Ar savām rokām mēs uzbūvējam saules kolektoru (23 foto)

Saule ir visspēcīgākais enerģijas avots uz Zemes. Katru sekundi tas mums nosūta vairāk nekā 80 tūkstošus miljardu kilovatu. Tas ir vairākus tūkstošus reižu vairāk nekā visas pasaules elektrostacijas saražo. Cilvēki vienmēr ir centušies atrast veidu, kā saules enerģiju pielietot savām vajadzībām. Jau agrīnajos viduslaikos viņi zināja, kā ar lēcu palīdzību kurināt uguni, un mūsdienās uz jumta uzstādīts konteiners, kas krāsots ar melnu krāsu, silda ūdeni un kalpo kā vasaras duša ciematos un vasarnīcās. Starp citu, tas ir vienkāršākais saules kolektors - vienkārša un oriģināla ierīce, kas ļauj izmantot saules enerģiju ūdens sildīšanai vai sildīšanai. Ja dizains ir nedaudz uzlabots, būs pietiekami daudz karstā ūdens visām mājsaimniecības vajadzībām un mājas sildīšanai. Lai to izdarītu, jums jāsaprot saules kolektora princips.

Kā darbojas saules kolektors?

Šo ierīču darbības princips ir balstīts uz saules starojuma enerģijas pārveidošanu siltumā:

1. saules stari silda dzesēšanas šķidrumu, kas cirkulē kolektorā caur plānām caurulēm;
2. apsildāms dzesēšanas šķidrums (ūdens vai antifrīzs) nonāk uzglabāšanas tvertnē;
3. tvertnē viņš silda ūdeni, kas paredzēts sadzīves vajadzībām;
4. atdzesēts dzesēšanas šķidrums atgriežas kolektorā.

Saules kolektora darbības principu var salīdzināt ar automašīnas dzesēšanas sistēmu - lieko siltumu caur radiatoru noņem no darbojoša dzinēja un tērē pasažieru salona sildīšanai. Bet, ja automašīnai, pirmkārt, ir svarīgi noņemt siltumu no motora, tad, uzstādot saules kolektoru, tas ir efektīvi jātaupa.

Saules kolektoru izmantošanas priekšrocības un trūkumi

Pasaules zinātnieki ir vienisprātis, ka no saules saņemtās enerģijas īpatsvars tikai palielināsies, un tiek minēti šādi fakti:

• saule ir neizsmeļams un bezmaksas enerģijas avots;
• saules enerģijas izmantošana neizraisa vides piesārņojumu un neveicina siltumnīcas efekta palielināšanos;
• saules enerģiju var izmantot visur, tai nav nepieciešama transportēšana;
• mūsdienu zinātnes attīstība ļauj efektīvi uzkrāt saņemto enerģiju;
• saules kolektoriem nepieciešama minimāla apkope;
• kolektora ierīce ir salīdzinoši vienkārša un lēta.

Tajā pašā laikā zinātnieki atzīmē grūtības, izmantojot saules enerģiju:

• kolektora efektivitāte tieši ir atkarīga no insolācijas līmeņa;
• aprīkojuma uzstādīšana prasīs noteiktas sākotnējās izmaksas;
• ziemā ievērojami palielinās siltuma zudumi.

Vēl viens ievērojams trūkums ir spēja saņemt enerģiju tikai dienasgaismas stundās.

Saules kolektoru veidi

Iepriekš mēs īsumā aprakstījām divkontūru kolektora darbības principu: dzesēšanas šķidrums plūst gar vienu ķēdi, un ūdens plūst gar otro. Šī ierīce var būt vienas ķēdes. Tajā kā siltumnesējs tiek izmantots tikai ūdens, kas pēc tam tiek patērēts. Vienas ķēdes kolektors nav piemērots izmantošanai ziemā, jo ūdens caurules aizsalst un plīsīs.

Papildus kolektoru sadalīšanai viengabalajās un duālajās shēmās ir arī citas vispārpieņemtas klasifikācijas. Tātad saules kolektorus sadala pēc principa par darbu pie:

• plakana;
• vakuums;
• gaiss;
• rumbas.

Sīkāk apsveriet to struktūru un darbības principu.

Plakans saules kolektors

Šī vienkāršā ierīce atgādina sviestmaizi ar šādiem slāņiem:

• alumīnija rāmis ar stiprinājumiem;
• siltumizolācija;
• absorbējoša virsma - absorbējoša;
• vara caurules;
• aizsargājošs stikls.

Absorbcijas plāksne ir nokrāsota melnā krāsā un nodrošina maksimālu saules starojuma absorbciju, un īpašs rūdīts stikls, kas pārklāj visu struktūru, samazina enerģijas zudumus, radot siltumnīcas efektu un sildot absorbējošo slāni.

Plakanie saules kolektori ir vienkārša dizaina, uzticami, taču tiem ir zema efektivitāte.

Vakuuma saules kolektors

Saules kolektoriem, kuru pamatā ir vakuuma caurules, ir atšķirīgs darbības princips.

Atšķirībā no plakanajiem kolektoriem siltumu vakuuma kolektoros uzkrāj hermētiski noslēgtas caurules un siltuma savācējs. Cauruļu stikla virsma ar īpašu pārklājumu efektīvi absorbē saules enerģiju, kas silda dzesēšanas šķidrumu cauruļu iekšpusē. Vakuums novērš siltuma zudumus, strādājot kā izolators. Caur siltuma kolektoru cirkulējošais šķidrums nonāk uzglabāšanas tvertnē, lai sildītu ūdeni, un pēc tam atgriežas atpakaļ vakuuma cauruļu sistēmā.

Vakuuma elementi ļauj nodrošināt lielāku efektivitāti šāda veida kolekcionāros, salīdzinot ar plakaniem kolēģiem.

Gaisa saules kolektors

Šāda veida kolektoriem nav augstas efektivitātes, jo gaisam ir zemāka siltuma jauda. Bet tos var izmantot visu gadu, jo gaiss ziemā nespēj sasalst.

Gaisa kolektora dizains ir vienkāršāks un ļoti uzticams. Gaisa tipa kolektorus var izmantot dzīvojamo ēku, kā arī ražošanas telpu, dārzeņu veikalu, noliktavu, garāžu un pagrabu apsildīšanai.

Gaisa kolektora ierīce un darbības princips maz atšķiras no plakaniem analogiem: vara cauruļu sistēma ar dzesēšanas šķidrumu, kas cirkulē caur tām, siltumu uztverošo paneli aizstāj ar spurām.

Paneļa ierīce ir līdzīga šūnu polikarbonātam. Starp paneļa malām iet gaiss un process uzsilst. Apsildāmais gaiss tiek piegādāts telpā, izdala siltumu un atgriežas atpakaļ kolektorā. Paneļi ir izgatavoti no materiāliem ar augstu siltumvadītspēju - vara, alumīnija, tērauda.

Krievijas klimata zonā ar salnām ziemām gaisa savācējs māju pilnībā nesildīs, bet kā papildu bezmaksas siltuma avots var ievērojami ietaupīt apkures izmaksas.

Kā ar savām rokām izgatavot saules kolektoru?

Saules kolektora jauda tieši ir atkarīga no tā platības, bet, palielinoties platībai, palielināsies arī iegādes izmaksas. Dažos gadījumos ir daudz izdevīgāk pašiem izgatavot saules kolektoru no improvizētiem materiāliem. Tās efektivitāte būs salīdzinoši neliela, bet tēriņi materiāliem neietekmēs ģimenes budžetu. Jebkura mājas konstrukcija atmaksāsies ļoti ātri, ja ir iespējams novērst siltuma zudumus. Vienkāršākais veids, kā mājās pagatavot gaisa vai plakanu saules kolektoru.

Pirmkārt, jums jānosaka tā uzstādīšanas vieta:

• Paneļiem jābūt stingri orientētiem uz dienvidiem noteiktā leņķī, nodrošinot maksimālu insolāciju. Ierīces efektivitāte būs augstāka, ja paneļa slīpuma leņķi var mainīt, koncentrējoties uz saules atrašanās vietas augstumu noteiktā laika posmā. Tātad, ziemā slīpuma leņķim jābūt maksimālam, un vasarā paneļiem jābūt zemākā leņķī.
• Kolektoru paneļi jāuzstāda pēc iespējas tuvāk telpai, kas tiks sildīta, lai samazinātu siltuma zudumus. Efektīva kolektora uzstādīšana uz mājas jumta dienvidu slīpuma vai uz fasādes.Tas samazina siltuma zudumus, bet jumtā jāveic papildu caurumi.
• Ēnai no žogiem, kokiem vai citām ēkām nevajadzētu krist uz vietu, kas izvēlēta kolektora uzstādīšanai.

Paturiet prātā, ka ziemā ēnas ir daudz garākas, pateicoties saules zemajam stāvoklim virs horizonta.

Pēc optimālās vietas izvēles jums jāizlemj par materiāliem, kas kalpos kā siltuma izlietnes. Pašdarinātam gaisa savācējam ir piemērotas alumīnija kannas dzērieniem. Ērtība ir acīmredzama - alumīnijam ir augsta siltuma vadītspēja un to ir viegli griezt, bankām ir standarta izmēri un tās ir savienotas kopā.

Pēc vajadzīgā kārbu skaita savākšanas tās rūpīgi jānomazgā, jāizžāvē, jāizgriež caurumi kaklā un apakšā, jāpielīmē ar līmi un hermētiķi un jākrāso melnā krāsā.

Kārbu skaitam garumā un platumā jāatbilst paneļa lielumam. Pēc kannu akumulatora ievietošanas panelī ir jāorganizē kanāli gaisa padevei un izvadīšanai. Lai to izdarītu, jūs varat izmantot gatavas caurules, kuras tiek pārdotas ventilācijas uzstādīšanai. Sistēmas montāžas laikā ir jānodrošina paneļa aizmugurējās puses un augšējā stikla izolācija. To var aizstāt ar polikarbonāta gabalu.

Gatavo kolektoru var savienot ar telpas ventilācijas sistēmu vai atstāt autonomu. Lai panāktu lielāku efektivitāti, tam ir pievienots ventilators. Temperatūras starpība pie ieplūdes un izplūdes šādā kolektorā var sasniegt 35 grādus.

Papildus gaisam var noorganizēt arī ūdens sildīšanu. Čuguna vai alumīnija baterijas, PND caurule vai šļūtene var kalpot kā siltuma izlietnes. Ja kolekcionārs plāno
izmantojiet visu gadu, sistēmai vajadzētu būt divkāršai ķēdei un kā dzesēšanas šķidrumu ielej antifrīzu vai jebkuru citu dzesēšanas šķidrumu.

Ierīce jūsu mājās vai saules kolektora vasarnīcā var ievērojami samazināt apkures izmaksas un pilnībā apmierināt karstā ūdens vajadzības.