Ogrzewać duży basen z elektrycznym za pomocą paneli słonecznych?

9

Gdzie mogę uzyskać pomoc? Czy powinienem spróbować wycenić to sam, czy znaleźć kontrahenta? Jakiego rodzaju wykonawcy powinienem szukać?

Moja społeczność 60 rodzin ma basen. Ma około 30 x 60 cali. Teraz jest ogrzewany gazem, a gaz jest głównym wydatkiem każdego roku. W ubiegłym roku wydaliśmy 7500 USD na gaz.

Jak moglibyśmy przystąpić do oceny kosztów i innych zalet i wad przejścia z gazu na ciepło elektryczne? Obecna nagrzewnica gazowa ma około 1/2 długości oczekiwanej żywotności. Celem jest obniżenie rocznego kosztu energii.

Znajdujemy się w Nowym Jorku, a obok basenu znajduje się trawiasty obszar o powierzchni 1/2 akra, który jest własnością publiczną i który nie jest często używany, ponieważ robi się podmokły. Być może moglibyśmy umieścić tam panele słoneczne.

Chyba moglibyśmy oszacować ilość energii elektrycznej potrzebnej do ogrzania basenu z 7500 $ za gaz.

Jak obliczyć liczbę potrzebnych paneli słonecznych?

Czy panele słoneczne można umieścić blisko ziemi? Widziałem je tylko na dachach.

Szacuję, że korzystamy z puli 4 miesiące w roku.

Aktualizacja: Słyszałem, że możesz „zbankrutować” energię elektryczną, którą produkujesz, na to, czego używasz. Ponieważ zużyjemy energię elektryczną w ciągu zaledwie 4 miesięcy, energię elektryczną, którą wytwarzamy w ciągu pozostałych 8 miesięcy, można zdeponować w banku i wykorzystać za darmo, gdy jest to potrzebne.

Yehuda_NYC
źródło
2
Jak blisko znajdujesz się w puli klimatyzacji? możesz dodać cewkę do klimatyzatora, aby podczas chłodzenia domu ogrzewać również basen.
Matthew Whited
@MatthewWhited Pool znajduje się dość daleko od wszystkich domów.
Yehuda_NYC
3
Przy wydatkach 7500 $ rocznie powinieneś zamiast tego zaangażować profesjonalistę, aby rozwiązać ten problem.
longneck
1
Najbardziej opłacalną metodą jest zamknięcie basenu w szkle, jak szklarnia. To nie tylko znacznie zmniejsza zapotrzebowanie na ogrzewanie, ale oszczędza wodę i jest tak samo wydajne jak ogniwa PV tego samego obszaru podczas pozyskiwania ciepła. Będziesz chciał móc go otworzyć latem, aby nie zrobiło się za gorąco. Pomaluj również basen na ciemny kolor. Jeśli możesz, a basen nie jest jeszcze izolowany, wykop go i zastosuj izolację.
Brock Adams,
Większość energii elektrycznej wytwarzanej przez panele pochodzi z letnich miesięcy. W okresie zimowym produkuje się stosunkowo niewiele, więc nie będziesz dużo gromadzić w tych miesiącach.
stannius

Odpowiedzi:

35

Panele fotowoltaiczne są ~ 15% wydajne. Panele z ciepłą wodą są znacznie więcej i prawdopodobnie znacznie tańsze.

O wiele bardziej wydajne jest tylko podgrzewanie wody, niż zamiana na elektryczną, a następnie na ogrzewanie. Może z wyjątkiem pompy ciepła ... $$$

SomeoneSomewhereSupportsMonica
źródło
2
Zgadzam się, zamiast tego Google „Solar Solar Swimming Pool”. Mamy elektryczną pompę ciepła i szukamy możliwości konwersji. Pompa ciepła przyciąga swoją ogromną i byłaby jeszcze gorsza w chłodniejszym klimacie.
Tyson
Dodałem aktualizację do pytania dotyczącego „bankowości” energii elektrycznej. Wydaje się, że ta bankowość ma przewagę nad panelami z ciepłą wodą.
Yehuda_NYC
Rodzaj. Zwykle generowałbyś energię i zasilał ją z powrotem do sieci i dostawał za nią wynagrodzenie. Gdy używasz energii, płacisz normalną stawkę. W tym momencie równie dobrze możesz po prostu zostać z gazem (jest to prawdopodobnie tańsze niż czysta elektryczność) i mieć układ słoneczny z siatką.
SomeoneSomewhereSupportsMonica
1
@Yehuda_NYC Kiedy myślisz o „bankowości” energii, mówisz tylko o czymś, co spełnia ten sam cel co bateria. (Może to być faktyczna bateria lub może to być coś w rodzaju elektrowni szczytowo-pompowej Raccoon Mountain .) Nie znam żadnego mechanizmu magazynowania, który przechowywałby energię w nieskończoność bez utraty energii z upływem czasu i oczywiście żadna bateria nie ma nieograniczonej pojemności Pojemność. Nie jestem ekspertem od systemów elektrycznych, ale zdziwiłbym się, gdybyś mógł tanio przechowywać miesiące energii, nie tracąc jej dużo.
jpmc26
3
Wydaje się, że jest to idealny przypadek użycia słonecznych podgrzewaczy wody.
JimmyJames
13

Zostało to już powiedziane w jednej odpowiedzi - ale chcę to powtórzyć, aby było bardzo jasne. Wytwarzanie energii elektrycznej ze słońca tylko po to, aby zawrócić i uruchomić grzejniki elektryczne dla basenu, nie jest wcale skutecznym sposobem. Ogólnie taki system będzie prawdopodobnie mniej niż 10% sprawny pod względem konwersji energii słonecznej. Zamiast tego wybierz system solarnego podgrzewacza wody. Dobrze skonstruowany system powinien być w stanie przetworzyć 3 do 4 razy więcej dostępnej energii słonecznej.

Należy pamiętać, że wiele osób zbudowało własne systemy słonecznych podgrzewaczy wody, które można znaleźć w Internecie.

Michael Karas
źródło
1
Zgadzam się, że bezpośrednie podgrzewanie wody za pomocą energii słonecznej będzie bardziej wydajne niż konwersja na prąd. Chciałem wypróbować kombinację obu. Płaszcz wodny z tyłu paneli słonecznych wytwarzałby prąd, podgrzewał wodę i pomagał w chłodzeniu ogniw słonecznych, co (teoretycznie) poprawiałoby ich wydajność. Gdybym tylko miał ochotę przetestować swoją teorię ...
JS.
Niekoniecznie prawda dotycząca wydajności: greenbuildingadvisor.com/blogs/dept/musings/solar-thermal-dead
Michael
2
To znaczy o gorącej wodzie, na przykład do pryszniców i tym podobnych. Inna koncepcja niż podgrzewanie wody w basenie.
Matthew Whited
10

Ile energii potrzebujesz?

W ciągu czterech miesięcy wydajesz 7500 USD, więc zakładając, że ogrzewasz gazem ziemnym , oznaczałoby to zużycie około 19 000 metrów sześciennych. Przy 10,8 kWh na metr sześcienny mówimy o 200 000 kWh; w ciągu czterech miesięcy to średnie zapotrzebowanie na moc 70 kW.

Czy słońce może pomóc?

Rozsądna moc słoneczna w Nowym Jorku wynosi około 5 kWh / m 2 dziennie.

Cztery miesiące to 120 dni, więc panele słoneczne dają 120 * 5 = 600 kWh na metr kwadratowy. Aby osiągnąć 200 000 kWh, potrzebowałbyś wtedy 340 metrów kwadratowych, czyli podwójnej powierzchni basenu.

Koszt takiej instalacji może być dość wysoki .

Czy naprawdę potrzebujesz całej tej energii?

Teraz 70 kW podzielone przez powierzchnię wynosi około 430 W, co wydaje się wskazywać na znaczne straty parowania w ciągu dnia. Strata parowania jest funkcją trzech parametrów (temperatury wody, dostępnej powierzchni i temperatury i prędkości przepływu powietrza). Możesz uzyskać znaczne oszczędności poprzez:

  • zakrywając basen czarnym „ kocem słonecznym ”, gdy nie jest używany. Jeśli jeszcze tego nie zrobisz, powinno to kosztować około 1000 USD i może zaoszczędzić od około jednej trzeciej do połowy obecnego budżetu na energię (nawet więcej, jeśli nie korzystasz z puli każdego dnia i nie ujawniasz jej). To około 2500 USD rocznie , a dobry kocyk słoneczny wystarczy na 5 lat.

  • otaczając basen wysokim ogrodzeniem, żywopłotem lub siatką chroniącą przed wiatrem , która obniży prędkość wiatru i zmniejszy straty podczas użytkowania basenu.

Ogrzewanie solarne

Używanie elektryczności, która jest jedną z „najszlachetniejszych” form energii (ponieważ można ją łatwo przekształcić w dowolną inną formę) do generowania ciepła (która jest formą podstawową), powinno być ostatecznością. Fotowoltaika traci nawet 85% dostępnej energii, zanim jeszcze się uruchomi.

Znacznie lepiej jest bezpośrednio wykorzystać ciepło słoneczne.

Aby aktywnie ogrzewać basen, w zależności od odległości między basenem a terenem zielonym, sugeruję użycie układu recyrkulacji wody (ewentualnie połączonego z pompą basenu) lub obwodu izolowanego z wymiennikiem ciepła (wymaga dodatkowej małej mocy pompa) między basenem a płytą podgrzewacza słonecznego. Jest to w zasadzie długa czarna, odporna na promieniowanie UV rura z PVC, w której woda w basenie lub płyn wymiennika ciepła (woda plus glikol i inne substancje) powoli krąży i jest podgrzewany przez słońce. Sprawność cieplna wynosi blisko 80–90% w porównaniu z 10–15% paneli słonecznych, tzn. Można uzyskać powierzchnię czterokrotnie mniejszą: połowę wielkości basenu zamiast dwa razy większą. Ponadto, koszt jest sposób niższa, a składniki są obok bezwartościowe (rurki PVC, chodź na), co oznacza, że ​​naprawdę mało prawdopodobne jest przyciągnięcie niechcianej uwagi, nawet w niezbyt bezpiecznych dzielnicach. Koszty ubezpieczenia są proporcjonalnie niższe, a naprawy mogą być wykonywane przez każdego.

Tutaj znajdziesz więcej informacji , w tym instrukcje dla majsterkowiczów.

(Uwaga: należy całkowicie opróżnić rurkę podczas zimnych miesięcy, aby nie doszło do uszkodzenia przez zamarznięcie).

Bankowość elektryczna, pompa ciepła

Obie metody są „multiplikatorami” wydajności systemu fotowoltaicznego. Dzięki bankowości elektrycznej sprzedajesz (lub „przechowujesz”) energię elektryczną w sieci elektroenergetycznej w tych miesiącach, kiedy w ogóle nie korzystasz z puli. Następnie, gdy potrzebujesz puli, przekierowujesz moc wyjściową PV do puli i możesz uzupełnić ją energią z sieci - „zgromadzoną” w ostatnich miesiącach.

O ile nie otrzymasz specjalnych taryf, najlepsze, co możesz mieć nadzieję, to uzyskać energię w tej samej cenie, w jakiej ją sprzedałeś; to czysta bankowość. Ale elektryczność była produkowana w najzimniejszych i najciemniejszych miesiącach, więc podział nie będzie dokładnie 8: 4; bardziej prawdopodobne około 50% -50%. Energia, którą możesz odzyskać, jest tego samego rzędu wielkości, co wytwarzana latem. Podwaja to twoją wydajność i możesz użyć powierzchni PV o połowę mniejszej: tj. Tej samej powierzchni basenu.

To samo dotyczy pompy ciepła. Pompa ciepła wykorzystuje, powiedzmy, jedną jednostkę energii elektrycznej do „przeniesienia” niektórych jednostek ciepła ze środowiska do wszystkiego, czego potrzeba do ogrzania; elektryczność również przyczynia się do tego ciepła. Zazwyczaj uzyskuje się kolejne podwojenie wydajności , nawet jeśli pompa ciepła wymaga konserwacji; więc Twoje koszty ogrzewania nie zostaną zmniejszone o połowę.

Łącząc bankowość elektryczną z pompami ciepła, można było wtedy ogrzać basen o powierzchni 160 m 2 z 80 m 2 paneli słonecznych. Wydaje mi się, że nadal lepiej jest stosować słoneczne lampy grzewcze , nawet bez uwzględnienia kosztów utrzymania, pozwoleń i instalacji.

LSerni
źródło
8

Masz całkiem spory basen jak na standardy mieszkaniowe, ale nadal jestem zaskoczony, że kosztuje Cię to tyle ... prawie 2 tys. Dolarów miesięcznie!

Zakładając cenę 0,90 USD / therm (średnia w rejonie Nowego Jorku, według niektórych przypadkowych stron, które znalazłem) i liczby na tej stronie US Energy Star , to ponad dwukrotnie więcej niż powinieneś wydać na pulę 1800sf w Nowym Jorku .

Do jakiej temperatury ustawiasz basen? Czy uruchamiasz nagrzewnicę w trybie pełnego podmuchu, 24/7? Czy masz wyjątkowo mało wydajny grzejnik?

Zgaduję, że nie masz zadaszenia basenu, jeśli nie, byłoby to doskonałe miejsce na początek.

Motek
źródło
Pula jest ustawiona na około 83,5. Utrzymujemy je otwarte od końca maja do połowy września lub później, jeśli jest ciepło.
Yehuda_NYC
2
to prawie 29 ° C! to bardzo gorące!
njzk2
Upuszczenie tej temperatury do lat 60-tych może DUŻO pomóc.
coteyr
1
@ Yehuda_NYC Czekaj, tylko 83,5F? Wydaje mi się to trochę fajne ... nasz basen podnosi się tylko nieco powyżej tego lata, a nawet gdy temperatura osiąga 100 F, nadal wydaje się zimno po długim przebywaniu w nim. To prawie 15 F poniżej temperatury ciała, a woda jest znacznie lepszym przewodnikiem ciepła niż powietrze.
Michael
2
To wydaje się rozsądną temperaturą dla basenu przeznaczonego do swobodnego / rodzinnego pływania. Baseny do poważnego treningu mogą być fajniejsze.
Chris H
2

Aby zmniejszyć koszty energii, masz kilka opcji (niektóre pochodzą z komentarzy, a nie z posta).

Po pierwsze, jeśli twoja temperatura jest ustawiona na 83,5, to jest największa część twojego problemu. Pożądana byłaby niższa temperatura. „Najlepszy” zakres do pływania to 77–82. Jeśli nie pływasz, zmniejsz go do lat 60. lub niższych. Jeśli pływasz, 77 w miesiącach zimowych brzmi dobrze.

Następnie spójrz na dobrą osłonę basenu. Problem z ogrzewaniem basenu polega na tym, że podgrzewasz dużą powierzchnię wody, której 90% czasu nawet nie używasz. Korzystanie z dobrego pokrycia basenu znacznie obniży te koszty. Zautomatyzowana ochrona może być nawet opcją.

Zobacz ogrodzenie basenu. Plastikowa obudowa w stylu „zielonego domu” może sporo zaoszczędzić. Może także wydłużyć czas korzystania z basenu (do zimy). Jeśli jest teraz w obudowie, sprawdź opcje przełączania paneli w obudowie. Nic nie podgrzewa wody lepiej niż słońce.

Aby bezpośrednio odpowiedzieć na twoje pytanie, musisz zatrudnić profesjonalistę. Ktoś, kto przyjdzie i oceni twoją sytuację i określi twoje opcje. Jest ich wiele, a wymiana obecnego systemu grzewczego na nowy może być kosztem, którego nie odzyskasz przez wiele lat.

Coteyr
źródło
Jakiego rodzaju pro?
Yehuda_NYC
2

Jak już wspomniano, bezpośrednie podgrzewanie wody jest znacznie wydajniejsze i tańsze.

Chciałbym dodać, że jest to również znacznie mniej złożony system. Potrzebujesz tylko (wielu) rurek, pomaluj na czarno i to wszystko. Części zamienne są łatwo dostępne , zarówno pod względem dostępności, jak i ceny . Ewentualne naprawy w przyszłości nie wymagają wiedzy eksperckiej i można je wykonać przy niewielkich umiejętnościach majsterkowania. Mogą to zrobić członkowie społeczności, co zmniejsza koszty i dodaje możliwy aspekt społeczny, ponieważ społeczność jest w stanie utrzymać swoją pulę.

taśma klejąca
źródło
1

To może nie być najbardziej estetyczne rozwiązanie, ale lepszym sposobem na ogrzanie basenu energią słoneczną jest pomalowanie go na czarno zamiast na biało / niebiesko lub cokolwiek to jest.

Lub rozłóż czarną folię na / pod powierzchnią, gdy nie jest używana.

Użyłem tego do małego (3 m średnicy, głębokości 0,6 m), bardzo skutecznego i niskiego poziomu konserwacji (pod warunkiem, że zapewnisz przepływ wody z obu stron). W przypadku dużego basenu zorganizuję coś, co pozwoli na zrolowanie folii i pozostawienie jej w rogu. Lub możesz po prostu zostawić to na dole.

[edytuj] do komentarzy: tak, co prawda nie jest to „najlepszy”, ale wciąż lepszy niż fotowoltaika. Być może masz już - lub potrzebujesz - osłonę na basen, równie dobrze może sprawić, że będzie czarna.

kaay
źródło
1
Nie nazwałbym tego „najlepszym sposobem”, ponieważ sama folia prawdopodobnie nie wystarczy, aby osiągnąć pożądaną temperaturę; plus: im głębsza pula, tym mniej zyskujesz.
JimmyB
1
Sądzę, że wyraźna przykrywka, która tworzy efekt cieplarniany, byłaby o wiele bardziej skuteczna. Użycie nieprzezroczystej osłony będzie wymagało przeniesienia ciepła z osłony do wody poprzez przewodzenie, a gorąca osłona podgrzeje powietrze nad nią, które następnie podniesie się z dala od tego, co próbujesz ogrzać.
JimmyJames
1
Niebieska lub biała powierzchnia jest środkiem bezpieczeństwa i może być wymagana przez prawo. O wiele łatwiej jest dostrzec kogoś tonącego na jasnym tle niż na ciemnym.
Mark