Тепло от солнца это работает

Тепло от Солнца

Тысячи измерений солнечных пульсаций позволили советским астрономам А. Б. Северному, В. А. Котову и Т. Т. Цапу сделать вывод об отсутствии у Солнца плотного ядра. А если у звезды нет ядра, то нет условий и для термоядерных процессов (см. так же статью «Химические реакции«). Из этого следует, что наше светило сжимается и расширяется со скоростью около 2 метров в секунду с периодом 160 минут. Установленно, что тепловое излучение Солнца имеет такой же период, а температура при этом изменяется на 1° С. Подтверждением гипотезы «Солнце — звезда переменная» служит изменяющийся с периодом в 160 минут блеск планеты Уран. В Геттингенской обсерватории (ФРГ) с 1972 по 1978 год проделали 246 измерений радиуса Солнца, который оказался равным 695 265 километрам (с точностью 0,01 процента).

В бесконечности Вселенной и в конечном атоме объем вещества крайне мал. Можно представить космос некоторой подвижной ажурной конструкцией из островов звездно-планетных систем в объемном океане силовых полей.

Солнечное тепло на Земле

Миллиарды лет планета Земля и другие планеты обогреваются теплом Солнца. И хотя до земной поверхности доходит лишь одна двухмиллиардная часть излучаемого светилом тепла, на каждый квадратный сантиметр поверхности суши и океана приходится в минуту 9,23 джоуля. Такое отопление эквивалентно сжиганию за три дня всех земных запасов нефти, газа, угля и дров. Если бы Солнце состояло из лучшего угля, оно выгорело бы за 20 тысяч лет. И неизвестно, что сгорает на Солнце. С 1925 года, когда было открыто превращение водорода в гелий, существует гипотеза: внутри Солнца ежесекундно 657 миллионов тонн водорода превращаются в 652,5 миллиона тонн гелия, а 4,5 миллиона тонн массы переходят в тепло. Но сегодня эту гипотезу принимают не все.

Сама Земля также представляет собой генератор тепла, По расчетам Е. А. Любимовой, земной запас тепла достигает 317*10 29 джоуля, примерно столько же планета потеряла за весь период своего существования.

На Солнце выявлено всего 72 элемента таблицы Д.И. Менделеева. На 1 000 000 атомов водорода там приходится 63 000 атомов гелия, кислорода 690, углерода 420, азота 87, кремния 45, магния 40, неона 37, железа 32, серы 16, кальция 2,2, никеля 1,9 и аргона 1. Бора, бериллия и лития на Солнце незначительное количество, что объясняется их выгоранием в ядерных реакциях.

Во Вселенной установилось устойчивое равновесие между энергиями магнитного поля, космических лучей и межзвездного газа. Галактическое магнитное поле, как в ловушке, удерживает космические лучи, и внутри Галактики потоки космических лучей идут на Землю со всех сторон. Солнце добавляет к этому излучению свою долю — солнечный ветер. Энергия всепроникающих космических лучей велика и, по мнению академика А. Б. Северного, порождается магнитными полями.

Источник

Солнечное отопление помещений

Экология потребления. Наука и техника: Система воздушного отопления, которая генерирует тепловую энергию из солнечной. Новая система не только эффективна, а еще и абсолютно автономна, т.к. даже вентилятор в ней действует от энергии солнца.

Начало отопительного периода всегда сочетается с понятиями централизованного отопления в многоквартирных домах и индивидуальным отоплением в частном секторе. Безусловно, если мы хотим жить в комфортных условиях холодного периода года, то, обеспечиваем подачу нормального теплоносителя в наши жилые и рабочие помещения.

Тем не менее, в последнее время, появилось ряд новинок, когда источником тепла являются агрегаты, преобразующие альтернативные источники энергии: солнца, ветра, земли. И, несмотря на то, что солнце всегда обогревало наш дом зимой и летом, появились приборы, преобразующие солнечную энергию в тепло для помещений. Об одной из таких новинок пойдет речь в этой статье.

Система солнечного отопления помещений БенеСан (BeneSun™), производитель Финляндия, предназначена для подогрева воздуха при помощи солнечной энергии.

Как видно на фото, холодный воздух поступает в модуль в нижней его части, горячий воздух выходит из верхней части модуля. Все это происходит на задней стороне солнечного воздушного подогревателя.

Время прохождения воздуха через модуль примерно от 3 до 5 секунд и нагревается дополнительно на 55 град.С даже в солнечный морозный день. Например, если температура наружного воздуха – 10 град.С, то нагретый воздух выходит через верхнее отверстие с температурой + 45 град.С.

В нижней части модуля расположено отверстие воздухозаборника. Вентилятор может находиться как внутри модуля, так и в помещении (в регионах с морозным климатом). Вентилятор всасывает воздух в солнечный воздушный обогреватель, и толкает его вверх внутри модуля. В верхней части модуля расположено отверстие для выпуска горячего воздуха для отопления помещений.

Вентилятор питается от фотоэлемента, поставляемого вместе с модулем. Поэтому, как только всходит солнце, вентилятор начинает прогонять воздух через модуль. Модуль нагревает прогоняемый воздух и работает автоматически. Датчиком для автоматической работы является термостат, который отключает и включает вентилятор.

Схемы, приведенные ниже, показывают, как солнечный тепловой модуль крепиться к стене здания или на крыше, и что горячий воздух выходит из модуля в здание (красная линия).

На фотографиях ниже приведены примеры монтажа модуля на стене, а также наклонно (в горизонтальном или вертикальном положении) на земле или на плоской крыше.

Технология преобразования энергии

Модуль БенеСан не легкий по весу, отчасти потому, что он имеет внутри много алюминиевых радиаторов для того, чтобы максимально поглотить тепло от солнца. Он может забирать и нагревать наружный воздух или рециркулировать воздух из помещения. Возможно также частичное использование рециркулируемого воздуха из помещения с добавлением свежего наружного воздуха.

Конструктивные элементы солнечного обогревателя выполнены, согласно термодинамическим расчетам. Поэтому воздух внутри модуля нагревается так хорошо, имеет максимальное поглощение солнечного тепла во время движения внутри модуля и проходит путь длиной 10 м.

При любой схеме воздух проходит через фильтр, прежде чем он поступает в помещение.

Исходя из тестирования и опыта установки таких солнечных подогревателей, для наиболее эффективной работы, рекомендуется их устанавливать на Юго-Восточной или Юго-Западной стене здания (для северного полушария), на террасе, или на крыше.

Производитель изготавливает три стандартных типоразмера модулей: 1 м2, 2,1 м2 и 3,6 м2. (По заказу могут быть также изготовлены модули с панелью размером 7,2 м2).

Экономика

Немаловажным фактором в приобретении данной новинки играет цена. Опыт эксплуатации в странах ЕС показал, что простой срок окупаемость систем солнечного обогрева помещений составляет от 3-х до 4-х лет. По мнению специалистов, это самый короткий срок окупаемости по сравнению с любым изделием такого рода в отрасли солнечной энергетики.

После этого владелец системы солнечного обогрева имеет бесплатное тепло в своем помещении каждую зиму в течение 17 лет. Модули БенеСан действительно помогают сэкономить деньги и сделать помещение намного теплее.

Расчеты говорят о следующем, что для каждого 1 кВт. ч солнечного света, каждый 1 м2 модулей может производить 800 ватт (0,8 кВт) мощности. То есть в определенный месяц мы можно иметь 0,8 кВт солнечного воздушного отопления.

Важен тот факт и это важно знать, что воздушное отопление имеет гораздо больший эффект, чем от нагрева металла сопротивлением нагреванию. Поступающий в помещение теплый воздух из модуля имеет сильное влияние, гораздо больше, чем электрическое отопление.

Например, если какой-то месяц имеет 60 кВт. ч солнечной инсоляции, то тепло, получаемое от модуля для этого месяца будет 60 х 800 ватт. В этом случае генерируется 48 кВт тепла в месяц на 1 м2 модуля.

Потребитель, который будет использовать модуль площадью 2 м2, в месяце, в котором только 60 кВт. ч солнечной мощности, будет иметь количество тепловой энергии генерируемой модулем в количестве 96 кВт.

Для расчета экономии и окупаемости рассмотрены затраты на местное отопление на электроэнергии.

Например, если отопление производится с помощью электричества и стоимость 1 кВт. ч электроэнергии равна 0,05 доллара, мы можем определить точную сумму денег, сэкономленных при применении модуля БенеСан площадью 2 м2 для данного месяца года по формуле:

60 кВт общего солнечного излучения х 0,8 (тепловая мощность модуля БенеСан/ м2) х 2 (для модуля площадью 2м2) х 0,05 долларов (стоимость электроэнергии) = 4,8 долларов экономии в этот месяц.

Тем не менее, достигаемый результат более комплексный, чем просто демонстрация расчётом экономии денежных средств. В таком доме с применение солнечных модулей человек чувствует себя в тепле, и результирующие сбережения удваивают сбережения. Это происходит потому, что горячий воздух имеет большое влияние на комфорт внутри квартиры или здания. Гораздо больше влияние, чем тепло за счёт электрического нагрева металла за счет его сопротивления.

По утверждению изготовителя модули обладают высоким качеством, надежны и долговечны. Они могут безотказно работать 20 и более лет. Единственное, что необходимо заменить — это вентилятор через каждые 12 — 15 лет.

Источник

Устанавливаем обогрев дома от солнца своими руками

В последнее время все более актуальными становятся нетрадиционные способы обогрева помещений. Люди стремятся найти более эффективный и дешевый способ обогрева своего жилища. Одним из таких методов является использование энергии солнца.

Солнечный обогрев для дома

Сегодня для трансформации солнечной энергии в тепловую используют специальные коллекторы. О том, как с помощью таких приспособлений можно обогреть свой дом, расскажет наша статья.

Гелиосистема и ее достоинства

Отопление домашних помещений солнечными коллекторами позволит существенно снизить затраты, которые раньше тратились на традиционный способ обогрева дома с помощью батарей. Гелиосистемы, состоящие из таких батарей, обладают массой достоинств:

солнечная энергия бесплатная. Конечно, потратиться придется на создание системы и подключению ее к дому. Но экономия будет заметна сразу же по наступлению холодов;
данная система является экологически чистой и не наносит вред окружающей среде;
она сохраняет природные ресурсы, такие как уголь и природный газ;
является эффективным решением энергетической проблемы для дома;
солнечный коллектор способен обеспечивать эффективное отопление дома при смешанном использовании с другими системами;
длительный срок эксплуатации;
система является автономной, что позволяет избавиться от зависимости со стороны коммунальных предприятий. Особенно автономное отопление актуально для частных домов;
безопасная эксплуатация;
возможность сделать своими руками;
эстетичный внешний вид;
наличие возможности выбирать коллектор по параметрам.

Задумываться об установке своими руками гелиосистемы для дома стаит, если в районе проживания на протяжении года насчитывается достаточное большое количество солнечных дней.
Чтобы получить все перечисленные выше преимущества от отопления дома или дачи солнечными коллекторами, следует знать:

наличие качественного утепления домашних помещений;
можно сочетать отопление с помощью солнечной энергии с другими вариантами обогрева: газовое и электрическое;
для регионов с низкой инсоляцией (солнечным потоком) необходимо правильно рассчитать то, какую площадь должен иметь коллектор;
обязательно нужно соблюдать правила монтажа. В противном случае система будет функционировать некорректно;

Обратите внимание! Коллекторы следует устанавливать под углом, равному географической широте данного района. В таком положении они имеют максимальную эффективность.

Правильный вариант установки коллектора

размещать солнечные батареи нужно с южной стороны, так как максимальная интенсивность инсоляции будет наблюдаться в середине дня;
установленные батареи не должны затеняться соседними постройками или деревьями.

Если система отопления дома с помощью солнечных коллекторов была организована своими руками, то в зимний период угол наклона их поверхности нужно будет слегка увеличить. Но в таком случае в летний период эффективность батарей несколько уменьшится. Однако на фоне переизбытка освещения этот факт останется незаметным.

Разнообразие установок

Прежде чем приступать к созданию своими руками гелиосистемы отопления для дачи и дома, нужно выяснить, какие батареи вообще существуют. На сегодняшний солнечный коллектор бывают следующих видов:

вакуумный. В конструкции такой батареи между оболочкой агрегата и телом нагрева присутствует вакуум. С помощью такого приспособления можно подогреть воду до 300 градусов. Минусом здесь является невозможность проводить самостоятельную чистку от снега и инея;

плоский. Внешне такой коллектор имеет вид прозрачной внешней панели. Внутри солнечной батареи такого типа размещаются трубки, а задняя часть оснащена теплоизолятором. Теплопотери здесь больше, однако конструкция легко собирается своими руками. Кроме того ее можно самостоятельно очищать от намерзшего снега и льда. Нагревает воду до 200 оС. К минусам следует отнести наличие большой нагрузки на фиксаторы устройства при сильном ветре, так как батарея имеет плохообтекаемую форму;

воздушный. В качестве носителя тепла здесь выступает воздух. Такие батареи легко можно сделать своими руками. Но основным минусом здесь является невозможность использовать устройство для нагрева воды, а также низкий КПД прибора;

трубчатый. Агрегат такого типа состоит из четырех трубок, заполненных базовым теплоносителем. Его циркуляция осуществляется за счет разницы температуры батареи с ее нижней зоной. Для таких приборов характерна большая плоскость поверхности;

подвижная система, применяемая для обогрева дома солнечной энергией. Это специально разработанные установки, которые могут поворачиваться за движением солнца. На сегодняшний день существуют различные модели, способные на поворот различных своих частей.

Подвижные солнечные батареи

Несмотря на различное строение, принцип функционирования солнечных коллекторов будет практически идентичным.

Принцип функционирования устройств

Отопление дома с помощью самодельных солнечных батарей осуществляется на основе простейших законов физики. Согласно одного из них, жидкость, имеющая большую плотность, естественным путём будет вытеснять менее плотную. Данный принцип функционирования применяется для отопительных систем, работающих на естественной циркуляции главного носителя тепла.

Принцип функционирования солнечного коллектора

Нагрев носителя тепла имеет следующий вид:

теплоноситель в трубках нагревается солнечными лучами;
тепло, полученное таим образом, накапливается в тепловом аккумуляторе.

Наиболее часто в роли теплоносителя выступает вода, нагреваемая лучами солнца. Вода находится в вертикальном змеевике. При нагреве вода в таком устройстве подымается вверх. Далее она поступает в емкость. Из нее будет вестись забор жидкости.
Для эффективной работы солнечной батареи необходимо добиться процесса естественной циркуляции жидкости. В ситуации, когда теплоноситель остыл, он должен вернуться в коллектор для прохождения повторного цикла подогрева.
Чтобы процесс нагрева воды не прекращался, нужны дополнительные приспособления – насосы.

Варианты самостоятельной сборки нагревательной системы

На сегодняшний день существует несколько способом сборки солнечного обогревателя своими руками. Рассмотрим наиболее популярные способы сборки.
Первый вариант. Здесь нужна оцинкованная тара для воды. Она должна иметь объем примерно 100-200 литров. Технология создания солнечной батареи имеет следующий алгоритм:

располагаем тару на крыше. Ее следует монтировать с южной стороны крыши;
поверхность крыши нужно покрыть металлическим листом с блестящей поверхностью;
поверх него кладем трубы;
подключаем их к бочке и емкости для нагретой воды.

Вариант солнечного самодельного коллектора

С помощью такой батареи 100 литров воды можно нагреть на 60 градусов. Такая установка имеет высокий КПД. Но в зимнее время такой агрегат будет не эффективным.
Второй вариант сборки. Для создания такого типа коллектора вам понадобятся:

стальные коробки;
несколько плоских стальных радиаторов;
стекло;
металлопластиковые элементы — фитинги и трубы.

Сборки системы в данном случае происходят следующим образом:

стальные коробки монтируются на крыше;
туда укладываются радиаторы;
сверху накрываем их стеклом. Это позволит уменьшить время нагрева воды;
трубки нужно укладывать с уклоном вниз;
обязательно следите, чтобы верх устройства располагался ниже накопительного бака;
на чердаке устанавливается пластиковая бочка с водой. Подходящий объем — 160 л;
ее нужно соединять с радиатором и водопроводом при помощи металлопластиковых устройств — фитингов и трубок. Саму трубку с водой нужно подключить несколько выше его середины бака;
внизу радиатора ставятся дренажные краны. С их помощью происходит слив воды в холодное время суток.

Вариант с пластиковой бочкой

Третий вариант. Применяется для обогрева достаточно большого помещения. Имеет эффективность на уровне 45-55%. Для создания системы обогрева такого типа вам понадобятся следующие материалы:

любой теплоизоляционный материал;
деревянная рамка, имеющая фанерное днище;
сетка из металла черного цвета;
дефлектор;
прозрачный лист поликарбоната;
несколько вентиляторов

Сборка конструкции осуществляется следующим образом:

сверлим в рампе круглые отверстия. Они прорезаются для забора воздуха;
для отвода горячего воздуха делаем прямоугольные отверстия вверху рамы;
на ее дно кладем теплоизоляционный материал. В качестве аккумулятора тепла будет выступать металлическая черная сетка;
вентиляторы, встраиваемые в круглые отверстия;
затем монтируем опорные планки для дефлектора. После этого устанавливаем сам дефлектор. Он будет формировать воздушный поток;
сверху устанавливаем прозрачный лист.

С помощью такого агрегата можно эффективно осуществлять обогрев дома, а также нагрев воды.

Заключение

Солнечный коллектор, для обогрева дачи или дома, вполне можно сделать своими руками. Однако он не всегда будет эффективен именно в обогреве домашних помещений, так как водный теплоноситель в холодное время года может замерзать. Поэтому для этих целей все же рекомендуется отдавать предпочтение более технологичным покупным моделям, которые самостоятельно изготовить будет очень трудно.

Источник