Saulės šiluminio vandens šildymas yra temperamentingas dalykas. Vanduo sveria daug, jis užšąla ir plečiasi, o užviręs jis gali pažeisti vamzdžius. Saulės šilumos sistemos yra nuostabiai efektyvios, o kai kurios sistemos puikiai veikia dešimtmečius, tačiau net ir jas reikia reguliariai tikrinti. Tačiau kai sugenda saulės šiluminė sistema, ji pradeda save naikinti, ir jau kurį laiką buvo aišku, kad saulės šiluminio vandens šildymas nėra ateities būdas, išskyrus labai žemą šilumos naudojimą, pavyzdžiui, baseinus.
Ilgą laiką buvo išmintinga, kad santykinis saulės šiluminės technologijos vandens šildymo pranašumas yra didesnis nei elektrinio vandens šildymo patogumas. Saulės energijos gebėjimas surinkti daugiau energijos vienam kvadratiniam metrui reiškia, kad saulės elektrinė, maitinanti tik įprastą elektrinį vandens šildytuvą, niekada nekonkuruos su saulės šilumos sistema.
Tačiau pastaruoju metu, sumažinus saulės energijos (PV) išlaidas ir subrendus šilumos siurblio „oras-vanduo“ technologijai, buvo sukurtas naujas modelis: vandens šildymas saulės energijos pagalba (HPWH). HPWH turi mažiau trūkumų nei saulės šiluma, o mažesnė kaina gyvenamosioms patalpoms.
Toliau pateiktoje informacijoje daroma prielaida, kad naudojamas šilumos siurblio vandens šildytuvas, kurio efektyvumo koeficientas (EF 2,5) ir 1 800 kWh per metus, o prie esamo įrenginio ar sistemos regione, kuriame PV pagamina ne mažiau kaip 1400 kWh/kW per metus.
PV privalumai
Mažesnės išankstinės išlaidos: Atsižvelgiant į tai, kad pigesnės atviros sistemos pasirodė netinkamos buitiniam vandens šildymui, sumontuotos saulės šilumos išlaidos turėtų būti visiškai pagrįstos uždaro ciklo (glikolio ar atvirkštinio), dviejų rezervuarų (arba sandėliavimo be pluošto) sistema. įdiegta. Vidutinė tokios sistemos, skirtos keturių asmenų šeimai, kaina yra nuo 7 000 iki 10 000 USD prieš paskatas. Šilumos siurbliu varomas vandens šildytuvas su šilumos siurbliu kainuos nuo 1 000 iki 2 000 USD už šilumos siurblį plius darbo jėgos ir nuo 3 500 iki 6 000 USD už papildomą PV (esamai su tinklu susietai sistemai), taigi bendra sumontuota kaina nuo 5 000 iki 8 500 USD prieš paskatas .
Lengviau sumontuoti: pakeisti vandens šildytuvą kitu baku ir pridėti tris ar penkis papildomus modulius prie PV sistemos yra daug lengviau, nei pakeisti vieną baką su dviem talpyklomis ir vamzdžių šilumos perdavimo skysčiu į sunkias stogo plokštes, kurios turi būti išbandytos slėgiu ir įkraunamos po įdiegimo. Dėl to sumažėja diegimo programos klaidų tikimybė.
Naudoja mažiau vietos: kad saulės šiluminė sistema nesivaržytų su atsarginiu šaltiniu (dėl kurio saulės dalis yra apie 60%), reikalingi du rezervuarai: vienas rezerviniam ir vienas saulės. Naudojant „atanklessheater“ galima sutaupyti daug išlaidų, naudojant šildymo katilą be šildymo, kol jis gali reguliuoti šilumos srautą iki labai žemo taško ir tuo pačiu patenkinti didžiausią poreikį.
Nereikalauja jokios priežiūros: saulės šiluminis Achilo kulnas yra tas, kad jei sistema nustoja veikti, ji ne tik nesugeba gaminti energijos: ji imasi savęs naikinimo. Be srauto plokštės gali užšalti arba sustingti ir perkaisti (žr. Toliau). Elektroninis diferencialo valdiklis ir cirkuliacinio siurblio (-ių) kasmet turi būti tikrinamas, siekiant įsitikinti, kad jie tinkamai veikia ir ar nesusidarė skalės ar korozijos, dėl kurių sistema sugestų. Taip pat reikėtų patikrinti vamzdynus, ypač senų pastatų atbulinės eigos sistemas, kurios laikui bėgant gali nusistovėti ir sulaikyti skysčius. Šiuos kasmetinius patikrinimus turi atlikti profesionalas ir jie kainuos pusę metinių dujų sutaupymo.
Negalima užšalti: kadangi saulės kolektorius gali užšalti esant net 42ºF temperatūrai, visoje JAV žemyne saulės apsaugos sistemoms reikalinga apsauga nuo užšalimo. Išskyrus nutekėjimo sistemas, apsaugos nuo užšalimo sistemos yra „aktyvios“. Tai reiškia, kad jiems reikia įrenginio, kuris veiktų reaguojant į žemą temperatūrą. Todėl, kadangi jų retai reikia, kad veiktų, apsaugos nuo užšalimo gedimai yra dažni ir katastrofiški, todėl kolektorių masyvui padaryta tūkstančių dolerių žala.
Negalima perkaisti: Perkaitimas yra dažnai nepastebima saulės šilumos sistemų problema. Liepos mėnesį saulės energijos buvo pagaminta maždaug dvigubai daugiau nei sausį. Taigi, bet kuri sistema, kuri sausio mėnesį žymiai pablogins karšto vandens kainą, liepos mėnesį veiks per daug. Dėl to atsiranda stagnacijos laikotarpiai, kai saulės šiluma nenaudojama ir nėra tekėjimo per skydą (-us). Esant tokioms sąlygoms, plokštės viduje įkaista iki maždaug 400ºF. Tai gali sugadinti ir pagreitinti kolektoriaus dalių gedimą. Yra keletas radiatorių sistemų, kurios buvo pridėtos prie plokščių, siekiant sušvelninti šį poveikį, tačiau nėra patikimų duomenų, kiek radiatoriaus reikia atvėsti stovinčiam kolektoriui karštą dieną.
Nesikaupia skalė: svarstyklės yra bet kokio tipo vandens šildytuvų priešas #1. Dėl karščio ištirpusios kietos medžiagos nusėda iš vandens, kur jos kaupiasi ant karšto paviršiaus. Net naudojant kolektoriaus pusėje esantį pernešamąjį skystį, dėl masto gali kilti problemų dėl šilumokaičio, užkimšus vamzdžius, per kuriuos vanduo teka, kad įgautų šilumos. Žemesnė temperatūra, naudojama šildant vandenį šilumos siurbliu, sumažina masto polinkį kauptis bake.
Galima pasiekti 100 proc. Sistemos, labiausiai įvertintos pagal SRCC OG300 protokolą, turi 90 procentų saulės. Naudojant su tinklu susietą PV kaip saulės energijos šaltinį šilumos siurblio vandens šildytuvui, sistema gali „kaupti“ energiją tinkle ir naudoti iki vienerių metų. Aukščiau pateiktas kainų palyginimas grindžiamas šilumine sistema, kurioje yra 80 proc.
Tinklo poreikio valdymas: nors šilumos siurblio vandens šildymas padidina tinklo apkrovą, kai naudojamas pakeisti dujų ar propano įrenginį, PV prideda elektros energijos tinklui piko metu, kai to labiausiai reikia bendruomenei. Dauguma buitinio karšto vandens sunaudojama anksti ryte ir vakare, kai bendruomenės elektros poreikis yra mažesnis. Jei įmonė nusprendžia pasinaudoti šiuo pranašumu, ji taip pat gali papildyti galimybę perkaisti vandens šildytuvą per išmanųjį skaitiklį, kai tinkle yra perteklinės elektros energijos. Naudojamas laidžiai su maišymo vožtuvu, kuris apsaugo namą nuo plikymo, jis efektyviai „išleidžia“ karštą vandenį ir gali atidėti šilumos siurblio įjungimo poreikį.
Nėra išmetamo CO2 kiekio: bet koks gamtinių dujų ar propano naudojimas, nepaisant to, koks efektyvus ar pigus, į atmosferą pridedamas CO2, kuris šiandien yra civilizacijos rizikos veiksnys #1. Šilumos siurblio vandens šildytuvas, kurį 100 procentų maitina (arba kompensuoja) PV, neprisideda prie šios problemos.
Trūkumai
Grynasis tinklo efektyvumas prieš tiesioginį dujų naudojimą: Standartinė prielaida, lyginant dujų naudojimą su elektros energija, yra ta, kad, perskaičiavus konversijos ir perdavimo nuostolius, reikia trijų vienetų iškastinio kuro energijos (dujų, naftos, anglies), kad būtų pristatytas vienas vienetas elektros energija. Taigi loginis pagrindas yra tai, kad jei dujas galima tiekti į naudojimo vietą, dujas naudoti yra efektyviau nei elektros energiją. Kadangi dauguma iškastinio kuro vandens šildytuvų yra tik apie 60 procentų, šis poveikis yra tik pusė reikšmingas, kaip atrodo. Be to, iškastinio kuro vandens šildytuvai nesinaudoja atsinaujinančių išteklių portfelio standartais, kurie dar labiau sumažina naudojamų dujų ir tiekiamos elektros santykį.
Reikalingas šiltas oras: Šilumos siurblio vandens šildytuvo efektyvumas priklauso nuo turimo šilumos šaltinio, kuris paprastai yra oras patalpoje, kurioje yra šildytuvas. Įrengtas nešildomose vidutinio klimato vietose, tai nesukelia jokių problemų. Tačiau jei vandens šildytuvo erdvė daugelį metų bus šildoma arba nukris žemiau 55–60ºF, reikės atsarginio elemento ir sumažės efektyvumas. Priešingai, šilumos siurblio vandens šildytuvas atvės ir sausins erdvę, kurioje jis yra. Tai gali būti pageidautina savybė.
Rinkoje naujesnė: nors vandens oras-vanduo šilumos siurblio šildymas naudoja tik patikrintas koncepcijas, buitinė HPWH vartotojų rinkoje vystėsi tik apie dvidešimt metų: pakankamai ilgai, kad būtų įsitikinęs savo efektyvumu ir lengvumu, bet ne pakankamai ilgai, kad būtų plačiai paplitęs. Nors yra apie penkis šimtus saulės šilumos modelių ir šešis šimtus bepilotių („momentinių“) vandens šildytuvų, kuriuos atpažįsta „DOE“ „Energy Star“ sistema, šiuo metu yra tik 23 pripažinti HPWH modeliai.
Saulės šiluminės technologijos pagerėjo. Jis vis dar turi keletą teisėtų programų, net. Tačiau buitinio lygio saulės vandens šildymas turi tiek daug nereikalingų trūkumų, kad akivaizdu, kad ateitis yra kita kryptimi. Saulės fotovoltinė energija yra labai efektyvus šilumos siurblio vandens šildymo sistemos šaltinis. Netrukus rinkoje gali būti vandens ir vandens šilumos siurblių, tačiau šiandienos oras-vanduo sistemos yra optimalus pasirinkimas daugeliui namų ūkių, atsižvelgiant į klimatą ir konfigūraciją.
