Использование солнечной энергии в бытовых целях

Эти меры могут комбинироваться, например внешние стены окрашиваться белой краской, а внутренние поверхности - облицовываться алюминием. Эксперименты показали, что подобными методами можно достигнуть внутренней температуры, которая будет на 10-20° ниже, чем внешняя.

Солнечная энергия для естественных процессов, связанных с охлаждением. Процессы конвекции делают возможным охлаждение путем испарения жидкостей под давлением. Аммиак (раствор), отличающийся очень низкой точкой кипения, часто используется как жидкая среда. Этот процесс требует энергии, которая при определенных условиях может получаться от солнца.

Французский исследовательский институт (CNRS) построил в Пиренеях экспериментальную установку, где используется фокусирующий коллектор производительностью 25-50 кг льда в день. Эта установка также способна преобразовать солнечную энергию в электрическую энергию, и, используя ее, приводить в действие стандартное оборудование для охлаждения.

В РФ Ариф Шодиев построил солнечный рефрижератор, в котором жидкость заменена твердым веществом. Под действием солнечной радиации это вещество, не превращаясь в жидкость, принимает форму кристаллов, что сопровождается охлаждением. Этот солнечный рефрижератор работает без компрессора. С повышением температуры окружающей среды автоматически производится больше льда.

Специалисты считают, что широкое внедрение  солнечных охладительных установок произойдет быстрее, чем обогревательных установок, потому что максимум радиации приходится именно на те районы, где действительно нуждаются в охлаждении, и, таким образом, проблема дорогостоящего аккумулирования устраняется.

В США строятся два очень больших  здания, снабженных кондиционированием на солнечной энергии. В Рокфеллеровском центре в Нью-Йорке фирма RCA строит двенадцатиэтажное административное здание, которое на 100% обогревается и частично кондиционируется за счет солнечной энергии. В Виргинии, согласно исследовательской программе NASA, строится здание площадью 18000 м² с коллектором площадью 5000 м². Вся необходимая энергия для воздушного кондиционера в этом здании будет получаться за счет солнечной энергии.

Подогрев воды в бассейне

Владельцам  плавательных бассейнов особенно выгодно  использовать солнечную энергию, так как нужное оборудование лучше всего работает в жаркую погоду. В США, где частные плавательные бассейны - обычное явление, использование солнечной энергии в этом случае также нередко. В настоящее время уже свыше миллиона плавательных бассейнов оборудовано солнценагревательными устройствами.

А. Е. Фарбер, директор энергетической лаборатории  университета во Флориде, провел сравнительные  эксперименты с традиционным и солнечным  источниками для подогрева воды в плавательном бассейне. Эксперименты показали, что солнечный подогрев эффективнее, особенно в тех случаях, когда система связана с солнечной отопительной системой всего дома. В этом случае температура воды может подняться на 22° С выше температуры окружающего воздуха.

Среди многих систем, предлагаемых промышленностью  в США, наиболее известна система Бюрке Раббер (Сан Хосе, Калифорния). Солнечные коллекторы этой системы состоят из плоских черных пластиковых контейнеров (Дюпон-Хайплон), обычно устанавливаемых на крыше. Насос качает воду из бассейна в коллекторы и после ее нагрева направляет обратно благодаря естественной термической циркуляции. Элементы коллекторов имеют стандартные размеры (2,4X2,5; 2,4X3,6 м).

Одна  американская фирма предлагает нагревательные устройства "сделай сам" для подогрева  воды в плавательном бассейне, которые  при нормальных условиях могут нагревать 45 тыс. л воды. Самая большая проблема подогрева плавательного бассейна с помощью солнца - это большие  потери тепла с поверхности воды. С 1955 г. Брукс, Лёф, Рут, Чернецки и другие специалисты пытались отыскать возможности сокращения потерь тепла. Один из способов - закрывать бассейн в то время, когда он не эксплуатируется, большим пластиковым щитом, изготовленным из тонкого поливинилхлорила (Чарнецки). Этот щит пропускает солнечную радиацию и в то же время действует как утеплитель, сохраняющий тепло. В том случае, когда требуется вода средней температуры, тот метод позволяет продлить купальный сезон без добавления солнечных коллекторов и в то же время помогает сохранить воду чистой.

Первое  в Европе солнечное нагревательное устройство для плавательного бассейна было изготовлено Брауном Бовери (Мангейм, ФРГ). Купание на открытом воздухе в Вайле осуществлялось главным образом за счет электрического нагревания и требовал примерно 700 тыс. кВт*ч в сезон (с мая по сентябрь). Это устройство было заменено солнечной нагревательной системой, которая нагревала воду до 24° С. Электрическая энергия (для подкачки воды) потребовала 70 тыс. кВт*ч за сезон (т. е. 10% от прежних расходов электроэнергии). Площадь, необходимая для установки солнечных коллекторов, - около 1500 м². Для того чтобы помещение можно было использовать в других целях, коллекторы устанавливаются по периметру его стен. Дополнительное тепло, требуемое при суровых погодных условиях, используется одновременно в охлаждающей системе катка, который заливается в этом помещении.

Таким образом, с мая по октябрь пемещение используется как каток; в холодные месяцы, с ноября-декабря по февраль-март, энергия, получаемая при охлаждении катка, с помощью теплового насоса отапливает помещение плавательного бассейна. В переходные периоды (апрель-май и сентябрь-октябрь) обогрев помещения не требуется и тепло идет на нагревание бассейна, что позволяет увеличить купальный сезон (с апреля по октябрь). Ежегодная потребность в энергии катка и бассейна вместе не выше, чем раньше требовалось энергии для одного бассейна.

Список литературы