Department of Energy anslår at oppvarming av vann står for 18 prosent av et typisk hjems energiforbruk, så hvis du kunne bruke solens energi til denne oppgaven, kan du spare betydelige energikostnader. Det er det en solvarmer gjør, og selv om den kan se ut som et PV-panel fra bakken, er det mye enklere å bygge og installere.
Ut fra antallet paneler og lagertanker jeg så på hustak da jeg bodde i Japan på 90-tallet, er huseiere i noen andre land mer innstilt på denne energisparestrategien enn amerikanere. Al Ruggie fra Phoenix-baserte ASAP Restoration beklager: «Vi har absolutt aldri installert en varmtvannsbereder med solenergi på et hjem for en klient fordi vi ikke ville være i stand til å garantere enheten siden (så vidt jeg vet) de er ikke laget av et enkelt selskap som tilbyr en. Og (dessverre, jeg skal innrømme) til tross for at jeg er i Phoenix hvor det er sol hele året, ser jeg sjelden solvarmere på lokale eiendommer.
Eiendommen i California som jeg bor på var off-grid da vi flyttet inn (det er det fortsatt, men vi jobber med det), og i tillegg til PV-paneler, hadde den et stort solcellepanel for vannvarme. Den var hjemmelaget, for klumpete og uhåndterlig til å sette på taket, så vi brukte den aldri. Og det ber om en forsiktighet for alle som vurderer en DIY-solvarmer: Ikke glem å ta med å heise den på taket, sikre den mot sterk vind og koble den til varmtvannsforsyningen din som en del av din overordnede plan.
Hva er en solvarmer?
En solvarmer varmer opp vann ved hjelp av solens energi og sirkulerer det inn i husholdningens varmtvannsforsyning. Det er flere måter å bygge en på, men en av de vanligste er å konstruere et samlepanel med et innebygd nettverk av rør som vann kan sirkulere gjennom. Kaldt vann kommer inn i den ene enden, og vann oppvarmet av stråling absorbert av oppsamleren kommer ut i den andre.
Tidligere tiders solvarmeanlegg var ofte utette, utsatt for feil og ineffektive (som vårt klumpete panel), men industrien har modnet. I dag kan du velge mellom supereffektive, profesjonelt installerte solfangere og rimeligere gjør-det-selv-vennlige varmtvannsberedere.
Hvordan fungerer en solvarmer?
Alle solvarmere har én funksjon til felles: evnen til å absorbere varme fra sollys og overføre den til vann. Systemer er imidlertid forskjellige i måten de lagrer og sirkulerer vann.
Passive systemer stole på termosyfoneffekten – det faktum at varmt vann er mindre tett enn kaldt vann og har en tendens til å stige over det. Disse systemene inkluderer vanligvis en oppbevaringstank plassert over solfangeren (dette er den typen system jeg ofte så på japanske hustak). På en solrik dag stiger vann oppvarmet i oppsamleren opp i tanken, og et utløp mater det oppvarmede vannet inn i bygningen ved hjelp av tyngdekraften.
Aktive systemer sirkuler vann ved hjelp av en mekanisk pumpe, og det er to typer:
- EN direkte system sirkulerer vann til en oppbevaringstank i bygningen, som vanligvis bare er en standard vannvarmer i tankstil.
- An indirekte system sirkulerer en varmeoverføringsvæske som etylenglykol (frostvæske) gjennom en varmeveksler, som ganske enkelt er et system av spoler installert inne i en varmtvannsberedertank. Væsken utveksler varme med vannet i tanken i stedet for å varme opp vannet direkte. Denne typen system forhindrer vannforurensning og er bedre for kaldere klima fordi den motstår frysing.
Vil en solvarmer fungere for hjemmet ditt?
Som med alt annet solenergi, er den viktigste forutsetningen for en solvarmer nok direkte sollys til å få den til å fungere. Hvis du har en solrik plass på taket eller eiendommen som er stor nok til å sette opp en (det trenger ikke å være på taket), kan du spare energi ved å mate oppvarmet vann inn i din eksisterende varmtvannsbereder eller sirkulere det direkte gjennom rørene fra en tank på taket.
Du kan dra nytte selv om du bor i et kaldt klima fordi du enten kan installere et frysesikkert varmevekslersystem eller et system du kan tømme om vinteren når temperaturen er under frysepunktet.
Hvor mye koster en solvarmer?
Dette avhenger av hvor mye du gjør DIY. Hvis du bygger din egen oppsamler, installerer den selv og kobler den til din eksisterende varmtvannsbereder, kan kostnadene være så lave som $1000, avhengig av materialene du bruker. Kostnaden for å kjøpe komponentene som et sett er mellom $1500 og $6000, og hvis du har systemet profesjonelt installert, legg til rundt $3000.
Solvarmere kvalifiserer for skattekreditt for fornybar energi, et føderalt program som refunderer 30 prosent av kostnadene ved kjøp og installasjon. I tillegg kan enkelte stater og lokalsamfunn gi ytterligere insentiver. For å kvalifisere må systemet være vurdert av Solar Rating and Certification Corporation (SRCC) eller en tilsvarende enhet, som kan inkludere noen kommersielle DIY-sett.
Hvordan lage en DIY solar varmtvannsbereder
Som nevnt består den vanligste DIY-solvarmeren av en kollektor, et spiralnettverk, et kaldtvannsinntak og et uttak for varmtvann. Her er en veldig grunnleggende oversikt over prosedyren for å bygge en:
- Bygg oppsamlerboksen med lett kryssfiner (1/4 til 3/8 tommer tykk) for basen og 1 x 4-tommers sedertre for rammen. Tett alle skjøter med silikonmasse.
- Isoler innsiden av esken med 1-tommers foliestøttet skumisolasjon med folien vendt utover.
- Konstruer en spole som passer tett i boksen ved å bruke 3/4-tommers kobberrør og albuebeslag. Maksimer antall omdreininger i spolen for å forlenge banen til vannet som strømmer gjennom oppsamleren.
- Forleng den ene enden av spolen gjennom et nederste hjørne av boksen for kaldtvannsinntaket og den andre enden gjennom det diagonalt motsatte hjørnet for varmtvannsutløpet. Lodd en adapter på hver ende slik at du kan feste en hageslange eller rørleggerrør.
- Dekk oppsamlerboksen med glass og bruk silikonlim for å forsegle kantene og holde regn ute.
- Monter solfangeren på taket eller bakken i sørlig retning for å maksimere soleksponeringen.
- Koble en kaldtvannsslange eller tilførselsrør til innløpet og en varmtvannsslange eller rør til utløpet. Kjør varmtvannsforsyningen til en oppbevaringstank, som kan være i huset eller på taket. VVS-tilkoblingene varierer avhengig av konfigurasjonen.
Fordeler og ulemper med solvarmere
Fordeler
- Energisparing: Du varmer opp vann gratis. Enten du bruker den direkte fra en tank på taket eller bruker den til å fylle varmtvannsberederen, sparer du penger.
- Lite vedlikehold: Når systemet er oppe og går, kan du stort sett glemme det. Hvis du sirkulerer en varmeoverføringsvæske, kan det hende du må bytte den med jevne mellomrom.
- Miljøvennlig: En solvarmer er en effektiv måte å redusere avhengigheten av fossilt brensel for oppvarming av boliger.
Ulemper
- Avhenger av været: En solvarmer vil ikke fungere på overskyede eller regnfulle dager eller om natten. Å isolere lagringstankene bidrar til å dempe denne ulempen.
- Vinterisering: Du må forberede deg på minusgrader, enten ved å bruke en varmeoverføringsvæske eller tømme rørene og slå av systemet om vinteren.
- Koste: Generelt koster en solvarmer betydelig mer enn en konvensjonell, selv om du bygger den selv.
FAQ
Hvor lenge holder en solvarmer vannet varmt?
I en skikkelig isolert lagertank bør vann som varmes opp i en solvarmer på dagtid holde seg varmt over natten og eventuelt lenger, avhengig av hvor mye du bruker.
Hvor mye solenergi trenger jeg for å drive en solvarmer?
Mengden solenergi en solvarmer bruker avhenger av en rekke faktorer, inkludert mengden tilgjengelig sollys, vannforbruket ditt og størrelsen på solfangerpanelet. Som en tommelfingerregel bør du planlegge på 10 kvadratmeter panelplass for hver person i husstanden.
Hva er levetiden til solvarmere?
En solvarmer kan vare fra 10 til 25 år, selv om dette avhenger av klimaet, konfigurasjonen av systemet og materialene som brukes til å bygge det.
Trenger solvarmer en pumpe?
Hvis en solvarmebereders lagertank ikke er montert over kollektoren for å dra nytte av termosifoneffekten, trenger du en pumpe for å sirkulere vannet gjennom spolen og inn i tanken. En solcelledrevet pumpe bruker ingen ekstra energi, men hvis du kobler en sirkulasjonspumpe til det elektriske systemet ditt, vil den bruke fra 25 til 150 watt strøm når den er i gang.