СОЛНЕЧНОЕ ОТОПЛЕНИЕ

Солнечное отопление - обогревание зданий энергией коротковолнового солнечного излучения (солнечной радиацией) на длине волны 0,4—2 мкм. Общее количество поступающего на поверхность Земли прямого и диффузного солнечного излучения, которое без экологическоо ущерба для природы может быть использовано для производства электрической энергии и теплоты, составляет 1,05*1018кВт\ч в год, то есть в несколько раз превышает современное мировое энергопотребление. Недостаток солнечного излучения как энергоресурса — низкая плотность (200—1000 Вт/м ) и периодичность поступления на поверхность Земли. Годовой поток солнечного излучения в северном полушарии составляет от 550 кВт\ч (на 1 м горизонт, поверхности) на 68° до 1900 кВт.ч на 39° с.ш. Наиболее благоприятные условия для применения установок солнечного отопления — на юге России, в Нижнем Поволжье и на Северном Кавказе.
В Древней Греции, Древнем Риме, Китае с V в. до н.э. при планировке городов и строительстве домов стремились к максимальному использованию солнечного излучения для отопления жилищ в холодный период года и защите от солнечной радиации в жаркое время. Улицы городов были ориентированы с севера на юг и с востока на запад; дома имели защиту от холодных ветров с севера, основные помещения располагались в них на южной стороне с большими оконными проемами, снабженные карнизами для защиты от солнечных лучей летом. В Риме в I в. н.э. солнечное излучение использовалось для обогрева вилл богатых римлян и обществ, бань. Тогда же начали применять остекление окон и аккумулирование теплоты в полу и подполье, заполненном землей. В 1767 году швейцарский естествоиспытатель Гораций де Соссюр построил горячий ящик с трехслойным остеклением верхней поверхности и внутренней теплоизоляцией, что обеспечило повышение температуры воздуха внутри него до ПО—160°С. В сущности это был прототип современного плоского коллектора солнечной энергии. Аналогичные устройства для улавливаний солнечного излучения были испытаны с 1837 по 1881 год в Англии и США. Производство солнечных водонагревательных установок началось в 1890 году в Южной Калифорнии. Первая конструкция представляла собой простой бак объемом 11О л. Во второй конструкции 4 бака по 120 л были помещены в деревянный теплоизолированный ящик со стеклянной крышкой и соединены между собой трубками. Практическое использование солнечного излучения для отопления началось в 30-х годах, но особенно возросло в 70—80 годах XX века. В индустриально развитых странах налажено производство коллекторов солнечной энергии, аккумуляторов теплоты, солнечных водонагревательных установок и других устройств. Построено большое число солнечных домов, демонстрационных систем солнечного отопления, в том числе ряд крупных систем для теплоснабжения целых поселков и районов городов. Достижения нашей страны скромнее, однако и здесь построены десятки опытных установок солнечного горячего водоснабжения и несколько солнечных домов, выпускаются плоские коллекторы солнечной энергии L. Существуют активные и пассивные системы солнечного отопления. Солнечное отопление наиболее эффективно при низкотемпературном теплоносителе (S0 С при отоплении нагретым воздухом и 50 С в системах водяного отопления).
Солнечное отопление эффективно только в том случае, если при строительстве дома и разработке системы его отопления соблюдены следующие принципы пассивного использования солнечной энергии: снижение теплопотребления здания путем эффективной теплоизоляции и уменьшения подсосов холодного воздуха, оптимальное его размещение и ориентация, рациональное расположение и размеры окон. Преимущества систем — легкость и гибкость интегрирования их со зданием и возможность автоматического управления работой, недостатки — возможность замерзания теплоносителя, коррозия оборудования, высокая стоимость. Пассивные системы солнечного отопления просты, надежны в работе и недороги; недостатки их — более низкая тепловая эффективность и трудность поддержания необходимого температурного режима в отапливаемых помещениях.