Состав и пропорции марок бетона, компоненты и приготовление

Состав бетона м300 на 1м3 — таблица: пропорции, приготовление своими руками

Приготовление бетона – очень важная и ответственная задача, от правильности выполнения которой напрямую зависят эксплуатационные характеристики, прочность и надежность, долговечность конструкций и зданий. Бетон используется при выполнении самых разных задач, рецептов с точным указанием пропорций компонентов множество и важно найти тот, что актуален для конкретного типа ремонтно-строительных работ.

Качественные характеристики бетона зависят от объемов и вида компонентов, правильного смешивания. Разные пропорции составляющих бетона дают возможность приготовить раствор с нужными показателями прочности (определяется маркой и классом), морозостойкости, пластичности, плотности и т.д. Несмотря на важность всех показателей, основополагающими считаются марка (обозначается буквой М и цифровым индексом) и класс (буква В и цифра).

Бетонный раствор замешивается на базе двух основных компонентов – цемента в качестве вяжущего и воды для затворения. Эти два ингредиента позволяют создать твердый цементный камень, который на практике используется очень редко. Для применения в разных сферах замешивают бетон, куда, кроме цемента и воды, для прочности добавляют наполнители – мелкие (песок) и крупные (гравий, щебень). Также усилить материал можно арматурными прутьями, каркасом или сеткой.

Любой рецепт бетона предполагает указание марки – в зависимости от того, какой показатель указан в проектной документации или СНиПе, ТУ, согласно которым осуществляются ремонтно-строительные работы, подбирается правильный рецепт.

Часто для получения нужной марки важно не только соблюсти объемы компонентов из расчета на 1 м3 раствора, но и учесть пожелания касательно качества, фракции составляющих (цемент должен быть определенной марки, песок и щебень нужной величины).

Работать с бетоном лучше всего при температуре +5 градусов и выше. Далее раствор застывает в течение 12 часов, потом твердеет и набирает прочность в течение 28 суток. Лишь после этого конструкция или элемент готовы к эксплуатации, проведению дальнейших работ и т.д.

• 1 Технические характеристики бетона
  • 1.1 Соответствие марки применению бетона
  • 1.2 Основные компоненты бетонной смеси
  • 1.3 Расход материалов: таблица, пропорции бетона на 1м3
  • 1.4 Пропорции состава бетона для фундамента
• 2 Порядок приготовления раствора

Технические характеристики бетона

В соответствии со степенью прочности выделяют классы (В10, В15) и марки (М200, М300, М400 и т.д.). Чем выше числа возле обоих индексов, тем более прочным и стойким к разным нагрузкам является бетон. Именно класс и марка определяют сферу применения материала. Любая таблица пропорции бетона указывает, исходя из марки и класса.

Обычно эти два показателя взаимодействуют между собой (конкретной марке отвечает соответствующий класс). В проектной документации чаще всего указывается марка, а в разного типа инструкциях, ТУ – классы.

Соответствие марки применению бетона

Бетонные растворы разных марок используют в определенных сферах, для тех или иных конструкций, объектов, зданий. Так, к примеру, состав бетона М400 не актуален для выполнения подбетонки или черновой стяжки (обойдется дорого, а технические характеристики смеси просто не нужны). В то время, как бетон М100 не подойдет для сооружений гидротехнической конструкции.

Специалисты не советуют менять указанную в проекте или просто соответствующую типу работ марку бетона на другую ни в сторону понижения, ни в сторону повышения. Более низкая марка бетона – это меньше прочности и стойкости к разным воздействиям, что может привести к быстрой деформации монолита, появлению трещин, полному разрушению конструкции из-за неспособности выдерживать возложенные нагрузки.

С другой же стороны, надеясь на более высокое качество здания или элемента, иногда готовят раствор более высокой марки, что совершенно неоправданно с точки зрения финансов. Так, состав бетона М200 предполагает использование цемента определенной марки и в нужном объеме, наполнителей подходящих фракций и качества.

Если же взять более дорогой цемент в большем количестве, потратиться на высококачественный наполнитель (в котором нет необходимости по рецепту), бетонный монолит получится более прочным и стойким. Но сфера применения не позволит использовать по максимуму все эти показатели и приготовление материала обернется просто неоправданными расходами.

Основные компоненты бетонной смеси

Для получения рецепта приготовления бетонного раствора лучше всего использовать таблицы – в них указывается, сколько и каких компонентов нужно взять на 1 куб раствора. Так, к примеру, для бетона М200 на 1 куб нужно меньше цемента (и, возможно, более низкой марки), чем в случае с приготовлением бетона М400 на 1м3.

Кроме пропорции, немаловажно изучить как общие, так и специфические требования к материалам. Специфические касаются точной величины (фракции) наполнителя, марки цемента и т.д. Общие же относятся ко всем видам цементного раствора и учитываются вне зависимости от того, готовят ли цемент на заводе или на объекте своими руками.

Цемент и вода – основные связующие компоненты в растворе, поэтому считаются главными составляющими. Очень важно верно учесть отношение цемента к воде в соответствии с уровнем влажности мелких и крупных наполнителей. Поглощающая способность также зависит от сорта компонентов. Вычислить это все самостоятельно очень трудно, поэтому проще посмотреть в таблице, сколько и чего должно содержаться в одном кубе бетона определенной марки.

Расход материалов: таблица, пропорции бетона на 1м3

Чтобы приготовить куб бетона, важно знать, какая марка смеси нужна для выполнения конкретной задачи, а потом посмотреть в таблице пропорции и требования к компонентам. Ниже представлены таблицы – в них можно отыскать и компоненты для смеси М100, и состав бетона М300 на 1м3 (таблица предоставляет информацию по самым распространенным маркам):

Стандартная бетонная смесь, которая часто используется в частном строительстве для заливки фундамента, монолитных перекрытий и прочего, предполагает такие пропорции: 0.5 части воды, 1 часть цемента, 2 части песка, 4 части щебня.

Получается, что если нужно приготовить бетон (1 м3) марки М200, то берут 1 часть цемента марки М400, 2.7 части песка, 4.9 частей щебня. При этом, если взять для приготовление раствора той же марки М200 цемент М500, пропорции уже иные: на 1 часть цемента понадобится 3.5 части песка и 5.2 части щебня. Другие соотношения работают для остальных марок бетонного раствора.

Чтобы получить данные в ведрах, достаточно знать плотность материалов. Так, одно ведро емкостью 10 литров будет весить 12 килограммов цемента (10 х 1200, так как насыпная плотность цемента составляет 1200 кг/м3), 14 килограммов песка (плотность 1400 кг/м3), 15 килограммов гравия и т.д. Достаточно просто поделить взятое число килограммов по пропорции на число килограммов, вмещаемое в ведро и мерять все этой емкостью.

Пропорции состава бетона для фундамента

При выборе соотношения компонентов для приготовления раствора с целью заливки фундамента не берут каких-то особых значений. Просто для основания и других ответственных (нагруженных) конструкций выбирают бетон высоких марок – как минимум М300, а то и М400, М500. Смесь готовится по обычному алгоритму, с четким соблюдением пропорций в соответствии с таблицей.

Порядок приготовления раствора

Если бетонную смесь не планируется заказывать на заводе (в Москве и практически во всех регионах есть возможность заказать нужный объем раствора указанной марки с доставкой на объект), то до начала замеса следует изучить основные правила.

• Ведро для отмеривания и лопата для смешивания компонентов должны быть сухими.
• Чтобы получить более точные пропорции, щебень и песок в ведре аккуратно уплотняют, ровняют по краю емкости.
• Сначала отмеряют песок и щебень, их тщательно смешивают в широкой таре, делают канавки, в них высыпают цемент, снова все смешивают, пока масса не станет однородной и ровного цвета.

• Из массы формируют конус, внутри делают углубление, в него заливают нужный объем воды (сначала лучше порцию, потом добавить по необходимости). Смесь с краев емкости постепенно ссыпают в средину, чтобы вода полностью пропитала всю массу. Далее заливают вторую порцию и так до тех пор, пока смесь не приобретет нужную консистенцию.
• Водоцементное отношение, указанное в рецепте, лучше не нарушать (иногда мастера делают слишком жидкий раствор, с ним легче работать), так как лишняя влага при испарении будет оставлять пустоты, понижая прочность монолита.

Если делать все по рецепту и технологии, то получить качественный раствор с нужными характеристиками для выполнения любой задачи вполне реально самостоятельно. Главное – не экономить на компонентах, следовать инструкции и пропорциям.

Как создать качественные бетонные смеси: таблица пропорции бетона на 1м3

Время чтения: 7 минут Нет времени?

Отправим материал вам на e-mail

В любом строительстве промышленного и индивидуального значения применяется бетон. Качественные характеристики материала зависят от правильного использования компонентов и верного их смешивания. Представленная таблица пропорции бетона на 1м3 поможет подобрать соотношения всех компонентов смеси для определенных конструкций.

Особенности работы бетоном

Технические характеристики и свойства бетона

Бетон образуется при смешивании двух компонентов: воды и цемента. При этом получается твердый цементный камень.

Замес раствора требует основательного подхода

Для более крепкого состава требуется добавление специальных наполнителей. Гравий, песок и щебень позволяет создать материал, как бы усиленный арматурой. Это влияет на улучшение прочности. При этом ослабевает свойство деформации. Без дополнительных компонентов в цементном составе образуются микротрещины.

Самый простой ручной замес

В зависимости от прочности бетона, он делится на определенные классы. Числовое значение марки и разновидность по классам определяет, для какого типа конструкции подходит данный материал.

Замешанный раствор выкладывается в более мелкую тару

Марка бетона определяется еще на этапе составления проекта.

Марки бетона и сферы их применения

Различные марки смесей применяются для определенных разновидностей строений. Расход бетона на 1 м3 бетона зависит от разнообразных факторов. При выборе песка необходимо учитывать состав его примесей и размер частиц. Для щебня значение имеет показатель плотности и содержание посторонних включений.

Марка бетона имеет значение для вида работ, для которых будет готовиться раствор. Различные виды используются для заливки фундамента, возведения стен и для бетонной стяжки.

Для разных работ требуется определенная марка

Для высококачественного затвердевания монтажные работы нужно проводить при плюсовых температурах. В течение 12 часов после заливки раствор затвердевает. Через две недели материал набирает большую часть своей прочности, а через месяц конструкция полностью готова к эксплуатации.

Подача готового раствора

Полезная информация! Не производятся работы при отрицательных температурах, так как вода в составе смеси заледенеет и утратится прочность материала.

Основные составляющие бетонного раствора

Воспользовавшись таблицей пропорции бетона на 1м3, необходимо уделить внимание составным компонентам раствора. Значение имеют их качественные характеристики:

• Цемент не должен иметь большой срок хранения. Оптимальный показатель – менее четырех месяцев. Мешки с сырьем не должны иметь затвердевших элементов.

• Воду следует использовать только пресную.

Используется чистейшая вода

• В песке не должно быть примесей глины. Такая смесь будет иметь желтоватый цвет. Для раствора лучше использовать серый или белый песок.

Для строительных работ подходит определенный тип песка

Статья по теме:

Сколько весит куб песка? Какие существуют виды? Сколько весит один куб? Сколько помещается в кузове КАМАЗа? Подробнее читайте в отдельной публикации нашего портала.

• Щебень не должен содержать дополнительных включений. Оптимальным вариантом считается использование щебня с гранитным содержанием.

Для бетонного раствора может применяться известняк или гравий. Гранит характеризуется небольшим поглощением воды и морозостойкостью. Чтобы улучшить некоторые характеристики бетона в смесь добавляются специальные добавки:

• Пластификаторы позволяют повысить пластичность материала. Гидроуплотнители защищают конструкцию от лишней влажности.
• Обеспыливатели позволяют повысить прочность сырья и уменьшить риск его истирания.
• Противоморозные добавки позволяют использовать смесь при низких температурных значениях.
• Замедлители затвердевания помогают регулировать время застывания состава.

Специальные добавки позволяют сделать состав прочнее

Расход материала: таблица пропорции бетона на 1 м3

На качество использованного бетона оказывает влияние марка цемента и назначение конструкции. Таблица пропорции бетона на 1м3 позволяет определиться с необходимым расходом материала.

Таблица расчета пропорций

Для производства бетона разных марок потребуется различное количество составляющих компонентов. Для примера можно рассчитать состав бетона м200 на 1 м3. На 10 ведер цемента понадобится 35 ведер песка, а щебня 26 ведер. Воды понадобится 5 ведер. Зная плотность каждого вещества можно вычислить его вес в ведре.

Вариант расчета в ведрах

Видео: соотношение компонентов бетона М300

Особенности приготовления раствора для фундамента

При строительстве небольших объектов стоит рассчитывать материал по ведрам. Подобный метод пригодится, если раствор используется небольшими порциями.

Расчет пропорций для качественного основания

Определяя состав бетона для фундамента, пропорции можно взять из нижеприведенной таблицы. При этом бетон подбирается для фундамента в ведрах. Показатели будут отличаться в зависимости от используемых марок.

Вариант заливки для фундамента

Важно! Основную крепость фундаменту придает заполнение в виде щебня или гравия. Нельзя использовать различные виды речной или морской гальки, так как она обладает отполированной поверхностью, что затрудняет хорошее сцепление с раствором.

Калькуляторы расчета весового и объемного количества ингредиентов бетона для заливки фундамента

Бетон М200 (класс прочности В15)

Бетон М300 (класс прочности В22.5)

Этапы приготовления раствора

После того, как определился расход материалов на 1 м3 бетона, можно приступать к основным работам. При индивидуальном строительстве бетонную смесь производят из компонентов, которые отмеряются ведрами.

Приготовление раствора ручным методом

Отмеряя нужное количество, стоит позаботиться о сухости лопаты и ведра для сухой смеси. Чтобы получить более точные пропорции, песок или щебень в ведре нужно немного придавить и сделать плотнее по краю емкости. Отмеренные компоненты рекомендуется перемешивать в объемной таре. При этом в смеси делаются небольшие углубления, куда засыпается также отмеренный цемент. Поможет определить количество всех компонентов, а также вес бетона в 1м3 – таблица. Все составляющие тщательно перемешиваются до получения однородной по цвету массы. Затем в образованной смеси необходимо сделать отверстие в виде конуса и залить туда воду. С краев смесь ссыпается к середине. При этом вода постепенно впитывается. После растворения первой порции жидкости, вливается дополнительное количество воды. Это делается до тех пор, пока раствор не станет требуемой консистенции.

Приготовление в бетономешалке

Замес раствора в бетономешалке состоит из следующих этапов:

• Заливается посчитанное количество воды. Около 10 % оставляется на добавление позже.
• Добавляется цемент.
• Сыпется песок. Производится замешивание в течение нескольких минут.
• Добавляются добавки: армирующие смеси или пластификаторы.
• Засыпается наполнитель из щебня или гравия.

Особенности монтажа фундамента

При необходимости добавления воды, замешивается небольшое количество цемента и воды отдельно, а затем добавляются в основную смесь. Замес в бетономешалке длится не дольше чем 20 минут, чтобы смесь не схватилась внутри оборудования.

Варианты приготовления смеси

Полезная информация! Специалисты не рекомендуют делать слишком жидкий раствор. При этом в материале могут образоваться пустоты, что сильно повлияет на показатель прочности.

Полезные рекомендации

Некоторые советы от специалистов позволят повысить эффективность работы с материалом:

• При некачественной заливке внутри состава появятся пустоты, которые поможет убрать только специальное оборудование.
• Для небольших сооружений подойдет продукция марки 100.
• При создании ленточного фундамента рекомендуется воспользоваться составом марки 200.
• Нельзя возводить ленточное основание в периоды похолодания. Если жидкость замерзнет внутри бетона, то увеличится объем и конструкции разрушится.
• При заливке фундамента летом, в течение нескольких дней после монтажа, его следует сбрызгивать водой. В результате конструкция не потрескается и схватится равномерно по всей поверхности.

Особенности возведения ленточного фундамента

Для равномерного просыхания бетонной конструкции, ее следует накрыть пленкой. Это предотвратит быстрое просыхание внешнего слоя, и состав будет затвердевать более равномерно. Время высыхания зависит от толщины бетонного слоя.

Правильные пропорции позволяют создать качественную смесь

Используя таблицу пропорций применения бетона, можно создать качественный и однородный раствор. Это станет гарантией долговечности и прочности бетонных конструкций. Значение имеет соблюдение технических норм при изготовлении строительной смеси.

Видео: изготовление бетонной смеси

Экономьте время: отборные статьи каждую неделю по почте

Экономически выгодный бойлер — солнечный водонагреватель

Обновлено: 23 февраля 2021

• Типы солнечных водонагревателей и их характеристики
  • По типу циркуляции
  • По типу коллектора
• Для чего можно использовать?
• Установка
  • Пассивная
  • Активная
• Обзор рынка: производители и модели
• Какой выбрать для бассейна?
• Как сделать водонагреватель своими руками?
  • Из поликарбоната
  • Из пластиковых бутылок
• Советы по эксплуатации
• Цены на солнечные нагреватели и где лучше купить?

Типы солнечных водонагревателей и их характеристики

Солнечные водонагреватели представляют собой комплект оборудования для нагрева воды с помощью солнечной энергии. Другое название этих устройств — солнечные коллекторы. В отличие от фотоэлектрических панелей, использующих для производства электроэнергии солнечный свет, солнечные нагреватели сразу получают тепловую энергию, которую передают теплоносителю (воде, антифризу и т.п.).

Они образуют целую систему, состоящую из следующих элементов:

• Коллектор. Панель, принимающая тепловую энергию и передающая ее теплоносителю.
• Накопительный бак. Емкость, в которой аккумулируется нагретая вода и происходит замещение остывшего теплоносителя только что нагретым потоком.
• Отопительный контур. Обычная радиаторная система или теплый пол, реализующие энергию теплоносителя. В некоторых типах системы отопительный контур не входит в объем системы коллектора, получая энергию в накопительном баке, который в данном случае является теплообменником.

По типу циркуляции

Циркуляция теплоносителя позволяет получать тепловую энергию взамен отданной во внутреннюю атмосферу дома. Существует два вида:

1. Естественная. Используется перемещение нагретых слоев жидкости вверх с замещением их более холодными слоями. Не требует никаких устройств или использования электроэнергии, но зависит от множества факторов — взаимного расположения коллектора, накопителя и остальных элементов системы, температуры и т.д. Перемещение жидкости нестабильное, способное усиливаться и ослабляться.
2. Принудительная. Потоки направляются с помощью циркуляционного насоса. Возникает стабильный режим с постоянной скоростью потока, что позволяет обеспечить устойчивый режим обогрева дома.

Принудительная циркуляция более эффективна и позволяет располагать узлы системы в наиболее удобном порядке, не обращая внимание на перепады высот и объемов.

По типу коллектора

Существуют конструкции коллекторов, обладающие разной эффективностью, возможностями и способом передачи тепла. В их числе:

1. Открытые. Плоские длинные лотки или желоба из черного пластика, в которых циркулирует вода. КПД открытых коллекторов очень низок, но простота и дешевизна способствуют их популярности. Используются для нагрева воды для летнего душа или бассейна.
2. Трубчатые (термосифонные). Основной элемент — коаксиальная трубка с вакуумной прослойкой между внешними слоями, которая надежно теплоизолирует содержимое трубок. Конструкция эффективная, но дорогая и не поддающаяся ремонту.
3. Плоские. Это закрытые емкости с прозрачной верхней панелью. Внутренняя поверхность покрыта слоем приемника тепловой энергии, отдающего ее воде, которая перемещается внутри припаянных к приемнику трубок. Простая и эффективная конструкция, в которой для большего эффекта иногда создают вакуум для теплоизоляции.

От того, какой коллектор установлен в системе, и насколько он удачно вписывается во внешние условия региона — климат, погода, количество и продолжительность солнечных дней — зависит, насколько эффективной будет система нагрева воды от солнца.

Для чего можно использовать?

Солнечный нагреватель воды, как правило, используется в качестве основного или дополнительного источника энергии для подготовки теплоносителя отопительного контура. Кроме того, солнечный подогреватель воды может готовить горячую воду для бытовых нужд.

Одним из распространенных способов использования нагрева воды от солнца является подача горячей воды в летний душ или умывальник, а также подогрев воды в бассейне. Возможно использование подогретой воды для полива растений в теплицах и парниках. Чем удачнее внешние условия, тем больше способов применения солнечных панелей для нагрева воды можно найти и использовать.

Установка

Солнечные водонагреватели для дома устанавливаются на открытой площадке с таким расчетом, чтобы поток солнечных лучей падал на них отвесно в течение всего дня. Солнце перемещается по небосклону, но обеспечить максимально равномерное освещение всегда можно. Основная задача — обеспечить отсутствие преград для получения тепловой энергии. Обычно установку коллекторов производят на скатах крыши, так как это позволяет сэкономить площадь участка и исключит доступ злоумышленникам, животным и прочим нежелательным элементам.

При удачном размещении панели температура застоя (теплоносителя, не находящегося в состоянии циркуляции) может достигать до 300°. Такого результата достичь непросто, чаще всего температура не превышает 60-65°, но и это вполне допустимый результат для отопительной системы, контура ГВС или теплого пола. Однако, возможность повышения температуры выдвигает особые требования к материалу соединительных трубопроводов.

Важно! Не допускается монтаж пластиковых или стальных труб, только из нержавеющей стали или меди. Кроме того, контур надо качественно теплоизолировать.

Ошибки, допущенные при монтаже, снижают эффективность работы водонагревателя на солнечных батареях, цена которого достаточно велика, чтобы относиться к этому с пренебрежением. Существуют два типа установки, имеющие принципиальное различие:

Пассивная

• Работа установки протекает полностью самостоятельно, без каких-либо дополнительных приспособлений. Получение и передача энергии происходит непосредственно на теплоноситель, который самотеком поступает в накопительную емкость. Примером пассивной установки может служить емкость для воды темного цвета для лучшего нагрева. Нагрев воды в ней происходит без дополнительной помощи, надо лишь поставить бак под лучи Солнца.
• Циркуляция также естественная, теплые слои поднимаются вверх, уступая место холодным, которые, нагреваясь, в свою очередь, уступают место остывшим слоям. Простота и отсутствие необходимости в обслуживании таких установок привлекательны, но режим их работы крайне неустойчив, а эффективность составляет лишь малую часть от физически возможной.

Активная

• Активная установка солнечной батареи для нагрева воды позволяет решить все проблемы с режимом циркуляции и получить максимальную эффективность теплопередачи. Обычно нагревательный контур имеет замкнутую конструкцию, в которой циркулирует вода или масло. В нормальном состоянии естественной циркуляции о масла получить невозможно, но, с помощью циркулярного насоса, можно получить высокую степень теплопередачи, свойственную маслу в силу физических особенностей.
• Горячая вода от солнца, полученная подобным образом, может быть направлена в одно- или двухконтурные системы, для отопления и подачи ГВС. Результаты, полученные от активной установки, значительно выше, но и расходы на ее приобретение намного заметнее. Для пользователей, которые решили выбрать солнечные водонагреватели для дома, стоимость комплекта может оказаться слишком высокой, поэтому следует заранее узнать цену подобных комплексов.

Обзор рынка: производители и модели

Наибольшее развитие и распространение технология получила в южных странах, где поток энергии находится в постоянном доступе. Покупателей, которые решили приобрести и установить солнечные батареи для нагрева воды, цена нередко интересует даже больше, чем технические и эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим наиболее известные фирмы, занимающиеся производством этого оборудования:

• Sunrain Solar Energy Co., Ltd. Это китайская фирма, полностью изготавливающая водонагревательные системы на собственных предприятиях.
• Buderus, Vaillant, Viessmann — три фирмы из Германии. Европейское оборудование славится своим качеством и возможностями, но немецкие установки являются эталоном среди всех альтернативных вариантов.
• Ariston, Ferroli. Итальянские компании, обеспечивающие высокое качество и сравнительно низкие цены на отопительное оборудование.

Приобретая солнечные нагреватели воды, цена которых кажется весьма приемлемой, необходимо внимательно изучить паспорт и технические характеристики установки. Встречаются недобросовестные производители и продавцы, предлагающие поддельные устройства. Если есть сомнения, следует попросить сертификаты на оборудование. Если их не имеется в наличии, нужные устройства следует поискать в других магазинах.

Необходимо учесть, что данное оборудование может быть очень дорогим не столько из-за высокого качества, сколько в зависимости от страны-изготовителя. Так, российские установки могут стоить 20 тыс. руб., а европейские аналоги того же уровня будут стоить в 3-4 раза больше.

Какой выбрать для бассейна?

Выбор гелионагревателя для бассейна обусловлен его размерами, объемом воды, местом расположения и прочими критериями. Солнечные водонагреватели, цены и параметры которых находятся в наилучшем сочетании, могут быть изготовлены в разных конструкционных вариантах. Могут быть использованы все доступные варианты, от простейших открытых конструкций, до наиболее сложных и дорогих систем с конденсационными камерами.

Чем проще комплекс, тем он дешевле и надежнее, но и эффективность его будет соответственно ниже. Основным критерием выбора следует считать размер искусственного водоема и частоту подпитки извне. Специалисты рекомендуют для бытовых целей обходиться несложными и дешевыми гибкими моделями, представляющими собой резиновые плоскости с впаянными внутри трубками, по которым пропускается вода. Они недороги, но дают вполне достаточно тепла для поддержания нормальной температуры в бассейне.

Если необходимо подогревать воду в искусственных водоемах общественного или коммерческого пользования, рекомендуется приобретать полноценные комплексы из вакуумных трубок, или панельные конструкции. Они демонстрируют высокую эффективность и позволяют получать достаточное количество тепловой энергии. Параметры таких установок подробно изложены в паспорте, что позволяет выбрать комплекс, наиболее подходящий по производительности.

Как сделать водонагреватель своими руками?

Самостоятельное изготовление солнечного водонагревателя позволяет сэкономить некоторое количество денег и получить возможность бесплатного нагрева воды для любых нужд. Нет смысла использовать дорогостоящие материалы, поскольку результат будет зависеть не столько от их, сколько от тщательности и аккуратности сборки, а также от площади нагрева. Браться за изготовление вакуумных или конденсационных установок нецелесообразно, проще сделать самые доступные и надежные панели. Рассмотрим наиболее популярные и распространенные варианты самостоятельного изготовления солнечных водонагревателей:

Из поликарбоната

Поликарбонат — прозрачный листовой пластик. Для изготовления коллектора нужен сотовый материал, представляющий собой двойной лист, соединенный поперечными полосками. Вся плоскость представляет собой множество каналов, разделенных друг с другом, но имеющих выход наружу с торцовой части.

Для изготовления надо взять два листа одинакового размера. Один будет абсорбером, т.е. получать солнечное тепло и отдавать его воде. Второй — наружный защитный слой, обеспечивающий безопасность рабочей пластины и способствующий сохранению тепловой энергии. Для утепления используется пенопластовый лист такого же размера, который будет наклеен на заднюю сторону.

В качестве манифольда (распределителя) будет использоваться полипропиленовая труба. Для каждой панели нужно 2 таких трубы. В них надо сделать продольный пропил, длина которого точно равна ширине листов поликарбоната. В эти пропилы вставляются торцы рабочих пластин (оба), после чего тщательно герметизируются с помощью клеевого пистолета.

Важно! Задняя сторона рабочей пластины красится в черный цвет, после чего на нее наклеивается пенопласт. Затем на лицевую сторону наклеивается внешний защитный слой.

На диагонально противоположные торцы полипропиленовых трубок наклеиваются штуцеры, с помощью которых коллектор будет присоединяться к остальной системе. Свободные торцы плотно герметизируются заглушками. После высыхания клея коллектор наполняют водой и проверяют наличие утечек, которые сразу же устраняют. После этого панель можно присоединять к системе и вводить в эксплуатацию.

Из пластиковых бутылок

Коллектор из пластиковых бутылок — один из вариантов самодельного трубчатого водонагревателя. Собственно, бутылки служат только для теплоизоляции, основную функцию выполняют черные пластиковые трубки, торцы которых вставлены в средние патрубки ПВХ тройников. Эти тройники соединяются в одну линию, образуя коллектор, который можно впоследствии увеличивать до любого размера, просто присоединяя дополнительные трубки. У бутылок отрезают дно, одевают их на трубку одну за другой так, чтобы горлышко плотно входило в заднюю част.

Получается внешняя прозрачная труба, прикрывающая трубку и создающая эффект парника внутри. Когда по трубкам пропускается вода, она нагревается от солнечного тепла и направляется в систему для использования по назначению.

Советы по эксплуатации

Эксплуатация солнечных нагревателей не представляет существенных сложностей. Если система правильно установлена и настроена, то от владельца потребуется лишь поддержание чистоты приемных панелей и целостности соединений. При необходимости надо менять вышедшие из строя узлы и элементы, восстанавливать герметичность трубок и прочих деталей. Никаких специальных рекомендаций не имеется, все действия производятся в соответствии с необходимостью и целесообразностью.

Можно ли применить солнечные батареи для отопления дома

Полупроводниковые панели, преобразующие энергию солнца в электричество, обычно устанавливаются с одной целью – обеспечить работу домашних бытовых приборов. Настоящие энтузиасты на достигнутом не останавливаются и пытаются приспособить солнечные батареи для отопления дома. Предлагаем обсудить эту идею, рассмотреть возможные способы обогрева с помощью фотоэлектрических панелей. Рентабельность электростанций альтернативной энергетики и прочие финансовые вопросы разбирать нет смысла, это отдельная тема.

• 1 Как работает солнечная электростанция
• 2 Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома
• 3 Реальные способы обогрева
  • 3.1 Отопление кондиционерами
  • 3.2 Использование местных обогревателей
• 4 Заключительный вывод

Как работает солнечная электростанция

Мы не собираемся отнимать ваше время и рассказывать, как полупроводниковые модули генерируют ток. Но если вы хотите организовать солнечное отопление частного дома, нужно представлять принцип работы фотоэлектрической станции и знать все нюансы, влияющие на ее мощность.

Солнечная энергетическая установка (СЭС) состоит из следующих элементов (показаны ниже на схеме):

• одна либо несколько панелей, воспринимающих излучение солнца;
• аккумуляторные батареи (АКБ), накапливающие произведенную электроэнергию;
• контроллер следит за уровнем заряда, направляет ток в нужную цепь;
• инвертор преобразует постоянное напряжение солнечных батарей в переменный ток 220 В.

Интересный момент. Цена модулей составляет не более 30% от стоимости полного комплекта оборудования. Остальные 70% – это аккумуляторы, инверторный блок и контроллер. Комплектующие подбираются под одно рабочее напряжение 12, 24 или 48 вольт.

Упрощенно поясним алгоритм работы системы:

1. В течение светового дня батареи вырабатывают ток, проходящий через контроллер.
2. Электронный блок оценивает уровень заряда АКБ, затем направляет энергию в нужную линию – на зарядку либо потребителям (к инвертору).
3. Инверторный блок преобразует постоянный ток в переменный со стандартными параметрами – 220 В / 50 Гц.

Существует 2 типа контроллеров – ШИМ и MPPT. Разница между ними состоит в способе зарядки элементов электропитания и величине потерь напряжения. Блоки MPPT более современные и экономичные. Аккумуляторы применяются разные: свинцово-кислотные, гелевые и так далее.

В состав СЭС входят специальные АКБ, не боящиеся глубокого разряда

Если планируется использование нескольких модулей, то они соединяются между собой 3 способами:

1. Параллельная схема подключения позволяет нарастить ток в цепи. «Минусовые» контакты всех батарей присоединяются к одной линии, «плюсовые» – к другой. Напряжение на выходе остается неизменным.
2. Применение последовательной схемы дает возможность увеличить выходное напряжение. «Минусовая» клемма первой панели соединяется с «плюсом» второй и так далее.
3. Комбинированный способ применяется, когда нужно изменить оба параметра – силу тока и напряжение. Несколько модулей соединяется последовательно, потом группа подключается к общей сети параллельно другим аналогичным группам.

Как выглядят солнечные панели для дома и сопутствующее оборудование, расскажет мастер-электромонтажник на видео:

Сколько нужно солнечных батарей для отопления дома

Казалось бы, все просто. На обогрев небольшого загородного коттеджа площадью 100 м² пойдет приблизительно 10 кВт = 10 000 Вт тепловой энергии. Это 100 панелей по 0.1 кВт или 34 больших модуля по 300 Вт. Столько батарей на крышу дома не поставишь, а о квартире и речи нет.

Справка. Размер 1 фотоэлектрического элемента мощностью 100 Вт, изготовленного по поликристаллической технологии, составляет около 1020 х 700 мм или 0.71 м². Аналогичная батарея на 300 Вт займет 1.68 м² (170 х 99 см).

Сразу оговоримся, полученный результат – неправильный, поскольку не учитывает особенности эксплуатации солнечных энергетических систем:

Фотоэлектрический модуль выдает максимальную мощность, когда лучи падают под углом 90° к плоскости батареи. Если не сделать трекер – следящий механизм, поворачивающий панель вслед за движением солнца, потеряем около 40% энергии. С другой стороны, подобное устройство тоже расходует электричество.

Трекер поворачивает модули вслед за светилом, обеспечивая угол падения лучей 90°

Величина солнечного излучения на 1 м² – инсоляция – зависит от региона проживания, высоты над уровнем моря, затененности участка. Перечисленные факторы напрямую влияют на производительность батарей.

С течением времени полупроводниковое покрытие модулей деградирует, в результате теряется примерно 1% электрической мощности ежегодно.

Если фотоэлектрический слой перегревается солнцем, производительность панели тоже уменьшается.

Малая толика энергии теряется в сопутствующем оборудовании – инверторах, контроллерах, АКБ. Это банальный нагрев деталей – трансформаторов, микросхем и прочих элементов.

Когда рабочая поверхность загрязняется пылью либо засыпается снегом, возникают дополнительные потери.

Заметьте, для отопления солнцем зимой вырабатываемого электричества должно хватать на обогрев дома и зарядку аккумуляторов на ночь.

Вывод. Универсального расчета электрической мощности батарей, подходящего ко всем странам и регионам, не существует. Но озвученную выше цифру 10 кВт нужно удвоить (как минимум), чтобы получить пристойный результат на практике. Понадобится от 200 стоваттных панелей, занимающих площадь свыше 140 м².

Есть надежный способ получить точные данные по инсоляции и рассчитать производительность солнечных батарей – обратиться в местную организацию, занимающуюся их монтажом. Либо самому изучать карту инсоляции района.

На карте видно, что центральные регионы РФ получают довольно мало радиации солнца – в среднем 3–3.5 кВт на метр квадратный за день

Предлагаем пойти другим путем – использовать опыт владельцев солнечных автономных электростанций, почитать их отзывы на тематических форумах. Отыщите там пользователей, проживающих в вашей местности, если хотите получить реальные цифры бесплатно. Приведем примеры:

1. Автономная система солнечного электроснабжения, расположенная в Ленинградской области, РФ. Установлено 6 панелей по 0.22 кВт (всего 1.32 кВт), пиковая мощность в зимний безоблачный день – 1157 Вт. Тема обсуждается на известном русскоязычном форуме.
2. г. Анапа, производительность батарей – 2.2 кВт, количество не указывается. За световой день электростанция генерирует порядка 9 кВт.
3. г. Москва, мощность СЭС 2.64 кВт. За весь июнь установка выработала 304 кВт энергии.

Примечание. Отзывы и другие полезные данные по эксплуатации СЭС вы найдете по этому адресу.

Обратите внимание: нами учитывалась только солнечная энергия для отопления, подогрев воды и прочие хозяйственные нужды в расчет не принимались. Как рассчитать число батарей на практике, смотрите в видеосюжете:

Реальные способы обогрева

Как вы поняли их вышесказанного, реализовать полноценное электрическое отопление дома солнечными батареями довольно сложно (и дорого). Далеко не каждый хозяин решится купить и установить панели на площади 100–150 м², дабы прогреть небольшой дом или дачу. Значит, схема электрокотел + водяная система + отопительные радиаторы отпадает.

Но идею обогрева солнечными модулями все же нельзя назвать утопией. Перечислим варианты, реализованные домовладельцами на практике:

• панели плюс инверторные кондиционеры с коэффициентом эффективности COP 3.5–4;
• подключение батарей напрямую к электрическим обогревателям без инвертора;
• строительство полноценной СЭС, продажа электроэнергии государству, вырученные средства идут на оплату традиционного отопления.

Дополнение. Применение панелей в качестве дополнительных источников энергии для основного отопления обсуждать нет смысла – это очевидное решение.

Начнем с третьего варианта, который интересен предпринимателям. В странах, где государством установлен так называемый зеленый тариф, домовладелец может получать электричество из возобновляемых источников и отдавать в общую энергетическую сеть, получая прибыль. То есть, домовладелец приобретает те же 200–300 солнечных панелей, но продает энергию по хорошей цене, а не расходует почем зря.

Большое количество батарей на крыше жилого дома не поместится, станцию большой мощности придется размещать на участке

Например, в Украине зеленый тариф превышает обычный в 3 раза (по состоянию на июнь 2019 г.). Необходимо выдержать 1 условие: минимальная производительность СЭС – 30 кВт. Строите электростанцию, поставляете энергию в сеть, а сами покупаете втрое дешевле.

Оставшиеся 2 варианта рассмотрим поподробнее.

Отопление кондиционерами

Способ основан на эффективности инверторных сплит-систем, доставляющих внутрь дома вчетверо больше тепла, чем затрачено электроэнергии. Как реализовать такое отопление:

1. Первым делом максимально снижаем теплопотери здания – утепляем стены, полы и крышу, устанавливаем энергосберегающие окна. Идеальный показатель теплопотребления для жилища 100 м² – 6 кВт.
2. Приобретаем 2 кондиционера с инверторными компрессорами, работающими при отрицательной уличной температуре. Суммарная производительность агрегатов должна равняться теплопотерям дома, в нашем случае – 6 кВт. Потребление таких «сплитов» не превысит 2 кВт.
3. Монтируем солнечную станцию, способную круглосуточно обеспечивать электричеством кондиционеры.
4. Для отопления в самые холодные сутки стоит установить любой традиционный источник тепла – котел, дровяную печь.

Тепловые насосы Mitsubishi Zubadan расходуют энергии еще меньше, чем кондиционеры, а тепла приносят вчетверо больше (COP = 4)

Видео в конце данного раздела подтверждает, что описанная схема вполне работоспособна. Один существенный минус: при отрицательной температуре эффективность кондиционеров резко снижается, без помощи котла не обойтись. В условиях умеренного и северного климата солнечные модули в одиночку не справятся.

Примечание. Большинство инверторных сплит-систем способны функционировать при морозе до —15 °C. Коэффициент эффективности COP снижается до 1.5–2 (тепла выделяется вдвое больше, чем потребляется электричества).

Использование местных обогревателей

Речь идет о значительном удешевлении системы в случае использования неприхотливых потребителей – обычных тепловентиляторов. Ввиду отсутствия инвертора к солнечным модулям придется подключать 12-вольтовые обогреватели (можно взять автомобильный либо сделать своими руками).

Как собрать солнечный генератор электроэнергии:

1. Устанавливаем нужное количество батарей с рабочим напряжением 12 вольт.
2. Соединяем их проводами 2.5 мм² согласно приведенной ниже схеме – без инвертора.
3. Подключаем нагрузку – маломощный тепловентилятор на 12 В.

Ниже на видео специалист подробно описывает все нюансы такого подключения. Способ годится для обогрева отдельных комнат тепловентиляторами 1–1.5 кВт. Отопить весь дом сложнее – нужно собирать несколько отдельных контуров с солнечными панелями, чтобы не увеличивать сечение проводов.

Заключительный вывод

Сделать полноценное отопление частного дома на солнечных батареях очень непросто. Единственный более-менее реалистичный сценарий – это применение сплит-систем, а лучше – геотермального теплового насоса, мало зависящего от уличной температуры. Установка потребляет мало электричества, поэтому сможет работать от домашней СЭС.

Мы специально исключили из статьи финансовые вопросы, поскольку речь шла о технических моментах. Но надо понимать, что оборудование солнечной энергетики – аккумуляторы, батареи, инверторы и блоки управления – стоят больших денег. Чтобы успешно решить задачу, нужно быть хорошо зарабатывающим энтузиастом.

Схема с вакуумными коллекторами, подключенными к косвенному водонагревателю, обойдется дешевле. Но в данном варианте есть свои трудности, например, аккумулирование тепла и стагнация коллектора при жаре. В нелегком деле освоения солнечной энергии нет простых решений.

Отопление частного дома солнечными батареями

Ускоренное развитие альтернативной энергетики обычно связывают с заботой о состоянии окружающей среды. Однако у возобновляемых источников энергии – прежде всего таких, как солнечные электростанции – есть и другое важная роль. За пределами городов, особенно в местностях с нестабильной работой или отсутствием электросетей, теоретически возможно организовать даже отопление от солнечных батарей.

Насколько реально отопление частного дома солнечными батареями?

Такой способ отопления дорогой и неэффективный, для решения задачи потребуется отопительная система и автономный постоянный источник энергии для неё. В качестве первой можно использовать:

• электрокотел и набор батарей с циркулирующей по замкнутому трубному контуру жидкостью (водой или специальным составом);
• «теплые полы»;
• классические навесные обогреватели;
• инфракрасные настенные, напольные либо плинтусные керамические панели.

Важно! Следует отметить, что для максимальной экономии наиболее эффективно применять метод независимой терморегуляции для каждого помещения отдельно.

Солнечные батареи для отопления частного дома – расчет мощности потребления и сравнительная таблица.

Рассмотрим относительно небольшой трехкомнатный частный дом площадью 85м2. Отапливать понадобится:

• спальню и гостиную по 20м2 – 1,0 кВт на каждую;
• детскую 15 м2 – 0,75 кВт; • кухню 10 м2 – 0,5 кВт;
• коридор 10 м2 – 0,35 кВт;
• ванную комнату и туалет 5+5м2 – 0,35 кВт.

Итого: 1,0 + 1,0 + 0,75 + 0,5 + 0,35 + 0,35 = 3,95 кВт, или приблизительно 4 кВт.

В зависимости от выбранного варианта отопительной системы суточная потребляемая мощность составит:

	Время работы в сутки (ч)	Суточный расход энергии (кВт*ч)
Электрокотел и водяной контур	14-16	56-64
«Теплый пол»	12-14	48-52
Тепловые конвекторы	12-14	48-52
Керамические ИК – панели	7-10	32-40

Отопление с помощью солнечных батарей – расчет требуемой мощности СЭС в зависимости от региона.

Рассчитывая обеспечения такого количества энергии автономной СЭС необходимо учесть, что генерация солнечных панелей минимальна именно в зимние месяцы. Для наглядности продемонстрируем помесячный график выработки станцией мощностью 1 кВт в большинстве регионов средней полосы России.

График производительности солнечных батарей:

По регионам России видим следующие данные по инсоляции— интенсивности облучения поверхностей солнечным светом (солнечной радиацией).

Таким образом, примерно на 15-20% ниже генерация будет на северо-западе, на 15-20% выше – в южных регионах. Следовательно, даже при самом оптимальном варианте для отопления загородного дома средних размеров понадобится автономная станция мощностью от 30-40 кВт.

Отопление солнечными батареями – оборудование и его стоимость.

Для полностью независимой СЭС такой производительности потребуется закупить следующий комплект оборудования:

Примерная комплектация автономной солнечной электростанции на 30 кВт, базовый вариант с качественным оборудованием.

Оборудование, тип и количество	Цена за единицу	Сумма
Солнечные панели: Delta BST 300-24M PERC (монокристаллические, Tier1) – 100 шт.	130$	13000$
Многофункциональный инвертор: Schneider Electric Conext XW+8548 – 1 шт.	3100$	3100 $
Панель управления: XW SCP – 1 шт.	350$	350$
Контроллер заряда: Schneider Electric XW MPPT 80-600 – 6шт.	1800$	10800$
Аккумуляторные батареи: DELTA GEL 12-200 – 24 шт.	460$	11040$
Кабель солнечный: “PV cable” 6 мм2 – 200 м.	1.1$	220$
Система защиты: автоматы защиты, плавкие вставки, УЗИПы, электрические щитки, кабели, периферия – 1 комплект.	800$	800$
	ОБЩАЯ СУММА:	39310$

В базовую комплектацию могут быть внесены изменения – например, выбраны более или менее мощные панели, оборудование других производителей и т.д. К стоимости комплекта солнечных батарей для отопления дома необходимо добавить расходы на монтажные и пуско-наладку, составляющие 10-15% от стоимости. Также стоит прибавить стоимость металлоконструкций для крепления солнечных батарей и стеллажи для АКБ. В итоге полностью автономная станция обойдется примерно в 45 000 долларов. Причем более трети расходов уйдет на накопители дневной генерации, для возможности обогрева частного дома и ночью.

Место под солнечную электростанцию – как и где устанавливать?

Если Вы твердо приняли решение приобрести СЭС такой мощности, необходимо будет выделить место для её установки. Для этого потребуется немалая площадь, поскольку каждая панель займет около 1,3-2м2 при установке «впритык» на кровле дома и на земле. Если приходится размещать модули в не только рядов на земле и плоской кровле (с минимальным уклоном), есть правило – при установке панелей под углом, между рядами панелей необходимо делать отступ, чтобы тень от передних рядов не падала на задние, в таком случае, необходимая площадь для установки будет больше в 2-5 раз. Длина отступа зависит от длины и угла наклона панелей.

Сколько нужно солнечных батарей для отопления?

Проведем расчет требуемого количества, а также пространства на установку СЭС на 30кВт, исходя из мощности выбранных панелей.

Мощность панели, Ватт	Количество панелей для СЭС 30кВт, шт.	Монтаж впритык, м2	Монтаж с отступом, м2
200	150	200	400-1000
250	120	200	400-1000
300	100	160	320-800
380	79	160	320-800
450	67	150	300-750

Очевидно, что даже для фотоэлектрических модулей на 450 Вт каждый, места на крыше с южной стороны, у типового дома, наверняка не хватит. Следовательно, панели можно будет установить только возле дома, на участке с минимальной площадью примерно от 150 квадратных метров.

В этом случае основная конструкция примет примерно такой вид:

Интеграция СЭС в общее электроснабжение дома и другие возможные варианты установок

Но даже если купить солнечные батареи для отопления в таком количестве хватит денег, что делать с выработкой весной, летом и осенью? Ведь генерация СЭС на 30 кВт составляет в такие месяцы 100-180 кВт*ч в сутки, тогда как для полного потребления дома в это время достаточно 25 кВт*ч.

Даже такой объем позволит снабжать энергией следующий примерный набор устройств:

Электроприборы	Мощность, Вт	Количество	Время применения (часов в сутки)	Потребление (кВт*ч в сутки)
Внутреннее и внешнее освещение	10	20	5	1
Зарядки для телефонов	5	2	1	0,01
Телевизоры	80	2	3	0,48
Компьютеры и ноутбуки	150	2	12	3,6
Фен	1000	1	0,5	0,5
Холодильник	50	1	24	1,2
Электрочайник	2000	1	0,2	0,4
Микроволновая печка	800	1	0,3	0,24
Электроплита	2000	1	3	6
Электрокотел для подогрева воды	2500	1	2	5
Кондиционер	800	1	3	2,4
Стиральная машина	1500	1	2	3
ИТОГО:	23,83

Куда использовать остальные 40-100 кВт? И существует ли вариант «сброса» излишков в централизованную сеть? Рассмотрим эти вопросы подробно.

Основным недостатком солнечной станции, установленной исключительно для автономного отопления дома солнечными батареями в зимний период, является её неэффективное использование. Ведь в остальное время года, когда ежемесячная генерация намного выше, будет много излишек электроэнергии. В этом нет ничего критичного для оборудования, оно само снизит генерацию и ничего с этим делать не нужно. Вопрос в другом, куда можно потратить эту лишнюю энергию во благо?

Ситуацию могла бы исправить установка не полностью автономной, а гибридной или сетевой версии, при условии наличия стабильной центральной электросети. Но и это не панацея, ведь, при ныне действующем российском законодательстве, такие варианты не дадут быструю окупаемость.

Более того мы рассчитали станцию на 30кВт, а продавать энергию в централизованную сеть на договорных условиях для частных станций мощностью более 15 кВт запрещено, нужно будет ограничивать продажу (в настройках системы) до 15кВт. Сетевая или гибридная модификация меньшей мощности может помочь решить вопрос, но излишки пришлось бы реализовывать по оптовой цене для региона – т.е. в среднем по 2 руб. за 1 кВт*ч. Учитывая стоимость оборудования, затраченную на СЭС для отопления солнечными батареями, подобный выход (при наличии стабильной центральной сети), финансово абсолютно нецелесообразен.

Интеграция СЭС в существующие системы отопления

Последний, вполне приемлемый вариант – использовать солнечные панели для обеспечения электроэнергией отдельных элементов уже существующих отопительных систем дома.

1. Газовый и твердотопливный котлы. В таких отопительных системах необходимо снабжать электроэнергией только двухконтурный котел (или насос, если он технически не интегрирован в котел). Его потребление – не более 60-100 Вт/час, или 0,1 х 24 = 2,4 кВт*ч/сутки. В этом случае достаточно будет электростанции на 2,5-3 кВт, стоимостью не более $2500-3000 из 8-10 панелей, которые поместятся на любой крыше. А в летнее время года, такой системы будет достаточно чтобы снабжать электричеством весь дом. 2.
2. Тепловые насосы. Следующий способ отопления солнечными батареями – обеспечить э/э тепловые насосы. Для частного дома площадью 80м2 расчет потребления электроэнергии при таком виде отопления довольно сложный и зависит от многих субъективных факторов. Для тепловых насосов необходимой мощности может понадобится СЭС мощнее, чем для газового отопления той же площади – на 5-8 кВт.

Заключение

Приведенные расчеты и соображения позволяют сделать следующие выводы.

1. Установка для отопления в частном доме полностью автономной солнечной электростанции вполне возможна. Однако стоимость её составит около $ 45 000, а для размещения оборудования понадобится от 150 квадратных метров площади.
2. Наиболее выгодным вариантом представляется интеграция «солнечного» отопления в общее энергоснабжение дома и/или вспомогательное снабжение энергией отдельных элементов уже существующие системы обогрева. Это позволит использовать станцию для отопления дома солнечными батареями максимально рационально. А заодно на порядок уменьшить её стоимость, мощность и площадь для монтажа.
3. Главным преимуществом монтажа фотоэлектрической системы является е абсолютная независимость от внешних источников. Именно поэтому в отдаленных регионах России (например, Якутии) такие СЭС представляют собой не только выгодный, но и наиболее надежный способ получения электроэнергии.

Преимущества обогревателя на солнечных батареях

Существует ли обогреватель на солнечных батареях и как он выглядит? Суть в том, что это понятие обозначает домашнюю гелиосистему, предназначенную для обогрева всего помещения. Цены на отопление растут из года в год, и использование альтернативных методов получения тепла может оказаться гораздо экономнее традиционных способов.

Конструктивные особенности солнечных нагревателей

Для того чтобы оборудовать полноценную домашнюю гелиосистему, или «солнечный обогреватель», вам понадобится приобрести несколько фотоэлементов, которые при установке соединяют между собой. Такие модули представляют собой прочные пластины, изготовленные из кремния. Стоимость пластин напрямую зависит от их качества. Чем выше «чистота» фотоэлементов, тем они прочнее и тем больше их коэффициент полезного действия.

Модули для гелиосистем бывают двух видов:

• с каркасом;
• без каркаса.

В любом случае нужно будет соединить несколько модулей в определенной последовательности, чтобы получить технические параметры, необходимые для их безопасной эксплуатации. Дополнительную прочность каркасной солнечной батарее придает специальная подложка. Материалом для ее изготовления служит прочное закаленное стекло. Оно хорошо пропускает солнечные лучи и надежно защищает кремниевые панели от осадков и механических воздействий.

На внутренней стороне каркасной конструкции стоит защита из ламината, а для дополнительной изоляции элементы помещают в плёнку, напоминающую полиэтиленовую. Торцы каркаса отделаны профилем из алюминия, приклеенным с помощью клея-герметика. Задача профиля — поддержка конструкции над кровлей таким образом, чтобы между элементами и крышей оставалось определенное расстояние.

Бескаркасные солнечные обогреватели выпускают на текстолитовой подложке. Бывают модели без подложки, покрытые с обеих сторон пленкой из лавсана, с тщательной герметизацией всех фотоэлементов.

Как работает автономная электросеть

Номинал гелиосистемы составляет, как обычно, 12 вольт. В ней обязательно должен быть предусмотрен контроллер, следящий за правильной технической эксплуатацией оборудования. При серьезных сбоях в работе контроллер мгновенно размыкает электрическую цепь.

Кроме контроллера, для исправной работы автономной электросети вам понадобится инвертор (или преобразователь тока).

Учет окружающих факторов

Солнечные обогреватели для дома оптимально работают при следующих условиях:

• при температуре +25С;
• при световом потоке 1000 Вт/м2;
• в спектре АМ 1,5.

Аббревиатура АМ обозначает спектр Солнца, который наблюдают в средних континентальных широтах США. Именно исходя из них, принято испытывать параметры всех солнечных систем. Широта АМ находится в южном направлении от Москвы и в российских регионах ее принято обозначать там, где расположены Ростов-на-Дону или Волгоград.

Нагрев воды для отопления «солнечным» коллектором

В домах, где люди проживают круглый год, большую популярность приобретают нагреватели коллекторного типа. Как правило, их устанавливают на крышах, чтобы не было необходимости оборудовать громоздкую систему нагрева труб дома. В Китае уже давно строят здания, которые заранее оснащены коллекторами, работающими от солнечной энергии. В условиях российских широт их чаще всего используют на даче, для нагрева воды в летнее время года.

Главные конструктивные элементы коллектора — коаксиальные вакуумные трубки (внешний водовод). Они окрашены темным красителем, который поглощает световые лучи. Схема коллектора в разрезе выглядит в виде двух цилиндров, вставленных друг в друга по принципу соосности. Внутренний водовод изготовлен из меди. Его нагрев происходит за счет тепловых излучений от стенок внешнего водовода.

Процесс нагрева воды происходит таким образом:

• темный краситель внешней трубки поглощает солнечные лучи;
• в трубке постепенно накапливается тепло;
• происходит нагрев ее внутренних стенок;
• стенки начинают отдавать тепло;
• тепловая энергия проходит сквозь ваккумное пространство внутри системы, попадая в трубку, в которой находится вода;
• вода нагревается, а ее накопление происходит в баке, из которого она уже идет в расход.

Коллектор может входить в комплектацию гелиосистемы. Это зависит от фирмы-производителя. Если он не входит в комплект, его всегда можно купить отдельно.

Горячую воду из коллектора получают не только летом, но и в холода. Для этого за системой понадобится постоянный уход: нужно будет регулярно убирать снег и лед с трубок. Если окно чердака вашего дома обращено на южную сторону, вам не составит большого труда установить коллектор там, изолировав водовод от внешних условий. Обычно, утепление водовода делают с помощью стекловаты или пенофола.

Обогрев фотоэлементами

Классическая гелиосистема работает немного иначе. Фотоэлементы накапливают солнечную энергию, которая преобразуется в электрическую. Попадая на клеммы кремниевых панелей, постоянный электрический ток проходит к инвертору, преобразующему его в переменный. Таким образом получается ток, соответствующий принятым стандартам бытовой электросети. Далее он следует на элементы нагрева, расположенные в котле или тепловом баке.

Для контроля температуры нагрева воды устанавливают термостаты, работающие в автоматическом режиме. При снижении температуры воды термостаты сразу срабатывают, что позволяет поддерживать стабильные показатели температуры.

В отличие от коллекторов, такие «обогреватели на солнечных батареях» нагревают воду не прямо, а косвенно, с учётом выработки электрической энергии. Она и используется для прогрева жидкости. Такие системы отличаются высокой стабильностью и позволяют не только накапливать энергию, но и применять ее гораздо равномернее, чем при прямом нагреве.

Очевидные плюсы системы

Итак, обогреватель на солнечных батареях имеет ряд очевидных преимуществ:

1. Его работоспособность не зависит от условий погоды. Сейчас разрабатываются фотоэлементы, которые не теряют своей эффективности даже в сильные холода.

2. Пользоваться гелиосистемой просто, а ухаживать за ней легко. Время от времени необходимо чистить поверхность солнечных элементов от пыли, снега и грязи. Для удобства очистки надо сразу устанавливать комплект там, где к нему будет всегда обеспечен свободный доступ.

3. Обогреватели на солнечных батареях могут накапливать запас электрической энергии, которая используется при работе различных электроприборов или обогреве нескольких помещений сразу.

4. Отопительные контуры полностью автоматизированы и оборудованы термостатическими датчиками.

5. Изначально в гелиосистему придется вложить крупную сумму денег, но она окупит себя в течение первых двух лет использования. С ее помощью вы получаете возможность экономить газ, электричество и даже не зависеть от местных теплосетей.

6. Если возникает необходимость повысить КПД и мощность гелиосистемы, вы можете купить еще несколько панелей и установить их дополнительно.

7. К солнечным батареям могут быть подключены другие альтернативные источники энергии: например, ветрогенераторы или двигатели, работающие на бензине или дизельном топливе.

8. Накопители солнечной энергии абсолютно безопасны в применении, при условии правильного монтажа и установки всех необходимых элементов (контроллера, инвертора и т. д.).

9. Если вы беспокоитесь об экологической ситуации в мире, лучшего способа получать горячую воду и электричество вам точно не найти.

Полезные рекомендации по установке

Что касается тонкостей монтажа, при установке лучше укладывать панели параллельно, на крыше. При монтаже следует учитывать как географическое, так и сезонное положение Солнца. От этого зависит количество солнечного света и тепла, которое будет накапливать гелиосистема. Если вы планируете разместить панели в несколько рядов, следите за тем, чтобы один ряд не отбрасывал своей тени на другой.

Для повышения КПД лучше сразу позаботиться о приобретении солнечного трекера. Это устройство всегда входит в комплектацию лучших гелиосистем. Оно предназначено для того, чтобы следить за движением Солнца по небосводу и поворачивать фотоэлементы вслед за ним. Благодаря этому нагрев панелей всегда будет происходить интенсивно и равномерно, что позволит максимально использовать их потенциал.

Перед установкой модулей необходимо просчитать, какое количество электроэнергии потребляет отопительный контур. Это поможет для определения максимальной производительности солнечных батарей.

При наличии технических навыков можно попытаться установить систему самостоятельно, но при возникновении сложностей лучше обратиться к опытному мастеру.

Если вы планируете оборудовать дома гелиоустановку, подумайте над оборудованием системы «теплого пола». Такой контур обеспечивает более равномерное распределение и бережный расход тепла, чем «классические» батареи в форме радиаторов.

Что еще нужно учитывать

Уже было отмечено то, что солнечные батареи работают эффективно независимо от того, лето на улице или зима. Однако следует учитывать количество солнечных дней в течение года и общие климатические условия той местности, в которой вы проживаете.

Если в вашем регионе часто идут дожди, а пасмурная погода является «нормой жизни», полностью полагаться на работу солнечных элементов не следует. В таких условиях всегда должен быть предусмотрен «запасной» вариант, которым можно воспользоваться в любое время. Приобрести полную независимость от центральной системы отопления возможно только в регионах с теплым климатом.

Для полноценного обогрева одной средней комнаты понадобится панель мощностью от 800 Вт и более. Если вы хотите полностью отопить дом, вам придется просчитать, сколько фотоэлементов потребуется в конкретном случае и при покупке исходить из этих параметров, учитывая дополнительное оборудование.

При постоянных перебоях с энергоснабжением и теплом в необходимости установки солнечных батарей не следует сомневаться. Конечно, полноценная гелиосистема требует финансовых затрат и учета тонкостей монтажа, но она всегда придёт на помощь в трудную минуту.

Солнечные обогреватели — прекрасная альтернатива обычным системам нагрева. Она экологична и всегда позволит сэкономить расходы за коммунальные услуги. При проживании в отдельном доме, можно всерьез задуматься над ее приобретением, обдумав все «за» и «против».

Солнечные обогреватели для дома

• Главная
• Энергия

• Солнце
• Ветер
• Вода
• Земля
• Рынок

• Домой >
• Статьи

Как обогреть дом с помощью солнца: 4 самых эффективных способа

• ” onclick=”window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;” rel=”nofollow”>

Подробности Опубликовано: 29.12.2020 14:15

Солнечную энергию можно использовать не только для производства электричества, но и для обогрева помещений. В последнем случае вместо фотомодулей применяются солнечные коллекторы (гелиоустановки). Эти устройства поглощают инфракрасное излучение и видимый свет солнца для нагрева жидкости или воздуха, тепло от которых используется для отопления дома.

Большое разнообразие конструкций гелиоустановок позволяет создавать из них различные конфигурации систем отопления. В частных домовладениях чаще всего реализуются четыре следующие схемы.

Пассивное солнечное отопление

Наиболее простая в реализации система подразумевает, что солнечная энергия проникает в дом через большие окна (как правило, выходящие на юг) и поглощается находящимся в комнате накопительным элементом, например, каменными стеной или полом, большим резервуаром с водой. Нагревшись, такой элемент отдает тепло воздуху в помещении, повышая тем самым температуру в доме.

Одним из примеров домов с пассивным солнечным отоплением может послужить здание ARPAE в Италии.

Активное воздушное отопление

При такой схеме в качестве солнечного коллектора используется специальное устройство, по внутренним полостям которого циркулирует воздух. Нагретый от солнца воздух идет или на прямой обогрев отдельных комнат, или поступает в систему вентиляции, в которой могут использоваться регенеративный теплоутилизатор или тепловой насос, обеспечивающие повышение температуры воздуха во всем доме.

Как своими руками сделать солнечный обогреватель для дома из подручных средств, рассказывается в этой статье.

Активное жидкостное отопление

Для реализации такой системы необходимы солнечные коллекторы, в которых роль теплоносителя играет жидкость, например, вода или антифриз на основе пропиленгликоля. В зависимости от конструкции жидкостные коллекторы способны нагревать теплоноситель до 200–300 °C.

Гелиоустановка соединяется с системой труб и радиаторов. По ним нагретая вода или антифриз прокачиваются насосом, отдавая свое тепло воздуху в помещениях. Такая система отопления может включать теплоаккумулятор — резервуар большого объема, в котором горячий теплоноситель накапливается пока нет необходимости в обогреве. Кроме того, нагретую в солнечном коллекторе воду можно использовать в системе горячего водоснабжения.

Изготовить такой тип обогревателя, при желании, также можно самостоятельно – как, читать здесь.
Вместе с тем существует множество уже готовых решений – подробности тут.

Совместное использование солнечной и геотермальной энергий

Иногда жидкостную систему солнечного отопления объединяют с геотермальным тепловым насосом. Он позволяет обогревать дом за счет тепла земной коры. Такие комбинированные установки обычно применяются в регионах с очень холодной зимой или с продолжительными периодами низкой солнечной активности.

Узнать о том, как устроены и работают такие системы можно здесь.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

• Назад
• Вперёд

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!