Việc lựa chọn bộ thu năng lượng mặt trời phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Bộ thu dạng tấm phẳng rẻ hơn nhưng mang lại hiệu suất thấp hơn trên cùng diện tích bề mặt so với bộ thu ống chân không. Vì sự thất thoát nhiệt của các bộ thu ống chân không đặc biệt thấp do thiết kế của chúng nên chúng sẽ mang lại những lợi thế đặc biệt khi không gian bị hạn chế, hay khi hướng lắp đặt kém lí tưởng và bị che phủ bởi bóng râm.
Tạo nước nóng trực tiếp bằng năng lượng mặt trời và giảm chi phí vận hành
Hình ảnh: © Romolo Tavani / Shutterstock.com
Sản xuất nước nóng tiêu tốn rất nhiều năng lượng, phần lớn vẫn đến từ việc đốt nhiên liệu. Tuy nhiên, vẫn có những lựa chọn thay thế không tốn chi phí như năng lượng mặt trời. Nghĩa là, hệ thống năng lượng mặt trời có thể được sử dụng để tạo một lượng năng lượng cần thiết cho ra nước nóng trực tiếp. Việc này sẽ làm giảm tải hoạt động cho bộ tạo nhiệt chính và có thể tiết kiệm khá nhiều năng lượng. Hãy cùng tiếp tục tìm hiểu cách bạn có thể giảm chi phí vận hành bằng năng lượng nhiệt mặt trời, những điều bạn cần lưu ý và vai trò của quang điện ngay sau đây.
Từ năng lượng mặt trời đến nước nóng sinh hoạt
Bộ thu là một thành phần thiết yếu của hệ thống nhiệt mặt trời để làm nóng nước trực tiếp, vì chúng sẽ hấp thụ tia nắng mặt trời và chuyển chúng thành nhiệt năng có thể sử dụng được. Nhiệt năng sẽ được truyền theo ống và làm nóng nước bên trong xi lanh, nơi sẽ chứa nước đã được làm nóng và dẫn tới các đường ống để sử dụng - hoặc giữ lại lượng nước nóng này để sử dụng sau. Khi quá trình trao đổi nhiệt diễn ra trong xi lanh, nước nóng có thể bị thất thoát nhiệt và sẽ được bơm ngược trở lại bộ thu, nơi chu trình sẽ được bắt đầu lại. Nếu không có đủ năng lượng mặt trời để làm nóng nước, bộ tạo nhiệt chính - ví dụ như hệ thống làm nóng bằng khí đốt - sẽ được sử dụng.
Làm nóng nước nóng sinh hoạt trong ba bước đơn giản
Bước 1
Bộ thu năng lượng mặt trời Vitosol chuyển đổi bức xạ mặt trời thành nhiệt.
Bước 2
Nhiệt năng được truyền đến xi lanh Vitocell.
Bước 3
Xi lanh lưu trữ của máy nước nóng trực tiếp để đáp ứng nhu cầu sử dụng sau.
Một hệ thống năng lượng mặt trời cho máy nước nóng trực tiếp, kèm theo một hệ thống làm nóng dự phòng sẽ giảm tải áp lực cho bộ tạo nhiệt chính. Tìm hiểu kĩ hơn tại đây: Nhiệt mặt trời hoạt động như thế nào
Thiết kế đáp ứng nhu cầu tối ưu
Nếu được tính toán hợp lý, hệ thống nhiệt mặt trời có thể cung cấp tới 60% năng lượng cần thiết cho hệ thống nước nóng trực tiếp. Trong mùa hè, thậm chí con số này có thể lên tới 100% và không cần tới các bộ tạo nhiệt khác. Việc này sẽ làm giảm chi phí làm nóng và tiết kiệm các loại nhiên liệu khác. Nếu không có đủ năng lượng mặt trời để làm nóng nước, bộ điều khiển sẽ bật bộ tạo nhiệt dự phòng. Tuy nhiên, kích cỡ và thiết kế của hệ thống phải phù hợp để tối ưu hóa nhu cầu. Vì vậy, cần xem xét các yếu tố sau:
Kích thước bộ thu
Dung tích xi lanh
Bộ thu năng lượng mặt trời cần có kích cỡ bao nhiêu?
Ngoài hướng lắp đặt, độ dốc Và độ che phủ của mái nhà, loại bộ thu năng lượng mặt trời cũng có liên quan đến kích thước lắp đặt. Có thể điều này rõ hơn khi phân biệt giữa bộ thu tấm phẳng và bộ thu ống chân không. Loại thứ hai sẽ có năng suất cao hơn với cùng một diện tích và do đó nó sẽ chủ yếu được sử dụng ở những nơi có không gian hạn chế và điều kiện kém lý tưởng. Nguyên tắc chung khi thiết kế một ngôi nhà gia đình có mức tiêu thụ nước nóng trực tiếp trung bình (khoảng 50 lít mỗi người) là:
Bộ thu tấm phẳng: 1,0 đến 1,5 mét vuông lắp đặt với mỗi người sử dụng
- Bộ thu gom ống: 0,8 đến 1,0 mét vuông lắp đặt với mỗi người sử dụng
Xi lanh nước nóng trực tiếp nên có dung tích bao nhiêu?
Số người trong hộ gia đình sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến nhu cầu sử dụng nước nóng trực tiếp. Vì vậy, khi thiết kế hệ thống nhiệt mặt trời sử dụng xi lanh nước nóng trực tiếp, cần quan tâm tới số lượng người ở. Nên sử dụng xi lanh có thể tích ít nhất 50 lít cho mỗi người. Các thiết bị có mức tiêu thụ nước nóng trực tiếp cao cũng phải được tính đến trong giai đoạn thiết kế. Tuy nhiên, lý tưởng nhất là xác định thể tích xi lanh bằng máy đo nước nóng trực tiếp, để đưa ra kết luận chính xác về nhu cầu thực tế.
Viessmann có thể tính toán kích thước lý tưởng của hệ thống nhiệt mặt trời cho bạn, kể cả tất cả các yếu tố khác liên quan.
Quang điện thay thế cho hệ thống nhiệt mặt trời
Hệ thống nhiệt mặt trời là giải pháp phổ biến nhất để tạo nước nóng trực tiếp sử dụng năng lượng mặt trời. Về nguyên tắc, nước nóng trực tiếp cũng có thể được sản xuất bằng quang điện – tuy nhiên sẽ phải thông qua nhiều bước xử lý điện hơn. Trong khi các bộ thu năng lượng mặt trời sản xuất năng lượng trực tiếp để sưởi ấm nước nóng trực tiếp thì pin mặt trời của mô-đun quang điện trước tiên cần tạo ra điện từ ánh sáng mặt trời. Một lợi ích của mô hình này là nguồn điện này có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác ngoài việc làm nóng nước.
Năng lượng mặt trời cũng có thể cung cấp cho những điểm sử dụng khác trong tòa nhà – chẳng hạn như máy bơm nhiệt.
Nước nóng sinh hoạt bằng năng lượng quang điện
Có nhiều cách khác nhau để tạo nước nóng bằng quang điện. Ví dụ, hệ thống sưởi DHW bằng máy bơm nhiệt nước nóng dân dụng đã chứng tỏ được giá trị của nó, cũng như sự kết hợp giữa máy nước nóng tức thời và xi lanh DHW.
- Máy bơm nhiệt nước nóng trực tiếp: Một Máy bơm nhiệt nước nóng trực tiếp chẳng hạn như Vitocal 262-A sử dụng năng lượng từ môi trường để sưởi ấm nước nóng trực tiếp. Không khí tuần hoàn, không khí ngoài trời hoặc không khí chiết xuất (trong trường hợp kết nối với hệ thống phân phối không khí), không khí chiết xuất được sử dụng làm nguồn năng lượng. Năng lượng tiêu tốn đi của các bộ phận điện cần thiết để thu hồi nhiệt có thể được bù đắp bằng cách kết nối với hệ thống quang điện. Tuy nhiên, việc tạo nước nóng trực tiếp bằng năng lượng quang điện không phải là lợi ích duy nhất. Máy bơm nhiệt nước nóng trực tiếp còn có thể cung cấp sự thông gió tại nơi lắp đặt, từ đó ngăn ngừa sự hình thành nấm mốc – ví dụ như ở tầng hầm.
- Máy nước nóng tức thời & xi lanh: Nếu không tính đến máy phát nhiệt chính thì hệ thống làm nước nóng trực tiếp phi tập trung sẽ là lựa chọn tối ưu nhất. Chẳng hạn, nếu các điểm sử dụng nước nóng trong nhà ít khi được sử dụng hoặc nằm cách xa nhau (có thể dẫn đến thất thoát nhiệt trong trường hợp được nhắc tới sau đây). Máy nước nóng tức thời chạy điện và máy nước nóng gián tiếp treo tường cỡ nhỏ thuộc dòng sản phẩm Vitotherm cung cấp nguồn nước nóng trực tiếp 1 cách linh hoạt. Việc kết nối với hệ thống quang nhiệt cũng sẽ giúp nước nóng trực tiếp được làm nóng khi không đủ bức xạ mặt trời
Công nghệ kết hợp thông minh
Mức độ tự tiêu thụ điện càng lớn thì hệ thống quang điện càng có giá trị. Năng lượng mặt trời tự cung ứng sẽ có chi phí thấp hơn về lâu dài so với điện từ lưới điện công cộng, kể cả chi phí mua bộ phận quang nhiệt. Nếu diện tích mái phù hợp đủ lớn thì có thể kết hợp hệ thống nhiệt mặt trời và quang điện với nhau. Nền tảng One Base sẽ đảm bảo sự tương tác tối ưu giữa tất cả các thành phần trong hệ thống của Viessmann.
Giải đáp các câu hỏi thường gặp về năng lượng mặt trời và máy nước nóng trực tiếp
Hoàn toàn có thể thực hiện được trong những điều kiện nhất định. Nếu máy giặt không có đường ống nước nóng trực tiếp riêng, chúng tôi khuyên bạn nên lắp đặt một bộ điều khiển thời gian và nhiệt độ. Việc này sẽ bảo vệ đồ giặt của bạn bằng cách hạn chế nhiệt độ của nước. Tất cả những gì bạn cần làm là bật bộ điều khiển thời gian và nhiệt độ trước mỗi lần giặt. Đối với máy rửa chén, chỉ cần đảm bảo rằng đường ống có thể chịu được nhiệt độ cao.