Hogyan fűtsünk egy üvegházat napelemekkel

Az üvegház nagyszerű környezet lehet a növények számára, ahol a növénytermesztés körülményeit teljes mértékben ellenőrizhetjük, és így egész évben termeszthetünk növényeket és zöldségeket. A téli hónapokban, amikor a hőmérséklet nagyon alacsony szintre süllyed, az üvegház fűtése az ideális termesztési feltételek fenntartása érdekében elengedhetetlenné válik.

Az üvegház fűtésének egyik hatékony módja a hidegebb hőmérséklet idején a napelemes fűtési rendszer használata. Az üvegházon belüli hőmérséklettől és az üvegház méretétől függően a napfűtés nagyon hatékony lehet. Azokon a helyeken, ahol a hőmérséklet télen fagypont alá is csökkenhet, a napfűtést más fűtési módszerekkel kell kombinálni.

A napelemes fűtési rendszerek típusai

Most kétféle napelemes fűtési rendszer létezik: Aktív és passzív napelemes fűtési rendszerek.

Az aktív napelemes rendszerek PV napelemekből állnak, amelyek befogják a napsugárzást, és elektromos árammá alakítják azt, hogy ventilátorokat, fúvókat és szivattyúkat működtessenek a hő előállítása és elosztása érdekében az egész üvegházban.

Fűthető-e az üvegház napelemekkel?

Ha egy tipikus mini vagy hobbi üvegház fűtéséről beszélünk, a PV napelemeket leginkább az akkumulátorok feltöltésére használják, amelyek éjszaka egy helyiségfűtőt táplálnak. Nappal nem igazán van szükség fűtőberendezésre, különösen, ha az üvegház a nap felé néz. Ha ez nem így van, akkor a napelemek napenergiáját felhasználhatja a ventilátorok működtetésére, hogy a meleg levegőt kívülről keringesse az üvegházba.

Egyszóval elméletben igen, mondhatjuk, hogy lehetséges az üvegház fűtése napelemekkel. Szükséged van PV napelemekre, egy sor akkumulátorra, egy napelemes töltőre, egy inverterre és egy fűtőberendezésre. Egy egész folyamat áll mögötte, mint bármely más napenergia-alkalmazásnál.

De vajon praktikus-e? Ez egy fontos kérdés, amely bizonyos tényezőktől függ, mint például az üvegház mérete, a környezeti hőmérsékleten alapuló hőigény, a panelek és az akkumulátorok minősítése, valamint az ebből következő költségek.

Az alábbiakban egy példa segítségével megvizsgáltam, hogy mennyire praktikus egy üvegház napelemekkel történő fűtése.

Praktikus-e PV napelemeket használni fűtésre?

Ha egy kicsit is érdekli a napenergia és a számítások, akkor most megmutatom, hogy praktikus-e egy üvegház napelemekkel történő fűtése. Ha nem vagy túlságosan benne, akkor ezt a részt átugorhatod, és alább olvashatsz tovább.

1. Tegyük fel, hogy van egy üvegházad, amely a házadhoz van csatolva kint, nagyjából 150 négyzetméteres.
2. A téli hónapokban, amikor az éjszakai hőmérséklet fagypont alatti szintre csökken, szüksége lesz egy legalább 1000 wattos fűtőberendezésre, hogy a hőmérsékletet a termosztát 60 F-os szintjén tartsa, ami alkalmas a legtöbb növény termesztésére, amelyek enyhe időjárási körülményeket igényelnek.
3. Tegyük fel, hogy a naptól nagyjából 4 órán keresztül kap jó hőt a nap folyamán.
4. A 12 V 400 AH teljesítményű akkumulátorok töltésére tehát 4 órája van. Tehát az akkumulátoron átfolyó áram az 1000W-os fűtőberendezés működtetéséhez 1000/12 ~ 83A lesz.
5. Mivel az akkumulátor minősége 400 AH, 83 A-nál ~5 órán át fogja működtetni a fűtőberendezést.
6. A fűtőberendezés optimális, 14 órás működéséhez legalább 3 készlet 12V 400 AH-s akkumulátorra lesz szüksége.
7. Egyetlen 400 AH-s akkumulátor 4 órán keresztül történő töltéséhez a szükséges áram 400/4 = 100A.
8. Egy 400 AH-s akkumulátor töltéséhez tehát a szükséges panel teljesítménye 100*12 = 1200 Watt. 3 akkumulátorhoz 3600 watt névleges PV napelemre lesz szükség.
9. A 200 W-os 12V-os napelemet figyelembe véve a szükséges panelek száma összesen 18 lesz. Tegyük fel, hogy egy 200 W-os 12V-os panel körülbelül 500 dollárba kerül, a panelek összköltsége 9000 dollár lesz.
10. Az akkumulátorok költségére térve, egy 100 AH mélyciklusú akkumulátor körülbelül 200 dollárba kerül. Tehát 12 akkumulátor kerül $2400.
11. Hozzáadva a fűtés és a termosztát költségét, a teljes készülék nagyjából $12000 körül fog kerülni óvatos becslések szerint, anélkül, hogy figyelembe vennénk az energiaveszteségeket a napenergiából elektromos és elektromos hőenergiává történő átalakítás során; amelyek jelentősek.
12. Még akkor is, ha az üvegházat nappal akarja fűteni, amikor nincs szüksége az akkumulátorokra, a szükséges panelek teljesítménye túl sok lenne ahhoz, hogy ezt igazolja.

Még akkor is, ha a napelemek mondjuk 20 évig tartanak, az akkumulátorok csereköltségével együtt ez az egész módszer nagyon költséges, mint láttuk. Akár hobbi céllal, akár kereskedelmi céllal vág bele, az aktív napkollektoros fűtési rendszer felállításának kezdeti költségei meredekek lehetnek.

Sokkal alacsonyabb árért közvetlenül elektromos fűtőberendezést is üzemeltethetünk, amely elektromos árammal működik. Vagy ha az áram megtakarításában érdekelt, választhatja a földgázfűtéseket, például a paraffin- vagy kerozinfűtéseket, amelyek meglehetősen biztonságosak, vagy akár a propánfűtéseket is.

Ha mégis napenergiát és napelemeket szeretne használni fűtésre, egy másik lehetőség a napenergiával fűtött víz vagy a hidroponikus fűtés használata. A költségek sokkal kisebbek lesznek, és a fűtés hatékonysága is nagyobb lesz.

A praktikumot tekintve tehát az üvegház napelemekkel való fűtése nem jó ötlet. Az üzemeltetés magas költségei elveszik az üvegház használatának minden örömét.

Az üvegház fűtése napelemekkel

Egy bizonyos esetben a rendszer használatának költségei csökkennek, és ha nagyon szívesen használja ezt a beállítást fűtésre, akkor még mindig használhatja. A költségek a következő 3 forgatókönyv esetén csökkennek:

1. Az Ön olyan helyen él, ahol az éjszakai hőmérséklet nem esik sokat. Használhat kisebb teljesítményű fűtőberendezést.
2. A fűtőberendezést rövidebb ideig szeretné használni éjszaka.
3. Kisebb méretű mini üvegházat használ.

A napelemes fűtési rendszer magas költségei ellenére van néhány előnye is.

• Környezetbarátnak számít, mivel nem bocsát ki káros gázokat.
• Extrémen megbízható, olyannyira, hogy valószínűleg soha nem tapasztal majd leállást, mivel a nap minden reggel felkel, így a napenergia naponta tárolódik.

A napelemek különböző típusai

Hogy hatékonyan fűtse az üvegházat napelemekkel, a megfelelőt kell megvásárolnia. Amikor a piacon a legjobb napelemeket keresi üvegházakhoz, két gyakori típussal fog találkozni – monokristályos és polikristályos napelemekkel, amelyek mindegyike saját előnyökkel és hátrányokkal rendelkezik.

Először is – mindkét paneltípus ugyanazt a funkciót szolgálja a teljes üvegházi napelemes fűtési rendszerben, ahol a napból származó hőt befogják, majd elektromossággá alakítják. Továbbá mindkét típus szilíciumból készül – egy olyan anyagból, amelyet a napelemek építésénél előnyben részesítenek.

Noha mindkettő nagyszerű választás lehet üvegháza számára, van néhány kulcsfontosságú tulajdonság, amely megkülönbözteti őket egymástól. Az egyik jelentős különbség a kettő között az alkalmazott technológia típusa: míg a polikristályos napelemek olyan napelemekből állnak, amelyek számtalan szilíciumdarabkából összeolvasztva készülnek, addig a monokristályos napelemek olyan napelemekből állnak, amelyek egyetlen szilíciumkristályból készülnek.

A polikristályos napelemek általában olcsóbbak, mint monokristályos társaik, de a másik oldalon alacsonyabb hatásfokot kínálnak. És mivel több szilíciumtöredékből állnak, gyakran “multikristályosnak” nevezik őket.

Azaz, hogy a két napelemtípus közül melyik képes hatékonyan fűteni egy üvegházat?

Nos, bár mindkét típus nagyszerű, több mint 20 éves élettartamot biztosít, a monokristályos napelemek hatékonyabbak és egy kicsit drágábbak, mint a polikristályos napelemek. Egy példa egy energiahatékony monokristályos PV napelemkészletre a Renogy 200W 12V-os napelemkészlet a Wanderer töltésszabályozóval. Még ha nem is használ napelemeket az üvegház fűtésére, ez a napelemes készlet hasznos lehet más költségtakarékos intézkedésekben, mint például a hűtőventilátor, a világítás vagy a növények és a talaj vízének melegítése.

A monokristályos panelek fekete árnyalatúak, míg a polikristályos napelemek kékes árnyalatot mutatnak. De függetlenül attól, hogy melyiket választja, ezek nem befolyásolják az egyes napelemtípusok teljesítményét. És mivel az otthoni üvegházak általában nem épülnek nagy méretben, és a legtöbbjüknek helyszűke van, a monokristályos napelemek segíthetnek maximalizálni az áramtermelést, mivel hatékonyabbak.

A napelemes fűtési rendszer beállítása

A PV napelemes fűtési rendszer beállításához napelemes készletekre lesz szüksége, amelyek vezetéket, napelemeket és napelemes töltőket tartalmaznak. Ezután szüksége lesz mélyciklusú akkumulátorokra, egy egyenáramú váltóáramú inverterre, egy termosztátra és a helyiségfűtésre.

A naptól kapott hő révén a napelemek feltöltik az egyenáramú akkumulátorokat. Ezek az akkumulátorok viszont egy egyenáramú váltóáramú inverterhez vannak csatlakoztatva, mivel a fűtőtest váltóáramú feszültséggel működik. Az akkumulátorokat így a fűtőberendezés működtetésére használják.

Tippek az üvegház hatékony fűtéséhez napelemekkel

A napelemek telepítése az üvegházban döntő szerepet játszik azok hatékonyságában és eredményességében. A napelem tökéletes tájolása akkor tökéletes, ha a napsugarakra merőlegesen van elhelyezve. Ami az optimális dőlésszöget illeti, annak olyan szögben kell lennie, amely megegyezik a hely földrajzi szélességével. Emellett a panelek arcának a valódi dél felé kell néznie, ha az északi féltekén tartózkodik.

Ezzel kiegészítve, ügyeljen arra, hogy a napelemeket olyan területre telepítse, amely reggel 9 és délután 3 óra körül nem árnyékos, mert bármilyen szint jelentősen befolyásolja a napelem teljesítményét. A hatékonyság maximalizálásának legjobb módja a közvetlen napsütés. Egy másik nagyszerű tipp az üvegház napelemekkel való hatékony fűtéséhez az, hogy győződjön meg róla, hogy jól szigetel, hogy csökkentse a hőveszteséget és biztosítsa a hatékony hőátadást.

Végső gondolatok

Amint láttuk, az üvegház fűtése napelemek és fűtőberendezés segítségével költséges dolognak bizonyulhat. Ehelyett léteznek különböző hibrid fűtési módszerek, például a hőcserélővel, hőtömeggel és napenergiával melegített melegvízzel működő passzív napfűtési rendszerek, amelyek sokkal energiatakarékosabbak és megfizethetőbbek.

Gondolt már arra, hogy napelemeket használjon üvegháza fűtésére? Milyen módszert használ jelenleg az üvegház fűtésére?