Пассивные солнечные теплицы для холодного климата

Пассивные солнечные теплицы – Несколько новых технологий

Северный климат, менее ста безморозных дней среднегодовой температуры 4,1° С, имеет свои преимущества – длинные летние дни. Мы наслаждаемся количеством солнечных дней! Солнечный потенциал при минимизации жёстких факторов (холод, град, мороз) даёт шанс выращивать крупнейшие в мире овощи. Гелиотеплицы подходят для северных широт, поскольку традиционные теплицы рассчитаны на низкий (облачно, пасмурно) уровень рассеянного света.

Пассивные солнечные теплицы? Разве не все теплицы солнечные?
Это высокий туннель с простой структурой, без подогрева. Южная сторона строения из листов прозрачного стекла. Гелиотеплицы предназначены для приёма-усиления прямых солнечных лучей с юга, не допуская потери тепла со стороны севера, востока, запада.

Пассивные солнечные теплицы холодного севера

Солнечные теплицы своими руками

Краткое описание конструкции. Как мы разработали саму структуру:

  • Парковкой теплицы, размером 10 х 20 х 10, стала бетонная площадка. Стиль теплиц, если длина в 2 раза больше ширины, работает лучше.
  • Вся конструкция (за исключением остекления) собрана из структурно изолированных панелей (SIP). Эти плитки состоят из изолирующего слоя (пенополистирола) между двумя слоями структурной платы.
  • Для сохранения тепла, мы установили на грядках неперфорированные трубы. Эти «земные трубопроводы» получают горячий воздух с потолка теплицы, используя небольшой вентилятор на солнечных батареях.
  • Мы будем эффективно хранить излишки тепла в почве на грядках. Для термической массы будем пользовать чёрные ёмкости с водой вдоль стен. Для отвода тепла мы вырезали несколько вентиляционных отверстий, высокие и низкие.

Хотя первоначальная идея, построить теплицу из натуральных материалов (соломы и початков) была привлекательной для нас, мы от неё отказались. SIP панели не подвержены плесени и гниению, устойчивы к пожару и не выделяют газа. Их изоляционный коэффициент лучше, чем у большинства домов, а собрать конструкцию можно менее чем за один день.

В конечном итоге, парники вытесняют более энергии во вне, чем потребляют при её аккумуляции. И продолжительность жизни панелей несколько десятилетий при вполне удовлетворительной энергетической окупаемости. Остеклением на теплице является поверхность, которая впускает свет.
Остекление под углом позволяет максимально захватывать зимнее солнце (увеличение тепла зимой) и минимизировать летнее солнце (снижение перегрева летом). Угол остекления от горизонтали находится в пределах 45 – 75 градусов. Как правило, для оптимизации угла остекления принято к своей широте добавлять 15 градусов.

В нашем случае, оптимальный угол был 51 + 15 = 66 градусов. Для остекления мы использовали тройное остекление из поликарбоната с R-значением 2. Наш парник имеет 90% остекления южной поверхности. Эта площадь  способна захватить достаточное количество энергии в холодные месяцы, чтобы хранить тепло в пространстве. Солнечная теплица – большой прорыв в технологиях. Чтобы сохранить тепло, пассивные солнечные теплицы не используют дополнительного отопления, как пропан или биотопливо.

Есть несколько стратегий удерживания тепла и отвода тепла. Мы заинтересованы экспериментировать – выращивать растения на гидропонике.  Изолирующий характер парниковых панелей помогает удерживать тепло необходимой степени. Основные принципы солнечного парникового дизайна лежат в плоскости обсуждений различных вариантов строительных материалов.

Солнечный свет, проникая в теплицу, отражается от крыши, покрытой алюминиевой фольгой (белая краска тоже хорошо работает). Если солнечная теплица разработана хорошо, то с отражающими стенками можно реально обеспечить растениям до трети больше света в зимний период. Так, сохранение тепла теплосберегающими материалам и изоляция – объединяются. Без аккумулирования тепла, солнечные теплицы это что-то вроде термоса – вся энергия находится в нагретом солнцем воздухе. Энергия проведённая на хранение, не теряется вместе с выходящим воздухом. Энергия высвобождается медленно, и здание остается тёплым длительно. А днём теплоаккумулирующие материалы удерживают теплицу от перегрева.