Miten lämmittää kasvihuonetta aurinkopaneeleilla

Kasvihuone voi olla loistava ympäristö kasvien kasvattamiseen, jossa sinulla on täysi kontrolli kasvuolosuhteisiin ja siten voit kasvattaa kasveja ja vihanneksia ympäri vuoden. Talvikuukausina, kun lämpötilat laskevat hyvin alhaisiksi, kasvihuoneen lämmittäminen ihanteellisten kasvuolosuhteiden ylläpitämiseksi tulee välttämättömäksi.

Yksi tehokkaaksi tavaksi lämmittää kasvihuonetta kylmempien lämpötilojen aikana on aurinkolämpöjärjestelmän käyttö. Kasvihuoneen lämpötilasta ja koosta riippuen aurinkolämmitys voi olla erittäin tehokas. Paikoissa, joissa lämpötila voi laskea talvella pakkaselle, aurinkolämmitys on yhdistettävä muihin lämmitysmenetelmiin.

Aurinkolämmitysjärjestelmien tyypit

Aurinkolämmitysjärjestelmiä on nyt kahdenlaisia: Aktiiviset ja passiiviset aurinkolämmitysjärjestelmät.

Aktiiviset aurinkolämmitysjärjestelmät koostuvat aurinkosähköpaneeleista, jotka keräävät auringon säteilyä ja muuttavat sen sähköksi puhaltimien, puhaltimien ja pumppujen pyörittämiseksi, jotta lämpö saadaan tuotettua ja jaettua koko kasvihuoneeseen.

Voidaanko kasvihuonetta lämmittää aurinkopaneeleilla?

Kun puhutaan tyypillisen mini- tai harrastekasvihuoneen lämmittämisestä, PV-aurinkopaneeleja käytetään enimmäkseen akkujen lataamiseen, jotka syöttävät virtaa tilalämmittimelle yöllä. Päiväsaikaan tilalämmitintä ei oikeastaan tarvita, varsinkin jos kasvihuone on rakennettu aurinkoon päin. Jos näin ei ole, voit käyttää paneeleista saatavaa aurinkoenergiaa tuulettimien käyttämiseen, joilla kierrätetään lämmintä ilmaa ulkoa kasvihuoneeseen.

Teoriassa voi siis sanoa, että on mahdollista lämmittää kasvihuonetta aurinkopaneeleilla. Tarvitset PV-aurinkopaneelit, paristosarjan, aurinkolaturin, invertterin ja lämmittimen. Siihen liittyy koko prosessi, kuten mihin tahansa muuhunkin aurinkoenergiasovellukseen.

Mutta onko se käytännöllistä? Tämä on tärkeä kysymys, joka riippuu tietyistä tekijöistä, kuten kasvihuoneen koosta, ympäristön lämpötilaan perustuvasta lämmöntarpeesta, paneelien ja akkujen luokituksesta ja siitä aiheutuvista kustannuksista.

Alhaalla olen tutkinut esimerkin avulla kasvihuoneen lämmittämisen käytännöllisyyttä aurinkopaneeleilla.

Onko aurinkosähköpaneelien käyttäminen lämmitykseen käytännöllistä?

Jos olet hieman kiinnostunut aurinkoenergiasta ja -laskelmista, näytän vain, onko kasvihuoneen lämmittäminen aurinkopaneeleilla käytännöllistä. Jos et ole kovin kiinnostunut siitä, voit vain ohittaa tämän osion ja jatkaa lukemista alla.

1. Asettakaamme, että sinulla on kasvihuone, joka on liitetty talosi ulkopuolelle, noin 150 neliömetriä.
2. Talvikuukausina, kun yölämpötilat laskevat pakkaselle, tarvitset vähintään 1000 watin lämmittimen pitämään lämpötilan termostaatin tasolla 60 F, joka on sopiva useimpien leutoja sääolosuhteita vaativien kasvien kasvattamiseen.
3. Asettakaamme, että saatte auringosta hyvää lämpöä noin 4 tuntia päivässä.
4. Siten sinulla on aikaa ladata 12 V:n akkuja luokitusarvoltaan 400 AH, sinulla on 4 tuntia aikaa. Joten akun läpi kulkeva virta 1000W:n lämmittimen käyttämiseksi on 1000/12 ~ 83A.
5. Koska akun nimellisarvo on 400 AH, 83 A:n virralla se pyörittää lämmitintä ~5 tuntia.
6. Pitäkääksesi lämmitintä käynnissä optimaalisen 14 tunnin ajan, tarvitset vähintään 3 sarjaa 12V 400 AH:n akkuja.
7. Yksittäisen 400 AH:n akun lataamiseen 4 tunnin ajan tarvittava virta on 400/4 = 100 A.
8. Siten yhden 400 AH:n akun lataamiseen tarvittava paneelin teho on 100*12 = 1200 wattia. Kolmen akun lataamiseen tarvitaan 3600 watin PV-aurinkopaneeleita.
9. Kun otetaan huomioon 200W 12V aurinkopaneeli, tarvittavien paneelien kokonaismäärä on 18. Oletetaan, että yksi 200 W:n 12V-paneeli maksaa noin 500 dollaria, jolloin paneelien kokonaiskustannukset ovat 9000 dollaria.
10. Akkujen kustannuksista voidaan todeta, että yksi 100 AH:n syväakku maksaa noin 200 dollaria. Joten 12 akkua maksaa $2400.
11. Lisää siihen lämmittimen ja termostaatin kustannukset, koko laite maksaa noin $12000 konservatiivisten arvioiden mukaan, ottamatta huomioon energiahäviöitä muunnettaessa aurinkoenergiaa sähköksi ja sähköä lämpöenergiaksi; jotka ovat merkittäviä.
12. Jopa jos haluat lämmittää kasvihuonetta päiväsaikaan, jolloin et tarvitse akkuja, tarvittava paneelien teho olisi liian suuri, jotta se olisi perusteltua.

Jopa jos aurinkopaneelit kestävät vaikkapa 20 vuotta, yhdessä akkujen vaihtokustannusten kanssa tämä koko menetelmä on hyvin kallis, kuten olemme nähneet. Riippumatta siitä, oletko mukana tässä harrastustarkoituksessa vai kaupallisessa tuotannossa, aktiivisen aurinkolämmitysjärjestelmän perustamisen alkukustannukset voivat olla jyrkät.

Paljon pienemmällä hinnalla voit käyttää sähkölämmitintä, joka toimii suoraan sähköllä. Tai jos haluat säästää sähköä, voit valita maakaasulämmittimet, kuten parafiini- tai petroolilämmittimet, jotka ovat melko turvallisia, tai jopa propaanilämmittimet.

Jos haluat hyödyntää aurinkoenergiaa ja -paneeleita lämmitykseen, toinen vaihtoehto on käyttää aurinkolämmitteistä vettä tai hydroponista lämmitystä. Kustannukset ovat paljon pienemmät ja lämmityksen tehokkuus on suurempi.

Käytännöllisyyden kannalta kasvihuoneen lämmittäminen aurinkopaneeleilla ei siis ole hyvä idea. Korkeat käyttökustannukset vievät kaiken ilon kasvihuoneen käytöstä.

Kasvihuoneen lämmittäminen aurinkopaneeleilla

Jossain tapauksissa tämän järjestelmän käyttökustannukset laskevat, ja jos olet hyvin innokas käyttämään tätä asetelmaa lämmitykseen, voit silti käyttää sitä. Kustannukset pienenevät seuraavissa kolmessa skenaariossa:

1. Asut paikassa, jossa yölämpötilat eivät laske paljon. Voit käyttää pienemmän luokan lämmitintä.
2. Haluat käyttää lämmitintä lyhyemmän aikaa yöllä.
3. Käytät pienemmän kokoista minikasvihuonetta.

Aurinkopaneelilämmitysjärjestelmän korkeista kustannuksista huolimatta siinä on myös muutamia hyviä puolia.

• Se katsotaan ympäristöystävälliseksi, koska se ei päästä haitallisia kaasuja.
• Erittäin luotettava, jopa niin luotettava, että et luultavasti koskaan koe käyttökatkoksia, koska aurinko nousee joka aamu, joten aurinkoenergiaa varastoituu päivittäin.

Aurinkopaneelien eri tyypit

Voidaksesi lämmittää kasvihuoneen aurinkopaneeleilla tehokkaasti, sinun on ostettava oikeat paneelit. Kun etsit parhaita aurinkopaneeleita kasvihuoneisiin, tulet törmäämään kahteen yleiseen tyyppiin – monokiteisiin ja monikiteisiin aurinkopaneeleihin, joista kumpikin tarjoaa omat etunsa ja haittansa.

Ensinnäkin – molemmat paneelityypit palvelevat samaa tehtävää kasvihuoneen aurinkolämpöjärjestelmän kokonaisuudessa, jossa ne keräävät auringon lämpöä ja muuttavat sen sitten sähköksi. Lisäksi molemmat tyypit valmistetaan piistä – materiaalista, joka on ensisijainen valinta aurinkopaneelien rakentamisessa.

Vaikka molemmat voivat olla hyviä valintoja kasvihuoneeseesi, on olemassa muutamia keskeisiä ominaisuuksia, jotka erottavat ne toisistaan. Yksi huomattavista eroista näiden kahden välillä on käytetyn tekniikan tyyppi: kun taas monikiteiset aurinkopaneelit koostuvat aurinkokennoista, jotka on valmistettu lukemattomista yhteen sulatetuista piifragmenteista, yksikiteiset aurinkopaneelit koostuvat aurinkokennoista, jotka on valmistettu yhdestä ainoasta piikiteestä.

Polykiteiset aurinkokennot ovat yleensä edullisempia kuin yksikiteiset vastineensa, mutta niiden kääntöpuolena on alhaisemmat hyötysuhteet. Ja koska ne koostuvat useista piifragmenteista, jotka on koottu yhteen, niitä kutsutaan usein ”monikiteisiksi”.

Kummalla näistä kahdesta aurinkopaneelityypistä voidaan siis lämmittää kasvihuonetta tehokkaasti?

Noh, vaikka molemmat tyypit tarjoavat yli 20 vuoden käyttöiän, yksikiteiset aurinkopaneelit ovat tehokkaampia ja hieman kalliimpia kuin monikiteiset aurinkopaneelit. Esimerkki energiatehokkaasta monokiteisestä aurinkopaneelisarjasta on Renogy 200W 12V aurinkopaneelisarja Wanderer-laturisäätimellä. Vaikka et käyttäisikään aurinkopaneeleita kasvihuoneesi lämmittämiseen, tämä aurinkopaneelisarja voi olla kätevä muissa kustannussäästötoimenpiteissä, kuten jäähdytystuulettimen, valojen tai veden lämmittämisessä kasveja ja maaperää varten.

Monokiteisillä paneeleilla on musta sävy, kun taas monikiteisillä aurinkokennoilla on sinertävä sävy. Mutta riippumatta siitä, kumman valitset, ne eivät vaikuta kunkin aurinkopaneelityypin suorituskykyyn. Ja koska kotikasvihuoneita ei yleensä rakenneta suuressa mittakaavassa, ja useimmilla on tilarajoitteita, yksikiteiset aurinkopaneelit voivat auttaa sinua maksimoimaan sähköntuotantosi, koska ne ovat tehokkaampia.

Aurinkopaneelilämmitysjärjestelmän asentaminen

Pv-aurinkopaneelilämmitysjärjestelmän asentamiseen tarvitset aurinkopaneelien lämmityspaketteja, joihin kuuluu johtoja, aurinkopaneeleja ja aurinkolatureita. Sitten tarvitset syväjänniteakkuja, tasavirta- vaihtovirtamuuntajan, termostaatin ja tilanlämmittimen.

Auringosta saadun lämmön avulla aurinkopaneelit lataavat tasavirta-akkuja. Nämä akut on puolestaan kytketty tasavirta- ja vaihtovirtamuuntajaan, koska lämmitin toimii vaihtojännitteellä. Paristoja käytetään siis lämmittimen virransyöttöön.

Vinkkejä kasvihuoneen tehokkaaseen lämmittämiseen aurinkopaneeleilla

Aurinkopaneelien asentaminen kasvihuoneeseesi on ratkaisevassa asemassa niiden tehokkuuden ja toimivuuden kannalta. Aurinkopaneelin täydellinen suuntaus on silloin, kun se on asetettu kohtisuoraan auringon säteisiin nähden. Optimaalisen kallistuskulman osalta sen tulisi olla kulmassa, joka vastaa sijainnin leveysastetta. Lisäksi paneelien kasvojen tulisi osoittaa todelliseen etelään, jos asut pohjoisella pallonpuoliskolla.

Lisäksi varmista, että asennat aurinkopaneelit alueelle, joka ei ole varjossa aamuyhdeksän ja iltapäivällä noin kello 15 välisenä aikana, sillä mikä tahansa taso vaikuttaa merkittävästi aurinkopaneelin suorituskykyyn. Paras tapa maksimoida hyötysuhde on suora auringonpaiste. Toinen hyvä vinkki kasvihuoneen tehokkaaseen lämmittämiseen aurinkopaneeleilla on varmistaa, että eristät sen hyvin lämpöhäviöiden vähentämiseksi ja tehokkaan lämmönsiirron varmistamiseksi.

Loppuajatuksia

Kuten olemme nähneet, kasvihuoneen lämmittäminen aurinkopaneelien ja lämmittimen avulla voi osoittautua kalliiksi asiaksi. Sen sijaan on olemassa erilaisia hybridilämmitysmenetelmiä, kuten passiiviset aurinkolämmitysjärjestelmät, joihin kuuluu lämmönvaihdin, lämpömassa ja aurinkolämmitteinen lämmin vesi, jotka ovat paljon energiatehokkaampia ja edullisempia.

Oletko ajatellut käyttää aurinkopaneeleita kasvihuoneesi lämmittämiseen? Mitä menetelmää käytät tällä hetkellä kasvihuoneesi lämmittämiseen?