Солнечное отопление и ГВС своими руками

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Где-то на форуме была темка про поворотное устройство для СК с автоматическим отслеживанием азимута на солнце. Правда, автор не выложил окончательный вариант, а может быть и выложил, но к сожалению я тему потерял. Тут ещё один вопрос: есть мнение, что такое устройство добавит максимум 30%, и выгоднее и проще просто увеличить площадь СК на те же 30%, чем городить "вертушку". Вопрос в том, как рассчитали эти самые 30%, и почему так мало? Ведь угол по азимуту, когда солнце над горизонтом, летом в наших широтах доходит до 270 градусов. Но выходит, что с восхода и до 6 утра, а также после 6 вечера солнце светит "в спину" установленному стационарно СК, в 6 соответственно в торец (в бок). И только с 6 солнце начинает освещать коллектор под острым углом, постепенно выходя на пик к 12 часам, и к 18 снова сходя "на нет". А "жарит" оно нещадно почти с самого восхода, светя при этом в спину СК (перед закатом меньше, но всё же). Неужели там только 30%? Не больше?

 

Вывод верный, и вероятно сделан из теории и фактически подтвержденных данных в процессе эксплуатации для солнечных фотоэлектрических панелей. Именно такие цифры. И для солнечных панелей получается проще увеличить массив панелей чем ставить трекер. А для водяной системы поворотный трекер будет еще большей проблемой.

Вакуумные коллекторы очень неплохо ловят "боковое" солнце, Питер, 8 апреля, 6 вечера, с 50ти трубок снимается 1,8 кВт в не самуя ясную погоду. У этого дома скат кровли, на котором установлены коллекторы, ориентирован строго на юг.

Показания контроллера с 2:35

 

Вакуумные - да. Вот с плоскими хуже.
Домик хороший.
Зимой проблем нет? В смысле снегом не заносит коллекторы? Просто видно, что они практически лежат на скате кровли. Угол её, кстати, какой?

 

Угол около 40 градусов, снегом конечно заносит, но в те несколько солнечных дней, которые у нас бывают с середины ноября по середину февраля очистка от снега абсолютно неактуальна - нет солнца, значит и нет тепла от коллектора. А с середины февраля солнце активно появляется и со снегом уже проще - появляется стимул почистить и в хорошую погоду он уже сам начинает активно подтаивать на южной стороне в хорошую погоду. Чистить конечно неудобно, с солнечными панелями все гораздо проще - если небольшой слой и есть солнце - само сползает.
Понятно что такой монтаж с точки зрения эксплуатации зимой абсолютно неверный, но была задача не превратить крышу в ходовую рубку авианосца

 

У нас много мелких производителей СК и бойлеров, до 90г все делали СК из 2х листов железа, на одном из них под прессом выдавлены каналы для теплоносителя. Греют они не хуже современых, немного проигрывают в переменую облачность. Некоторые производители до сих пор их штампуют в том числе германские. Если контур СК закрытый с антифризом служат они долго, у матери 27лет без замены антифриза.

 

А с электрическими как? Или это про них:

А в пасмурные дни на рассеянном облачностью свету электрические хоть что-то дают?

 

5-20% от номинала, в зависимости от уровня облачности.

 

Теория для панели в августе с наклоном 60* по моим расчетам на моей широте. Оранжевая - для неподвижной панели ориентированной на юг, синяя - для панели следящей за солнцем по горизонту, зеленая - для вертикальной панели следящей за солнцем по горизонту.

В октябре картинка намного хуже

То есть слежение за солнцем для СК может быть выгодно до примерно начала октября.

 

@kivik71, Спасибо. Очень наглядно. Теперь вполне четко вижу, что если слежение по азимуту имеет хоть какой-то смысл, то по углу места точно ни к чему. Хотя для полного счастья надо посмотреть графики конца декабря для вертикальной и наклонной панелей. И сравнить их с графиками конца июня (дни зимнего и летнего солнцестояния). Кстати, всё же там гораздо больше 30% вроде. Или это только теория?

Так каким образом эта теория считается?
И выложенные графики, как я понял, для электрических панелей. Для водяных СК вроде более критичен угол?

 

Взят один солнечный калькулятор, который считает интенсивность солнечного излучения на панель с произвольной ориентацией и углом наклона. Немного изменен под свои хотелки, которые на данный момент направлены на расчет оптимальных углов и теплового балланса произвольной теплицы. Создается программка типа он-лайн калькулятора. По теории для теплицы, в этой теме
https://www.forumhouse.ru/threads/377362/

Графики показывают сколько Вт падают на м2 любой плоскости:
-солнечная панель, -СК, прозрачное покрытие теплицы (поликарбонат, стекло, пленка) и тд,
а дальше начинаются потери и они разные для разного типа плоскости.

 

Как-то в одной теме, где обсуждался вариант установки коллекторов на крышу, человек после взгляда на мою установку, сказал примерно следующее- "если такую грядку поставить на мою крышу, то мой каркасный дом сложится".

А если ещё систему слежения делать для установки 10 и > м. кв.- то проще наверное будет вместе с домом вращать .

Раздумывая об ориентации своих коллекторов, я ещё не был знаком с таблицами NASA и прочими премудростями, которыми я начал интересоваться в ходе реализации или даже пост-фактум.

Была карта суммарной солнечной радиации советских времён, где мой регион попадал в ярко-красную зону и архив ежедневных наблюдений за погодой, которые вела и до сих пор продолжает вести мама, точно так же как она делала это на протяжении многих лет со своими учениками начальной школы на уроках природоведения.

Посчитав по записям среднее количество ясных зимних дней, я пришел к выводу, что их достаточно, чтобы постараться извлечь из них максимальную выгоду. Зимой тепло ценится гораздо выше, чем летом, летом многие наоборот хотят от него избавиться .

Поэтому было принято решение установить коллектора на зимний угол- взять всё возможное от низкого зимнего солнца и облегчить самоочистку от снега, которого у нас наметает будь здоров, не смотря на то, что Азия.

В результате, получилось что и зимой и летом, в солнечный день, установка работает почти с одинаковой производительностью. В другой теме есть видео, отснятое два года назад, в середине декабря,
на котором зафиксировано, за какое время после восхода солнца система начинает функционировать.

Летом световой день длиннее, но как Вы правильно заметили, в эти прибавившиеся часы солнце светит либо в спину, либо в торец плоским коллекторам, а на рабочую позицию выходит не на много раньше, чем зимой. В такой ситуации вакуумные коллектора, установленные выше конька крыши, будут уже работать, когда плоские ещё и не думают просыпаться.

Почему так невелика прибавка от слежения за утренним и вечерним солнцем?

Многие недооценивают влияние показателя атмосферной массы на мощность излучения.
АМ- это отношение фактического пути луча в атмосфере к возможному кратчайшему (из зенита).

Даже преодолевая кратчайший путь, излучение снижается в мощности от 1360 Вт/м.кв на орбите до 950-1050 Вт/м.кв. у поверхности земли. Теряется примерно четверть.

А теперь представьте, что путь лучей в два-три раза дленнее, и пролегает по большей части в нижних, более плотных, запылённых и загазованных слоях атмосферы.
Даже для фотоанелей это ощутимо, а для коллекторов тем более, ведь добавляется ещё и влияние более низких температур в утренние и вечерние часы, и взять что-то существенное, с тех крох, которые долетают, не получается. Поэтому 30% прибавки от "вертушки"- вполне реальная цифра, я не раз читал о 20% разницы между треккером и неподвижной панелью.

 

Это понятно, уже писал чуть выше. Тут даже немножко сложнее:

Утром по субъективным ощущениям "жарит" сильнее, чем под таким же углом, но вечером. Видимо с утра после тихой ночи пыли меньше?

Или это просто контраст между прохладной ночью и первыми лучами солнца, и затем наоборот, между дневной жарой и вечерней прохладой.

Только вчера вечером смотрел на Ютубе ролик (вроде даже с FH человек), где сравнивались две батареи из одинаковых панелей. Первая - 3 панели, ориентация строго на вечернее (утреннее?) солнце, отдача - 1 ампер. Вторая - 8 панелей, ориентация по азимуту на юг (солнце в момент замера под углом) отдача - тот же ампер, даже чуть меньше. Как-то совсем не 30% получается. Вот ролик:

 

Это пиковое значение, за сутки может быть тридцать и меньше.

 

Да это так, поэтому слежение за солнцем для отопления не очень выгодно. Лучше поставить систему на зимний угол.
Если цель системы собирать электричество, то появляется другая логика, электричество лишним не бывает, ему проще найти применение.
Если цель системы горячее водоснабжение, то появляются промежуточные варианты. Логика обычного горячего водоснабжения примерно такая: самый большой расход воды вечером, меньше утром, еще меньше днем. И система должна подстроиться под эту логику. Варианты:
-если система с большой инерционностью (наличие ТА большой емкости), то выгоднее стационарное южное расположение системы;
-если инерционность мала, то вариант слежения может оказаться выгоднее, единственное но, слежение должно быть сделано простым не очень затратным способом, что для СК сделать не очень просто.
-есть вариант пассивного слежения (несколько СК направленных в разные стороны), но при этом СК, направленные в восточное и западное направление не очень выгодны с октября по март. Но опять таки выход есть: - восточный и западный СК на зиму поворачивать в южное направление (2 раза в год можно повернуть и вручную).