Хотя первоначальная стоимость солнечного водонагревателя может быть выше, чем у традиционного, используемая вами солнечная энергия может принести огромную экономию и пользу окружающей среде. На горячую воду приходится 18 процентов потребления энергии в доме, но солнечные водонагреватели могут сократить ваши расходы на горячую воду на 50–80 процентов.
В этой статье мы объясним, как солнечные водонагреватели могут помочь вам воспользоваться преимуществами бесплатной возобновляемой энергии, которая экономит деньги и приносит пользу планете. Вооружившись этой информацией, вы сможете принять наилучшее решение о том, является ли солнечный водонагреватель хорошей инвестицией для удовлетворения потребностей вашего дома в горячей воде.
Чтобы узнать, сколько будет стоить полная система солнечной энергии для вашего дома, вы можете получить бесплатную, ни к чему не обязывающую смету от ведущей компании по установке солнечных батарей в вашем регионе, заполнив форму ниже.
Основная функция солнечного водонагревателя заключается в том, чтобы подвергать воду или теплообменную жидкость воздействию солнечного света, а затем циркулировать нагретую жидкость обратно в ваш дом для бытового использования. Основными компонентами всех солнечных водонагревателей являются накопительный бак и коллектор, который собирает тепло от солнца.
Коллектор представляет собой ряд пластин, трубок или резервуаров, через которые вода или теплоноситель поглощают солнечное тепло. Оттуда жидкость циркулирует в резервуар или теплообменник.
Солнечные водонагреватели — наиболее распространенные энергосберегающие устройства для предварительного нагрева воды перед ее подачей в обычный водонагреватель в доме. Однако некоторые солнечные водонагреватели нагревают и хранят воду без использования традиционных баков, обеспечивая полностью солнечное горячее водоснабжение.
Существует две основные категории солнечных водонагревателей: пассивные и активные. Главное различие между ними заключается в том, что активные системы требуют циркуляционного насоса для перемещения воды, в то время как пассивные системы используют силу тяжести для перемещения воды. Активные системы также требуют электроэнергии для работы и могут использовать антифриз в качестве теплоносителя.
В простейших пассивных солнечных коллекторах вода нагревается в трубе, а затем при необходимости напрямую подается в кран через эту трубу. Активные солнечные коллекторы либо используют антифриз — из солнечного коллектора в теплообменник для нагрева питьевой воды для хранения и бытового использования — либо нагревают воду напрямую, после чего она перекачивается в резервуар.
Активные и пассивные системы подразделяются на подкатегории, предназначенные для различных климатических условий, задач, возможностей и бюджетов. Выбор подходящей системы будет зависеть от следующих факторов:
Хотя активные солнечные водонагреватели дороже пассивных систем, они более эффективны. Существует два типа активных солнечных водонагревательных систем:
В активной системе прямого водоподготовки питьевая вода поступает непосредственно через коллектор в накопительный резервуар для использования. Такие системы лучше всего подходят для умеренного климата, где температура редко опускается ниже нуля.
В активных косвенных системах неохлаждаемая жидкость циркулирует через солнечные коллекторы и поступает в теплообменник, где тепло жидкости передается питьевой воде. Затем вода возвращается в накопительный бак для бытового использования. Активные косвенные системы необходимы в холодном климате, где температура часто опускается ниже нуля. Без активных косвенных систем трубы подвержены риску замерзания и разрыва.
Пассивные солнечные водонагреватели — более дешевый и простой вариант, но, как правило, менее эффективны, чем активные системы. Однако они могут быть более надежными и служить дольше, поэтому не стоит игнорировать их, особенно если у вас ограниченный бюджет.
Система интегрированного коллектора-накопителя (ICS) — самая простая из всех установок солнечного водонагрева: коллектор также может использоваться в качестве накопительного бака. Они очень эффективны, но работают только в климате с очень низким риском замерзания. Система ICS может представлять собой как большой черный бак, так и ряд более мелких медных труб, закрепленных на крыше. Установки ICS с медными трубами нагреваются быстрее из-за увеличенной площади поверхности, но и рассеивают тепло быстрее по той же причине.
Системы ICS часто используются для предварительного нагрева воды для обычных водонагревателей. В такой системе, когда требуется вода, она покидает накопительный бак/коллектор и поступает в традиционный водонагреватель в доме.
Важным фактором при выборе систем ICS является их размер и вес: поскольку сами резервуары также являются коллекторами, они большие и тяжелые. Конструкция должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать громоздкую систему ICS, что может быть непрактично или невозможно для некоторых домов. Еще одним недостатком системы ICS является ее склонность к замерзанию и даже разрыву в холодную погоду, что делает ее пригодной для использования только в теплом климате или для слива воды до наступления холодов.
Термосифонные системы основаны на термическом циклировании. Вода циркулирует по мере того, как теплая вода поднимается, а холодная опускается. В них используется бак, как в системах ICS, но коллектор наклонен вниз от бака, что позволяет осуществлять термическое циклирование.
Термосифонный коллектор собирает солнечный свет и возвращает горячую воду обратно в бак через замкнутый контур или тепловую трубу. Хотя термосифоны более эффективны, чем системы ICS, их нельзя использовать там, где регулярно производятся сбросы.
Чем больше горячей воды вы используете, тем выше вероятность того, что ваш солнечный водонагреватель окупится со временем. Солнечные водонагреватели являются наиболее экономически выгодным решением для многоквартирных домов или семей с высокими потребностями в горячей воде.
Типичный солнечный водонагреватель стоит около 9000 долларов до учета федеральных субсидий, а стоимость более мощных активных моделей может достигать 13 000 долларов и выше. Небольшие системы могут стоить всего 1500 долларов.
Цены варьируются в зависимости от многих факторов, включая выбор материалов, размер системы, стоимость установки и обслуживания и многое другое. Хотя системы косвенного охлаждения являются самым дешевым вариантом (около 4000 долларов за 60-галлонный агрегат), они не работают во всех климатических условиях, поэтому, если в вашем доме наблюдаются нормальные температуры ниже нуля, у вас нет другого выбора, кроме как потратиться на активную систему косвенного охлаждения или, по крайней мере, использовать другую систему в течение части года.
Вес и размеры более дешевых пассивных систем могут подойти не всем. Если ваша конструкция не выдерживает вес пассивной системы или у вас нет для этого места, более дорогая активная система снова станет для вас лучшим вариантом.
Если вы строите новый дом или рефинансируете ипотеку, вы можете включить стоимость нового солнечного водонагревателя в свой ипотечный кредит. Включение стоимости нового солнечного водонагревателя в 30-летнюю ипотеку обойдется вам в 13-20 долларов в месяц. С учетом федеральных субсидий вы можете платить всего 10-15 долларов в месяц. Таким образом, если вы строите новый дом или рефинансируете ипотеку, и ваш счет за традиционную горячую воду превышает 10-15 долларов в месяц, вы начнете экономить деньги сразу же. Чем больше воды вы используете, тем быстрее система окупится.
Помимо стоимости покупки и установки самой системы, необходимо также учитывать ежегодные эксплуатационные расходы. В простой пассивной системе они незначительны или существенны. Но в большинстве систем, использующих обычные водонагреватели и солнечные водонагреватели, вы понесете определенные расходы на отопление, хотя и значительно меньшие, чем при использовании только обычных водонагревателей.
Вам не обязательно платить полную стоимость новой системы солнечного водонагрева. Федеральные налоговые льготы могут значительно снизить затраты на установку. Федеральная налоговая льгота на возобновляемую энергию для жилых домов (также известная как ITC или инвестиционная налоговая льгота) может предоставить налоговый вычет в размере 26% на солнечные водонагреватели. Но для получения права на нее необходимо соблюдать определенные условия:
Многие штаты, муниципалитеты и коммунальные предприятия предлагают собственные льготы и скидки на установку солнечных водонагревателей. Для получения дополнительной информации о нормативных требованиях ознакомьтесь с базой данных DSIRE.
Компоненты для солнечных водонагревателей можно приобрести во многих крупных сетевых магазинах, таких как Home Depot. Также устройства можно купить напрямую у производителя, например, Duda Diesel и Sunbank Solar предлагают несколько отличных вариантов солнечных водонагревателей для жилых домов. Местные установщики также могут предоставить качественные солнечные водонагреватели.
Поскольку на выбор солнечного водонагревателя влияет множество факторов, целесообразно обратиться к профессионалу при выборе и установке более крупной системы солнечного водонагрева.
Солнечные водонагреватели стали менее распространены, чем раньше. Это во многом связано с резким снижением стоимости солнечных панелей, из-за чего многие люди, которые в противном случае установили бы солнечные водонагреватели, отказались от использования электроэнергии, вырабатываемой солнечными панелями, для нагрева воды.
Солнечные водонагреватели занимают ценное пространство, и для домовладельцев, заинтересованных в производстве собственной солнечной энергии, может быть целесообразнее максимально использовать доступное пространство и полностью отказаться от солнечных водонагревателей, заменив их солнечными панелями.
Однако, если у вас нет места для солнечных панелей, солнечные водонагреватели все равно могут стать хорошим вариантом, поскольку они занимают гораздо меньше места, чем солнечные батареи. Солнечные водонагреватели также являются отличным вариантом для людей, живущих в отдаленных районах, или в качестве экологичного дополнения к уже существующей системе солнечной энергии. Современные электрические водонагреватели очень эффективны, и при работе от солнечной энергии в сочетании с солнечными водонагревателями вы значительно сэкономите деньги и сократите выбросы парниковых газов.
Для многих домовладельцев решение сводится к цене. Солнечные водонагреватели могут стоить до 13 000 долларов. Чтобы узнать, сколько будет стоить полная система солнечной энергии для вашего дома, вы можете получить бесплатную, ни к чему не обязывающую смету от ведущей компании по установке солнечных батарей в вашем регионе, заполнив форму ниже.
Целесообразность установки солнечного водонагревателя полностью зависит от места вашего проживания, ваших потребностей и предпочтений, а также от того, планируете ли вы устанавливать солнечные панели. Упадок популярности солнечных водонагревателей во многом обусловлен распространением домашних солнечных электростанций: люди, устанавливающие солнечные водонагреватели, также хотят получать солнечную энергию и часто предпочитают отказаться от солнечных водонагревателей, которые конкурируют за ценное пространство на крыше.
Если позволяет пространство, солнечный водонагреватель может снизить ваши расходы на горячую воду. В сочетании с другими возобновляемыми источниками энергии солнечные водонагреватели остаются отличным выбором практически для любого применения.
Типичная система солнечного водонагревателя стоит около 9000 долларов, а модели высокого класса могут стоить более 13 000 долларов. Небольшие водонагреватели будут намного дешевле, их цена варьируется от 1000 до 3000 долларов.
Самый большой недостаток солнечных водонагревателей заключается в том, что они не работают в туманные, дождливые или облачные дни, а также ночью. Хотя это можно преодолеть с помощью традиционных вспомогательных нагревателей, это все же недостаток, общий для всех солнечных технологий. Техническое обслуживание может привести к очередному простою. Хотя обычно солнечные водонагреватели требуют минимального обслуживания, некоторые из них нуждаются в регулярном сливе воды, очистке и защите от коррозии.
В солнечных водонагревателях жидкость циркулирует через солнечные коллекторы (чаще всего это плоские или трубчатые коллекторы), нагревается и подается в резервуар или теплообменник, где жидкость используется для нагрева бытовой воды.
Кристиан Йонкерс — писатель, фотограф, кинорежиссер и любитель активного отдыха на природе, увлеченный взаимосвязью между человеком и планетой. Он сотрудничает с брендами и организациями, в основе деятельности которых лежат социальные и экологические аспекты, помогая им рассказывать истории, способные изменить мир.