Aqueça piscina grande com energia elétrica através de painéis solares?

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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.

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

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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 ... $$$

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

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

LSerni
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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.

Hank
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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
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isso é quase 29C! isso é muito quente!
Njzk2 27/06
A queda dessa temperatura para os anos 60 pode ajudar MUITO.
coteyr
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@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
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Parece uma temperatura razoável para uma piscina destinada à natação casual / familiar. Piscinas para treinamento sério podem ser mais frias.
Chris H
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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.

coteyr
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Que tipo de profissional?
Yehuda_NYC
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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.

fita adesiva
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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.

kaay
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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
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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
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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