太陽熱温水器の初期費用は従来の温水器よりも高くなる可能性がありますが、太陽エネルギーを利用することで、大幅な節約と環境上のメリットが得られます。給湯は家庭のエネルギー使用量の 18 パーセントを占めますが、太陽熱温水器を使用すると、給湯料金を 50 ～ 80 パーセント削減できます。
この記事では、太陽熱温水器が、お金を節約し、地球に利益をもたらす無料の再生可能エネルギーの活用にどのように役立つかを説明します。この情報を活用することで、太陽熱温水器がご家庭の給湯ニーズに適した投資であるかどうかについて、最適な判断を下すことができます。
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太陽熱温水器の基本的な機能は、水または熱交換液を太陽光にさらし、加熱された液体を家庭内で循環させて家庭用にすることです。すべての太陽熱温水器の基本コンポーネントは、貯蔵タンクと太陽からの熱を集めるコレクターです。
コレクターとは、水または熱伝達流体が太陽熱を吸収する一連のプレート、チューブ、またはタンクのことです。そこから、流体はタンクまたは熱交換ユニットまで循環します。
太陽熱温水器は、家庭内の従来の給湯器に入る前に水を予熱するための、最も一般的に使用されている省エネ装置です。しかし、一部の太陽熱温水器は従来のタンクを使用せずに水を加熱して貯蔵し、完全に太陽熱のお湯を提供します。
太陽熱温水器には、パッシブとアクティブの 2 つの主なカテゴリがあります。 2 つの主な違いは、アクティブ システムでは水を移動させるために循環ポンプが必要なのに対し、パッシブ システムは重力を利用して水を移動させることです。 アクティブ システムでは動作に電気も必要であり、熱交換器の流体として不凍液を使用できます。
最もシンプルなパッシブソーラーコレクターでは、水はパイプ内で加熱され、必要に応じてパイプを通じて蛇口に直接接続されます。アクティブソーラーコレクターは、ソーラーコレクターから熱交換器に不凍液を使用して飲料水を加熱し、貯蔵および家庭用にするか、水を直接加熱してからタンクに送り込みます。
アクティブ システムとパッシブ システムには、さまざまな気候、ミッション、容量、予算に特化したサブカテゴリがあります。どれが適しているかは、次の要因によって決まります。
アクティブ太陽熱温水器はパッシブシステムよりも高価ですが、より効率的です。アクティブ太陽熱温水器には次の 2 つのタイプがあります。
アクティブダイレクトシステムでは、飲料水はコレクターを直接通過し、貯蔵タンクに送られて使用されます。このシステムは、気温が氷点下になることがほとんどない温暖な気候に最適です。
アクティブ間接システムは、非冷却流体をソーラーコレクターを通して熱交換器に循環させ、流体の熱を飲料水に伝えます。その後、水は家庭用の貯蔵タンクにリサイクルされます。アクティブ間接システムは、気温が氷点下になることが多い寒冷気候に不可欠です。アクティブ間接システムがないと、パイプが凍結して破裂する危険があります。
パッシブソーラー給湯器は、より安価でシンプルなオプションですが、アクティブシステムよりも効率が低い傾向があります。ただし、信頼性が高く、寿命が長いため、特に予算が限られている場合は、オプションとして無視しないでください。
統合コレクターストレージ (ICS) システムは、すべての太陽熱温水器設備の中で最もシンプルなもので、コレクターをストレージタンクとしても使用できます。非常に効果的ですが、凍結のリスクが非常に低い気候でのみ機能します。ICS システムは、大きな黒いタンク、または屋根に固定された一連の小さな銅管と同じくらいシンプルなものです。銅管を備えた ICS ユニットは、表面積が広いため加熱が速くなりますが、同じ理由で熱の放散も速くなります。
ICS システムは、従来のヒーター用の水を予熱するためによく使用されます。このようなシステムでは、水が必要になると、水は貯蔵タンク/コレクターから出て、家庭内の従来の給湯器に送られます。
ICS システムで重要な考慮事項は、サイズと重量です。タンク自体もコレクターであるため、大きくて重いです。構造は、かさばる ICS システムを支えるのに十分な強度が必要ですが、一部の家庭では非現実的または不可能な場合があります。ICS システムのもう 1 つの欠点は、寒い天候では凍結したり破裂したりする傾向があるため、温暖な気候での使用、または寒くなる前に排水する場合にのみ適していることです。
サーモサイフォン システムは、熱サイクルを利用しています。温水が上昇し、冷水が下降することで水が循環します。ICS ユニットのようなタンクがありますが、コレクターはタンクから下向きに傾斜しており、熱サイクルを可能にします。
サーモサイフォンコレクターは太陽光を集め、閉ループまたはヒートパイプを通じて温水をタンクに戻します。サーモサイフォンはICSシステムよりも効率的ですが、定期的な放出が行われる場所では使用できません。
お湯を多く使用すればするほど、太陽熱温水器の費用を回収できる可能性が高くなります。太陽熱温水器は、家族が多い家庭やお湯の需要が高い家庭にとって最も費用対効果が高くなります。
一般的な太陽熱温水器の価格は、連邦政府の補助金が適用される前で約 9,000 ドルですが、より大容量のアクティブ モデルでは 13,000 ドル以上になります。小型システムの場合は、わずか 1,500 ドルです。
価格は、材料の選択、システムのサイズ、設置および保守コストなど、多くの要因によって異なります。ICS システムは最も安価なオプションですが (60 ガロン ユニットで約 4,000 ドル)、すべての気候で機能するわけではないため、自宅の気温が氷点下になることが多い場合は、アクティブ間接システムを購入するか、少なくとも 1 年のうちの一部は別のシステムを使用する以外に選択肢はありません。
安価なパッシブ システムの重量とサイズは、すべての人に適しているわけではありません。構造がパッシブ システムの重量に耐えられない場合や、スペースがない場合は、より高価なアクティブ システムが最適な選択肢となります。
住宅の新築や借り換えをする場合、新しい太陽熱温水器の費用を住宅ローンに含めることができます。30年住宅ローンに新しい太陽熱温水器の費用を含めると、月々13～20ドルの費用がかかります。連邦政府の優遇措置と組み合わせると、月々10～15ドル程度に抑えられる可能性があります。そのため、住宅の新築や借り換えをする場合で、従来の給湯料金が月々10～15ドルを超える場合は、すぐに節約効果を実感できます。水の使用量が多ければ多いほど、システムの投資回収も早く完了します。
システム自体の購入と設置にかかるコストに加えて、年間の運用コストも考慮する必要があります。単純なパッシブ システムでは、このコストはごくわずかです。ただし、従来の給湯器や太陽熱温水器を使用するほとんどのシステムでは、従来のヒーターのみを使用する場合よりははるかに低いとはいえ、ある程度の暖房コストが発生します。
新しい太陽熱温水器の全額を支払う必要はありません。連邦税額控除を利用すれば、設置コストを大幅に削減できます。連邦住宅再生可能エネルギー税額控除（ITC または投資税額控除とも呼ばれます）では、太陽熱温水器に対して 26% の税額控除が受けられます。ただし、資格を得るにはいくつかの条件があります。
多くの州、自治体、公共事業体では、太陽熱温水器の設置に対して独自のインセンティブや割引を提供しています。規制に関する詳しい情報については、DSIRE データベースをご覧ください。
太陽熱温水器の部品は、Home Depot など、多くの全国チェーン店で購入できます。また、ユニットは製造元から直接購入することもできます。Duda Diesel と Sunbank Solar では、優れた住宅用太陽熱温水器のオプションを多数提供しています。地元の設置業者も、高品質の太陽熱温水器を提供しています。
どの太陽熱温水器を購入すべきかは多くの要因によって左右されるため、大規模な太陽熱温水器を選択して設置する際には専門家に相談することをお勧めします。
太陽熱温水器は以前ほど一般的ではありません。これは主に、太陽光パネルのコストが劇的に低下したことにより、太陽熱温水器を設置していた多くの人々が、太陽光パネルで発電した電気を使って水を温めることを諦めたためです。
太陽熱温水器は貴重な不動産を占有するため、自家発電に関心のある住宅所有者にとっては、利用可能なスペースを最大限に活用し、太陽熱温水器を完全に廃止して、代わりにソーラーパネルを購入する方が理にかなっているかもしれません。
ただし、ソーラーパネルを設置するスペースがない場合でも、ソーラー給湯器はソーラーパネルよりもはるかに場所を取らないため、適している可能性があります。また、ソーラー給湯器は、遠隔地に住んでいる人や、既存の太陽光発電に追加できる環境に優しい機器としても優れた選択肢です。最新の電気給湯器は非常に効率的で、太陽光発電で稼働し、ソーラー給湯器と組み合わせると、お財布に負担をかけず、温室効果ガスの排出も削減できます。
多くの住宅所有者にとって、決定は価格になります。太陽熱温水器は 13,000 ドルもかかることがあります。住宅用太陽光発電システム全体の費用を確認するには、以下のフォームに記入して、お住まいの地域の大手太陽光発電会社から無料で義務のない見積もりを取得できます。
太陽熱温水器が価値があるかどうかは、あなたが住んでいる場所、あなたのニーズと好み、そしてソーラーパネルを設置する予定があるかどうかによって決まります。太陽熱温水器が衰退した主な理由は、家庭用太陽光発電の急増です。太陽熱温水器を設置する人々は、太陽光発電も望んでおり、貴重な屋根のスペースを奪い合う太陽熱温水器を廃止することを選択することがよくあります。
スペースに余裕があれば、太陽熱温水器を使用すると、お湯代が節約できます。他の再生可能エネルギー源と組み合わせて使用​​すると、太陽熱温水器はほぼすべての用途に最適な選択肢となります。
一般的な太陽熱温水器シス​​テムの費用は約 9,000 ドルですが、ハイエンドモデルでは 13,000 ドルを超えます。小規模のヒーターははるかに安価で、1,000 ドルから 3,000 ドルの範囲です。
太陽熱温水器の最大の欠点は、霧の日、雨の日、曇りの日、夜間には動作しないことです。これは従来の補助ヒーターで克服できますが、それでもすべての太陽熱技術に共通する欠点です。メンテナンスのために別の停止が必要になる場合があります。一般的にメンテナンスはほとんど必要ありませんが、一部の太陽熱温水器は定期的な排水、清掃、腐食防止が必要です。
太陽熱温水器は、太陽熱集熱器（最も一般的なものは平板型または管型）を通して液体を循環させ、その液体を加熱してタンクまたは熱交換器に送り、そこでその液体を使用して家庭用水を加熱します。
クリスチャン・ヨンカーズは、人間と地球の交わりに情熱を注ぐ作家、写真家、映画製作者、アウトドア愛好家です。彼は、社会や環境への影響を中核に据えたブランドや組織と協力し、世界を変えるようなストーリーを伝えるお手伝いをしています。