Отопление със слънчева енергия и снабдяване с гореща вода през зимата, обзорна статия

Най-голямо количество топлинна енергия ни е необходима през зимата - за отопление и снабдяване с гореща вода, затова ще изберем "зимният вариант на настройка" на плоските слънчеви колектори (За "зимният вариант на настройка" - виж статия Пазар за битови слънчеви колектори, раздел "Икономика, ефективност и слънчеви колектори"). Да изчислим възвращаемостта на средствата за слънчев колектор, чийто гаранционен срок (фактически, а не "търговски") е три години. След това, ако имаме късмет да не се повреди, ще се радваме на безплатна енергия. По данни на НАСА, при ъгъл на поставяне на слънчевия колектор от 58 градуса, средногодишната получена енергия от един квадратен метър е 3,83 киловатчаса на ден само от прякото слънчево греене. Освен това ще добием и 1,5 киловатчаса в денонощие от дифузната слънчева светлина. Можем да приемем, че коефициентът на полезно действие (най-вече поради замърсяване на стъклата, загуби на топлина от слънчевия колектор, резервоара за гореща вода, тръбите) е 60% - с известни резерви.

Плосък слънчев колектор с площ от 2 квадратни метра за 3 години ще ни даде полезна енергия от 7800 киловатчаса минус 40%, т.е. 4700 KWt*h.

Всичко: 4700 киловатчаса топлина енергия от плосък слънчев колектор с площ 2 квадратни метра ще ни излязат 350 евро, т.е. по 0,074 евро за киловатчас. При това основното количество от тази енергия ще бъде получено през лятото.

През зимата за обезпечаване нуждите от топла вода за семейство от трима души (знам от личен опит) са необходими около 160 киловатчаса на месец. Ще отбележа, че температурата на водата в селския водопровод през зимата е само 2-4 градуса по Целзий - земята е студена от края на декември до средата на март.

От практиката е известно, че за отоплението на 80 квадратни метра през най-студените месеци (януари-февруари) имаме нужда средно от 62 киловатчаса за денонощие, или 1900 киловатчаса за месец. Разбира се, че 2,6 киловата средна мощност не е пикова за отопление. Но ще приемем тази средна величина за необходимата мощност от слънчеви колектори, а остатъка от топлинна енергия ще набавим от биоенергийни източници - от камина с водна риза, на дърва.

Изполване на екологично чист източник на топлина
за пиковите моменти на натоварване на топлосистемата:
камина с водна риза
и въздушни радиатори за горещи газове

( НА СНИМКАТА: НОЕМВРИ 2007. БЪЛГАРИЯ, ВАРНЕНСКА ОБЛАСТ. СЕЛО ОРЕШАК )

Така за отопление през януари са ни необходими близо 2000 киловатчаса, за снабдяване с гореща вода - още 160 киловатчаса. Като отчетем сумарният коефициент на полезно действие на цялата система (60%) - загуби на топлина в слънчевите колектори, акумулатора за топлина, тръбите - изчисляваме необходимата топлинна мощност на слънчевата енергия на 3600 киловатчаса месечно (KWt*h/mo).

Базирайки се на метеорологичните данни на НАСА, според които през януари слънчеви колектори, поставени под ъгъл от 58 градуса, получават средна мощност от пряка слънчева светлина 2,9 kWh/m2/day плюс 0,69 kWh/m2/day, ние намираме необходимата площ на плоски слънчеви колектори: 33,4 квадратни метра. Тъй като през януари често вали сняг, а нямам намерение всяка сутрин да мета слънчевите колектори, нека да увеличим малко тяхната полезна площ - 36 квадратни метра.

По този начин изчисляваме, че през зимата за отоплението на 80 квадратни метра жилищна площ и снабдяване с топла вода за трима души трябва да поставим 18 плоски слънчеви колектора, всеки с площ от 2 квадратни метра. Стойността на слънчевите колектори е 6300 евро при цена от 350 евро на бройка.