Calentar piscina grande con electricidad a través de paneles solares?

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¿Dónde puedo ir para obtener ayuda con esto? ¿Debo intentar fijar el precio yo mismo o buscar un contratista? ¿Qué tipo de contratista debo buscar?

Mi comunidad de 60 familias posee una piscina. Mide unos 30 'x 60'. Ahora se calienta con gas, y el gas es el principal gasto de la piscina cada año. Gastamos $ 7,500 en gasolina el año pasado.

¿Cómo podríamos evaluar los costos y otras ventajas y desventajas de pasar del gas a la calefacción eléctrica? El calentador de gas actual está aproximadamente a la mitad de su vida útil esperada. El objetivo es reducir el costo anual de energía.

Estamos ubicados en Nueva York y hay un área cubierta de hierba de 1/2 acre cerca de la piscina que es de propiedad comunitaria y que no se usa mucho porque se pone pantanosa. Quizás podríamos poner algunos paneles solares allí.

Supongo que podríamos estimar la cantidad de electricidad necesaria para calentar la piscina a partir de los $ 7,500 para gas.

¿Cómo calculamos la cantidad de paneles solares necesarios?

¿Se pueden colocar paneles solares cerca del suelo? Solo los he visto en los tejados.

Calculo que usamos la piscina 4 meses al año.

Actualización: escuché que puedes "almacenar" la electricidad que haces sobre lo que usas. Dado que usaremos la electricidad en solo 4 meses, la electricidad que producimos en los otros 8 meses se puede almacenar y utilizar de forma gratuita cuando la necesitemos.

Yehuda_NYC
fuente
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¿Qué tan cerca está su piscina de su unidad de A / C? puede agregar una bobina a su aire acondicionado para que cuando esté enfriando su casa también esté calentando su piscina.
Matthew Whited
@MatthewWhited Pool está bastante lejos de todas las casas.
Yehuda_NYC
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Con un costo de $ 7500 por año, debe contratar a un profesional para resolver este problema por usted.
cuello largo
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Su método más rentable es encerrar la piscina en vidrio, como un invernadero. Esto no solo reduce en gran medida los requisitos de calefacción, sino que ahorra agua y es tan eficiente como las células fotovoltaicas, de la misma área, cuando se recolecta calor. Debes poder abrirlo en verano para que no haga demasiado calor. Pinte la piscina de un color oscuro también. Si puede, y la piscina aún no está aislada, excave alrededor y aplique aislamiento.
Brock Adams
La mayor parte de la electricidad producida por los paneles es durante esos meses de verano. Comparativamente se produce poco durante el invierno, por lo que no acumulará mucho durante esos meses.
stannius

Respuestas:

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Los paneles fotovoltaicos son ~ 15% eficientes. Los paneles de agua caliente son mucho más, y probablemente mucho más baratos.

Es mucho más eficiente simplemente calentar el agua, en lugar de convertirlo en electricidad y luego en calor. Quizás con la excepción de una bomba de calor ... $$$

Alguien En algún lugarSoportesMonica
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Estoy de acuerdo, Google "calentador de piscina solar" en su lugar. Tenemos una bomba de calor eléctrica y estamos buscando convertir. La bomba de calor es enorme y sería aún peor en su clima más frío.
Tyson
He agregado una actualización a la pregunta sobre la electricidad "bancaria". Esta banca parece tener ventajas sobre los paneles de agua caliente.
Yehuda_NYC
Mas o menos. Por lo general, generaría energía y la volvería a alimentar a la red, y le pagarían por ello. Cuando usas el poder, pagas la tarifa normal. En ese punto, también podría quedarse con gas (probablemente sea más barato que el eléctrico puro) y tener un sistema solar conectado a la red.
SomeoneSomewhereSupportsMonica
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@Yehuda_NYC Cuando piensas en la energía "bancaria", solo estás hablando de algo que cumple el mismo propósito que una batería. (Podría ser una batería real, o podría ser algo así como la planta de almacenamiento por bombeo de Raccoon Mountain ). No conozco ningún mecanismo de almacenamiento que mantenga la energía indefinidamente sin pérdida de energía con el tiempo, y por supuesto, ninguna batería tiene batería ilimitada. capacidad. No soy un experto en sistemas eléctricos, pero me sorprendería si pudieras almacenar meses de energía a bajo precio sin perder mucha energía.
jpmc26
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Este parece ser un caso de uso perfecto para calentadores de agua solares.
JimmyJames
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Esto ya se ha dicho en una respuesta, pero quiero decirlo nuevamente para que quede muy claro. Generar electricidad a partir de energía solar solo para luego encender y encender calentadores eléctricos para la piscina no es una forma eficiente de hacerlo. En general, dicho sistema probablemente será menos del 10% eficiente en términos de conversión de energía solar. Ir con un sistema de calentador de agua solar en su lugar. Un sistema bien construido debería poder convertir de 3 a 4 veces más de la energía solar disponible.

Tenga en cuenta que muchas personas han construido sus propios sistemas de calentadores solares de agua que puede encontrar en línea.

Michael Karas
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Estoy de acuerdo en que calentar el agua directamente a través de la energía solar será más eficiente que convertirla primero en electricidad. He querido probar una combinación de ambos. Una camisa de agua en la parte posterior de los paneles solares generaría electricidad, calentaría agua y ayudaría a enfriar las células solares, lo que (en teoría) ayudaría a su eficiencia. Si tan solo tuviera el impulso de poner a prueba mi teoría ...
JS.
No necesariamente es cierto con respecto a la eficiencia: greenbuildingadvisor.com/blogs/dept/musings/solar-thermal-dead
Michael
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Eso está hablando de agua caliente, como duchas y similares. Concepto diferente luego calentar agua para una piscina.
Matthew Whited
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¿Cuánta energía necesitas?

En cuatro meses gasta $ 7500, suponiendo que calienta con gas natural , eso indicaría un consumo de aproximadamente 19,000 metros cúbicos. A 10.8 kWh por metro cúbico , estamos hablando de 200,000 kWh; en cuatro meses es un requerimiento de potencia promedio de 70 kW.

¿Puede ayudar el sol?

La producción solar razonable en Nueva York es de alrededor de 5 kWh / m 2 por día.

Cuatro meses son 120 días, por lo que los paneles solares le darán 120 * 5 = 600 kWh por metro cuadrado. Para alcanzar los 200,000 kWh, necesitaría 340 metros cuadrados, es decir, el doble del área de superficie de la piscina.

El costo de tal instalación puede ser bastante alto .

¿Realmente necesitas toda esa energía?

Ahora 70 kW divididos por la superficie son alrededor de 430 W, lo que parece indicar pérdidas de evaporación apreciables durante todo el día. La pérdida por evaporación es una función de tres parámetros (temperatura del agua, superficie disponible y temperatura y velocidad del flujo de aire). Puede obtener ahorros considerables al:

  • cubriendo la piscina con una " manta solar " negra cuando no está en uso. Si aún no lo hace, esto debería costar alrededor de $ 1,000 y puede ahorrarle de aproximadamente un tercio a la mitad de su presupuesto actual de energía (aún más si no usa la piscina todos los días y la deja descubierta). Eso es alrededor de $ 2,500 cada año , y una buena manta solar durará 5 años fácilmente.

  • rodeando la piscina con una cerca alta, un seto o una malla cortavientos que disminuirá la velocidad del viento y reducirá las pérdidas cuando la piscina esté en uso.

Calefacción solar

El uso de electricidad, que es una de las formas de energía "más nobles" (ya que se puede transformar fácilmente en cualquier otra forma) para generar calor (que es la forma más básica) debería ser el último recurso. La energía fotovoltaica pierde alrededor del 85% de la energía disponible incluso antes de comenzar.

Mucho mejor aprovechar directamente el calor solar.

Para calentar activamente la piscina, dependiendo de la distancia entre la piscina y el área verde, mi sugerencia sería usar un sistema de recirculación de agua (posiblemente conectado con la bomba de la piscina) o un circuito aislado con intercambiador de calor (requiere baja potencia adicional bomba) entre la piscina y una placa calefactora solar. Este es básicamente un tubo de PVC negro resistente a los rayos UV, donde el agua de la piscina o el fluido intercambiador de calor (agua más glicol y otras sustancias) circula lentamente y se calienta por el sol. La eficiencia térmica es cercana al 80-90% en comparación con el 10-15% de los paneles solares, es decir, puede sobrevivir con una superficie cuatro veces más pequeña: la mitad del tamaño de la piscina en lugar del doble. Además, el costo es la forma más baja, y los componentes están al lado de valor (tubos de PVC, ven en), lo que significa que es muy poco probable que atraigan atención no deseada incluso en vecindarios no tan seguros. Los costos del seguro son proporcionalmente más bajos, y cualquier persona puede hacer reparaciones.

Aquí puede encontrar más información , incluidas las instrucciones de bricolaje.

(Nota: debe drenar el tubo por completo durante los meses fríos, para que no se dañe por congelación).

Banco de electricidad, bomba de calor

Ambos métodos son "multiplicadores" para la eficiencia de un sistema fotovoltaico. Con la banca de electricidad, usted vende (o "almacena") electricidad a la red de servicios públicos en los meses en que no utiliza la piscina. Luego, cuando necesite la piscina, desvía la salida FV a la piscina y puede complementarla con energía de la red, que "almacenó" en los últimos meses.

A menos que obtenga tarifas especiales, lo mejor que puede esperar es obtener la energía al mismo precio al que la vendió; Esto es pura banca. Pero la electricidad se produjo en los meses más fríos y más oscuros, por lo que la división no será exactamente 8: 4; más probablemente algo como 50% -50%. Por lo tanto, la energía que puede recuperar es del mismo orden de magnitud que la que produce en el verano. Esto duplica su eficiencia y puede usar una superficie PV de la mitad del tamaño, es decir, la misma área de la piscina.

Lo mismo ocurre con una bomba de calor. Una bomba de calor usa, por ejemplo, una unidad de electricidad para "mover" algunas unidades de calor del ambiente a lo que sea que necesite calentar; La electricidad también se suma a este calor. Por lo general, obtiene otra duplicación de la eficiencia , incluso si la bomba de calor requiere mantenimiento; para que sus costos de calefacción no se reduzcan realmente a la mitad.

Combinando la banca eléctrica con bombas de calor, podría calentar una piscina de 160 m 2 con 80 m 2 de paneles solares. Me parece que aún es mejor usar tubos de calefacción solar , incluso sin tener en cuenta los costos de mantenimiento, permisos e instalación.

LSerni
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Tiene una piscina bastante grande para los estándares residenciales, pero todavía me sorprende que le esté costando tanto ... ¡casi $ 2k por mes!

Suponiendo un precio de $ .90 / therm (promedio en el área de Nueva York, según un sitio aleatorio que encontré) y los números en esta página de Energy Star de EE. UU. , Eso es más del doble de lo que debería gastar en un grupo de 1800sf en Nueva York .

¿A qué temperatura está configurando la piscina? ¿Funciona el calentador a toda potencia, 24/7? ¿Tiene un calentador inusualmente de baja eficiencia?

Supongo que no tienes una piscina cubierta, si no es así, sería un excelente lugar para comenzar.

Madeja
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El grupo se establece en 83.5 más o menos. Lo mantenemos abierto desde fines de mayo hasta mediados de septiembre, o más tarde si hace calor.
Yehuda_NYC
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eso es casi 29C! eso es muy caliente!
njzk2
Bajar esa temperatura a los 60 puede ayudar MUCHO.
coteyr
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@Yehuda_NYC Espera, ¿solo 83.5F? Eso me parece un poco frío ... nuestra piscina solo se eleva apenas por encima de eso en el verano e incluso cuando las temperaturas alcanzan los 100 ° F todavía parece frío después de estar en ella durante mucho tiempo. Eso es casi 15F por debajo de la temperatura corporal, y el agua es un conductor de calor mucho mejor que el aire.
Michael
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Parece una temperatura razonable para una piscina destinada a la natación informal / familiar. Las piscinas para entrenamiento serio pueden ser más frescas.
Chris H
2

Para reducir sus costos de energía, tiene algunas opciones (algunas tomadas de comentarios y no de la publicación).

Primero, si su temperatura se establece en 83.5, esa es la mayor parte de su problema. Sería deseable una temperatura más baja. El "mejor" rango para nadar es 77 - 82. Si no está nadando, baje a los 60 o menos. Si está nadando, 77 en los meses de invierno suena bien.

Luego mira en una buena cubierta de la piscina. El problema con la calefacción de la piscina es que está calentando una gran área de agua que el 90% de las veces ni siquiera está usando. Usar una buena cubierta de piscina ayudará a reducir mucho esos costos. Una cubierta automatizada puede incluso ser una opción.

Echa un vistazo y cierra la piscina. Un gabinete de plástico estilo "casa verde" puede ahorrar bastante. También puede extender el tiempo en que puede usar la piscina (en invierno). Si ahora está en un gabinete, verifique sus opciones para cambiar los paneles en el gabinete. Nada calienta el agua mejor que el sol.

Para responder a su pregunta directamente, debe contratar a un profesional. Alguien que vendrá y evaluará su situación, y expondrá sus opciones. Hay muchos, y reemplazar su sistema de calefacción actual por uno nuevo puede ser un gasto que no recuperará durante muchos años.

coteyr
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¿Qué tipo de profesional?
Yehuda_NYC
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Como se indicó anteriormente, calentar el agua directamente es mucho más eficiente y más barato.

Me gustaría agregar que también es un sistema mucho menos complejo . Solo necesitas (muchos) tubos, pintar de negro y listo. Las piezas de repuesto son fáciles de encontrar , tanto en términos de disponibilidad como de precio . Las posibles reparaciones en el futuro no requieren conocimiento experto y se pueden ejecutar con solo pocas habilidades de bricolaje. Los miembros de la comunidad podrían hacer esto, lo que reduce los costos y agrega un posible aspecto social, ya que la comunidad puede mantener su grupo.

cinta adhesiva
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Puede que no sea la solución más estética, pero una mejor manera de calentar su piscina con energía solar es pintarla de negro en lugar de blanco / azul o lo que sea.

O extienda una lámina negra sobre / debajo de la superficie cuando no esté en uso.

Lo he usado para una piscina pequeña (3 m de diámetro, 0,6 m de profundidad), muy efectiva y de bajo mantenimiento (siempre y cuando se garantice el flujo de agua en ambos lados). Para una piscina grande, organizaría algo que permita enrollar el papel de aluminio y dejarlo en una esquina. O simplemente podría dejarlo en la parte inferior.

[editar] a los comentarios: sí, ciertamente no es "el mejor", pero aún mejor que la fotovoltaica. Quizás ya tenga, o necesite, una cubierta para la piscina, bien podría hacerlo negro.

kaay
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No lo llamaría "la mejor manera", porque la lámina sola probablemente no sea suficiente para alcanzar la temperatura deseada; Además: cuanto más profundo sea el grupo, menos ganas.
JimmyB
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Creo que una cobertura clara que crea un efecto 'invernadero' sería mucho más efectiva. El uso de una cubierta opaca requerirá que el calor se transfiera de la cubierta al agua a través de la conducción y la cubierta caliente calentará el aire por encima, que luego se alejará de lo que está tratando de calentar.
JimmyJames
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La superficie azul o blanca es una medida de seguridad y puede ser requerida legalmente. Es mucho más fácil detectar a alguien que se está ahogando en un fondo de color claro que en uno de color oscuro.
Mark