Солнечные коллекторы, системы для нагрева воды и воздуха на их основе

Плоские солнечные коллекторы и системы для нагрева воды и воздуха

Поделиться ссылкой на статью

Обновлено 6 февраля, 2017

Опубликовано автором

Отличительной особенностью плоских солнечных коллекторов является большая площадь застекления и абсорбера, что обеспечивает эффективное использования солнечной энергии, попадающей на поверхность гелиоколлектора.
Абсорбционная поверхность плоских солнечных коллекторов образована из высоко селективного покрытия, имеющего повышенную способность поглощения солнечного излучения. Теплоотдача в окружающую среду сведена к минимуму.
Специальное закаленное стекло имеет высокую устойчивость к разрушению и высокую способность к поглощению солнечного излучения. Теплоизоляция ограничивает потерю тепла солнечными коллекторами, повышая эффективность.

Плоский солнечный коллектор устанавливается на крыше, бак-накопитель с водой — в помещении, удобном для развода горячей воды.

Электронный контроллер автоматически поддерживает оптимальные параметры циркуляции и обеспечивает комфортную заданную температуру.
При отсутствии достаточной солнечной активности или в ночное время, автоматика системы обеспечивает минимально необходимое привлечение дополнительной энергии для поддержания заданной температуры. В баке возможна установка электрического нагревателя или использование дублирующего греющего контура от существующей системы отопления, которые обеспечат поддержку системы при недостаточном количестве солнечного излучения.
Плоские солнечные коллекторы используются для нагрева воды для бытовых нужд, подогрева воды в бассейне или поддержания отопления в доме (в южных регионах). Коллекторы позволят вам в большей степени использовать солнечную энергию даже осенью и зимой при благоприятных условиях.

Мы предлагаем использовать в системах горячего водоснабжения плоские солнечные коллекторы как российского, так и зарубежного производства.

1. Солнечные коллекторы производства ООО «Новый полюс». В коллекторах ЯSolar используются абсорберы с медными трубками и пластинами с селективным покрытием.
2. Солнечные коллекторы производства фирмы Wolf (Германия).
3. Выпускаются также коллекторы «Сокол» (НПО Машиностроения), они немного дороже коллекторов ЯSolar при аналогичном качестве.

Эта статья прочитана 5753 раз(а)!

Продолжить чтение

• Солнечный коллектор для нагрева воды «ЯSolar»

  85

  Плоский солнечный коллектор ЯSolar Назначение Солнечные коллекторы ЯSolar являются основным элементом систем солнечного теплоснабжения или бытовых солнечных водонагревателей и в их составе используются для обеспечения горячей водой жилых зданий, промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых объектов. Их можно использовать для нагрева не…

• Солнечный коллектор для нагрева воды «TopSon»

  75

  Пластинчатый TopSon F3-1/F3-Q Назначение Солнечные коллекторы разного типа позволяют получить тепловую энергию, которая, в первую очередь, используется для приготовления горячей воды, что особенно актуально в летний период года, когда наблюдается максимальная солнечная активность и максимальное потребление горячей воды. Фирма Wolf предлагает комплексное использование…

• Солнечные коллекторы: правда и мифы

  64

  Плоские и вакуумные солнечные коллекторы: правда и мифы Источник: svetdv.ru — сейчас уже не работает Когда нам рассказывают об очередной чудо-технологии, то обычно во всех красках расписывают достоинства и деликатно умалчивают о недостатках. Также очень часто потребителям дают нелестные отзывы…

• Установка солнечных коллекторов

  62

  Подготовка к работе и монтаж солнечных коллекторов Требования к расположению коллектора На месте эксплуатации коллекторы устанавливаются так, чтобы их остекление было направлено на юг с возможными отклонениями на восток до 20o, а на запад – до 30o. Превышение допускаемых отклонений…

• Солнечное теплоснабжение

  54

  Солнечное тепло: горячее водоснабжение и отопление В среднем по году, в зависимости от климатических условий и широты местности, поток солнечного излучения на земную поверхность составляет от 100 до 250 Вт/м2, достигая пиковых значений в полдень при ясном небе, практически в…

• Вакуумный коллектор с тепловыми трубками

  54

  Вакуумный солнечный  коллектор с тепловыми трубками Солнечный коллектор с тепловой трубой состоит из стеклянной вакуумной и медной тепловых трубок.

  Вакуумная труба установлена наклонно, под определенным углом. Минимальный угол — около 5 градусов; это требуется для того, чтобы конденсат с верхней…

Опубликовано в рубрике Солнечные коллекторыОтмечено коллекторы, плоские коллекторы, солнечные коллекторы

Реклама

Солнечные нагреватели воды — особенности устройства своими руками, инструкции на фото и видео

Содержание:

1. Особенности гелиосистем
2. Вакуумные гелиосистемы

В последнее время в Европе стали активно использовать солнечные нагреватели воды. Они позволяют обеспечивать семью горячей водой, а нередко хватает солнечных батарей для отопления дома, если установлено достаточное количество солнечных батарей. Энергия Солнца бесплатна, поэтому такие устройства позволяют сэкономить, причем неплохо. Кроме того, использование такой энергии не сказывается на состоянии окружающей среды.

Нагрев воды солнцем практикуется не одно столетие. С давних пор люди нагревали воду в бочках, выставляя их на солнце. Что касается современных батарей, то они позволяют эффективно преобразовывать данную энергию в тепловую. Как они выглядят эти устройства, можно увидеть на фото.

Особенности гелиосистем

В развитых странах практически в каждом доме можно встретить солнечные батареи – их используют в качестве дополнительной системы нагрева воды и отопления. Гелиобатареи легко подключаются к основной системе, давая возможность экономить на других ресурсах (таких как газ, уголь) до 60%.

Чтобы обеспечить нагрев воды от солнца своими руками установить гелиосистему можно, но лучше подобную доверить эту работу специалистам. Чаще всего солнечные батареи устанавливают на крыше дома. Чтобы солнечные коллекторы для отопления были эффективны, необходимо внимательно просчитать угол наклона ската, угол падения солнечных лучей, количество ясных дней в году и многое другое. Исходя из этого, выбирают месторасположение коллекторов, их количество и площадь.

Водонагреватели на солнечных батареях работают следующим образом. Теплоноситель, нагретый солнцем, поступает в теплообменник, расположенный в накопительном баке. Чаще всего используют баки-аккумуляторы с двумя теплообменниками, сделанными из меди (прочитайте также: «Устанавливаем тепловой аккумулятор своими руками»). Этот материал имеет хорошую теплопроводность. Такая конструкция дает возможность применять нагретую воду не только в бытовых целях, но и для отопления (прочитайте: «Солнечное отопление дома своими руками — принцип изготовления»).

Благодаря естественной конвекции горячая вода поднимается вверх, а холодная поступает вниз. Встроенный датчик регулирует температуру в устройстве и реагирует на ее изменение. Таким образом, человеку практически не нужно контролировать работу гелиосистемы.

В пасмурные дни, когда солнечных лучей недостаточно для нагрева, начинает работать основная система отопления. В жаркие дни, когда вода нагревается солнцем слишком быстро, расширительный бак принимает излишек теплоносителя. Наиболее эффективен нагрев воды солнцем в странах с теплым климатом, где в году много ясных дней.

Глобальное использование энергии Солнца даст возможность существенно сократить расходы основных ресурсов-теплоносителей и улучшить экологическое состояние окружающей среды. Кроме того, это скажется на экономике стран с низкими запасами энергоресурсов.

На сегодняшний день наиболее распространены вакуумные трубчатые и пластинчатые солнечные коллекторы. Каждый из них обладает определенными достоинствами и недостатками. В то же время, специалисты считают, что наиболее эффективный нагрев воды от солнца обеспечивают вакуумные батареи.

Солнечный водонагреватель своими руками — подробное видео:

Вакуумные гелиосистемы

Установить солнечный нагреватель воды своими руками вполне возможно, но сначала нужно разобраться с принципом его работы.

Вакуумный коллектор работает по принципу термоса. Состоит он из двух трубок, между которыми находится вакуум. Внутрь помещена медная герметичная трубка, в которой циркулирует жидкость, а снаружи располагается стеклянная трубка большего диаметра.

Вакуум и медь благодаря хорошей теплопроводности позволяют воде закипать уже при 30 градусах. Установив солнечные нагреватели воды своими руками, можно эффективно отапливать дом даже в регионах с холодными зимами. Когда вода закипает, образовавшийся пар поднимается вверх и отдает тепло медному теплоприемнику, который передает его теплоносителю. Потом остывшая вода поступает вниз, и процесс начинается заново.

Использование вакуумных коллекторов удобно еще и тем, что они легко ремонтируются. Если один из коллекторов пришел в негодность, то вышедший из строя элемент можно легко поменять на новую деталь, не демонтируя всю систему. Устройство солнечного водонагревателя вакуумного типа таково, что теплоноситель идет одним потоком, поэтому для замены испорченного элемента зачастую требуется остановить работу всей системы.

В то же время, КПД гелиосистемы достигает 76%.

Широко распространено мнение, что от солнечных водонагревателей зимой и в пасмурную погоду нет никакой пользы. На самом деле, горячая вода от солнца – это вполне реально. Вакуумные коллекторы сделаны таким образом, что они достаточно эффективны даже при минусовой температуре (до -35 градусов). Кроме того, тучи не являются препятствием для нагрева воды, так как эти гелиосистемы улавливают даже ультрафиолетовое излучение. Но периодически коллекторы нужно очищать от инея и снега. Плоские гелиосистемы от снеговых осадков самоочищаются, их стоимость меньше, но в то же время, они не столь функциональны.

Солнечные коллекторы – это эффективный способ обогрева дома, который позволяет неплохо сэкономить на традиционной системе отопления. Также массовое использование гелиосистем позволит улучшить экологическую обстановку. Именно поэтому в последнее время все большее количество людей выбирает такой способ получения тепловой энергии.

Солнечные водонагреватели | Министерство энергетики

Изображение

Солнечные водонагреватели, иногда называемые солнечными системами горячего водоснабжения, могут стать экономичным способом получения горячей воды для вашего дома. Их можно использовать в любом климате, а используемое ими топливо — солнечный свет — бесплатно.

Изображение

Как они работают

Солнечные водонагревательные системы включают резервуары для хранения и солнечные коллекторы. Солнечные водонагреватели бывают двух типов: активные, в которых есть циркуляционные насосы и средства управления, и пассивные, в которых их нет.

Активные солнечные водонагревательные системы

Существует два типа активных солнечных водонагревательных систем:

• Системы с прямой циркуляцией
  Насосы обеспечивают подачу бытовой воды через коллекторы в дом. Они хорошо работают в климате, где редко бывают заморозки.
• Системы косвенной циркуляции
  Насосы обеспечивают циркуляцию незамерзающей жидкости-теплоносителя через коллекторы и теплообменник. Это нагревает воду, которая затем поступает в дом. Они популярны в климате, склонном к отрицательным температурам.

Пассивные солнечные водонагревательные системы

Пассивные солнечные водонагревательные системы обычно менее дороги, чем активные системы, но обычно они не так эффективны. Однако пассивные системы могут быть более надежными и могут прослужить дольше. Существует два основных типа пассивных систем:

• Пассивные системы со встроенным коллектором-аккумулятором
  Они состоят из накопительного бака, покрытого прозрачным материалом, позволяющим солнцу нагревать воду. Затем вода из резервуара поступает в водопроводную систему. Они лучше всего работают в районах, где температура редко опускается ниже нуля. Они также хорошо работают в домохозяйствах со значительными дневными и вечерними потребностями в горячей воде.
• Термосифонные системы
  Вода нагревается в коллекторе на крыше, а затем течет по водопроводной системе при открытии крана горячей воды. Большинство этих систем имеют емкость 40 галлонов.

 

Резервуары для хранения и солнечные коллекторы

Для большинства солнечных водонагревателей требуется хорошо изолированный резервуар для хранения. Солнечные аккумулирующие баки имеют дополнительный выход и вход, соединенные с коллектором и от него. В системах с двумя баками солнечный водонагреватель предварительно нагревает воду перед тем, как она попадет в обычный водонагреватель. В системах с одним баком резервный нагреватель объединен с солнечным накопителем в одном баке.

В жилых помещениях используются солнечные коллекторы трех типов:

• Плоские коллекторы
  Плоские остекленные коллекторы представляют собой изолированные, защищенные от атмосферных воздействий коробки, которые содержат темную поглощающую пластину под одной или несколькими стеклянными или пластиковыми (полимерными) крышками. . Неглазурованные плоские коллекторы, которые обычно используются для обогрева бассейнов за счет солнечной энергии, имеют темную абсорбирующую пластину, изготовленную из металла или полимера, без крышки или кожуха.
• Встроенные коллекторно-накопительные системы
  Также известные как системы ICS или пакет , они имеют один или несколько черных резервуаров или трубок в изолированной застекленной коробке. Холодная вода сначала проходит через солнечный коллектор, который предварительно нагревает воду. Затем вода поступает в обычный резервный водонагреватель, обеспечивая надежный источник горячей воды. Их следует устанавливать только в условиях мягкого морозного климата, поскольку наружные трубы могут замерзнуть в суровую холодную погоду.
• Солнечные коллекторы с вакуумными трубками
  Имеют параллельные ряды прозрачных стеклянных трубок. Каждая трубка содержит стеклянную внешнюю трубку и металлическую поглотительную трубку, прикрепленную к ребру. Покрытие ребра поглощает солнечную энергию, но препятствует тепловым потерям. Эти коллекторы чаще используются в коммерческих целях в США.

Солнечные водонагревательные системы почти всегда требуют резервной системы на случай пасмурных дней и периодов повышенного спроса. Обычные накопительные водонагреватели обычно обеспечивают резерв и могут уже быть частью комплекта солнечной системы. Резервная система также может быть частью солнечного коллектора, например, резервуары на крыше с термосифонными системами. Поскольку система хранения со встроенным коллектором уже хранит горячую воду в дополнение к сбору солнечного тепла, она может быть укомплектована безрезервуарным водонагревателем или водонагревателем по потребности для резервного копирования.

Выбор солнечного водонагревателя

Перед покупкой и установкой солнечной системы нагрева воды необходимо сделать следующее:

• Оценить стоимость и энергоэффективность системы солнечного нагрева воды
• Оцените солнечные ресурсы вашего участка
• Определите правильный размер системы
• Изучите местные кодексы, договоры и правила.

Также разберитесь с различными компонентами, необходимыми для систем солнечного нагрева воды, включая следующие:

• Теплообменники для систем солнечного нагрева воды
• Теплоносители для солнечных водонагревательных систем

Установка и обслуживание системы

Правильная установка солнечных водонагревателей зависит от многих факторов. Эти факторы включают солнечные ресурсы, климат, требования местных строительных норм и правил и вопросы безопасности; поэтому лучше всего, чтобы вашу систему устанавливал квалифицированный подрядчик по солнечным тепловым системам.

После установки правильное обслуживание системы обеспечит ее бесперебойную работу. Пассивные системы не требуют особого обслуживания. Для активных систем обсудите требования к обслуживанию с поставщиком системы и обратитесь к руководству пользователя системы. Сантехника и другие обычные компоненты водяного отопления требуют такого же обслуживания, как и обычные системы. Остекление может нуждаться в очистке в сухом климате, когда дождевая вода не обеспечивает естественного ополаскивания.

Регулярное техническое обслуживание простых систем может проводиться не реже, чем раз в 3–5 лет, предпочтительно подрядчиком, работающим с солнечными батареями. Системы с электрическими компонентами обычно требуют замены детали или двух через 10 лет. Узнайте больше о техническом обслуживании и ремонте систем солнечного нагрева воды.

При отборе потенциальных подрядчиков для установки и/или технического обслуживания задайте следующие вопросы:

• Имеет ли ваша компания опыт установки и обслуживания систем солнечного нагрева воды?
  Выберите компанию, которая имеет опыт установки нужного вам типа системы и обслуживания выбранных вами приложений.
• Сколько лет ваша компания имеет опыт установки и обслуживания систем солнечного отопления?
  Чем больше опыта, тем лучше. Запросите список прошлых клиентов, которые могут предоставить рекомендации.
• Имеет ли ваша компания лицензию или сертификат?
  В некоторых штатах требуется действующая лицензия сантехника и/или подрядчика по строительству солнечных батарей. Свяжитесь с вашим городом и округом для получения дополнительной информации. Подтвердите лицензирование в совете по лицензированию подрядчиков вашего штата. Совет по лицензированию также может сообщить вам о любых жалобах на подрядчиков с государственной лицензией.

Повышение энергоэффективности

После правильной установки и обслуживания водонагревателя попробуйте некоторые дополнительные стратегии энергосбережения, чтобы снизить счета за нагрев воды, особенно если вам требуется резервная система. Некоторые энергосберегающие устройства и системы выгоднее устанавливать вместе с водонагревателем.

Другие варианты водонагревателей

• Обычные накопительные водонагреватели
• Водонагреватели Demand
• Водонагреватели с тепловым насосом
• Проточный змеевик и косвенные водонагреватели

Оценка стоимости и энергоэффективности солнечного водонагревателя

Энергосбережение

Изображение

Солнечные водонагревательные системы стоят дороже при покупке и установке, чем обычные водонагревательные системы. Тем не менее, солнечный водонагреватель обычно может сэкономить вам деньги в долгосрочной перспективе.

Сумма, которую вы сэкономите, зависит от следующего:

• Количество потребляемой горячей воды
• Производительность вашей системы
• Ваше географическое положение и солнечный ресурс
• Доступное финансирование и стимулы
• Стоимость обычного топлива, которое в противном случае использовал бы ваш обычный водонагреватель (природный газ, нефть или электричество)

В среднем, если вы установите солнечный водонагреватель, ваши счета за нагрев воды сократятся в среднем на 50–80%. Кроме того, поскольку солнце бесплатно, вы защищены от нехватки топлива и скачков цен в будущем.

Если вы строите новый дом или рефинансируете, экономика еще более привлекательна. Включение стоимости солнечного водонагревателя в новую 30-летнюю ипотеку обычно составляет от 13 до 20 долларов в месяц. Вычет федерального подоходного налога на проценты по ипотечным кредитам, относящиеся к солнечной системе, снижает эту сумму примерно на 3–5 долларов в месяц. Поэтому, если ваша экономия топлива составляет более 15 долларов в месяц, инвестиции в солнечную энергию сразу же принесут прибыль. Ежемесячно вы экономите больше, чем платите.

Определение энергоэффективности солнечного водонагревателя

Используйте коэффициент солнечной энергии (SEF) и долю солнечной энергии (SF) для определения энергоэффективности солнечного водонагревателя.

Коэффициент солнечной энергии определяется как энергия, поставляемая системой, деленная на электрическую или газовую энергию, подаваемую в систему. Чем выше число, тем выше энергоэффективность. Коэффициенты солнечной энергии варьируются от 1,0 до 11. Наиболее распространены системы с коэффициентами солнечной энергии 2 или 3.

Еще одним показателем производительности солнечного водонагревателя является доля солнечной энергии. Доля солнечной энергии – это доля от общей нагрузки по нагреву горячей воды (поставленная энергия и потери в режиме ожидания в баке). Чем выше доля солнечной энергии, тем больше вклад солнечной энергии в нагрев воды, что снижает потребление энергии резервным водонагревателем. Солнечная доля изменяется от 0 до 1,0. Типичные значения солнечной доли составляют 0,5–0,75.

Для сертифицированных солнечных систем горячего водоснабжения Коэффициент солнечной энергии и Доля солнечной энергии перечислены корпорацией Solar Rating and Certification Corporation по адресу https://solar-rating.org/. В этом сертификате также указано, сколько тепла (кВтч или БТЕ) система будет отдавать в день при различных условиях солнечного света и температуры.

Не выбирайте солнечную систему нагрева воды исключительно из-за ее энергоэффективности. При выборе солнечного водонагревателя также важно учитывать размер и общую стоимость.

Расчет годовых эксплуатационных расходов

Перед покупкой солнечной системы нагрева воды оцените годовые эксплуатационные расходы и сравните несколько систем. Это поможет вам определить экономию энергии и период окупаемости инвестиций в более энергоэффективную систему, которая, вероятно, будет иметь более высокую цену покупки.

Прежде чем вы сможете выбрать и сравнить стоимость различных систем, вам нужно знать размер системы, необходимый для вашего дома.

Для оценки годовых эксплуатационных расходов системы солнечного водонагрева необходимо следующее:

• Коэффициент солнечной энергии системы (SEF)
• Тип топлива для вспомогательного бака (газ или электричество) и стоимость (ваша местная коммунальная служба может предоставить текущие тарифы).

Затем выполните следующие расчеты:

Сначала рассчитайте количество энергии, необходимое для нагрева воды, исходя из расхода топлива или необходимых галлонов горячей воды.

С СИСТЕМОЙ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА:

Ежедневная энергия нагрева воды

Топливо, такое как природный газ, часто продается в единицах «термы». Один (1) терм равен 100 000 британских тепловых единиц (БТЕ). Просмотрите свои счета за коммунальные услуги и посмотрите, сколько топлива вы используете в летние месяцы, когда газ не используется для отопления помещений. Если у вас есть газ для приготовления пищи и сушилки для белья, вы можете использовать около 60% этого летнего количества энергии для нагрева воды.

Энергоэффективность обычного водонагревателя определяется унифицированным энергетическим коэффициентом (UEF), который представляет собой количество горячей воды, произведенной на единицу расходуемого топлива при стандартном испытании. Чем выше значение UEF, тем эффективнее водонагреватель. UEF определяется методом испытаний Министерства энергетики, изложенным в 10 CFR, часть 430, подраздел B, приложение E. Бытовые газовые водонагреватели должны иметь UEF не менее 0,64. Для электронагревателей UEF принимается равным 1,0, поскольку вся электроэнергия уходит в воду.

Ежедневная энергия нагрева воды = (использование топлива в летние месяцы)*EF*0,6/(количество дней в летние месяцы)

Используемое топливо зависит от количества использованной воды и температуры. Определение БТЕ – это энергия, необходимая для поднятия одного фунта (lbs) воды на один градус Фаренгейта (F).

Ежедневная энергия нагрева воды = (галлоны горячей воды в день)*(8,35 фунтов/галлон)*(1 БТЕ/фунт/F)*(температура горячей воды — температура холодной воды).

Ежедневная энергия нагрева воды, основанная на процедуре испытаний водонагревателей Министерства энергетики США, предполагает температуру поступающей воды 58°F, температуру горячей воды 135°F и общее производство горячей воды 64,3 галлона в день, что является средним значением. расход на семью из трех человек. В результате ежедневная энергия нагрева воды составляет 0,4105 терм/день, если используется природный газ, или 12,03 кВтч в день, если электричество.

Часто рекомендуется определять размер солнечной системы на основе таких эталонных нагрузок или на основе количества спален в доме, а не на потреблении тока, которое зависит от меняющегося количества и поведения жильцов дома.

Годовая стоимость обычного газового отопления

Годовая стоимость топлива для обычного отопления зависит от ежедневной энергии нагрева воды, эффективности обычного нагревателя и цены на топливо.
Годовая стоимость нагрева воды = (365 дней в году) * × (Суточная энергия нагрева воды, терм/день)  41 045 ÷ UEFSEF × Стоимость топлива ($/термБТЕ) = ориентировочная годовая стоимость эксплуатации
Для примера наших эталонных значений ежедневной потребности в энергии, UEF 0,64 и цены на природный газ 1,10 доллара за терм: OR
(365 дней в году) × (0,4105 терм/день) ÷ (0,64 USEF) × (1,10 доллара США). /терм) Затраты на топливо (терм) = 257,52 долл. США/год, расчетные годовые эксплуатационные расходы
Пример: предположим, что SEF равен 1,1, а газ стоит 1,10 долл. США/терм
365 × 0,4105 ÷ 1,1 × 1,10 долл. США = 149,83 долл. США
Потребление энергии в день в приведенных выше уравнениях основан на процедуре испытаний водонагревателей Министерства энергетики США, которая предполагает температуру поступающей воды 58°F, температуру горячей воды 135°F и общее производство горячей воды 64,3 галлона в день, что является средним потреблением для домашнего хозяйства. из трех человек.

С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО РЕЗЕРВУАРА:

Вам необходимо узнать или перевести удельную стоимость электроэнергии в киловатт-час (кВтч). Средний тариф на электроэнергию в США составлял 10,42 цента за киловатт-час в 2021 году. На Гавайях самый высокий средний тариф на электроэнергию — 30,55 цента за киловатт-час. В Луизиане самый низкий средний тариф на электроэнергию — 7,01 цента за киловатт-час. При UEF 1,0 и цене на электроэнергию 0,1042 долл. США/кВтч пример годовых затрат на нагрев воды для электрического водонагревателя:
Годовая стоимость нагрева воды = (365 дней в году) × 12,03 кВтч/день ÷ (1,0) SEF × (0,1042 доллара США) = 457,54 доллара США в год.
Этот пример показывает, что электричество дороже природного газа, что очень часто бывает.

Сравнение затрат и определение окупаемости солнечной системы нагрева воды

Теперь, когда мы знаем стоимость обычного отопления, мы должны оценить, во что она будет уменьшена, и вычесть это, чтобы оценить экономию топлива, связанную с солнечным водонагревателем. При определении SEF также учитывается мощность, необходимая для работы насосов и органов управления.
Годовая экономия солнечной энергии = Ежедневная энергия горячей воды (терм/день)*(365 дней/год)((1/EF)-(1/SEF))  

Например, экономия природного газа от солнечной системы с Тогда SEF 2,5 будет равен

Годовая экономия солнечной энергии = (0,4105 терм/день)*(365 дней/год)((1/0,64)-(1/2,5))=174 терм/год  

Цены на природный газ значительно различаются в зависимости от местоположения и месяца. В мае 2021 года средний показатель по США составлял 1,776 доллара за тепло, что значительно больше, чем в предыдущие годы. Среднее значение с 2011 по 2021 год составляет около 1,50 доллара за терм, и мы будем использовать его в нашем примере. Соответствующая годовая экономия затрат на солнечную энергию составит:

(174 терм/год)*(1,50 доллара США/терм) = 261 доллар США/год

Для электрического водонагревателя с UEF=1,0 и ценой на электроэнергию 0,08 доллара США/кВтч годовая экономия энергии и затрат составит: 

Годовая солнечная энергия Экономия энергии = (12,03 кВтч/день)*(365 дней/год)((1/1,0)-(1/2,5))= 2634 кВтч/год  

Соответствующая годовая экономия затрат на солнечную энергию составит:

(2634 кВтч/год)*(0,1042 долл. США/кВтч) = 274,46 долл. США/год
 

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание

Любые затраты, связанные с ремонтом системы, будут вычтены из этой экономии затрат на топливо. Бытовые солнечные системы горячего водоснабжения предназначены для работы без вмешательства, а их надежность возросла до такой степени, что затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание должны быть минимальными. Тем не менее, затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание характеризуются примерно ½ от 1% первоначальных затрат, исходя из нулевых затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, перемежающихся случайными затратами на такие вещи, как замена жидкости. Страхование домовладельцев обычно покрывает ущерб от града. Если вы хотите включить затраты на установку и техническое обслуживание, проконсультируйтесь с производителем (производителями) и квалифицированным подрядчиком, чтобы оценить эти затраты. Эти затраты будут варьироваться в зависимости от типа системы, а иногда даже от модели водонагревателя к модели.

Теперь нам нужно определить стоимость покупки и годовые эксплуатационные расходы на солнечную систему нагрева воды и сравнить их с затратами, связанными с обычными системами нагрева воды, чтобы рассчитать окупаемость наших инвестиций в солнечную энергию.

Стоимость установки

Смета расходов на солнечные водонагреватели для домашних хозяйств составляет порядка 100 долл. США/кв. футов (1000 долл. США/м2). Затраты зависят от типа коллектора и конфигурации системы, а также от факторов местного рынка. Эта цена может быть типичной для места с местными поставщиками и сильной конкуренцией. Сообщаемые цены варьируются от 50 долларов США за квадратный фут за неглазурованный нагреватель для бассейна до 424 долларов за квадратный фут за систему в отчете, в которой используются солнечные коллекторы с вакуумными трубками. Например, в 2003 году 62 единицы, каждая с двумя солнечными коллекторами размером 4 х 8 футов, были установлены в жилом районе со средней стоимостью 4000 долларов за систему, или 62,50 долларов за квадратный фут.

Рейтинг SEF будет связан с системой с определенным количеством солнечных коллекторов (1, 2 или более). Типичным размером дома будет два солнечных коллектора на площади 64 или 80 квадратных футов. Стоимость такой системы может составлять порядка 4000 долларов, как описано в приведенном выше примере. Простым периодом окупаемости будет первоначальная стоимость, деленная на годовую экономию затрат. По сравнению с природным газом в нашем текущем примере:

Срок окупаемости (лет) = (Первоначальная стоимость $)/(Годовая экономия затрат $/год)

По сравнению с природным газом в нашем текущем примере:

(4000 долларов США)/(261 доллар США в год) = 15,3 года

И по сравнению с электричеством:

(4000 долларов США)/(274,46 долларов США в год) = 14,5 лет .

В районах, где затраты на энергию выше, чем предполагалось здесь, окупаемость ниже, и именно в этих районах происходит большая часть монтажных работ. Это районы с высокими ценами на энергоносители, такие как Гавайи и Калифорния, а также места, где дешевый природный газ недоступен и используется более дорогой мазут.
 

Модели системы	Цена системы	СЭФ	Предполагаемые годовые эксплуатационные расходы
Модель системы А
Модель системы B (более высокий SEF)
Дополнительные расходы на более эффективную модель (Модель B)			Цена модели системы B — цена модели системы A = дополнительная стоимость модели B в долларах США
Расчетная годовая экономия эксплуатационных расходов (модель системы B)			Годовые эксплуатационные расходы системы модели B — Годовые эксплуатационные расходы системы модели A = Экономия затрат модели B в год
Срок окупаемости модели B			$Дополнительная стоимость модели B/$экономия затрат по модели B в год = период окупаемости/годы

Пример:

Сравнение двух моделей систем солнечного нагрева воды с резервными электрическими системами и стоимостью электроэнергии 0,08 долл. США/кВтч.

Модели системы	Цена системы	СЭФ	Предполагаемые годовые эксплуатационные расходы
Модель системы А	1060 долларов США	2,0 ​​	176 $
Модель системы B	1145 долларов США	2,9	$121
Дополнительные расходы на более эффективную модель (Модель B)			1145-1060 долларов = 85 долларов
Расчетная годовая экономия эксплуатационных расходов (Модель B)			176-120 долларов = 56 долларов в год
Срок окупаемости модели B			85/56 долларов в год = 1,5 года

 

Другие расходы

При сравнении систем солнечного водонагрева следует также учитывать затраты на установку и техническое обслуживание. Установка и обслуживание некоторых систем может стоить дороже.

Проконсультируйтесь с производителем(ями) и квалифицированным подрядчиком, чтобы оценить эти затраты. Эти затраты будут варьироваться в зависимости от типа системы, а иногда даже от модели к модели.

• Учить больше
• Ссылки
• использованная литература

Водные нагреватели

Солнечные водонагреватели Узнать больше

Размещение вашей солнечной системы нагрева воды Узнать больше

Строительные нормы и правила для систем солнечного водонагрева Узнать больше

Теплообменники для солнечных водонагревательных систем Узнать больше

Жидкие теплоносители для солнечных водонагревательных систем Узнать больше

Техническое обслуживание и ремонт системы солнечного водонагрева Узнать больше

• Солнечные водонагреватели ENERGY STAR

• Нагрейте воду солнцем (PDF).