1) «показушні» варіант:
Таке опалення часто можна побачити в Європі:
Якщо сонячне опалення вдома не передбачається, ставиться тільки 4-10 кв. м колекторів: для гарячого водопостачання типової сім'ї цього цілком достатньо, принаймні, влітку. Але для опалення потрібно набагато більше, оскільки 1 кв. м сонячних колекторів дає в зимовий полудень 0,3-0,6 кВт потужності нагріву, чого достатньо для гарячих батарей в 5-10 кв. м приміщення. Можна підрахувати, що українському дому знадобиться 10-20 кв. м колекторів, щоб в сонячний годинник вимкнути газовий котел, і опалювати будинок тільки сонцем, показуючи це знайомим і сусідам
Якщо не вірите, що сонячні колектори можуть працювати взимку: на Youtube є багато роликів, як вони кип'ятять воду в люті морози, наприклад:
А для опалення не потрібно 100 градусів нагріву (досить 40-70)
Продавці будуть переконувати встановити дорогою тепловий акумулятор для використання сонячного тепла вночі. Але він не потрібен, оскільки потужності такої кількості колекторів вистачить для забезпечення гарячих батарей тільки в сонячний годинник. Включення газового котла в цей час бажано уникати: були випадки, коли дим з труби в сонячний день безнадійно псував репутацію колекторів в очах сусідів.
На інвестиції в установку «теплих підлог» в будинку не погоджуйтеся: це дійсно збільшить потужність колекторів, але дешевше просто їх трохи докупити. І не варто захоплюватися тим, що вакуумні трубки можуть гріти воду і в похмурі дні. Це є правдою, але температура нагріву невисока, а потужність така, що тепла не вистачить навіть для однієї батареї.
В які гроші обійдеться таке сонячне опалення? За 10-20 кв. м сонячних колекторів потрібно буде заплатити 50-100 тисяч грн .; але ще дорожче обійдеться інше обладнання та послуги професійного установника (самому встановлювати традиційні колектори не рекомендується: там багато всяких нюансів, а ціна помилки - дуже короткий термін служби). Звичайно, це дорого. Але господар отримає за це чимало: родичі і знайомі будуть пишатися, сусіди - тихо заздрити, про нього буде говорити весь місто, а може і телевізор колись покаже. Багато за таке платять набагато більше, наприклад, купуючи дорогу машину
Термін окупності краще не брати до уваги: за весь час служби колекторів не вдасться повернути і 50% вкладених грошей. Але грамотні інвестиції зазвичай не є основною метою такого сонячного опалення
2) Варіант з грамотними інвестиціями в сонячне опалення:
Якщо ми хочемо, щоб сонце замінило більше 5% газу для опалення, без теплового акумулятора не обійтися. Це великий бак з водою, оточений товстої тепловою ізоляцією (10-30 см і більше). Сонячні колектори гріють його воду (до 70-100 градусів), а ці запаси тепла йдуть в будинок, коли потрібно: ввечері, вночі, в несонячних дні. Акумулятор повинен бути дуже великий: кілька тонн води (при його розрядці 1 т води дає до 5-7 куб. М газу). Про його покупку в магазинах забудьте: там їх продають приблизно по 1000 EUR / тонна. Акумулятор легко виготовити самому з витратами 20-200 EUR / тонна.
Потрібно зрозуміти основну проблему сонячного опалення: протягом опалювального сезону на 1 кв. м поверхні падає тільки 350-400 кВт-годину сонячного випромінювання. І сонячний колектор може не все це випромінювання засвоїти, оскільки його ККД далекий від 100%. Якщо продавець колекторів буде стверджувати, що 1 кв. м його товару дасть більше 150-200 кВт-годину тепла (20-30 куб. м газу) за опалювальний сезон, женіть його подалі, як продавця «вічного двигуна»
Але реально від 1 кв. м колекторів до батарей опалення буде доходити тільки близько 100 кВт-година (12-15 куб. м газу) за сезон; інше буде губитися через теплових витоків і інших причин. Тому для помітного участі сонця в опаленні будинку потрібно близько 50-80 кв. м колекторів, а ціна на них не повинна перевищувати 15-25 EUR / кв. м, щоб вмістити свої витрати в прийнятні 1-1,5 тисяч EUR. Скажемо відразу, в магазинах таких дешевих колекторів не продають, і продавати ще довго не будуть (зрозумійте їх психологію: дешеві колектори не почнуть виробляти до тих пір, поки є «лохи», які купують їх за 150-300 EUR / кв. М). Так що потрібно готуватися виготовляти сонячні колектори самому
Отже, сонячна станція (разом з тепловим акумулятором, трубами, теплообмінником, насосом і автоматикою) обійдеться в 30-50 тисяч грн. а щорічно давати вона буде наступне:
- Є також витоку тепла через теплоізоляцію акумулятора (еквівалент 100-200 куб. М газу протягом опалювального сезону). Якщо акумулятор буде стояти в підвалі, ці витоку братимуть участь в опаленні будинку. Якщо його місцем буде господарська будівля, акумулятор виявиться «батареєю опалення», яка буде її опалювати цими витоками. Звичайно, якщо його доведеться ставити його на вулиці, тепло цих витоків буде втрачено, але можна подумати, щоб оточити його теплицею або оранжереєю
Можна підрахувати, що така сонячна станція буде щорічно економити 6-7 тисяч грн, тобто вкладені в неї гроші окупляться за 5-8 років
Вам здається, що 5-8 років окупності - це забагато, що хотілося б 3-4 роки? А порахуйте термін окупності твердопаливного котла з урахуванням не тільки його вартості, а й його підключення, облаштування котельні, перебудови димоходу. А в вартість дров включите також втрачені заробітки через необхідність витрачати час на рубку дров і їх сушку. А заміна старого газового котла на новий зазвичай взагалі нонсенс: та мізерна економія газу ніколи не окупить вартість такої заміни. Про теплових насосах краще і не згадувати
3) Варіант для серйозних людей:
Можна подумати, що якщо 50 кв. м колекторів дадуть дому 25% його опалювальної потреби, то для 100% його опалення сонячною енергією потрібно просто збільшити їх кількість до 200 кв. м. Але наступна таблиця показує хибність такого ходу міркувань (на прикладі будинку в центральних областях):
Але землі для такої сонячної станції потрібно вже багато - близько 5-10 соток. Стільки мають тільки приблизно половина приватних українських будинків. Це майже всі будинки в сільській місцевості, багато будинків в нових передмістях (де поки ще є незабудовані ділянки, з власниками яких можна домовитися), а також деякі будинки в старих передмістях
Вкладені в таку велику станцію гроші можуть окупитися за 5-8 років тільки за умови дуже дешевих сонячних колекторів (10-15 EUR / кв. М і менше)
4) Варіант для максималістів-ідеалістів:
Багатьом уже прийшла в голову така ідея: а що, якщо літнє тепло колекторів накопичувати в великому тепловому акумуляторі, і зберігати його кілька місяців, а потім використовувати його взимку для опалення будинку. Називається ця ідея «Сезонний тепловий акумулятор». Наберіть ці слова в пошуковому рядку Google, і побачите безліч статей і форумів, вивчення яких призведе до не дуже хорошому висновку: багато інтересу, багато захоплень красою ідеї, багато теоретичних міркувань далеких від фізики чи економіки людей, але мало практично реалізованих пристроїв і повна відсутність прийнятних для середньостатистичного українця рішень
Якщо планується дати дому 100% сонячного опалення (повністю відмовитися від газового котла), і за 5-8 років окупити витрати, потрібні:
1) 50-100 кв. сонячних колекторів, які мають вартість 20-50 EUR / кв. м
2) 300-1000 куб. м теплових акумуляторів з максимальною вартістю 3-5 EUR / куб. м і з дуже товстої теплоізоляцією (щоб до зими залишилася хоча б половина тепла, запасені влітку). Можна помітити, що нам підійде тільки два типи наповнювачів акумулятора: або земля, або вода. Решта наповнювачі (щебінь, бетон, масло.) Виявляються дорожчими 3-5 EUR / куб. м, а треба ж іще ставити теплоізоляцію, труби зарядки-розрядки і платити різноманітним робочим
Але з необхідним нам тепловим акумулятором все виглядає не дуже радісно: доведеться його вигадувати самому, оскільки різноманітні пропозиції з Internet у багато разів дорожче того, що нам потрібно. Проте, вже зараз можна повністю перевести будинок на сонячне опалення, але з поганим терміном окупності; хорошою рентабельності не вийде з-за дорогого акумулятора або через таких великих теплових витоків з нього, що доведеться ставити багато сонячних колекторів. Вийде приблизно так, що вкласти потрібно буде 10-20 тисяч EUR, а щорічна економія буде близько 500 EUR. Таке бажання покупця не буде виглядати незвичайним, адже зараз багато українців витрачають такі ж гроші на установку теплових насосів (а економії вони дають менше, оскільки витрачають багато електроенергії)
5) Варіант для максималістів-реалістів:
Але що робити, якщо дуже хочеться повністю перевести будинок на сонячне опалення (звільниться від всіх котлів), і при цьому витратити менше, ніж 4-6 тисяч EUR? Для цього є інша ідея, яка передбачає, що будинок повинен мати наступне:
3) Теплові акумулятори з 40-100 тонн води. Вони повинні бути такі великі через те, що запасу їх тепла повинно вистачити на 15-30 несонячних днів. Їх вартість не повинна перевищувати 15-20 EUR / тонна
Завдяки більш сонячним зим, цей варіант добре підходить Одеської та іншим південним областям; тут можна очікувати 3-5 тисяч EUR вартості сонячної станції, яка щорічно економитиме газу приблизно на 500 EUR. У центральних і західних областях взимку сонця в 1,5-2 разів менше, і тому такі станції будуть мати економічний сенс тільки в разі дуже дешевих сонячних колекторів (менше 5-7 EUR / кв. М)
6) Максимальний варіант для дуже серйозних людей:
Це варіант для тих, хто хоче дати повне сонячне опалення свого будинку і при цьому грамотно вкласти 10-20 тисяч EUR своїх або залучених інвестицій. Можливо, хтось закінчив економічний вуз і має амбіції почати бізнес з хорошими перспективами?
Це велика станція, наприклад 500 кв. м колекторів (на 15 соток землі) в південних областях або 1000 кв. м (40 соток землі) в північній або західній Україні. Таким чином, виходить «сонячна котельня», яка продає тепло для кількох будинків; це дуже схоже на міське централізоване опалення, але в масштабах невеликого селища. Якщо грамотно вести справи, продажу тепла повернуть вкладені інвестиції за 3-4 роки, особливо якщо вдасться добре прилаштувати літнє тепло. Перспективи розвитку побачити нескладно - бізнес-план на будівництво сотень таких «сонячних котелень», і ось вже десятки венчурних фондів шикуються в чергу на право інвестувати
Кілька зауважень по всіх варіантах:
Налаштуйтеся на дуже складний пошук саморобних колекторів, оскільки в Internet дуже багато «сміття» на цю тему. Потрібно відсівати ті саморобки, які не можуть гріти воду до 60-100 градусів під час морозів, причому нам знадобляться тільки такі, які можуть так працювати з високим ККД (як мінімум 200-400 Вт / кв. М в зимовий полудень). Можливо, знадобиться допомога друга-фізика для такого «просіювання сміття»
І найголовніше: звичайно, можна відмахнутися від можливості сонячного опалення. Але тоді у будинку залишиться тільки дві економічно грамотні альтернативи: газ або дрова. «Газпром» дуже зрадіє такому вузькому вибору. Або може бути полювання жити в країні з вирубаними лісами?