We bouwen een zonnecollector met onze eigen handen (23 foto's)

De zon is de krachtigste energiebron op aarde. Elke seconde stuurt het ons meer dan 80 duizend miljard kilowatt. Dit is enkele duizenden keren meer dan alle energiecentrales ter wereld produceren. Mensen hebben altijd geprobeerd een manier te vinden om zonne-energie op hun behoeften toe te passen. Al in de vroege middeleeuwen wisten ze hoe ze vuur moesten maken met behulp van lenzen, en tegenwoordig verwarmt een op het dak gemonteerde zwart geverfde container water en dient als een zomerdouche in dorpen en zomerhuisjes. Het is trouwens de eenvoudigste zonnecollector - een eenvoudig en origineel apparaat dat het gebruik van zonne-energie mogelijk maakt voor het verwarmen van water of verwarming. Als het ontwerp enigszins is verbeterd, is er voldoende warm water voor alle huishoudelijke behoeften en voor het verwarmen van het huis. Om dit te doen, moet u het principe van de zonnecollector begrijpen.

Hoe werkt de zonnecollector?

Het werkingsprincipe van deze apparaten is gebaseerd op de omzetting van stralende zonne-energie in warmte:

1. de zonnestralen verwarmen het koelmiddel dat door dunne buizen in de collector circuleert;
2. verwarmde koelvloeistof (water of antivries) komt in de opslagtank;
3. in de tank verwarmt hij het water dat bedoeld is voor huishoudelijke behoeften;
4. het gekoelde koelmiddel keert terug naar de collector.

Het werkingsprincipe van de zonnecollector kan worden vergeleken met een koelsysteem van een auto - overtollige warmte wordt via een radiator uit een draaiende motor verwijderd en besteed aan het verwarmen van de passagiersruimte. Maar als het voor een auto belangrijk is om in de eerste plaats warmte van de motor te verwijderen, dan is het bij het installeren van een zonnecollector noodzakelijk om deze effectief te bewaren.

Voor- en nadelen van het gebruik van zonnecollectoren

Wereldwetenschappers zijn het erover eens dat het aandeel energie dat wordt ontvangen van de zon alleen maar zal toenemen en de volgende feiten worden aangehaald:

• de zon is een onuitputtelijke en vrije energiebron;
• het gebruik van zonne-energie leidt niet tot milieuvervuiling en draagt ​​niet bij aan een toename van het broeikaseffect;
• zonne-energie kan overal worden gebruikt, het heeft geen transport nodig;
• moderne wetenschappelijke ontwikkelingen maken het mogelijk om de ontvangen energie efficiënt te verzamelen;
• zonnecollectoren hebben minimaal onderhoud nodig;
• het verzamelapparaat is relatief eenvoudig en goedkoop.

Tegelijkertijd merken wetenschappers op hoe moeilijk het is om zonne-energie te gebruiken:

• de efficiëntie van de collector hangt rechtstreeks af van het niveau van de zonnestraling;
• installatie van apparatuur vereist bepaalde initiële kosten;
• in de winter neemt het warmteverlies aanzienlijk toe.

Een ander belangrijk nadeel is de mogelijkheid om alleen energie te ontvangen tijdens daglichturen.

Soorten zonnecollectoren

Hierboven hebben we kort het werkingsprincipe van de dubbele circuitcollector beschreven: de koelvloeistof stroomt langs het ene circuit en water stroomt langs het tweede. Dit apparaat kan een circuit met één circuit zijn. Daarin wordt alleen water gebruikt als warmtedrager, die vervolgens wordt verbruikt. De collector met één circuit is niet geschikt voor gebruik in de winter, omdat water bevriest en de buizen scheuren.

Naast het verdelen van de collectoren in enkele en dubbele circuits, zijn er andere algemeen aanvaarde classificaties. Dus, zonnecollectoren zijn verdeeld volgens het principe van werken aan:

• vlak;
• vacuüm;
• lucht;
• concentrators.

Beschouw hun structuur en werkingsprincipe in meer detail.

Platte zonnecollector

Dit eenvoudige apparaat lijkt op een sandwich met de volgende lagen:

• aluminium frame met bevestigingsmiddelen;
• thermische isolatie;
• absorberend oppervlak-absorberend;
• koperen buizen;
• beschermend glas.

De absorberplaat is zwart geverfd en biedt maximale absorptie van zonnestraling, en een speciaal gehard glas dat de hele structuur bedekt, minimaliseert energieverlies, creëert een broeikaseffect en verwarmt de absorberende laag.

Platte zonnecollectoren zijn eenvoudig van opzet, betrouwbaar, maar hebben een laag rendement.

Vacuüm zonnecollector

Zonnecollectoren op vacuümbuizen hebben een ander werkingsprincipe.

In tegenstelling tot platte collectoren wordt warmte in vacuümcollectoren verzameld door hermetisch afgesloten buizen en warmtecollectoren. Het glazen oppervlak van de buizen met een speciale coating absorbeert effectief zonne-energie, die de koelvloeistof in de buizen verwarmt. Vacuüm voorkomt warmteverlies door als isolator te werken. Via de warmtecollector komt de circulerende vloeistof de opslagtank binnen om het water te verwarmen en keert vervolgens terug naar het vacuümbuizenstelsel.

Vacuümelementen maken het mogelijk om een ​​hogere efficiëntie te bieden in dit soort collectoren in vergelijking met platte tegenhangers.

Lucht zonnecollector

Dit soort verzamelaars hebben geen hoog rendement, omdat lucht een lagere warmtecapaciteit heeft. Maar ze kunnen het hele jaar door worden gebruikt, omdat de lucht in de winter niet kan bevriezen.

Het ontwerp van het luchtspruitstuk is eenvoudiger en zeer betrouwbaar. Luchtcollectoren kunnen worden gebruikt voor het verwarmen van woongebouwen, industriële gebouwen, groentewinkels, magazijnen, garages en kelders.

Het apparaat en het werkingsprincipe van de luchtcollector verschillen weinig van platte analogen: een systeem van koperen buizen met een koelvloeistof die erdoorheen circuleert, vervangt het warmte-ontvangende paneel door vinnen.

Het paneelapparaat is vergelijkbaar met cellulair polycarbonaat. Tussen de randen van het paneel stroomt lucht en wordt daarbij verwarmd. Verwarmde lucht wordt aan de kamer toegevoerd, geeft zijn warmte af en keert terug naar de collector. De panelen zijn gemaakt van materialen met een hoge warmtegeleiding - koper, aluminium, staal.

In de omstandigheden van de Russische klimaatzone met ijzige winters, zal de luchtcollector het huis niet volledig verwarmen, maar als een extra bron van gratis warmte, kan het aanzienlijk stookkosten besparen.

Hoe maak je een zonnecollector met je eigen handen?

De capaciteit van de zonnecollector hangt rechtstreeks af van zijn oppervlakte, maar met een toename van de oppervlakte zullen de acquisitiekosten ook toenemen. In sommige gevallen is het veel winstgevender om zelf een zonnecollector te maken van geïmproviseerde materialen. De effectiviteit ervan zal relatief klein zijn, maar uitgaven aan materialen hebben geen invloed op het gezinsbudget. Elke zelfgemaakte constructie loont zeer snel als het mogelijk is om warmteverlies te voorkomen. De eenvoudigste manier om thuis een lucht- of platte zonnecollector te maken.

Allereerst moet u de locatie bepalen voor de installatie:

• Panelen moeten strikt zuidwaarts georiënteerd zijn onder een bepaalde hoek, voor maximale isolatie. De efficiëntie van het apparaat zal hoger zijn als de hellingshoek van het paneel kan worden gewijzigd, met focus op de hoogte van de positie van de zon in een bepaalde periode. Dus in de winter moet de hellingshoek maximaal zijn en in de zomer moeten panelen een lagere hoek hebben.
• Collectorpanelen moeten zo dicht mogelijk bij de te verwarmen ruimte worden geïnstalleerd om warmteverlies te verminderen. Effectieve installatie van de collector op de zuidelijke helling van het dak van het huis of op het fronton.Dit minimaliseert warmteverlies, maar er moeten extra gaten in het dak worden gemaakt.
• De schaduw van hekken, bomen of andere gebouwen mag niet vallen op de plaats die is gekozen voor de installatie van de collector.

Houd er rekening mee dat in de winter de schaduwen veel langer zijn vanwege de lage positie van de zon boven de horizon.

Na het kiezen van de optimale plaats, moet u beslissen over de materialen die als koellichamen dienen. Voor een zelfgemaakte luchtverzamelaar zijn aluminium blikjes voor drankjes geschikt. Gemak ligt voor de hand - aluminium heeft een hoge warmtegeleiding en is gemakkelijk te snijden, banken hebben standaardafmetingen en zijn met elkaar verbonden.

Nadat het vereiste aantal blikken is verzameld, moeten ze grondig worden gewassen, gedroogd, gaten in de nek en de bodem worden gesneden, met lijm worden gelijmd en zwart worden geverfd.

Het aantal blikken in lengte en breedte moet overeenkomen met de grootte van het paneel. Na het plaatsen van de batterij blikken in het paneel, is het noodzakelijk om de kanalen te organiseren voor het toevoeren en afvoeren van lucht. Om dit te doen, kunt u de kant-en-klare buizen gebruiken die worden verkocht voor de installatie van ventilatie. Tijdens de montage van het systeem moet worden gezorgd voor isolatie van de achterkant van het paneel en het bovenste glas. Het kan worden vervangen door een stuk polycarbonaat.

De afgewerkte collector kan worden aangesloten op het kamerventilatiesysteem of autonoom worden gelaten. Voor meer efficiëntie is er een ventilator op aangesloten. Het temperatuurverschil bij de inlaat en uitlaat in een dergelijke collector kan 35 graden bereiken.

Naast lucht kan ook waterverwarming worden geregeld. Gietijzeren of aluminium batterijen, een PND-pijp of slang kunnen als koellichamen dienen. Als de verzamelaar van plan is
gebruik het hele jaar door, het systeem moet een dubbel circuit hebben en antivries of een ander koelmiddel als koelmiddel gieten.

Het apparaat in uw huis of in de cottage van de zonnecollector kan de verwarmingskosten aanzienlijk verlagen en volledig voldoen aan de behoeften aan warm water.