¿Puedo conectar un elemento de calefacción a un panel solar para calentar un jacuzzi?

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Me acabo de mudar a una casa que tiene una bañera de hidromasaje (¡qué suerte tengo!). Utiliza mucha energía para mantenerlo caliente, así que me gustaría intentar calentarlo con el sol. Aunque un agua solar podría ser más normal, me gustaría intentar calentarla con un sistema solar fotovoltaico. Vivo en Berkeley, California, y la calculadora de Google me dice que obtendré 1756 horas de Sun utilizable. Puedo usar paneles localmente por $ 0.60 / W. Así que mi idea es conectar un panel directamente al elemento de calentamiento de agua caliente y colocarlo en mi jacuzzi. En esta etapa, estoy buscando una validación de la idea general, mis cálculos particulares y cualquier consejo de seguridad.

Vmp | Imp | Pmax | Voc | Isc | Resistencia ideal

Panel solar 1 | 35.68 | 8.15 | 290.792 | 44.9 | 8.94 | 4.37791411 |

Usando el Vmp y el Imp, calculé la "resistencia ideal". Creo que es vital que la resistencia del elemento calefactor coincida bastante con esto. Encontré un elemento de 600W 48V que debería tener una resistencia de 3.84 ohmios que está bastante cerca (y creo que me da una eficiencia del 87% basada en (8.15 * 3.84 * 3.84) para obtener la potencia y la división por Pmax). Puedo hacerlo un poco mejor obteniendo un par de elementos de calefacción de red de 120 V 1650W más baratos y más pequeños que tienen una resistencia de 8,72 ohmios o 4,36 para dos en paralelo. Que ahora está muy cerca de mi ideal!

Pregunta 1: para este cálculo de resistencia ideal, asumo que el panel funcionará a Pmax, pero probablemente el panel nunca lo estará (a menos que esté directamente frente al sol en un día claro). ¿Debería calcular una resistencia ideal diferente según las condiciones típicas más realistas?

Pregunta 2: ¿Qué fusibles e interruptores de aislamiento debo tener? Planeo tener un interruptor de aislamiento entre el panel y el elemento de calefacción (es algo así como lo suficientemente bueno). ¿Necesito fusibles también? Realmente no puedo entender cómo un fusible podría ayudar. Básicamente, estoy tratando de poner en cortocircuito el panel de la manera más eficiente posible, ¡por lo que un fusible siempre tendrá el tamaño más actual de lo que el panel podría proporcionar!

Pregunta 3: Cualquier consejo sobre el cableado que está bien si entra en contacto con el agua de la bañera de hidromasaje (que contiene algo de cloro).

¡Gracias de antemano por cualquier consejo, consejo o advertencia! Tom

    
pregunta tomdee

3 respuestas

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Me disculpo. No leí todo. Es realmente estúpido usar energía fotovoltaica (PV) para calentar el agua. La razón es que, en el mejor de los casos, convertirás el 20% de la luz solar incidente en calor.

Pero un calentador de agua solar puede alcanzar una eficiencia del 80% o 90%, incluso para paneles de bricolaje (bricolaje) en bruto.

Mi sugerencia es construir un panel de agua caliente simple usando un tubo de irrigación negro. Enrolle varios cientos de pies de tubería en un pedazo de madera contrachapada. Ponga un panel de vidrio sobre él si lo desea. Mantén eso en el sol. Obtenga un pequeño panel fotovoltaico para hacer funcionar una pequeña bomba de 12 V que bombea agua a través del tubo cuando el sol brilla. Es probable que esto no caliente el jacuzzi hasta la temperatura de uso a menos que usted ponga un montón de ellos en serie. Pero hará que aumente notablemente la temperatura de la línea de base.

Tal vez una bomba de circulación de cebo o algo así hará el trabajo. No necesitas una batería. No tiene sentido hacer funcionar la bomba cuando el sol no está brillando.

Gracias a peufeu por señalar que los jacuzzis (spas) son un área de riesgo potencial para la enfermedad de los legionarios. Este tipo de calentamiento posiblemente podría aumentar el riesgo un poco, ya que el agua nunca puede calentarse lo suficiente como para matar a las bacterias responsables. La calefacción eléctrica convencional con alimentación eléctrica puede estar lo suficientemente caliente como para matar las bacterias. En cualquier caso, se recomienda mantener el agua clorada para minimizar el riesgo.

    
respondido por el mkeith
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Para este cálculo de resistencia ideal, asumo que el panel operará a Pmax, pero probablemente el panel nunca lo estará (a menos que esté directamente frente al sol en un día claro). ¿Debería calcular una resistencia ideal diferente según las condiciones típicas más realistas?

A menos que use un rastreador de punto de máxima potencia, obtendrá menos del X% de potencia nominal cuando la irradiancia sea X% de la nominal. Como solo estás tratando de generar calor, sería aceptable un regulador de derivación.

  

Pregunta 2: ¿Qué fusibles e interruptores de aislamiento debo tener? Planeo tener un interruptor de aislamiento entre el panel y el elemento de calefacción (es algo así como lo suficientemente bueno). ¿Necesito fusibles también? Realmente no puedo entender cómo un fusible podría ayudar. Básicamente, estoy tratando de poner en cortocircuito el panel de la manera más eficiente posible, ¡por lo que un fusible siempre tendrá el tamaño más actual de lo que el panel podría proporcionar!

El propósito de los fusibles es prevenir un incendio en caso de un cortocircuito. Si su sistema no proporciona suficiente energía para iniciar un incendio de manera inmediata, no tienen ningún propósito.

  

Pregunta 3: Cualquier consejo sobre el cableado que está bien si entra en contacto con el agua de la bañera de hidromasaje (que contiene algo de cloro).

Si el cable de resistencia está en buen contacto térmico con el agua, no puede calentarse mucho más que 100 ° C. Así que puedes usar alambre aislado.

Estoy totalmente de acuerdo con la otra respuesta de que esta no es una solución eficiente y en su lugar debería calentar el agua directamente con luz solar.

    
respondido por el τεκ
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Lamentablemente, el gran defecto es que quieres bañeras de hidromasaje en invierno, cuando no tienes energía solar adicional.

Tengo tubos de vacío para calentar agua (40 tubos para 4 personas). En verano, tienen un exceso de calor de 5kw a partir de las 11 am, pero no desean un jacuzzi. En invierno solo puede calentar el tanque de agua, y los paneles fotovoltaicos hacen un promedio de 50W por 500W de capacidad. (Los paneles fotovoltaicos son realmente pobres bajo sol débil).

Los buenos paneles de calefacción de agua planos de China serían, con mucho, la mejor opción solar, pero en realidad, una bomba de calor aún es mejor.

Para los entusiastas del bricolaje, puede desarmar con cuidado un refrigerador viejo sin romper la tubería sellada y convertirlo en una pequeña bomba de calor. Mi uno puede bombear unos 9kWh / día. Los frigoríficos antiguos son gratuitos (a menudo, solo el controlador de descongelamiento automático falla). Captura: obtienes un montón terrible de pedacitos de espuma y plástico que te sobran.

    
respondido por el Henry Crun

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