Например, на 100 кв.м. ежемесячно тратится 1200 кВт в месяц, то есть 40 кВт в сутки. Умножаем 40 кВт на 0,25, получается, что на каждые 100 кв.м. теплицы нам потребуется несколько солнечных батарей общей мощностью 10 кВт. В среднем, это около 65-67 панелей площадью порядка 75 кв.м. Стоить продумать расположении панелей так, чтобы они не затемняли растения в теплице.

Инсоляция – это облучение солнечными лучами поверхности или пространства. При планировке теплицы важно учитывать климатические особенности региона и знать, сколько солнечных дней в год будет доставаться вашей «зелёной» теплице. Понятно, что при таком раскладе строить теплицу с солнечными батареями в северных регионах невыгодно.

Д ля расчета инсоляции пользуются двумя основными видами методов: геометрическими (куда и с какого направления, в какое время дня и на протяжении какого времени поступает поток солнечных лучей) и энергетическими (определяют плотность светового потока и высчитывают его эффективность в световых единицах измерения).

Так, чем выше уровень инсоляции в районе расположения теплицы, тем больше электроэнергии может генерировать меньшее число панелей. Получается, что при расположении теплицы, например, на северо-западе, для достижения нужной мощности потребуется большее количество батарей, чем теплице, расположенной на юге.

Несмотря на то, что стоимость солнечных батарей значительно упала в последние годы благодаря развитию «зеленых» технологий, расходы на их покупку и систему преобразования энергии в электричество еще достаточно высоки. Часто расходы на солнечные батареи исчисляются в сотнях тысяч долларов, поэтому многие, в том числе и европейские тепличные хозяйства, используют их как дополнительный, а не основной, источник питания. В качестве альтернативного источника питания, например, с весны до начала осени, батареи могут быть полезны — однако насколько быстро они окупятся в этом случае, позволят сказать лишь индивидуальные подсчеты.

-замена и утилизация

Как писалось выше, срок службы у солнечных батарей достаточно долгий, около 50 лет. Замена аккумуляторов проводится каждые 7-10 лет (в зависимости от интенсивности эксплуатации), замена контроллеров потребуется каждые 15 лет. В России сейчас достаточно мало предприятий, принимающих на переработку старые солнечные батареи, тем не менее, спрос на них есть и каждый год он растет, что связано с большим количеством редких металлов, входящих в их состав. Тем не менее, нужно быть готовым к тому, что отработавшее свое батареи придется отвозить на утилизацию в другой регион.

В целом, использование солнечных батарей является интересным и экологичным решением, но, к сожалению, не совсем подходит для большинства регионов России. Наиболее эффективно солнечные батареи будут работать на территории Узбекистана, Казахстана, в Краснодарском крае, Крыму. Также при нынешней стоимости газа, срок окупаемости солнечных батарей может равняться их жизненному циклу (то есть, около 30-40 лет). Перед их установкой на уже готовый комплекс потребуется его частичное переоборудование. В случае, если идея с использованием солнечных батарей прочно засела в мыслях, можно попробовать использовать их либо как дополнительный источник питания или взять в аренду — некоторые компании предоставляют все необходимое оборудование «в прокат» — и, если эта технология зарекомендует себя отлично в конкретном проекте, можно задуматься о ее применении на постоянной основе.

Если солнечный свет планируется использовать не в качестве замены электричеству, а для отопления, то лучше применять гелиоколлекторы (солнечные коллекторы). Такие устройства не производят электричество, зато позволяют эффективно обогревать теплицу и нагревать воду даже до кипения и при отрицательной окружающей температуре. Эти установки работают по принципу «термоса» и имеют длительный срок службы (около 30 лет).

Источники:

http://web-selo.ru/akkumulyatory-tepla-dlya-teplits-svoimi-rukami.html
http://econet.ru/articles/147643-kak-sdelat-solnechnoe-otoplenie-dlya-teplitsy-svoimi-rukami
http://agro-exim.com/news/solnechnye-batarei-dlya-teplicy-byt-ili-ne-byt/

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector