Aqueça piscina grande com energia elétrica através de painéis solares?


9

Onde posso pedir ajuda com isso? Devo tentar calcular o preço sozinho ou encontrar um contratado? Que tipo de empreiteiro devo procurar?

Minha comunidade de 60 famílias possui uma piscina. É cerca de 30 'x 60'. Agora é aquecido a gás, e o gás é a principal despesa da piscina a cada ano. Gastamos US $ 7.500 em gasolina no ano passado.

Como podemos avaliar os custos e outros prós e contras da mudança do gás para o calor elétrico? O aquecedor a gás atual tem aproximadamente 1/2 caminho de sua vida útil esperada. O objetivo é reduzir o custo anual de energia.

Estamos localizados em NY e há uma área gramada de 1/2 acres perto da piscina, que é de propriedade comunitária e que não é muito usada porque fica pantanosa. Talvez possamos colocar alguns painéis solares lá.

Acho que poderíamos estimar a quantidade de eletricidade necessária para aquecer a piscina a partir dos US $ 7.500 em gás.

Como calculamos o número de painéis solares necessários?

Os painéis solares podem ser colocados perto do chão? Eu só os vi nos telhados.

Eu estimo que usamos a piscina 4 meses por ano.

Atualização: ouvi dizer que você pode "depositar" a eletricidade que você produz sobre o que você usa. Como usaremos a eletricidade em apenas 4 meses, a eletricidade que fabricamos nos outros 8 meses pode ser depositada e usada gratuitamente quando necessário.


2
Quão perto você está da sua unidade de A / C? você pode adicionar uma bobina ao seu ar condicionado para que, quando estiver resfriando sua casa, você também esteja aquecendo sua piscina.
Matthew Whited

A @MatthewWhited Pool fica a uma certa distância de todas as casas.
Yehuda_NYC

3
Com US $ 7500 por ano em despesas, você deve contratar um profissional para resolver esse problema.
longneck

11
Seu método mais econômico é colocar a piscina em vidro, como uma estufa. Isso não apenas reduz bastante os requisitos de aquecimento, mas economiza água e é tão eficiente quanto as células fotovoltaicas, da mesma área, ao coletar calor. Você poderá abri-lo no verão para que não fique muito quente. Pinte a piscina de uma cor escura também. Se você puder, e a piscina ainda não estiver isolada, faça uma escavação ao redor dela e aplique isolamento.
Brock Adams

A maior parte da eletricidade produzida pelos painéis é durante esses meses de verão. Comparativamente, pouco é produzido durante o inverno; portanto, você não gastará muito durante esses meses.
Stannius

Respostas:


35

Painéis fotovoltaicos são ~ 15% eficientes. Os painéis de água quente são muito mais e provavelmente muito mais baratos.

Muito mais eficiente apenas aquecer a água, em vez de converter em elétrico e depois em aquecer. Talvez com exceção de uma bomba de calor ... $$$


2
Eu concordo, o Google "Aquecedor solar de piscina" em vez disso. Temos uma bomba de calor elétrica e estamos procurando converter. A bomba de calor é enorme e seria ainda pior em seu clima mais frio.
Tyson

Eu adicionei uma atualização à pergunta sobre eletricidade "bancária". Esse banco parece ter vantagens sobre os painéis de água quente.
Yehuda_NYC 26/06

Mais ou menos. Geralmente, você gerava energia, a alimentava de volta à rede e era pago por isso. Quando você usa energia, paga a taxa normal. Nesse ponto, é melhor você ficar com gás (provavelmente é mais barato que o elétrico puro) e ter um sistema solar ligado à rede.
SomeoneSomewhereSupportsMonica

11
@Yehuda_NYC Quando você pensa em energia "bancária", está apenas falando de algo que cumpre o mesmo objetivo que uma bateria. (Pode ser uma bateria de verdade ou pode ser algo como a usina de armazenamento bombeado de Raccoon Mountain .) Não conheço nenhum mecanismo de armazenamento que retenha energia indefinidamente sem perder energia ao longo do tempo e, é claro, nenhuma bateria é ilimitada. capacidade. Eu não sou especialista em sistemas elétricos, mas ficaria surpreso se você puder armazenar meses de energia a baixo custo sem perder muito.
jpmc26

3
Este parece ser um caso de uso perfeito para aquecedores solares de água.
JimmyJames

13

Isso já foi dito em uma resposta - mas quero repetir para que fique muito claro. Gerar eletricidade a partir da energia solar apenas para se virar e acionar aquecedores elétricos para a piscina não é um caminho eficiente. No geral, esse sistema provavelmente será menos de 10% eficiente em termos de conversão de energia solar. Vá com um sistema de aquecedor solar de água. Um sistema bem construído deve ser capaz de converter 3 a 4 vezes mais da energia solar disponível.

Observe que muitas pessoas criaram seus próprios sistemas de aquecedor solar de água que você pode encontrar online.


11
Concordo que o aquecimento direto da água via solar será mais eficiente do que a conversão em eletricidade primeiro. Eu queria tentar uma combinação de ambos. Uma jaqueta de água na parte de trás dos painéis solares geraria eletricidade, aqueceria a água e ajudaria a resfriar as células solares, o que (em teoria) ajudaria sua eficiência. Se ao menos eu tivesse o desejo de colocar minha teoria à prova ...
JS.

Não é necessariamente verdade sobre a eficiência: greenbuildingadvisor.com/blogs/dept/musings/solar-thermal-dead
Michael

2
Isso é falar de água quente, como em chuveiros e similares. Conceito diferente, em seguida, aquecer a água para uma piscina.
Matthew Whited

10

Quanta energia você precisa?

Em quatro meses, você gasta US $ 7500, supondo que você aqueça usando gás natural , isso indicaria um consumo de cerca de 19.000 metros cúbicos. A 10,8 kWh por metro cúbico , estamos falando de 200.000 kWh; em quatro meses, esse é um requisito médio de energia de 70 kW.

O Sol pode ajudar?

A produção solar razoável em Nova York é de cerca de 5 kWh / m 2 por dia.

Como quatro meses são 120 dias, os painéis solares fornecerão 120 * 5 = 600 kWh por metro quadrado. Para atingir 200.000 kWh, você precisará de 340 metros quadrados, ou seja, o dobro da superfície da piscina.

O custo dessa instalação pode ser bastante alto .

Você realmente precisa de toda essa energia?

Agora, 70 kW divididos pela superfície estão em torno de 430 W, o que parece indicar perdas evaporativas consideráveis ​​ao longo do dia. A perda por evaporação é uma função de três parâmetros (temperatura da água, superfície disponível e temperatura e velocidade do fluxo de ar). Você pode obter economias consideráveis ​​ao:

  • cobrindo a piscina com um " cobertor solar " preto quando não estiver em uso. Se você ainda não o fez, isso deve custar cerca de US $ 1.000 e pode economizar entre um terço e metade do seu orçamento atual de energia (ainda mais se você não usar a piscina todos os dias e deixá-la descoberta). São cerca de US $ 2.500 por ano e um bom cobertor solar durará 5 anos com facilidade.

  • cercar a piscina com uma cerca alta, sebe ou malha de quebra - vento que reduzirá a velocidade do vento e reduzirá as perdas quando a piscina estiver em uso.

Aquecimento solar

Usar a eletricidade, que é uma das formas "nobres" de energia (como pode ser facilmente transformada em qualquer outra forma) para gerar calor (que é a forma mais básica), deve ser o último recurso. A energia fotovoltaica perde cerca de 85% da energia disponível antes mesmo de começar.

Muito melhor usar diretamente o calor solar.

Para aquecer ativamente a piscina, dependendo da distância entre a piscina e a área verde, minha sugestão seria usar um sistema de recirculação de água (possivelmente conectado à bomba da piscina) ou um circuito isolado com trocador de calor (requer energia adicional e baixa potência) bomba) entre a piscina e uma placa de aquecimento solar. Este é basicamente um longo tubo de PVC preto resistente a UV, onde a água da piscina ou o fluido do trocador de calor (água mais glicol e outras substâncias) circula lentamente e é aquecido pelo sol. A eficiência térmica é próxima de 80 a 90% em comparação com os 10 a 15% dos painéis solares, ou seja, você pode sobreviver com uma superfície quatro vezes menor: metade do tamanho da piscina em vez do dobro. Além disso, o custo é bem menor e os componentes são quase inúteis (tubos de PVC, vamos ), o que significa que é pouco provável que atraiam atenção indesejada, mesmo em bairros não tão seguros. Os custos de seguro são proporcionalmente mais baixos e os reparos podem ser feitos por qualquer pessoa.

Aqui você pode encontrar mais informações , incluindo instruções de bricolage.

(Nota: você precisa drenar completamente o tubo durante os meses frios, para que não seja danificado pelo congelamento).

Operação bancária da eletricidade, bomba de calor

Ambos os métodos são "multiplicadores" para a eficiência de um sistema fotovoltaico. Com o banco de eletricidade, você vende (ou "armazena") a eletricidade na rede elétrica nos meses em que não usa a piscina. Então, quando você precisar da piscina, desviará a saída fotovoltaica para a piscina e poderá complementar a energia da rede - que você "armazenou" nos últimos meses.

A menos que você obtenha tarifas especiais, o melhor que você pode esperar é obter a energia pelo mesmo preço em que a vendeu; isso é bancário puro. Mas a eletricidade foi produzida nos meses mais frios e escuros, portanto a divisão não será exatamente 8: 4; provavelmente algo entre 50% e 50%. Portanto, a energia que você pode recuperar é da mesma ordem de magnitude da que você produz no verão. Isso então dobra sua eficiência e você pode usar uma superfície fotovoltaica com metade do tamanho: ou seja, a mesma área da piscina.

O mesmo vale para uma bomba de calor. Uma bomba de calor usa, digamos, uma unidade de eletricidade para "mover" algumas unidades de calor do ambiente para o que você precisa para aquecer; a eletricidade também aumenta esse calor. Normalmente, você obtém outra duplicação de eficiência , mesmo que a bomba de calor exija manutenção; para que seus custos de aquecimento não sejam realmente reduzidos à metade.

Combinando banco de eletricidade com bombas de calor, você pode aquecer uma piscina de 160 m 2 com 80 m 2 de painéis solares. Parece-me que ainda é melhor usar tubos de aquecimento solar , mesmo sem considerar os custos de manutenção, licenças e instalação.


8

Você tem uma piscina bastante grande para os padrões residenciais, mas ainda me surpreendo que esteja lhe custando muito ... quase US $ 2 mil por mês!

Assumindo um preço de US $ 0,90 / term (média na área de NY, de acordo com algum site aleatório que eu encontrei) e os números nesta página da Energy Star dos EUA , é mais do que o dobro do que você deveria gastar em uma piscina 1800sf em Nova York .

A que temperatura você está ajustando a piscina? Você opera o aquecedor a todo vapor, 24/7? Você tem um aquecedor de baixa eficiência incomum?

Acho que você não tem uma cobertura de piscina, se não tiver, seria um excelente lugar para começar.


Pool está definido para 83,5 ou mais. Mantemos aberto desde o final de maio até meados de setembro, ou mais tarde, se estiver quente.
Yehuda_NYC

2
isso é quase 29C! isso é muito quente!
Njzk2 27/06

A queda dessa temperatura para os anos 60 pode ajudar MUITO.
coteyr

11
@Yehuda_NYC Espere, apenas 83.5F? Isso me parece um pouco frio ... nossa piscina só fica um pouco acima daquela no verão e mesmo quando as temperaturas atingem 100 ° C ainda parece frio depois de ficar nela por muito tempo. Isso é quase 15F abaixo da temperatura corporal, e a água é um condutor de calor muito melhor que o ar.
Michael

2
Parece uma temperatura razoável para uma piscina destinada à natação casual / familiar. Piscinas para treinamento sério podem ser mais frias.
Chris H

2

Para reduzir seus custos de energia, você tem algumas opções (algumas tiradas de comentários e não da publicação).

Primeiro, se sua temperatura estiver definida como 83,5, é a maior parte do seu problema. Uma temperatura mais baixa seria desejável. O "melhor" alcance para nadar é de 77 a 82. Se você não estiver nadando, diminua para 60 ou menos. Se você estiver nadando, 77 nos meses de inverno parece bom.

Em seguida, olhe para uma boa cobertura de piscina. O problema com o aquecimento da piscina é que você aquece uma grande área de água que 90% do tempo nem usa. Usar uma boa cobertura de piscina ajudará a reduzir muito esses custos. Uma cobertura automatizada pode até ser uma opção.

Dê uma olhada e feche a piscina. Um gabinete de plástico tipo "casa verde" pode economizar bastante. Também pode prolongar o tempo que você pode usar a piscina (no inverno). Se ele estiver em um gabinete agora, verifique suas opções para alternar os painéis no gabinete. Nada aquece melhor a água do que o sol.

Para responder sua pergunta diretamente, você precisa contratar um profissional. Alguém que irá avaliar sua situação e definir suas opções. Existem muitos, e substituir o seu sistema de aquecimento atual por um novo pode ser uma despesa que você não recupera por muitos e muitos anos.


Que tipo de profissional?
Yehuda_NYC

2

Como dito anteriormente, aquecer a água diretamente é muito mais eficiente e mais barato.

Eu gostaria de acrescentar que também é um sistema muito menos complexo . Você só precisa de (muito) tubo, pinta de preto e pronto. É fácil encontrar peças de reposição , tanto em termos de disponibilidade quanto de preço . Os possíveis reparos no futuro não requerem conhecimento especializado e podem ser executados com apenas poucas habilidades de bricolage. Isso poderia ser feito pelos membros da comunidade, o que reduz custos e acrescenta um possível aspecto social, pois a comunidade é capaz de manter seu pool.


1

Pode não ser a solução mais estética, mas a melhor maneira de aquecer sua piscina com energia solar é pintá-la de preto, em vez de branco / azul ou o que for.

Ou espalhe papel alumínio sobre / sob a superfície quando não estiver em uso.

Usei isso para uma piscina pequena (3 m de diâmetro, 0,6 m de profundidade), muito eficaz e com baixa manutenção (desde que você garanta o fluxo de água nos dois lados). Para uma piscina grande, eu providenciaria algo que permitisse que o papel fosse enrolado e deixado em um canto. Ou você pode simplesmente deixá-lo no fundo.

[editar] aos comentários: sim, é certo que isso não é "o melhor", mas ainda melhor do que a energia fotovoltaica. Talvez você já tenha - ou precise - de uma cobertura para a piscina, que também possa torná-la preta.


11
Eu não chamaria isso de "o melhor caminho", porque provavelmente a folha provavelmente não é suficiente para atingir a temperatura desejada; mais: quanto mais fundo a piscina, menos você ganha.
JimmyB

11
Eu pensaria que uma cobertura clara que cria um efeito de 'estufa' seria muito mais eficaz. O uso de uma cobertura opaca exigirá que o calor seja transferido da cobertura para a água por condução e a cobertura quente aquecerá o ar acima dela, que se afastará do que você está tentando aquecer.
JimmyJames

11
A superfície azul ou branca é uma medida de segurança e pode ser legalmente exigida. É muito mais fácil identificar alguém que está se afogando em um fundo de cor clara do que em um fundo de cor escura.
Mark
Ao utilizar nosso site, você reconhece que leu e compreendeu nossa Política de Cookies e nossa Política de Privacidade.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.