Nous construisons un capteur solaire de nos propres mains (23 photos)

Le soleil est la source d'énergie la plus puissante de la Terre. Chaque seconde, elle nous envoie plus de 80 000 milliards de kilowatts. C'est plusieurs milliers de fois plus que toutes les centrales électriques mondiales produisent. Les gens ont toujours essayé de trouver un moyen d'appliquer l'énergie solaire à leurs besoins. Déjà au début du Moyen Âge, ils savaient faire du feu à l'aide de lentilles, et de nos jours, un récipient monté sur le toit peint en noir chauffe l'eau et sert de douche d'été dans les villages et les chalets d'été. Au fait, c'est le capteur solaire le plus simple - un appareil simple et original qui permet d'utiliser l'énergie solaire pour chauffer l'eau ou le chauffage. Si la conception est légèrement améliorée, il y aura suffisamment d'eau chaude pour tous les besoins du ménage et pour chauffer la maison. Pour ce faire, vous devez comprendre le principe du capteur solaire.

Comment fonctionne le capteur solaire?

Le principe de fonctionnement de ces appareils est basé sur la transformation de l'énergie solaire rayonnante en chaleur:

1. les rayons du soleil chauffent le liquide de refroidissement circulant dans le collecteur à travers de minces tubes;
2. du liquide de refroidissement chauffé (eau ou antigel) pénètre dans le réservoir de stockage;
3. dans le réservoir, il chauffe l'eau destinée aux besoins du ménage;
4. le liquide de refroidissement refroidi retourne au collecteur.

Le principe de fonctionnement du capteur solaire peut être comparé à un système de refroidissement automobile - l'excès de chaleur est évacué par un radiateur d'un moteur en marche et dépensé pour chauffer l'habitacle. Mais, s'il est important pour une voiture, tout d'abord, d'évacuer la chaleur du moteur, puis lors de l'installation d'un capteur solaire, il est nécessaire de la conserver efficacement.

Avantages et inconvénients de l'utilisation de capteurs solaires

Les scientifiques mondiaux conviennent que la proportion d'énergie reçue du soleil ne fera qu'augmenter et les faits suivants sont cités:

• le soleil est une source d'énergie inépuisable et gratuite;
• l'utilisation de l'énergie solaire n'entraîne pas de pollution de l'environnement et ne contribue pas à une augmentation de l'effet de serre;
• l'énergie solaire peut être utilisée partout, elle n'a pas besoin de transport;
• les développements scientifiques modernes permettent d'accumuler efficacement l'énergie reçue;
• les capteurs solaires nécessitent un minimum d'entretien;
• le dispositif collecteur est relativement simple et peu coûteux.

Dans le même temps, les scientifiques notent les difficultés d'utilisation de l'énergie solaire:

• l'efficacité du collecteur dépend directement du niveau d'insolation;
• l'installation de l'équipement nécessitera certains coûts initiaux;
• en hiver, les pertes de chaleur augmentent considérablement.

Un autre inconvénient important est la capacité de recevoir de l'énergie uniquement pendant les heures de clarté.

Types de capteurs solaires

Ci-dessus, nous avons brièvement décrit le principe de fonctionnement du collecteur à double circuit: le liquide de refroidissement coule le long d'un circuit et l'eau coule le second. Cet appareil peut être à circuit unique. Dans celui-ci, seule l'eau, qui est ensuite consommée, sert de caloporteur. Le collecteur à circuit unique ne convient pas pour une utilisation en hiver, car l'eau gèlera et rompra les tubes.

En plus de diviser les collecteurs en circuits simples et doubles, il existe d'autres classifications généralement acceptées. Ainsi, les capteurs solaires sont répartis selon le principe de travail sur:

• plat;
• vide;
• l'air;
• hubs.

Examinez plus en détail leur structure et leur principe d'action.

Capteur solaire plat

Cet appareil simple ressemble à un sandwich avec les couches suivantes:

• cadre en aluminium avec attaches;
• isolation thermique;
• absorbant absorbant de surface;
• tubes de cuivre;
• verre de protection.

La plaque absorbante est peinte en noir et fournit une absorption maximale du rayonnement solaire, et un verre trempé spécial couvrant toute la structure minimise les pertes d'énergie, créant un effet de serre et chauffant la couche absorbante.

Les capteurs solaires plats sont de conception simple, fiables, mais ont un faible rendement.

Capteur solaire sous vide

Les capteurs solaires à tube sous vide ont un principe de fonctionnement différent.

Contrairement aux capteurs plats, la chaleur dans les capteurs sous vide est accumulée par des tubes hermétiquement fermés et un capteur de chaleur. La surface en verre des tubes avec un revêtement spécial absorbe efficacement l'énergie solaire, qui chauffe le liquide de refroidissement à l'intérieur des tubes. Le vide empêche la perte de chaleur en travaillant comme isolant. À travers le collecteur de chaleur, le liquide en circulation pénètre dans le réservoir de stockage pour chauffer l'eau, puis retourne dans le système de tubes à vide.

Les éléments à vide permettent de fournir une efficacité plus élevée dans les collecteurs de ce type par rapport aux homologues plats.

Capteur solaire à air

Les collecteurs de ce type n'ont pas un rendement élevé, car l'air a une capacité thermique inférieure. Mais ils peuvent être utilisés toute l'année, car l'air ne peut pas geler en hiver.

La conception du collecteur d'air est plus simple et très fiable. Les collecteurs à air peuvent être utilisés pour chauffer des bâtiments résidentiels ainsi que des locaux industriels, des magasins de légumes, des entrepôts, des garages et des caves.

L'appareil et le principe de fonctionnement du collecteur d'air diffèrent peu des analogues plats: un système de tubes en cuivre avec un liquide de refroidissement circulant à travers eux remplace le panneau de réception de chaleur par des ailettes.

Le panneau est similaire au polycarbonate cellulaire. Entre les bords du panneau, l'air passe et s'échauffe dans le processus. L'air chauffé est fourni à la pièce, dégage sa chaleur et retourne au collecteur. Les panneaux sont faits de matériaux à haute conductivité thermique - cuivre, aluminium, acier.

Dans une zone climatique russe avec des hivers glaciaux, le collecteur d'air ne chauffera pas complètement la maison, mais en tant que source supplémentaire de chaleur gratuite, il peut réduire considérablement les coûts de chauffage.

Comment fabriquer un capteur solaire de ses propres mains?

La capacité du capteur solaire dépend directement de sa superficie, mais avec une augmentation de superficie, les coûts d'acquisition augmenteront également. Dans certains cas, il est beaucoup plus rentable de fabriquer nous-même un capteur solaire à partir de matériaux improvisés. Son efficacité sera relativement faible, mais les dépenses en matériel n'affecteront pas le budget familial. Toute construction faite maison sera rentable très rapidement s'il est possible d'éviter les pertes de chaleur. La façon la plus simple de fabriquer un capteur solaire à air ou plat à la maison.

Tout d'abord, vous devez déterminer l'emplacement de son installation:

• Les panneaux doivent être orientés strictement vers le sud à un certain angle, offrant une insolation maximale. L'efficacité de l'appareil sera plus élevée si l'angle d'inclinaison du panneau peut être modifié, en se concentrant sur la hauteur de la position du soleil dans une période donnée. Ainsi, en hiver, l'angle d'inclinaison doit être maximal et en été, les panneaux doivent être à un angle inférieur.
• Les panneaux collecteurs doivent être installés aussi près que possible de la pièce qui sera chauffée pour réduire les pertes de chaleur. Installation efficace du collecteur sur le versant sud du toit de la maison ou sur le fronton.Cela minimise les pertes de chaleur, mais des trous supplémentaires doivent être percés dans le toit.
• L'ombre des clôtures, des arbres ou d'autres bâtiments ne doit pas tomber sur le lieu choisi pour l'installation du collecteur.

Gardez à l'esprit qu'en hiver, les ombres sont beaucoup plus longues en raison de la position basse du soleil au-dessus de l'horizon.

Après avoir choisi l'endroit optimal, vous devez décider des matériaux qui serviront de dissipateurs de chaleur. Pour un collecteur d'air fait maison, des canettes en aluminium pour les boissons conviennent. La commodité est évidente - l'aluminium a une conductivité thermique élevée et est facile à couper, les banques ont des tailles standard et sont assemblées.

Après avoir collecté le nombre requis de canettes, celles-ci doivent être soigneusement lavées, séchées, percer des trous dans le col et le bas, collées avec du scellant à colle et peintes en noir.

Le nombre de boîtes en longueur et en largeur doit correspondre à la taille du panneau. Après avoir posé la batterie de canettes dans le panneau, il est nécessaire d'organiser les canaux d'alimentation et d'évacuation d'air. Pour ce faire, vous pouvez utiliser les tuyaux prêts à l'emploi qui sont vendus pour l'installation de la ventilation. Lors de l'assemblage du système, il est nécessaire de prévoir l'isolation de la face arrière du panneau et de la vitre supérieure. Il peut être remplacé par un morceau de polycarbonate.

Le collecteur fini peut être connecté au système de ventilation de la pièce ou laissé autonome. Pour une plus grande efficacité, un ventilateur y est connecté. La différence de température à l'entrée et à la sortie d'un tel collecteur peut atteindre 35 degrés.

En plus de l'air, le chauffage de l'eau peut également être organisé. Les batteries en fonte ou en aluminium, un tuyau ou un tuyau PND peuvent servir de dissipateurs de chaleur. Si le collectionneur prévoit
utiliser toute l'année, le système doit être à double circuit et remplir d'antigel ou de tout autre liquide de refroidissement comme liquide de refroidissement.

L'appareil dans votre maison ou dans le chalet du capteur solaire peut réduire considérablement les coûts de chauffage et répondre pleinement aux besoins en eau chaude.