Lắp đặt máy nước nóng năng lượng mặt trời là một trong những phương pháp phổ biến để các chủ nhà giảm hóa đơn tiền điện. Các hệ thống này sử dụng năng lượng tái tạo để giảm nhu cầu sử dụng điện lưới trong khi vẫn cung cấp lượng nước nóng lớn.
Máy nước nóng năng lượng mặt trời là gì?
Không giống như máy nước nóng truyền thống, máy nước nóng năng lượng mặt trời không sử dụng năng lượng từ lưới điện để làm nóng nước. Thay vào đó, những thiết bị hiệu quả cao này sử dụng bộ thu năng lượng mặt trời chuyên dụng trên mái nhà của bạn để lấy năng lượng từ mặt trời. Năng lượng mặt trời thu được sau đó được sử dụng để làm nóng nước trong nhà của bạn.
Máy nước nóng năng lượng mặt trời đã rất phổ biến trong quá khứ vì chúng cắt giảm hóa đơn tiền điện của bạn và cho phép bạn làm nóng nước bằng năng lượng sạch. Các bộ thu năng lượng mặt trời trực tiếp làm nóng nước của bạn và không cung cấp bất kỳ năng lượng mặt trời nào khác cho ngôi nhà của bạn.
Gần đây, mọi người đã lựa chọn máy nước nóng bơm nhiệt điện, được kết hợp với hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời gia đình. Máy bơm nhiệt điện sử dụng năng lượng lưới điện để làm nóng nước của bạn, tuy nhiên, khi được ghép nối với hệ thống năng lượng mặt trời gia đình, chúng vẫn có thể chạy bằng điện mặt trời.
Nếu bạn không thể lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời tại nhà đầy đủ hoặc nếu bạn có một ngôi nhà không nối lưới, thì một máy nước nóng năng lượng mặt trời độc lập có thể là một lựa chọn tuyệt vời.
Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?
Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời có thể sản xuất đủ nước nóng để đáp ứng hầu hết các nhu cầu nước nóng sinh hoạt hàng ngày của bạn.
Có hai loại máy nước nóng năng lượng mặt trời chính có sẵn cho dân dụng và thương mại:
- Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động
- Máy nước nóng năng lượng mặt trời thụ động
Mỗi loại hoạt động khác nhau và bao gồm các thiết bị khác nhau.
Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động
Máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động sử dụng một máy bơm để luân chuyển nước nóng từ bộ thu năng lượng mặt trời, hoặc bộ hấp thụ, đến nhà của bạn. Chúng thường được lắp đặt ở những khu vực có khí hậu lạnh hơn, vì nước được lưu trữ trong bồn chứa có thể được giữ trong nhà để tránh đóng băng.
Có hai loại máy nước nóng năng lượng mặt trời hoạt động khác nhau:
- Hệ thống trực tiếp hoạt động, nơi nước được làm nóng trực tiếp trong các bộ thu gom, sau đó được đưa đến vòi và vòi hoa sen của bạn. Các bộ thu năng lượng mặt trời thường là kim loại hoặc ống thủy tinh.
- Hệ thống gián tiếp hoạt động, trong đó chất lỏng truyền nhiệt, như propylene glycol, được làm nóng bên trong các bộ thu năng lượng mặt trời, và sau đó truyền nhiệt đến nguồn cấp nước bằng bộ trao đổi nhiệt trong một hệ thống vòng kín. Một số tổn thất nhiệt xảy ra trong khi chất lỏng truyền lưu thông trong hệ thống.
Máy nước nóng năng lượng mặt trời thụ động
Máy nước nóng năng lượng mặt trời thụ động không sử dụng máy bơm tuần hoàn để di chuyển nước nóng. Thay vào đó, chúng dựa vào sự đối lưu như hệ thống tuần hoàn, nơi nước nóng hơn dâng lên bề mặt và nước lạnh chìm xuống, để lưu thông nước.
Hệ thống nước năng lượng mặt trời thụ động thường rẻ hơn hệ thống năng lượng mặt trời vì chúng không yêu cầu thiết bị đặc biệt để bơm nước.
Có hai loại máy nước nóng năng lượng mặt trời thụ động chính:
- Máy nước nóng năng lượng mặt trời tích hợp bộ thu nhiệt là những bể chứa nước lớn, màu đen, được xây dựng trong một hộp cách ly với phần trên cho phép ánh sáng mặt trời chiếu qua. Ánh sáng mặt trời làm nóng nước trực tiếp trong các bể đen, sau đó chảy vào hệ thống ống nước của bạn khi bạn cần nước nóng.
- Hệ thống phích nước thụ động sử dụng các tấm thu nhiệt phẳng bằng kim loại để làm nóng các mẻ nước nhỏ trên mái nhà của bạn. Khi bạn mở van nước nóng, nước nóng ở trên cùng của bộ thu mẻ sẽ chảy từ mái nhà xuống vòi nước của bạn. Chúng thường được thiết kế để chứa 40 gallon nước.
Nhiều hệ thống thụ động bao gồm một lò sưởi không bình chứa làm nguồn năng lượng dự phòng, có thể là khí đốt hoặc điện.
Bể chứa và bộ thu năng lượng mặt trời
Hầu hết các máy nước nóng năng lượng mặt trời yêu cầu một bình chứa được cách nhiệt tốt. Bể chứa năng lượng mặt trời có thêm một đầu ra và đầu vào kết nối với và từ bộ thu. Trong hệ thống hai bồn chứa, máy nước nóng năng lượng mặt trời làm nóng nước trước khi chảy vào máy nước nóng thông thường. Trong hệ thống một bể, bộ gia nhiệt dự phòng được kết hợp với bộ lưu trữ năng lượng mặt trời trong một bể.
Ba loại bộ thu năng lượng mặt trời được sử dụng cho các ứng dụng dân dụng:
Bộ sưu tập tấm phẳng
Bộ sưu tập tấm phẳng tráng men là những hộp cách nhiệt, chịu được thời tiết có chứa một tấm hấp thụ tối màu dưới một hoặc nhiều nắp bằng thủy tinh hoặc nhựa (polyme). Các tấm thu nhiệt dạng tấm phẳng không tráng men - thường được sử dụng để sưởi ấm hồ bơi bằng năng lượng mặt trời - có tấm hấp thụ tối màu, làm bằng kim loại hoặc polyme, không có vỏ bọc hoặc vỏ bọc.
Hệ thống lưu trữ-bộ thu tích hợp
Còn được gọi là ICS hoặc hệ thống theo lô, chúng có một hoặc nhiều bể hoặc ống màu đen trong hộp cách nhiệt, tráng men. Đầu tiên, nước lạnh đi qua bộ thu năng lượng mặt trời, làm nóng nước trước. Sau đó, nước tiếp tục được chuyển đến máy nước nóng dự phòng thông thường, cung cấp nguồn nước nóng đáng tin cậy. Chúng chỉ nên được lắp đặt ở những nơi có khí hậu đóng băng nhẹ vì các đường ống ngoài trời có thể bị đóng băng trong thời tiết lạnh giá khắc nghiệt.
Bộ thu năng lượng mặt trời dạng ống sơ tán
Chúng có các dãy ống thủy tinh trong suốt song song. Mỗi ống chứa một ống bên ngoài bằng thủy tinh và ống hấp thụ kim loại gắn với một vây. Lớp phủ của fin hấp thụ năng lượng mặt trời nhưng hạn chế sự mất nhiệt do bức xạ. Những bộ thu này được sử dụng thường xuyên hơn cho các ứng dụng thương mại của Hoa Kỳ.
Hệ thống đun nước nóng bằng năng lượng mặt trời hầu như luôn luôn yêu cầu một hệ thống dự phòng cho những ngày nhiều mây và những thời điểm nhu cầu tăng cao. Máy nước nóng lưu trữ thông thường thường cung cấp dự phòng và có thể đã là một phần của gói hệ thống năng lượng mặt trời. Hệ thống dự phòng cũng có thể là một phần của bộ thu năng lượng mặt trời, chẳng hạn như các bể chứa trên mái nhà với hệ thống phích nước. Vì hệ thống lưu trữ tích hợp bộ thu nhiệt đã tích trữ nước nóng ngoài việc thu nhiệt mặt trời, nên nó có thể được đóng gói cùng với máy nước nóng không bình chứa hoặc loại có nhu cầu để dự phòng.
Hướng dẫn mua hàng
Khi chọn một hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời cho ngôi nhà của bạn, có một số điều mà bạn phải xem xét.
Năng lực của hệ thống
Hệ thống bạn chọn phải đáp ứng nhu cầu của bạn. Ví dụ: nếu bạn thường xuyên yêu cầu 500 gallon nước mỗi ngày, hãy đảm bảo rằng hệ thống bạn chọn có thể đáp ứng những nhu cầu này và hơn thế nữa.
Dễ sử dụng
Khi chọn một hệ thống, hãy xem lại một lần để đảm bảo rằng nó dễ dàng thiết lập, sử dụng và bảo trì. Làm như vậy sẽ giúp bạn tránh được những rắc rối sau khi mua hàng.
Độ bền
Vì máy sưởi sử dụng năng lượng mặt trời được lắp đặt bên ngoài nên chúng cần phải bền và được làm bằng vật liệu chất lượng. Vì vậy, hãy chọn một sản phẩm mang lại cho bạn giá trị tốt nhất đồng thời được trang bị để chống chọi với những biến động của thiên nhiên.