Вероятно на тази тема местото и е точно в този раздел на форума, но все пак мисля, че все повече идеята придобива смисъл - особенно при постоянно покачващите се цени на енергоисточниците.

Отново се замислям по темата, провокиран от темата на Миро от преди месец. Там той спомена за соларна термопомпа на Дайкин.

Та каква е идеята:
Да се направи система, от която да има икономически смисъл (т.е. да се изплати доста преди края на експлоатационният и живот), която да е основна или спомагателна за отоплението на жилище (говоря за селска къща с двор, а не апартамент).

От личният опит, който имам до момента най-ефективната отоплителна система е с подово отопление, а най ефективният източник на топлинна енергия е термопомпата.

Големият проблем на слънчевите системи е акумулирането и съхранението на енергията.
И тъй като акумулирането и в електрически акумулатор към момента е икономически неадекватно, по-скоро мисля в посока акумулирането и в топлинен акумулатор.

Като топлинен акумулатор обмислям вариант с добре термоизолиран съд с необходимият обем (един или няколко кубични метра) напълнен с вода.

За да работи подовата отоплителна система, тази вода трябва да е с температура поне 32-36 градуса.

Та въпроса е как да се загрее най-ефективно, целогодишно и икономически целесъобразно тази вода?

Опциите за които съм се сетил и мисля, че са подходящи са:

1. Със соларни панели от такъв тип. Идеята е, че са прости, евтини, лесно се термоизолират и не зависят толкова от околната температура, статични са, подходящи за DIY и лесно се поддържат.
(Може да служи само за отопление)

2. Вариант PV панел захранващ термопомпа. Представям си го като няколко панела (7-8), последователно свързани (DC около 310V, 3kWp) захранващи (директно постоянно токово свързани след изправителя (греца) на) трифазен инвертор за мотора на термопомпата. Термопомпата примерно 2КW електрическа с COP 4-5 би осигурила около 11КW нискотемпературна топлинна мощност, която да се акумулира във водния акумулатор. Така през трите или четерите часа обедно слънце, системата би акумулирала 30-40кW топлинна енергия дневно, която да отопля изцяло или частично една еднофамилна къща, а лятото да я охлажда.

Аз бих се ориентирал към вариант 1.

Идеята на Дайкин е да се спести инвертора след фотоволтаика. Всеки съвременен климатик има PFC което прави примерно 300-310V DC от 220 AC. Дайкин просто са добавили още вход, със степ-ъп, който има MPPT управление и се опитва да изкара една идея по-високо напрежение от това на PFC-то.
Така ако има много слънце, климатикът бачка изцяло на фотоволтаика. Ако слънцето не е достатъчно, напрежението кляка мъничко и захранването се допълва от мрежата. Просто е и би трябвало всички да го предлагат като опция, ама това е също друга тема.

Сега за отоплението има и други идеи, системи при които външното тяло ползва колектори... Но те освен че не са достъпни като споменатия Дайкин, цените са меко казано солени.
Има обаче и друга идея която ме кефи, също не и изцяло приложима. По-скоро тема за размисъл. Говоря за китайските оранжерии. Не е ясно дали те са ги измислили, но просто там са масови и затова им викам китайски. При най-простите няма електроника, няма нищо. Само архитектура. Самата оранжерия се строи изток-запад по дължина. Вътре в самата оранжерия, близо до северната стена се прави тухлена стена. Тази стена няма никаква носеща функция. Идеята е, че тъй като е от северната страна, през деня се нагрява от слънцето без да хвърля сянка върху растенията. Просто един топлинен кондензатор, който през деня докато се "зарежда" държи температурите една идея по-ниски и оранжерията не става фурна. А през нощта се разрежда и не позволява температурите да паднат толкова.
В по-съвременните варианти стената не е просто от тухли, слагат колектори и загряват вода, която пък нощно време прекарват през едни радиатори. Демек малко по-добро управление на цялата работа, но идеята си е същата. Гледах един дето беше направил подобно нещо в Канада. Твърдеше, че зимата при -30С навън, вътре в оранжерията температурата не пада под +15С, без никакво друго отопление. Разбира се, изолацията също е важна. Китайците по принцип си завиват оранжериите нощно време с нещо средно между одеала и платнища. В случая канадеца ползваше по-качествени "завивки", но това са подробности.
Подобни принципи се ползват и при пасивните къщи, просто с оранжериите по-разбираемо. Това което, мисля че може донякъде да се взаимства от оранжериите е изолацията на системата. Най-големият проблем при колекторните системи според мен са точно проблемите със замръзвания и течове. И ако условията ти позволяват може да помислиш върху някаква подобна конструкция. Да сложиш вътре в нея и колекторите, защо не и буферните съдове. А ако искаш може и място за зеленчуци да си оставиш, поне някоя саксийка за подправки
Разбира се по-добре буферите ти да са вкъщи, но не знам имаш ли предвидено място и т.н.

Мислех за вариант водните буфери да са в земята при основите на къщата. Моята като я строих заради високото ниво на подпочвените води я вдигнах 40см над земята. Нямам мазе , а основите бяха на кота -110см. Та се наложи да правя обратен насип с пръст и рециклиран материал (керпич, тухли единички и камъни) от предишната къща.
Та идеята е вместо този обратен насип, между ивичните основи (при ново строителство) да се изградят бетонни термоизилирани "басейни", като се използва изцяло обема при основите, а отгоре плочата на кота 0 да затвори водния резервоар. Така ако застроената площ е 100кв.м., то при дълбочина на основите 110см спокойно се получава резервоар с обем близо 100 куб.м., като той използва основите на къщата като стени. Под земята е, а над него е къщата, така че енергията от него нагоре не се губи, а топли къщата.
Нещо като бетонен басеин между ивичните основи на къщата, хидроизолиран отвътре. Върху хидроизолацията - термоизолация от фибран, върху него втори бетонен "леген", който е хидроизолиран отвътре. - По подобие на индустриалните бетонни хладилни камери. При тази "вградена" конструкция биха се спестили доста материали (основно бетон), а и не заема допълнителна площ в двора.

За да няма големи топлинни загуби водата трябва да се затопля в него не повече от 35-38 градуса примерно (температура достатъчна за подовото отопление).

При ново строителство винаги може да измислиш решение. Но след като се излее бетона не винаги е толкова лесно.
При всички случаи, ако може загубите от топлинния кондензатор да са вътре в къщата е най-добре. Тогава без проблем може да си позволиш и по-високи загуби, като примерно загряваш водата до 80-90С.
А това с "оранжерията" не знам доколко е реализуемо, но при колекторите особено с вакуумните имаш проблем и лятото (кипене) и зимата. И си струва да се помисли върху една конструкцийка дето да може да се засенчва през лятото, а защо не и през зимните нощи. Иначе колекторите издържат и на открито, ама...

В тубата бях намерил руснак, който системно се занимава със слънцеулавяне, вече съм загубил връзките. Той доказа, че най-ефективният топлинен акумулатор е трап със смес от глина и чакъл. Става дума и за пари и за заемана площ, т.е. почти нулева.

Бонго - един от най-добрите топлинни акумулатори е водата. Топлинния и капацитет по спомен беше нещо около 5J/C/1cm2. Единствения недостатък е че има много ниска температура на кипене. Чувал съм да се ползва сол или парафин - с по нисък топлинен капацитет но пък с по висока точка на кипене. Сигурно и друго може да се ползва. Но ако има къде да направиш 100м3 резервоар за вода - сам можеш да сметнеш колко енергия може да поеме. Не е никак малко.

Водата е подходящия акумулатор на топлина, защото след това директно с една маломощна циркулационна помпа се прекарва през водните кръгове на подовото отопление.

За да има висок COP, термопомпата трябва да има възможно най-ниска температура на изхода си. По-скоро си мисля за температури до 38 градуса, а не 80-90. Може да се изчисли оптималното отношение обем/температура на водата от гледна точка на термопомпата. Високотемпературната термоизолация е сложна работа, докато 38 градиса са по силите на обикновен фибран. А и темп. загуби са толкова по-малки, колкото разликите вътре/вън на топлинния акумулатор са по-малки. Примерно вън - температура на почвата под земята при основите 5..7 градуса, а на водата 38 примерно. Т.е. делта около 30 градуса.

Идеята е вместо безбожно скъпи ел. акумулатори да се използват много по-евтини топлинни такива, изработката на които е по силите на почти всяка строителна бригада ...
Лятото те биха могли да се охлаждат от термопомпата до малко над нулата. Въздушния воден конвектор работи при температура +5.. 8 градуса.

Отделно резервоарите в основите ще са няколко и с електровентили ще може да се зареждат и разреждат според нуждите и слънцето. А когато няма слънце - термопомпата само на нощна тарифа ...

Първия вариант с наземните соларни концентратори също е доста интересен. наистина те могат да се направят доста евтино, а и няма какво да им се повреди. има само една тръба ... Ако има двор с дълга северна или южна ограда, биха могли да се монтират успоредно на нея по цялата и дължина. Наклона може веднъж на 2-3 седмици да се променя ръчно, както на клипчето. Огледалото е лист полирана иноксова тънкостенна ламарина. Идеално за DIY.

Идеята с огледалата е интересна, но трябва да се премисли добре. Очевидно ще има ударни топлинни въздействия, което може да наложи системата да работи под налягане и да се гарантира циркулацията на водата. Ламарината на огледалата може да се повреди при по-силен вятър.

......

Демек - може да се окаже, че традиционни черни колектори, ще са по-удачни.

Струва ми се, че концентрирането на слънчевата радиация в малък обем позволява по-лесното термоизолиране на този малък обем и от там по-малките термозагуби при ниски околни температури. А относно вятъра - конструккцията е с ребра със съответната форма и огледалната ламарина е занитена към тях. Като е ниско над земята и вятъра е по-слаб и по-лесно се укрепва.

Сега мислиш да разкопаеш и реконструираш обратния насип на къщата?
Няма да ти стигнат два живота.
Монтирай 6..8 квт фотоволтаици. Термопомпа и колкото -толкова. Термоакумулатор ще са ти стените. Отделно печка на дърва за след залеза.

Е, не. Това е луда работа.

В това като че ли няма много икономически смисъл. Т.е. няма изплащане такава система. За 3-4 часов смислен добив на слънчева енергия, а и без топлинен акумулатор не става.
Термо помпата обикновено работи 10 мин и 20мин. почива. Т.е. 1/3 от времето работи. Какво остава от този 3-4 часов добив ако само 1/3 от него се използва?

За руснака по-горе: човекот е копал с десетилетия ей-така, заради спорта. Нали не вярвате, че първата му мисъл не е била да акумулира във вода?! Беше грамотен и използваше читава измервателна техника + познания за физика.

Имаше доста клипчета за всякакви портфейли и изисквания, като доброто му биеше по цена/качество купешкото. За съжаление не ми е останала грам връзка, току-що пак рових из историята, а точно сега не ми се търси от нулата.

Бонго, зависи какво и колко ще отопля, а и къде. В руските студове ако е система за някаква вила, посещавана през уикендите само - водната система не върви, защото през седмицата ще замръзне. Ако е голяма системата да я наливаш с антифризи - пак не върви, че скъпо. И може би отчитайки всичко това може и да е стигнал до вариант без вода. Знам ли.
Ако намериш линк към видеото ще го гледам и ще го коментираме.

Убу де, ще се опитам да изкопая при първа възможност.
Но аз говоря за акумулатора, не за работния флуид!

Edit Мии не намирам, маа му! Най-популярен е каналът на "сергей юрко", не казвам че е лош, но определено не съм гледал него. Най-вероятно съм зяпал от древното си лаптопче, но за съжаление скоро го преинсталирах.