Beskrivelse:

Av spesiell betydning ved utforming av OL-arenaer i Sotsji er bruken av miljøvennlige fornybare energikilder og først av alt solstrålingsenergi. I denne forbindelse, opplevelsen av å utvikle og implementere passiv solsystemer varmeforsyning i boliger og offentlige bygninger i Liaoning-provinsen (Kina), siden den geografiske plasseringen og de klimatiske forholdene i denne delen av Kina er sammenlignbare med Sotsji.

Erfaring fra Folkerepublikken Kina

Zhao Jinling, Ph.D. tech. Sciences, Dalian Polytechnic University (PRC), praktikant ved Institutt for industrielle termiske kraftsystemer,

A. Ja Shelginsky, doktor i ingeniørfag. vitenskap, prof., vitenskapelig. Leder, MPEI (TU), Moskva

Av spesiell betydning ved utforming av OL-arenaer i Sotsji er bruken av miljøvennlige fornybare energikilder og først av alt solstrålingsenergi. I denne forbindelse vil erfaringen med å utvikle og implementere passive solvarmesystemer i boliger og offentlige bygninger i Liaoning-provinsen (Kina) være av interesse, siden den geografiske plasseringen og de klimatiske forholdene i denne delen av Kina er sammenlignbare med Sotsji.

Bruken av fornybare energikilder (RES) for varmeforsyningssystemer er relevant og svært lovende for tiden, med forbehold om en kompetent tilnærming til dette problemet, siden tradisjonelle energikilder (olje, gass, etc.) ikke er ubegrensede. I denne forbindelse går mange land, inkludert Kina, over til bruk av miljøvennlige fornybare energikilder, hvorav en er varmen fra solstråling.

Muligheten for å effektivt bruke varmen fra solstråling i Folkerepublikken Kina avhenger av regionen, siden de klimatiske forholdene i forskjellige deler av landet er svært forskjellige: fra temperert kontinental (vest og nord) med varme somre og tøff vinter, subtropisk i de sentrale regionene av landet til tropisk monsun på den sørlige kysten og øyene, bestemmes av den geografiske plasseringen av territoriet der objektet ligger (tabell).

Bord Fordeling av solressurser over hele Kina

sone Årlig varighet isolasjon, h Solar stråling, MJ/(m 2 .år) Område Kina Relevante områder i andre land i verden Jeg 2 800-3 300 7 550-9 250 Tibet osv. Nordlige regioner i Pakistan og India II 3 000-3 200 5 850-7 550 Hebei osv. Jakarta (Indonesia) III 2 200-3 000 5 000-5 850 Beijing, Dalian, etc. Washington (USA) IV 1 400-2 200 4 150-5 000 Hubzhi, Hunan, etc. Milan (Italia), Tyskland, Japan V 1 000-1 400 3 350-4 150 Sichuan og Guizhou Paris (Frankrike), Moskva (Russland)

I Liaoning-provinsen varierer intensiteten av solstråling fra 5 000 til 5 850 MJ/m2 per år (i Sotsji - ca. 5 000 MJ/m2 per år), noe som gjør det mulig å aktivt bruke varme- og kjølesystemer for bygninger basert på bruk av solstrålingsenergi. Slike systemer som omdanner varme solstråling og uteluft kan deles inn i aktiv og passiv.

Passive solvarmesystemer (PSHS) bruker den naturlige sirkulasjonen av oppvarmet luft (fig. 1), dvs. gravitasjonskrefter.

Aktive solvarmesystemer (fig. 2) bruker ekstra energikilder for å sikre driften (for eksempel elektrisitet). Varmen fra solstråling kommer inn i solfangere, hvor den delvis akkumuleres og overføres til en mellomkjølevæske, som transporteres og distribueres gjennom hele lokalet med pumper.

Systemer med null varme- og kuldeforbruk er mulig, der passende inneluftparametere er gitt uten ekstra energiforbruk på grunn av:

• nødvendig termisk isolasjon;
• valg av byggematerialer med passende varme- og kuldelagringsegenskaper;
• bruk i systemet med ekstra varme- og kuldeakkumulatorer med passende egenskaper.

I fig. Figur 3 viser et forbedret diagram over driften av et passivt varmesystem for en bygning med elementer (gardiner, ventiler) som tillater mer presis regulering av lufttemperaturen inne i rommet. På sørsiden av bygget er det montert en såkalt Trombe-vegg som består av en massiv vegg (betong, tegl eller stein) og en glassskillevegg montert i kort avstand fra veggen med utenfor. Den ytre overflaten av den massive veggen er malt mørk. Gjennom glassskilleveggen varmes den massive veggen og luften mellom glassveggen og den massive veggen opp. En oppvarmet massiv vegg, på grunn av stråling og konvektiv varmeveksling, overfører den akkumulerte varmen inn i rommet. Dermed kombinerer denne designen funksjonene til en kollektor og en varmeakkumulator.

Luften som ligger i laget mellom glassskilleveggen og veggen brukes som kjølevæske for å tilføre varme til rommet i kalde perioder og på solrike dager. For å forhindre varmetap i miljø i den kalde perioden om natten og overflødig varmetilstrømning på solfylte dager i den varme perioden, brukes gardiner, som reduserer varmevekslingen mellom den solide veggen og det ytre miljøet betydelig.

Gardiner er laget av nonwovens med sølvbelegg. For å sikre nødvendig luftsirkulasjon brukes luftventiler som er plassert i øvre og nedre del av den solide veggen. Automatisk styring av driften av luftventiler lar deg opprettholde nødvendige varmetilstrømninger eller varmeavganger i det betjente rommet.

Et passivt solvarmesystem fungerer som følger:

1. I kalde perioder (oppvarming):

• solrik dag - gardinen er hevet, ventilene er åpne (fig. 3a). Dette fører til oppvarming av den massive veggen gjennom glassveggen og oppvarming av luften som ligger i laget mellom glassskillevegg og en vegg. Varme kommer inn i rommet fra den oppvarmede veggen og luften oppvarmet i mellomlaget, sirkulerer gjennom mellomlaget og rommet under påvirkning av gravitasjonskrefter forårsaket av forskjellen i lufttettheter ved forskjellige temperaturer (naturlig sirkulasjon);
• natt, kveld eller overskyet dag - gardinen senkes, ventilene lukkes (fig. 3b). Varmeutslipp til det ytre miljø er betydelig redusert. Temperaturen i rommet opprettholdes av varmestrømmen fra den massive veggen, som har akkumulert denne varmen fra solstråling;

2. I den varme perioden (avkjøling):

• solrik dag - gardinen senkes, de nedre ventilene er åpne, de øvre er lukket (fig. 3c). Gardinen beskytter den massive veggen mot oppvarming fra solstråling. Uteluft kommer inn i rommet fra den skyggefulle siden av huset og kommer ut gjennom laget mellom glassskilleveggen og veggen inn i miljøet;
• natt, kveld eller overskyet dag - gardinen er hevet, de nedre ventilene er åpne, de øvre er lukket (fig. 3d). Uteluft kommer inn i rommet fra motsatt side av huset og kommer ut i miljøet gjennom laget mellom glassskilleveggen og den solide veggen. Veggen avkjøles som et resultat av konvektiv varmeveksling med luft som passerer gjennom laget, og på grunn av utstrømning av varme ved stråling til miljøet. Avkjølt vegg inn dagtid støtter det nødvendige temperaturregime i rom.

For å beregne passive systemer solvarme bygninger designet matematiske modeller ikke-stasjonær varmeoverføring under naturlig konveksjon for å gi rom de nødvendige temperaturforholdene avhengig av de termofysiske egenskapene til omsluttende strukturer, daglige endringer i solstråling og utelufttemperatur.

For å bestemme påliteligheten og klargjøre de oppnådde resultatene, ble en eksperimentell modell av en boligbygning lokalisert i Dalian med passive solvarmesystemer utviklet, produsert og studert ved Dalian Polytechnic University. Trombe-veggen er plassert kun på den sørlige fasaden, med automatiske luftventiler og gardiner (Fig. 3, foto).

Når vi utførte eksperimentet brukte vi:

• liten værstasjon;
• instrumenter for å måle intensiteten av solstråling;
• anemograf RHAT-301 for å bestemme innendørs lufthastighet;
• TR72-S termometer og termoelementer for måling av romtemperatur.

Eksperimentelle studier ble utført i de varme, overgangs- og kalde perioder av året under ulike meteorologiske forhold.

Algoritmen for å løse problemet er presentert i fig. 4.

Resultatene av eksperimentet bekreftet påliteligheten til de oppnådde beregnede sammenhengene og gjorde det mulig å korrigere separate avhengigheter tar hensyn til spesifikke grenseforhold.

For tiden er det mange boligbygg og skoler i Liaoning-provinsen som bruker passive solvarmesystemer.

En analyse av passive solvarmeforsyningssystemer viser at de er ganske lovende i visse klimatiske regioner sammenlignet med andre systemer av følgende grunner:

• billighet;
• enkelt vedlikehold;
• pålitelighet.

Ulempene med passive solvarmesystemer inkluderer det faktum at inneluftparametere kan avvike fra de nødvendige (kalkulerte) når utelufttemperaturen endres utover grensene som er akseptert i beregningene.

For å oppnå en god energibesparende effekt i varme- og kjøleanlegg for bygninger med mer nøyaktig vedlikehold av temperaturforhold innenfor angitte grenser, er det lurt å kombinere passive og aktive solvarme- og kjølesystemer.

I denne forbindelse er ytterligere teoretisk forskning og eksperimentelt arbeid på fysiske modeller nødvendig, tatt i betraktning tidligere oppnådde resultater.

Litteratur

1. Zhao Jinling, Chen Bin, Liu Jingjun, Wang Yongxun Dynamisk termisk ytelsessimulering av et forbedret passivt solhus med trombevegg ISES Solar word Congress, 2007, Beijing China, Vols 1-V: 2234–2237.

2. Zhao Jinling, Chen Bin, Chen Cuiying, Sun Yuanyuan Studie om dynamisk termisk respons av passive solvarmesystemer. Journal of Harbin Institute of Technology (Ny serie). 2007. Vol. 14: 352–355.

Solvarme er en metode for å varme opp et boligbygg, som blir mer og mer populært hver dag i mange, hovedsakelig utviklede, land i verden. De største suksessene innen termisk solenergi i dag kan skryte av i landene i Vest- og Sentral-Europa. I EU har det i løpet av det siste tiåret vært en årlig vekst i industrien for fornybar energi med 10–12 %. Dette utviklingsnivået er en svært viktig indikator.

solfanger

Et av de mest åpenbare bruksområdene for solenergi er bruken til oppvarming av vann og luft (som kjølevæsker). I klimatiske områder der kaldt vær råder, er beregning og organisering av varmesystemer for hver boligbygning obligatorisk for komfortabel livsstil. De må ha varmtvannsforsyning for ulike behov Dessuten må hus varmes opp. Sikkert, det beste alternativet her vil det være en anvendelse av kretsen der de jobber automatiserte systemer varmetilførsel.

Store mengder daglige kvitteringer varmt vann under produksjonsprosessen de trenger industribedrifter. Et eksempel er Australia, hvor nesten 20 prosent av all energi som forbrukes brukes på å varme opp kjølevæsken til en temperatur som ikke overstiger 100 o C. Av denne grunn, i noen utviklede vestlige land, og i større grad i Israel, Nord-Amerika, Japan og, selvfølgelig, Australia, utvides produksjonen av solvarmesystemer veldig raskt.

I nær fremtid vil energiutviklingen utvilsomt rettes mot bruk av solstråling. Tettheten av solstråling på jordoverflaten er i gjennomsnitt 250 W per kvadratmeter. Og dette til tross for at for å dekke menneskelige økonomiske behov i de minst industrialiserte områdene, er to watt per kvadratmeter nok.

Den fordelaktige forskjellen mellom solenergi og andre energisektorer som bruker fossilt brenselforbrenningsprosesser er miljøvennligheten til energien som produseres. Driften av solenergiutstyr resulterer ikke i utslipp av skadelige utslipp til atmosfæren.

Valg av utstyrsapplikasjonsskjema, passive og aktive systemer

Det er to ordninger for å bruke solstråling som varmesystem for en bolig. Dette er aktive og passive systemer. Passive solvarmesystemer er de der selve husets struktur eller dets individuelle deler fungerer som elementet som direkte absorberer solstråling og genererer varme fra den. Disse elementene kan være et gjerde, et tak eller individuelle deler av en bygning bygget på grunnlag av en bestemt ordning. Passive systemer bruker ikke mekaniske bevegelige deler.

Aktive systemer fungerer på grunnlag av den motsatte ordningen for oppvarming av et hus; de bruker aktivt mekaniske enheter (pumper, motorer; når du bruker dem, beregnes også den nødvendige effekten).

Den enkleste i design og minst kostbar i økonomisk Ved installasjon av kretser brukes passive systemer. Slike oppvarmingsordninger krever ikke installasjon ekstra enheter for absorpsjon og påfølgende distribusjon av solstråling i hjemmets varmesystem. Driften av slike systemer er basert på prinsippet om direkte oppvarming av boarealet direkte gjennom lysoverførende vegger plassert på sørsiden. Ekstra funksjon oppvarming utføres av de ytre overflatene til husets gjerdeelementer, som er utstyrt med et lag med gjennomsiktige skjermer.

For å starte prosessen med å konvertere solstråling til Termisk energi De bruker et designsystem basert på bruk av solmottakere med en gjennomsiktig overflate, hvor hovedfunksjonen spilles av "drivhuseffekten" brukes til å holde på termisk stråling, og øker dermed temperaturen inne i rommet.

Det er verdt å merke seg at bruken av bare én type system kanskje ikke er helt berettiget. Ofte viser nøye beregninger at betydelige reduksjoner i varmetap og bygningsenergibehov kan oppnås ved bruk av integrerte systemer. Generelt arbeid både aktive og passive systemer ved å kombinere positive egenskaper vil gi maksimal effekt.

En typisk effektivitetsberegning viser at passiv solstråling vil gi omtrent 14 til 16 prosent av boligens oppvarmingsbehov. Et slikt system vil være en viktig komponent i varmegenereringsprosessen.

Men til tross for visse positive egenskaper passive systemer krever hovedfunksjonene for å fullt ut dekke bygningens varmebehov fortsatt bruk av aktivt oppvarmingsutstyr. Systemer som har som funksjon å direkte absorbere, akkumulere og distribuere solstråling.

Planlegging og kalkyle

Beregn muligheten for å installere aktive varmesystemer ved bruk av solenergi (krystallinske solceller, solfangere), fortrinnsvis på bygningsprosjekteringsstadiet. Men fortsatt er dette punktet ikke obligatorisk installasjon av et slikt system er også mulig på et eksisterende prosjekt, uavhengig av året det ble bygget (grunnlaget for suksess er riktig beregning av hele ordningen).

Utstyret er montert på sørsiden av huset. Denne ordningen skaper forhold for maksimal absorpsjon av innkommende solstråling om vinteren. Fotoceller som konverterer solenergi og er installert på en fast struktur er mest effektive når de er montert i forhold til jordoverflaten i en vinkel lik den geografiske plasseringen til den oppvarmede bygningen. Vinkelen på taket, graden av rotasjon av huset mot sør - dette er viktige punkter som må tas i betraktning når man beregner hele oppvarmingsordningen.

Solfotoceller og solfangere skal installeres så nært energiforbruksstedet som mulig. Husk at jo nærmere du bygger bad og kjøkken, jo mindre varmetap vil det være (i dette alternativet kan du klare deg med én solfanger, som vil varme opp begge rommene). Hovedevalueringskriteriet når du velger utstyret du trenger er effektiviteten.

Aktive solvarmeanlegg er delt inn i følgende grupper etter følgende kriterier:

1. Anvendelse av en sikkerhetskopikrets;
2. Sesongbestemt arbeid (gjennom året eller i en bestemt sesong);
3. Funksjonelle formål - oppvarming, varmtvannsforsyning og kombinerte systemer;
4. Kjølevæsken som brukes er væske eller luft;
5. Anvendt teknisk løsning for antall kretser (1, 2 eller flere).

Generelle økonomiske data vil tjene som hovedfaktoren for å velge en av utstyrstypene. En kompetent termisk beregning av hele systemet vil hjelpe deg med å ta den riktige avgjørelsen. Beregningen må utføres under hensyntagen til indikatorene for hvert spesifikt rom der organiseringen av solvarme og (eller) varmtvannsforsyning er planlagt. Det er verdt å ta hensyn til plasseringen av bygningen, klimatiske naturforhold og kostnadene for den fordrevne energiressursen. Riktig beregning og vellykket valg av varer nøkkelen til den økonomiske gjennomførbarheten av å bruke solenergiutstyr.

Solvarmeanlegg

Den vanligste oppvarmingsordningen som brukes er installasjon av solfangere, som gir funksjonen til å lagre absorbert energi i en spesiell beholder - et batteri.

I dag er de mest utbredte to-krets oppvarmingsordninger for boliger der tvangssystem kjølesirkulasjon i oppsamleren. Prinsippet for driften er som følger. Varmtvann tilføres fra toppen av lagertanken, prosessen skjer automatisk i henhold til fysikkens lover. Kaldt rennende vann settes under trykk i den nedre delen av tanken; dette vannet fortrenger det oppvarmede vannet som samler seg i den øvre delen av tanken, som deretter kommer inn i husets varmtvannsforsyningssystem for å tilfredsstille husholdnings- og oppvarmingsbehovet.

For eneboliger er det vanligvis installert en lagertank med en kapasitet på 400 til 800 liter. For å varme opp slike mengder kjølevæske, avhengig av naturlige forhold, er det nødvendig å beregne overflaten til solfangeren riktig. Det er også nødvendig å rettferdiggjøre bruken av utstyr økonomisk.

Standardsettet med utstyr for å installere et solvarmesystem er som følger:

• Direkte selve solfangeren;
• Festesystem (støtter, bjelker, holdere);
• Oppbevaringstank;
• Tank som kompenserer for overdreven utvidelse av kjølevæsken;
• Pumpe drift kontroll enhet;
• Pumpe (sett med ventiler);
• Temperatursensorer;
• Varmevekslingsenheter (brukes i kretsløp med store volumer);
• Termisk isolerte rør;
• Sikkerhets- og kontrollventiler;
• Tilpasning.

System basert på varmeabsorberende paneler. Slike paneler brukes vanligvis på nybyggstadiet. For å installere dem, er det nødvendig å bygge en spesiell struktur kalt et varmt tak. Dette betyr at panelene skal monteres direkte inn i takkonstruksjonen ved bruk av takelementene som bestanddeler utstyrshus. En slik installasjon vil redusere kostnadene for å lage et varmesystem, men vil kreve arbeid av høy kvalitet på vanntetting av skjøtene til enhetene og taket. Denne metoden for å installere utstyr vil kreve at du nøye designer og planlegger alle stadier av arbeidet. Det er nødvendig å løse mange problemer angående rørføring, plassering av lagertank, installasjon av pumpe og justering av skråninger. Ganske mange problemer under installasjonen vil måtte løses dersom bygget ikke dreies mot sør på beste måte.

Generelt vil et solvarmeanleggsprosjekt være forskjellig fra andre i varierende grad. Kun de grunnleggende prinsippene i systemet vil forbli uendret. Gi derfor en nøyaktig liste over nødvendige deler for komplett installasjon hele systemet er ikke mulig, siden det under installasjonsprosessen kan være nødvendig å bruke tilleggselementer og materialer.

Flytende varmesystemer

I systemer som opererer på basis av flytende kjølevæske, brukes vanlig vann som lagringsmedium. Energiabsorpsjon skjer i solfangere flat design. Energi akkumuleres i lagertanken og forbrukes etter behov.

For å overføre energi fra lagringsenheten til bygningen, brukes en vann-til-vann eller vann-til-luft varmeveksler. Varmtvannsforsyningssystemet er utstyrt med en ekstra tank, som kalles en forvarmetank. Vannet varmes opp i den på grunn av solstråling og kommer deretter inn i en konvensjonell varmtvannsbereder.

Luftvarmesystem

Dette systemet bruker luft som varmebærer. Kjølevæsken varmes opp i en flat solfanger, og deretter kommer den oppvarmede luften inn i det oppvarmede rommet eller inn i en spesiell lagringsenhet, hvor den absorberte energien samles i en spesiell dyse, som varmes opp av den innkommende varme luften. Takket være denne funksjonen fortsetter systemet å levere varme til huset selv om natten når solinnstråling ikke er tilgjengelig.

Systemer med tvungen og naturlig sirkulasjon

Grunnlaget for driften av naturlige sirkulasjonssystemer er den uavhengige bevegelsen av kjølevæsken. Under påvirkning av stigende temperatur mister den tetthet og tenderer derfor til den øvre delen av enheten. Den resulterende trykkforskjellen er det som får utstyret til å fungere.

1. Solfangere.

Solfangeren er hovedelementet i installasjonen der solstrålingsenergien omdannes til en annen form for nyttig energi. I motsetning til konvensjonelle varmevekslere, der intens varmeoverføring skjer fra en væske til en annen, og stråling er ubetydelig, i en solfanger utføres overføringen av energi til væsken fra en ekstern kilde til strålingsenergi. Uten konsentrasjonen av solstråler er flukstettheten til den innfallende strålingen inne beste scenario-1100 W/m2 og er en variabel verdi. Bølgelengdene er i området 0,3 - 3,0 mikron. De er betydelig mindre enn bølgelengdene til den iboende strålingen til de fleste overflater som absorberer stråling. Solfangerforskning gir således unike varmeoverføringsutfordringer ved lave og variable energiflukstettheter og en relativt stor rolle for stråling.

Solfangere kan brukes med eller uten konsentrert solinnstråling. I flatplatesamlere er overflaten som mottar solstråling også overflaten som absorberer stråling. Fokuserende samlere, vanligvis med konkave reflektorer, konsentrerer strålingen som innfaller på hele overflaten på en varmeveksler med et mindre overflateareal, og øker derved energiflukstettheten.

1.1. Flate solfangere. En flat-plate solfanger er en varmeveksler designet for å varme opp en væske eller gass ved hjelp av solstrålingsenergi.

Flatplatesamlere kan brukes til å varme opp kjølevæske til moderate temperaturer, t ≈ 100 o C. Fordelene deres inkluderer muligheten til å bruke både direkte og diffus solstråling; de krever ikke solsporing og krever ikke rutinemessig vedlikehold. Strukturelt er de enklere enn et system som består av konsentrerende reflektorer, absorberende overflater og sporingsmekanismer. Anvendelsesområdet for solfangere er varmesystemer for bolig- og industribygg, klimaanlegg, varmtvannsforsyning, samt kraftverk med lavtkokende arbeidsvæske, vanligvis opererer i henhold til Rankine-syklusen.

Hovedelementene i en typisk flat solfanger (fig. 1) er: en "svart" overflate som absorberer solstråling og overfører sin energi til kjølevæsken (vanligvis flytende); belegg som er gjennomsiktige for solstråling plassert over den absorberende overflaten, som reduserer konveksjons- og strålingstap i atmosfæren; termisk isolasjon av retur- og endeflatene til solfangeren for å redusere tap på grunn av varmeledningsevne.

Figur 1. Skjematisk diagram flat solfanger.

EN) 1 - gjennomsiktige belegg; 2 - isolasjon; 3 - rør med kjølevæske; 4 - absorberende overflate;

b) 1.overflate som absorberer solstråling, 2-kjølevæskekanaler, 3-glass(??), 4-kropp,

5- termisk isolasjon.

Fig.2 Solfanger av ark-rør type.

1 - øvre hydraulisk manifold; 2 - nedre hydraulisk manifold; 3 - n rør plassert i avstand W fra hverandre; 4 - ark (absorberende plate); 5- tilkobling; 6 - rør (ikke i skala);

7 - isolasjon.

1.2. Samlereffektivitet. Effektiviteten til en kollektor bestemmes av dens optiske og termiske effektivitet. Optisk virkningsgrad η o viser hvilken del av solstrålingen som når solfangerglassoverflaten som absorberes av den absorberende sorte overflaten, og tar hensyn til energitapene knyttet til forskjellen mellom glasstransmittansen og absorpsjonskoeffisienten til den absorberende overflaten fra enhet. . For manifold med ettlagsglass

hvor (τα) n er produktet av glasstransmittansen τ og absorpsjonskoeffisienten α som absorberer stråling fra overflaten ved normalt fall solstråler.

Hvis innfallsvinkelen til strålene er forskjellig fra direkte, innføres en korreksjonsfaktor k, som tar hensyn til økningen i refleksjonstap fra glass og overflater som absorberer solstråling. I fig. Figur 3 viser grafer k = f(1/ cos 0 - 1) for samlere med enkelt- og to-lags glass. Optisk effektivitet som tar hensyn til innfallsvinkelen for andre stråler enn direkte,

Ris. 3. Korreksjonsfaktor som tar hensyn til refleksjon av sollys fra glassoverflaten og den svarte absorberende overflaten.

I tillegg til disse tapene er det i en kollektor av ethvert design varmetap til miljøet Q svette, som tas i betraktning av den termiske effektiviteten, som er lik forholdet mellom mengden nyttig varme som fjernes fra samleren i en viss tid til mengden strålingsenergi som kommer til den fra solen på samme tid:

hvor Ω er kollektorens åpningsområde; I er solstrålingens flukstetthet.

Den optiske og termiske effektiviteten til en kollektor er relatert av forholdet

Varmetap preget av total tapskoeffisient U

hvor Ta er temperaturen på den svarte overflaten som absorberer solstråling; T ca - omgivelsestemperatur.

Verdien av U kan betraktes som konstant med tilstrekkelig nøyaktighet for beregninger. I dette tilfellet vil det å erstatte Qpot i formelen for termisk effektivitet føre til ligningen

Den termiske effektiviteten til en kollektor kan også skrives i form av gjennomsnittstemperaturen til kjølevæsken som strømmer gjennom den:

hvor T t = (T inn + T ut) /2 - gjennomsnittlig kjølevæsketemperatur; F" er en parameter vanligvis kalt "kollektoreffektivitet" og karakteriserer effektiviteten av varmeoverføring fra overflaten som absorberer solstråling til kjølevæsken; den avhenger av utformingen av solfangeren og er nesten uavhengig av andre faktorer; typiske verdier for parameter F"≈: 0,8- 0,9 - for flate luftkollektorer; 0,9-0,95 - for flate væskesamlere; 0,95-1,0 - for vakuummanifolder.

1.3. Vakuumsamlere. I tilfeller hvor oppvarming til høyere temperaturer er nødvendig, brukes vakuumsamlere. I en vakuumkollektor er volumet som inneholder den svarte overflaten som absorberer solstråling, atskilt fra miljøet av et evakuert rom, noe som kan redusere varmetapet til miljøet betydelig på grunn av termisk ledningsevne og konveksjon. Stråletap undertrykkes i stor grad ved å påføre selektiv belegg. Siden den totale tapskoeffisienten i en vakuumkollektor er liten, kan kjølevæsken i den varmes opp til høyere temperaturer (120-150 °C) enn i en flat kollektor. I fig. 9.10 viser eksempler konstruktiv gjennomføring vakuummanifolder.

Ris. 4. Typer vakuummanifolder.

1 - rør med kjølevæske; 2 - plate med et selektivt belegg som absorberer solstråling; 3 varmerør; 4 varmefjerningselement; 5 glassrør med selektivt belegg; b - indre rør for tilførsel av kjølevæske; 7 ytre glassbeholder; 8 vakuum

Forbruksøkologi: Det meste av året er vi tvunget til å bruke penger på å varme opp husene våre. I en slik situasjon vil all hjelp være nyttig. Solenergi er perfekt for disse formålene: helt miljøvennlig og gratis.

Mesteparten av året er vi tvunget til å bruke penger på å varme opp hjemmene våre. I en slik situasjon vil all hjelp være nyttig. Solenergi er perfekt for disse formålene: helt miljøvennlig og gratis. Moderne teknologier gjør det mulig å utføre solvarme til et privat hus ikke bare i de sørlige regionene, men også i midtre sone.

Hva moderne teknologi kan tilby

I gjennomsnitt mottar 1 m2 av jordens overflate 161 W solenergi i timen. Selvfølgelig, ved ekvator vil dette tallet være mange ganger høyere enn i Arktis. I tillegg avhenger tettheten av solstråling av årstiden. I Moskva-regionen avviker intensiteten av solstråling i desember-januar fra mai-juli med mer enn fem ganger. derimot moderne systemer så effektive at de kan fungere nesten hvor som helst på jorden.

Problemet med å bruke solstrålingsenergi med maksimal effektivitet løses på to måter: direkte oppvarming i termiske solfangere og solcellebatterier.

Solcellepaneler konverterer først energien fra solstrålene til elektrisitet, for så å overføre den gjennom et spesielt system til forbrukere, for eksempel en elektrisk kjele.

Termiske samlere, når de varmes opp av solens stråler, varmer opp kjølevæsken til varme- og varmtvannsforsyningssystemer.

Termosamlere kommer i flere typer, inkludert åpne og lukkede systemer, flate og sfæriske design, halvkuleformede samlere, konsentratorer og mange andre alternativer.

Den termiske energien som hentes fra solfangere brukes til å varme opp varmt vann eller varmevæske.

Selv om det har vært klare fremskritt med å utvikle løsninger for høsting, lagring og bruk av solenergi, er det fordeler og ulemper.

Effektiviteten til solvarme på våre breddegrader er ganske lav, noe som forklares av det utilstrekkelige antallet soldager for regelmessig drift av systemet

Fordeler og ulemper med å bruke solenergi

Den mest åpenbare fordelen med å bruke solenergi er dens universelle tilgjengelighet. Faktisk, selv i det dystreste og mest overskyede været, kan solenergi samles inn og brukes.

Den andre fordelen er null utslipp. Faktisk er det den mest miljøvennlige og naturlig utseende energi. Solcellepaneler og solfangere gir ikke støy. I de fleste tilfeller er de installert på taket av bygninger uten å okkupere brukbart område forstadsområde.

Ulempene forbundet med å bruke solenergi er variasjonen i belysningen. Om natten er det ingenting å hente, situasjonen forverres av det faktum at toppen fyringssesongen faller på årets korteste dagslys.

En betydelig ulempe med oppvarming basert på bruk av solfangere er mangelen på evne til å akkumulere termisk energi. Kun ekspansjonstanken er inkludert i kretsen

Det er nødvendig å overvåke den optiske renheten til panelene; liten forurensning reduserer effektiviteten kraftig.

I tillegg kan det ikke sies at drift av solenergianlegg er helt gratis det er konstante kostnader til utstyrsavskrivninger, drift av sirkulasjonspumpen og kontrollelektronikk.

Åpne solfangere

En åpen solfanger er et system av rør, ubeskyttet mot ytre påvirkninger, gjennom hvilke kjølevæske oppvarmet direkte av solen sirkulerer. Vann, gass, luft og frostvæske brukes som kjølevæsker. Rørene er enten festet til støttepanelet i form av en spole, eller koblet i parallelle rader til utløpsrøret.

Åpne solfangere er ikke i stand til å takle oppvarmingen av et privat hjem. På grunn av mangelen på isolasjon avkjøles kjølevæsken raskt. De brukes i sommertid hovedsakelig for oppvarming av vann i dusjer eller svømmebassenger

Åpne samlere har vanligvis ingen isolasjon. Designet er veldig enkelt, derfor har det en lav pris og er ofte laget uavhengig.

På grunn av mangelen på isolasjon lagrer de praktisk talt ikke energien mottatt fra solen og er preget av lav effektivitet. De brukes hovedsakelig om sommeren til å varme opp vann i svømmebassenger eller sommerdusjer. Installert i solcelle og varme strøk, med små forskjeller i temperatur på omgivelsesluften og oppvarmet vann. De fungerer bra bare i solfylt, vindstille vær.

Den enkleste solfangeren med en kjøleribbe laget av en spole av polymerrør vil gi tilførsel av oppvarmet vann til dachaen for vanning og husbehov

Rørformede solfangere

Rørformede solfangere er satt sammen av individuelle rør som vann, gass eller damp strømmer gjennom. Dette er en av typene åpne solsystemer. Kjølevæsken er imidlertid allerede mye bedre beskyttet mot ekstern negativitet. Spesielt i vakuuminstallasjoner, designet etter termosprinsippet.

Hvert rør er koblet til systemet separat, parallelt med hverandre. Hvis ett rør svikter, er det enkelt å erstatte det med et nytt. Hele strukturen kan monteres direkte på taket av bygningen, noe som i stor grad forenkler installasjonen.

Den rørformede samleren har en modulær struktur. Hovedelementet er et vakuumrør; antall rør varierer fra 18 til 30, noe som lar deg velge kraften til systemet nøyaktig

En betydelig fordel med rørformede solfangere er den sylindriske formen til hovedelementene, takket være hvilken solstråling fanges opp hele dagen uten bruk av dyre systemer for å spore bevegelsen til armaturet.

Et spesielt flerlagsbelegg skaper en slags optisk felle for sollys. Diagrammet viser delvis den ytre veggen av vakuumkolben som reflekterer stråler på veggene til den indre kolben

Basert på utformingen av rørene, skilles fjær- og koaksiale solfangere.

Koaksialrøret er et Diaur kar eller en kjent termos. Laget av to kolber mellom hvilke luft evakueres. På indre overflate Den indre kolben er belagt med et svært selektivt belegg som effektivt absorberer solenergi.

Termisk energi fra det interne selektive laget overføres til et varmerør eller intern varmeveksler laget av aluminiumsplater. På dette stadiet oppstår uønsket varmetap.

Fjærrøret er en glassylinder med en fjærabsorber satt inn på innsiden.

For god varmeisolasjon er luften evakuert fra røret. Varmeoverføring fra absorberen skjer uten tap, så effektiviteten til fjærrør er høyere.

I henhold til metoden for varmeoverføring er det to systemer: direktestrøm og med varmerør.

Termisk rør er en forseglet beholder med en lett fordampende væske.

Inne i varmerøret er det en lett fordampende væske som mottar varme fra den indre veggen av kolben eller fra fjærabsorberen. Under påvirkning av temperatur koker væsken og stiger i form av damp. Etter at varmen er overført til varme- eller varmtvannsforsyningskjølevæsken, kondenserer dampen til væske og strømmer ned.

Vann brukes ofte som en lett fordampende væske ved lavt trykk.

Et engangssystem bruker et U-formet rør som vann eller varmevæske sirkulerer gjennom.

Den ene halvdelen av det U-formede røret er beregnet for kald kjølevæske, den andre fjerner det oppvarmede. Ved oppvarming utvider kjølevæsken seg og går inn i lagertanken, og gir naturlig sirkulasjon. Som med varmerørsystemer, må minste helningsvinkel være minst 20⁰.

Direktestrømsystemer er mer effektive fordi de umiddelbart varmer opp kjølevæsken.

Hvis solfangersystemer er planlagt brukt hele året, pumpes spesiell frostvæske inn i dem.

Fordeler og ulemper med rørformede samlere

Bruken av rørformede solfangere har en rekke fordeler og ulemper. Designet til en rørformet solfanger består av identiske elementer som er relativt enkle å erstatte.

Fordeler:

• lavt varmetap;
• evne til å arbeide ved temperaturer ned til -30⁰С;
• effektiv ytelse gjennom dagslyset;
• god ytelse i områder med temperert og kaldt klima;
• lav vindstyrke, rettferdiggjort av evnen til rørformede systemer til å passere luftmasser gjennom seg selv;
• produksjonsmulighet høy temperatur kjølevæske.

Strukturelt har den rørformede strukturen en begrenset åpningsoverflate. Det har følgende ulemper:

• ikke i stand til å rense seg selv fra snø, is, frost;
• høy pris.

Til tross for den innledende høye kostnaden, betaler rørformede samlere for seg selv raskere. Ha langsiktig operasjon.

Flate lukkede solfangere

En flatplatesamler består av en aluminiumsramme, et spesielt absorberende lag - en absorber, et gjennomsiktig belegg, en rørledning og isolasjon.

Svertet kobberplate brukes som absorber, som har ideell varmeledningsevne for å lage solsystemer. Når solenergi absorberes av en absorber, overføres solenergien den mottar til en kjølevæske som sirkulerer gjennom et rørsystem ved siden av absorbatoren.

På utsiden er det lukkede panelet beskyttet av et gjennomsiktig belegg. Den er laget av støtsikker herdet glass, med en båndbredde på 0,4-1,8 µm. Dette området står for den maksimale solinnstrålingen. Støtsikkert glass gir god beskyttelse mot hagl. På baksiden er hele panelet pålitelig isolert.

Flatplate solfangere er preget av maksimal ytelse og enkel design. Effektiviteten deres økes på grunn av bruken av en absorber. De er i stand til å fange opp diffus og direkte solstråling

Listen over fordeler med lukkede flatpaneler inkluderer:

• enkelhet i design;
• god ytelse i regioner med varmt klima;
• muligheten til å installere i alle vinkler med enheter for å endre helningsvinkelen;
• evnen til å rense seg selv fra snø og frost;
• lav pris.

Flatplate solfangere er spesielt fordelaktige hvis bruken er planlagt på designstadiet. Levetiden til kvalitetsprodukter er 50 år.

Ulempene inkluderer:

• høyt varmetap;
• tung vekt;
• høy vindstyrke når panelene er plassert i en vinkel til horisontalen;
• ytelsesbegrensninger når temperaturendringer overstiger 40°C.

Anvendelsesområdet for lukkede solfangere er mye bredere enn for solcellesystemer av åpen type. Om sommeren er de i stand til å dekke behovet for varmt vann fullt ut. På kjølige dager, når verktøyene ikke inkluderer dem i oppvarmingsperioden, kan de fungere i stedet for gass- og elektriske varmeovner.

Sammenligning av solfangeregenskaper

Den viktigste indikatoren på en solfanger er effektivitet. Den nyttige ytelsen til solfangere av forskjellige design avhenger av temperaturforskjellen. Samtidig er flate samlere mye billigere enn rørformede.

Effektivitetsverdier avhenger av produksjonskvaliteten til solfangeren. Formålet med grafen er å vise effektiviteten av å bruke ulike systemer avhengig av temperaturforskjellen

Når du velger en solfanger, bør du være oppmerksom på en rekke parametere som viser effektiviteten og kraften til enheten.

Det er flere viktige egenskaper for solfangere:

• adsorpsjonskoeffisient - viser forholdet mellom absorbert energi og total;
• utslippskoeffisient - viser forholdet mellom overført energi og absorbert energi;
• totalt og blenderåpningsareal;
• Effektivitet

Blenderåpningsområdet er arbeidsområdet til solfangeren. En flatplatesamler har et maksimalt blenderareal. Blenderarealet er lik absorberarealet.

Metoder for tilkobling til varmesystemet

Siden solcelledrevne enheter ikke kan gi en stabil, døgnåpen energiforsyning, er det nødvendig med et system som er motstandsdyktig mot disse manglene.

For det sentrale Russland kan ikke solenergiapparater garantere en stabil strøm av energi, så de brukes som tilleggssystem. Integrasjon i eksisterende system oppvarming og varmtvannsforsyning er forskjellig for solfanger og solcellebatteri.

Koblingsskjema for termisk kollektor

Avhengig av formålet med å bruke varmesamleren, brukes forskjellige koblingssystemer. Det kan være flere alternativer:

1. Sommeralternativ for varmtvannsforsyning
2. Vinteralternativ for oppvarming og varmtvannsforsyning

Sommeralternativet er det enkleste og kan til og med gjøres uten en sirkulasjonspumpe, ved å bruke den naturlige sirkulasjonen av vann.

Vannet varmes opp i solfangeren og går på grunn av termisk ekspansjon inn i lagertanken eller kjelen. I dette tilfellet oppstår naturlig sirkulasjon: kaldt vann suges ut av tanken i stedet for varmt vann.

Om vinteren når negative temperaturer Direkte oppvarming av vann er ikke mulig. Spesiell frostvæske sirkulerer gjennom en lukket krets, og sikrer varmeoverføring fra oppsamleren til varmeveksleren i tanken

Som ethvert system basert på naturlig sirkulasjon, fungerer det ikke veldig effektivt, og krever overholdelse av de nødvendige bakkene. I tillegg skal lagertanken være høyere enn solfangeren.

For at vannet skal holde seg varmt så lenge som mulig, må tanken være grundig isolert.

Hvis du virkelig ønsker å oppnå maksimalt effektivt arbeid solfanger, vil koblingsskjemaet bli mer komplisert.

Ikke-frysende kjølevæske sirkulerer gjennom solfangersystemet. Tvunget sirkulasjon leveres av en pumpe styrt av en kontroller.

Regulatoren styrer driften av sirkulasjonspumpen basert på avlesningene til minst to temperatursensorer. Den første sensoren måler temperaturen i oppbevaringstank, den andre - på det varme kjølevæsketilførselsrøret til solfangeren. Så snart temperaturen i tanken overstiger temperaturen på kjølevæsken, slås kontrolleren i oppsamleren av sirkulasjonspumpe, stopper sirkulasjonen av kjølevæske gjennom systemet.

I sin tur, når temperaturen i lagertanken faller under den innstilte verdien, slås varmekjelen på.

Tilkoblingsskjema for solcellebatteri

Det vil være fristende å bruke en lignende ordning for å koble et solcellebatteri til det elektriske nettet, som er implementert i tilfellet med en solfanger, og akkumulere energien som mottas i løpet av dagen. Dessverre, for strømforsyningssystemet til et privat hjem, er det veldig dyrt å lage en batteripakke med tilstrekkelig kapasitet. Derfor ser koblingsskjemaet slik ut.

Når kraften avtar elektrisk strøm fra solbatteriet sørger ATS-enheten (automatisk innkobling av en reserve) for tilkobling av forbrukere til det generelle strømnettet

Fra solcellepanelene tilføres ladningen til laderegulatoren, som utfører flere funksjoner: sørger for konstant opplading av batteriene og stabiliserer spenningen. Deretter tilføres den elektriske strømmen til omformeren, hvor 12V eller 24V likestrøm omdannes til enfaset vekselstrøm 220V.

Dessverre, våre elektriske nettverk er ikke egnet for å motta energi, de kan bare fungere i én retning fra kilde til forbruker. Av denne grunn vil du ikke kunne selge den utvunne strømmen eller i det minste få måleren til å snurre i motsatt retning.

Bruk solcellepaneler fordelaktig ved at de gir en mer allsidig type energi, men samtidig kan de ikke måle seg i effektivitet med solfangere. Sistnevnte har imidlertid ikke mulighet til å lagre energi, i motsetning til solcellebatterier.

Hvordan beregne nødvendig kollektoreffekt

Når man beregner den nødvendige effekten til en solfanger, blir det ofte feilaktig gjort beregninger basert på den innkommende solenergien i de kaldeste månedene av året.

Faktum er at i de resterende månedene av året vil hele systemet konstant overopphetes. Om sommeren kan temperaturen på kjølevæsken ved utløpet av solfangeren nå 200°C ved oppvarming av damp eller gass, 120°C for frostvæske, 150°C for vann. Hvis kjølevæsken koker, vil den delvis fordampe. Som et resultat må den byttes ut.

• levering av varmtvannsforsyning ikke mer enn 70%;
• levering av varmesystemet ikke mer enn 30%.

Resten av den nødvendige varmen må genereres av standard oppvarmingsutstyr. Likevel, med slike indikatorer, spares det i gjennomsnitt rundt 40% per år på oppvarming og varmtvannsforsyning.

Strøm generert av ett rør vakuumsystem avhenger av geografisk plassering. Hastigheten av solenergi som faller per 1 m2 land per år kalles isolasjon. Når du kjenner lengden og diameteren til røret, kan du beregne blenderåpningen - det effektive absorpsjonsområdet. Det gjenstår å bruke absorpsjons- og utslippskoeffisientene for å beregne kraften til ett rør per år.

Regneeksempel:

Standard rørlengde er 1800 mm, effektiv lengde er 1600 mm. Diameter 58 mm. Blenderåpning er det skyggelagte området skapt av røret. Dermed vil området til skyggerektangelet være:

S = 1,6 * 0,058 = 0,0928m2

Effektiviteten til det midterste røret er 80%, solinnstråling for Moskva er omtrent 1170 kWh/m2 per år. Dermed vil ett rør produsere per år:

W = 0,0928 * 1170 * 0,8 = 86,86 kWh

Det skal bemerkes at dette er et svært grovt anslag. Mengden energi som genereres avhenger av installasjonens orientering, vinkel, gjennomsnittlig årstemperatur osv. publisert

Hovedtyngden av kostnadene for å vedlikeholde din egen bolig kommer fra oppvarmingskostnader. Hvorfor ikke bruke gratis energi naturlige kilder, for eksempel solen, for å varme opp bygningen? Tross alt gjør moderne teknologier dette mulig!

For å akkumulere energien til solstråler, brukes spesielle solcellepaneler, installert på taket av huset. Etter mottak omdannes denne energien til elektrisk energi, som deretter distribueres gjennom det elektriske nettverket og brukes, som i vårt tilfelle, i varmeapparater.

Sammenlignet med andre energikilder - standard, autonom og alternativ - er fordelene med solcellepaneler åpenbare:

• praktisk talt gratis å bruke;
• uavhengighet fra energiforsyningsselskaper;
• mengden energi som mottas justeres enkelt ved å endre antall solcellepaneler i systemet;
• lang levetid (ca. 25 år) for solceller;
• mangel på systematisk vedlikehold.

Selvfølgelig har denne teknologien også sine ulemper:

• avhengighet av værforhold;
• tilstedeværelsen av tilleggsutstyr, inkludert klumpete batterier;
• ganske høye kostnader, noe som øker tilbakebetalingsperioden;
• Synkronisering av spenningen fra batteriene med spenningen til den lokale transformatorstasjonen krever installasjon av spesialutstyr.

Påføring av solcellepaneler

Batterier som konverterer solenergi monteres direkte på overflaten av husets tak ved å koble dem til hverandre for å danne et system med nødvendig kraft. Hvis takkonfigurasjonen eller andre strukturelle funksjoner ikke tillater dem å festes direkte, blir de installert på taket eller til og med på veggene. rammeblokker. Som ekstrautstyr er det mulig å installere systemet på separate stativer i nærheten av huset.

Solcellepaneler er en generator elektrisk energi, som frigjøres under fotoelektriske reaksjoner. Lav effektivitet av kretselementer med et samlet areal på 15-18 kvadratmeter. m lar deg likevel varme opp rom hvis areal overstiger 100 kvadratmeter. m! Det er verdt å merke seg det moderne teknologi Slikt utstyr lar deg bruke solenergi selv i perioder med gjennomsnittlig overskyet.

I tillegg til å installere solcellepaneler, krever implementeringen av et varmesystem installasjon av tilleggselementer:

• enhet for å ta elektrisk strøm fra batterier;
• primær omformer;
• kontrollere for solceller;
• batterier med egen kontroller, som i autonom modus vil bytte systemet til nettstasjonsnettverket i tilfelle kritisk mangel på ladning;
• en enhet for å konvertere likestrøm til vekselstrøm.

Det mest optimale alternativet for varmesystem ved bruk av en alternativ energikilde er et elektrisk system. Dette vil tillate oppvarming store lokaler ved å legge ledende gulv. Dessuten lar det elektriske systemet deg fleksibelt endre temperaturregimet i oppholdsrom, og eliminerer også behovet for å installere store radiatorer og rør under vinduene.

Ideelt sett bør et elektrisk varmesystem som bruker solenergi i tillegg være utstyrt med termostat og automatisk temperaturkontroll i alle rom.

Bruk av solfangere

Varmesystemer basert på solfangere gjør det mulig å varme opp ikke bare boligbygg og hytter, men også hele hotellkomplekser og industrianlegg.

Slike samlere, hvis driftsprinsipp er basert på "drivhuseffekten", akkumulerer solenergi for videre bruk med praktisk talt uten tap. Dette åpner for en rekke muligheter:

• gi boliglokaler tilstrekkelig oppvarming;
• installer autonom varmtvannsforsyningsmodus;
• implementere vannoppvarming i svømmebassenger og badstuer.

Arbeidet til en solfanger er å konvertere energien fra solstråling som kommer inn i et lukket rom til termisk energi, som akkumuleres og lagres i lang tid. Utformingen av kollektorene tillater ikke at den lagrede energien slipper ut gjennom den gjennomsiktige installasjonen. Sentral hydraulisk system oppvarming bruker en termosifoneffekt, på grunn av hvilken en oppvarmet væske fortrenger en kaldere, og tvinger sistnevnte til å flytte til stedet for oppvarming.

Det er to implementeringer av den beskrevne teknologien:

• flat samler;
• vakuum manifold.

Den vanligste er flat-plate solfanger. På grunn av sin enkle design, brukes den med hell til romoppvarming boligbygg og i husholdningssystemer vannoppvarming. Enheten består av en energiabsorberende plate montert i et glasspanel.

Den andre typen - en vakuummanifold med direkte varmeoverføring - er en tank med vann med rør installert i en vinkel til den, gjennom hvilke oppvarmet vann stiger, noe som gir plass til kald væske. Slik naturlig konveksjon forårsaker kontinuerlig sirkulasjon av arbeidsfluidet i en lukket kollektorkrets og varmefordeling i hele varmesystemet.

En annen vakuummanifoldkonfigurasjon er en lukket kobberrørdesign som inneholder en spesiell lavkokende væske. Når den varmes opp, fordamper denne væsken og absorberer varme fra metallrør. Dampene som løftes opp kondenserer med overføringen av termisk energi til kjølevæsken - vann i varmesystemet eller hovedelementet i kretsen.

Når du oppvarmer et hus ved hjelp av solenergi, er det nødvendig å ta hensyn til mulig rekonstruksjon av taket eller veggene til bygningen for å oppnå maksimal effekt. Utformingen må ta hensyn til alle faktorer: fra bygningens plassering og skyggelegging til de geografiske værforholdene i området.