Construim un colector solar cu propriile noastre mâini (23 fotografii)

Soarele este cea mai puternică sursă de energie de pe Pământ. În fiecare secundă ne trimite mai mult de 80 de mii de miliarde de kilowati. Aceasta este de câteva mii de ori mai mare decât toate centralele electrice din lume. Oamenii au încercat întotdeauna să găsească o modalitate de a aplica energia solară la nevoile lor. Deja în Evul Mediu timpuriu, ei știau să facă foc cu ajutorul lentilelor, iar în zilele noastre, un recipient montat pe acoperiș pictat negru încălzește apă și servește ca un duș de vară în sate și căsuțe de vară. Apropo, este cel mai simplu colector solar - un dispozitiv simplu și original care permite utilizarea energiei solare pentru încălzirea apei sau pentru încălzire. Dacă designul este ușor îmbunătățit, va exista suficientă apă caldă pentru toate nevoile gospodăriei și pentru încălzirea casei. Pentru a face acest lucru, trebuie să înțelegeți principiul colectorului solar.

Cum funcționează colectorul solar?

Principiul funcționării acestor dispozitive se bazează pe transformarea energiei solare radiante în căldură:

1. razele soarelui încălzesc lichidul de răcire care circulă în colector prin tuburi subțiri;
2. lichidul de răcire încălzit (apă sau antigel) intră în rezervorul de depozitare;
3. în rezervor încălzește apa destinată nevoilor gospodărești;
4. lichidul de răcire răcit se întoarce la colector.

Principiul funcționării colectorului solar poate fi comparat cu un sistem de răcire auto - căldura în exces este îndepărtată printr-un calorifer dintr-un motor care funcționează și cheltuită pentru încălzirea habitaclului. Dar, dacă este important pentru o mașină, în primul rând, să îndepărtați căldura din motor, atunci când instalați un colector solar, este necesar să o economisiți eficient.

Avantajele și dezavantajele utilizării colectoarelor solare

Oamenii de știință mondiali sunt de acord că proporția de energie primită de la soare va crește doar și sunt citate următoarele fapte:

• soarele este o sursă de energie inepuizabilă și liberă;
• utilizarea energiei solare nu duce la poluarea mediului și nu contribuie la creșterea efectului de seră;
• energia solară poate fi utilizată peste tot, nu are nevoie de transport;
• evoluțiile științifice moderne permit acumularea eficientă a energiei primite;
• colectoarele solare au nevoie de întreținere minimă;
• dispozitivul colector este relativ simplu și ieftin.

În același timp, oamenii de știință notează dificultățile în utilizarea energiei solare:

• eficiența colectorului depinde direct de nivelul de insolare;
• instalarea echipamentelor va necesita anumite costuri inițiale;
• iarna, pierderile de căldură cresc semnificativ.

Un alt dezavantaj semnificativ este capacitatea de a primi energie doar în timpul zilei.

Tipuri de colectoare solare

Mai sus, am descris pe scurt principiul funcționării colectorului cu dublu circuit: lichidul de răcire curge de-a lungul unui circuit, iar apa curge de-a lungul celui de-al doilea. Acest dispozitiv poate fi cu un singur circuit. În ea se folosește doar apă ca purtător de căldură, care ulterior este consumată. Colectorul cu un singur circuit nu este potrivit pentru utilizare iarna, deoarece apa va îngheța și va rupe tuburile.

Pe lângă divizarea colectorilor în circuite unice și duble, există și alte clasificări general acceptate. Deci, colectoarele solare sunt împărțite după principiul de lucru pe:

• plat;
• vid;
• aer;
• concentratoare.

Luați în considerare structura și principiul acțiunii lor în detaliu.

Colector solar plat

Acest dispozitiv simplu seamănă cu un sandwich cu următoarele straturi:

• cadru din aluminiu cu elemente de fixare;
• izolare termică;
• absorbant de suprafață absorbant;
• tuburi de cupru;
• pahar protector.

Placa absorbantă este vopsită în negru și asigură absorbția maximă a radiațiilor solare, iar o sticlă temperată specială care acoperă întreaga structură minimizează pierderile de energie, creând un efect de seră și încălzind stratul absorbant.

Colectoarele solare plate sunt simple în design, fiabile, dar au o eficiență scăzută.

Colector solar de vid

Colectorii solari pe bază de tuburi de vid au un principiu de funcționare diferit.

Spre deosebire de colectoarele plate, căldura în colectoarele de vid este acumulată de tuburile închise ermetic și de colectorul de căldură. Suprafața de sticlă a tuburilor cu un strat special absoarbe eficient energia solară, care încălzește lichidul de răcire din interiorul tuburilor. Vacuum-ul previne pierderea de căldură lucrând ca izolator. Prin intermediul colectorului de căldură, lichidul care circulă intră în rezervorul de stocare pentru a încălzi apa și apoi revine în sistemul tuburilor de vid.

Elementele de vid permit să asigure o eficiență mai mare în colectoare de acest tip în comparație cu omologii plani.

Colector solar de aer

Colectorii de acest tip nu au o eficiență ridicată, deoarece aerul are o capacitate de căldură mai mică. Dar pot fi folosite tot timpul anului, deoarece aerul nu este capabil să înghețe iarna.

Designul colectorului de aer este mai simplu și de încredere. Colectorii de tip aer pot fi folosiți pentru încălzirea clădirilor rezidențiale, precum și spații industriale, depozite de legume, depozite, garaje și beci.

Dispozitivul și principiul funcționării colectorului de aer diferă puțin de analogii plani: un sistem de tuburi de cupru cu un lichid de răcire care circulă prin ele înlocuiește panoul cu căldură cu aripioare.

Dispozitivul de panou este similar cu policarbonatul celular. Între marginile panoului trece aer și în proces se încălzește. Aerul încălzit este furnizat camerei, își degajă căldura și se întoarce înapoi la colector. Panourile sunt confecționate din materiale cu o conductivitate termică ridicată - cupru, aluminiu, oțel.

Într-o zonă climatică rusă cu ierni înghețate, colectorul de aer nu va încălzi complet casa, dar, ca sursă suplimentară de căldură gratuită, poate economisi semnificativ costurile de încălzire.

Cum să faci un colector solar cu propriile mâini?

Capacitatea colectorului solar depinde direct de zona sa, dar cu o creștere a zonei, costurile de achiziție vor crește și ele. În unele cazuri, este mult mai profitabil să facem un colector solar din materiale improvizate noi înșine. Eficiența sa va fi relativ mică, dar cheltuielile cu materiale nu vor afecta bugetul familiei. Orice construcție casnică va plăti foarte repede dacă este posibil să se prevină pierderea de căldură. Cea mai ușoară modalitate de a face un colector solar de aer sau plat acasă.

În primul rând, trebuie să determinați locația pentru instalarea sa:

• Panourile trebuie să fie orientate strict spre sud, într-un anumit unghi, oferind o izolare maximă. Eficiența dispozitivului va fi mai mare dacă unghiul de înclinare a panoului poate fi schimbat, concentrându-se pe înălțimea poziției soarelui într-o perioadă dată. Deci, iarna, unghiul de înclinare trebuie să fie maxim, iar vara, panourile ar trebui să fie într-un unghi mai mic.
• Panourile colectorului trebuie instalate cât mai aproape de camera care va fi încălzită pentru a reduce pierderile de căldură. Instalarea eficientă a colectorului pe versantul sudic al acoperișului casei sau pe fronton.Aceasta reduce la minimum pierderile de căldură, dar trebuie să se facă găuri suplimentare pe acoperiș.
• Umbra din garduri, copaci sau alte clădiri nu trebuie să cadă pe locul ales pentru instalarea colectorului.

Rețineți că în timpul iernii umbrele sunt mult mai lungi datorită poziției scăzute a soarelui deasupra orizontului.

După alegerea locului optim, trebuie să vă decideți asupra materialelor care vor servi ca scufundări de căldură. Pentru un colector de aer de casă, sunt potrivite conservele de aluminiu pentru băuturi. Comoditatea este evidentă - aluminiu are o conductivitate termică ridicată și este ușor de tăiat, băncile au dimensiuni standard și sunt unite între ele.

După colectarea numărului necesar de conserve, acestea trebuie spălate complet, uscate, tăiate găuri în gât și jos, lipite cu etanșant și vopsite în negru.

Numărul de conserve în lungime și lățime ar trebui să corespundă dimensiunii panoului. După așezarea bateriei de conserve în panou, este necesară organizarea canalelor pentru furnizarea și descărcarea aerului. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza conductele gata fabricate care sunt vândute pentru instalarea ventilației. În timpul asamblării sistemului, este necesar să se prevadă izolarea părții din spate a panoului și a geamului superior. Poate fi înlocuit cu o bucată de policarbonat.

Colectorul finit poate fi conectat la sistemul de ventilație al camerei sau lăsat autonom. Pentru o mai mare eficiență, un ventilator este conectat la acesta. Diferența de temperatură la intrare și ieșire într-un astfel de colector poate atinge 35 de grade.

Pe lângă aer, încălzirea cu apă poate fi amenajată. Bateriile din fontă sau aluminiu, o conductă sau un furtun PND pot servi ca chiuvete de căldură. Dacă colectorul plănuiește
Utilizați tot anul, sistemul trebuie să fie dublu-circuit și să completeze antigel sau orice alt lichid de răcire ca lichid de răcire.

Dispozitivul din casa ta sau la cabana colectorului solar poate reduce semnificativ costurile de încălzire și răspunde pe deplin nevoilor de apă caldă.