Paneles solares para calefacción de hogar - vistas y

Las tecnologías modernas no se detienen y regularmente ofrecen nuevas soluciones para garantizar condiciones de vida cómodas. Un ejemplo de esto son los sistemas de calefacción por energía solar.

En este artículo analizamos los tipos de dispositivos que le permiten usar la energía del sol para calentar y sus características.

Paneles solares en la azotea

Información general

Las baterías que pueden convertir la luz solar en electricidad se han inventado hace bastante tiempo. En nuestro país, aparecieron en las calculadoras y otros dispositivos a principios de los años 90, pero en el oeste comenzaron a usarse mucho antes.

En particular, en los países "solares", la gente ha ideado el uso de la energía solar para calentar las habitaciones e instalar baterías en los techos de sus casas. Pronto esta decisión se generalizó en todo el mundo.

La popularidad de dicha tecnología de calefacción está asociada a las siguientes ventajas:

  • No hay necesidad de pagar por calefacción o fuentes de energía para calefacción.
  • Independencia de los servicios públicos.
  • La energía se puede gastar no solo en calefacción, sino también en otras necesidades domésticas, por ejemplo, para la iluminación (cuando se utilizan células fotovoltaicas como baterías).
  • La larga vida útil de los dispositivos, por lo que no puede pensar en reemplazarlos durante al menos 25 años.
  • La posibilidad de ajustar el nivel de calentamiento.
Placas fotovoltaicas de película fina.

Por supuesto, junto con las ventajas de dicho calentamiento, existen algunas desventajas, entre las que destacan las siguientes:

  • El alto costo de las baterías y un metro cuadrado solo dan 120 vatios por mes. Por lo tanto, para calentar una casa pequeña, necesitará 15-20 metros cuadrados de baterías.
  • La calefacción solar no es eficiente en regiones donde hay pocos días nublados. Para obtener unos 500 kW de energía al mes en la región, no debe haber más de diez días nublados.
  • La instalación de baterías requiere un área de techo grande.
  • Es posible equipar la casa con paneles solares solo si no hay edificios altos o árboles cerca de la casa que dan sombra al techo.
  • Los dispositivos tienen un cierto peso, por lo que el sistema de vigas del techo debe tener un cierto margen de seguridad.

Sugerencia Es recomendable planificar la calefacción solar durante la fase de diseño de la vivienda. En particular, es necesario tener en cuenta la ubicación de los elementos en relación con los puntos cardinales, asignarles cierta área de techo y, como se mencionó anteriormente, proporcionar un sistema de techo más sólido.

Ubicación de los paneles solares en un techo plano.

Tipos de baterias

Toda la energía solar existente para calentar baterías para el hogar es de dos tipos:

  • Células solares fotovoltaicas convencionales. - A partir de una película de silicona o sobre cristales fotovoltaicos.
  • Colectores de vacío (centrales solares).

A pesar de que ambos tipos de dispositivos atrapan los rayos del sol, el principio de su trabajo es completamente diferente. En consecuencia, cada uno de ellos tiene sus lados positivo y negativo. Por lo tanto, a continuación consideramos las características de los módulos de ambos tipos.

Células solares fotovoltaicas

Elementos fotoeléctricos

Cuando hablan de baterías solares, en la mayoría de los casos implican células fotovoltaicas, que simplemente suministran electricidad a una caldera eléctrica (calderas). La efectividad de un sistema de este tipo depende del área cubierta con módulos de atrapamiento de luz.

Por ejemplo, si un panel de 800 W está ubicado en el techo, entonces será suficiente solo para conectar un calentador, y luego no durante mucho tiempo. Pero la potencia de 8 kW es suficiente para calentar varias salas pequeñas. Para calentar completamente la casa de tamaño mediano, así como proporcionar electricidad para un calentador de agua y electrodomésticos, necesitará módulos con una potencia de aproximadamente 20 kW.

Diagrama de conexión de elementos fotovoltaicos para un sistema de calefacción.

La desventaja de tales baterías es el espacio que ocupan, que necesitará mucho. Además, la calefacción solar es efectiva solo en buen clima soleado, lo que rara vez ocurre en nuestras latitudes en invierno. Es cierto que las excepciones son las placas de película delgada capaces de suministrar electricidad incluso de la luz difusa.

Sugerencia Si el techo de la casa no cumple con los requisitos básicos, puede instalar baterías en el techo adyacente.

Coleccionistas

El sistema de calefacción solar del tipo de colector, en contraste con los módulos fotovoltaicos, no funciona con la electricidad, sino debido al calor del fluido que fluye a través de los tubos del colector y se calienta por el sol. Inmediatamente hay que decir que tales coleccionistas son de dos tipos:

Calentamiento directo de agua El tanque de almacenamiento está ubicado dentro del cuerpo del colector. Los tubos de vacío a través de los cuales fluye el agua, se conectan directamente al tanque. Tales modelos no son adecuados para sistemas de calefacción, ya que en invierno el agua en ellos se congelará.
Calentamiento indirecto del agua Estos colectores solares para calefacción doméstica funcionan con éxito incluso en heladas severas, ya que un fluido especial se mueve a través de los tubos entre las espirales, cuya temperatura de congelación es mucho más baja que la del agua. El agua se utiliza sólo en el disco. Por lo tanto, se instala un intercambiador de calor especial entre los tubos y el acumulador.

Debo decir que los colectores pueden proporcionar calor a las viviendas incluso en el clima más nublado, ya que el vacío entre los tubos de doble pared retiene el calor. En cuanto a las deficiencias, incluyen la necesidad de un sistema de electricidad, ya que el líquido de ebullición se suministra al colector a presión, que es proporcionado por una bomba eléctrica.

El esquema del sistema de calefacción de los colectores solares.

Sin embargo, para generar corriente, opcionalmente puede instalar células fotovoltaicas. Para que el sistema funcione automáticamente, la electrónica está conectada a él, lo que enciende y apaga el sistema según las lecturas del sensor de temperatura.

Cabe señalar que el calentamiento del refrigerante en el colector puede llevarse a cabo hasta 200 grados centígrados. No importa la temperatura ambiente. Lo que es importante es la luz del sol, que debe caer sobre la planta de energía solar.

Por lo tanto, si decide organizar el calentamiento de una casa privada con paneles solares, es mejor dar preferencia a los colectores de calentamiento de agua indirectos, que también se denominan para toda estación.

Sugerencia Existen modelos de estos dispositivos que pueden cambiar su posición durante el día y así captar la máxima cantidad de luz solar en diferentes momentos del día. Por supuesto, su costo es más alto, pero son más eficientes.

Colector solar para instalación sobre cubierta plana.

Los matices de la calefacción solar.

Para que la calefacción sea efectiva, es importante no solo elegir las baterías adecuadas, sino también tener en cuenta algunos de los matices que se indican a continuación:

  • La instalación de colectores y células fotovoltaicas es necesaria en el lado sur del techo.
  • El ángulo del techo no debe superar los 45 grados.
  • Asegúrese de realizar el cálculo correcto de la potencia requerida del sistema. Es mejor dejar el diseño a los expertos, ya que es la instalación de módulos.

Sugerencia En invierno, la baja actividad solar puede reducir significativamente la eficiencia del sistema de calefacción. Por lo tanto, los expertos no recomiendan abandonar completamente los tipos tradicionales de calefacción.

Aquí, quizás, están todos los puntos principales con los que es necesario familiarizarse, antes de tomar una decisión sobre la instalación de dicho sistema de calefacción en el hogar.

Conclusión

Calentar una casa de campo con paneles solares es una solución sensata. Lo principal es elegir los módulos que satisfagan sus necesidades, así como calcular correctamente el sistema. Al mismo tiempo, es seguro decir que todos los costos de organizar dicha calefacción se amortizarán con el tiempo (consulte también el artículo Reparación de la ventilación: algunas de las características y recomendaciones de los maestros).

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