Соларни колектор израђујемо властитим рукама (23 фотографије)

Сунце је најмоћнији извор енергије на Земљи. Сваке секунде нам шаље више од 80 хиљада милијарди киловата. То је неколико хиљада пута више него што производе све свјетске електране. Људи су увек покушавали да пронађу начин како да примене соларну енергију за своје потребе. Већ у раном средњем веку они су знали запалити ватру уз помоћ сочива, а данас је на крову контејнер обојен црном грејањем воде и служи као летњи туш у селима и летњим викендицама. Успут, то је најједноставнији соларни колектор - једноставан и оригиналан уређај који омогућава употребу соларне енергије за загревање воде или грејање. Ако се дизајн мало побољша, биће довољно топле воде за све потребе домаћинства и за грејање куће. Да бисте то учинили, морате да разумете принцип соларног колектора.

Како функционира соларни колектор?

Принцип рада ових уређаја заснован је на претварању зрачења сунчеве енергије у топлотну:

1. сунчеве зраке греју расхладну течност која циркулише у колектору кроз танке цеви;
2. загрејана расхладна течност (вода или антифриз) улази у резервоар за складиштење;
3. у резервоару греје воду предвиђену за кућне потребе;
4. охлађена расхладна течност враћа се у сакупљач.

Принцип рада соларног колектора може се упоредити са системом хлађења аутомобила - вишак топлоте се уклања путем радијатора из покретачког мотора и троши се на грејање путничког простора. Али, ако је аутомобилу важно да, пре свега, одстрани топлоту из мотора, онда је приликом инсталирања соларног колектора неопходно ефикасно га уштедети.

Предности и недостаци употребе соларних колектора

Светски научници се слажу да ће удео енергије добијене од сунца само порасти и наводе се следеће чињенице:

• сунце је неисцрпан и бесплатан извор енергије;
• употреба соларне енергије не доводи до загађења животне средине и не доприноси повећању ефекта стаклене баште;
• соларна енергија се може користити свуда, није јој потребан транспорт;
• савремена научна достигнућа омогућавају ефикасно акумулирање примљене енергије;
• соларни колектори требају минимално одржавање;
• уређај сакупљача је релативно једноставан и јефтин.

У исто време, научници примећују потешкоће у коришћењу соларне енергије:

• ефикасност колектора директно зависи од нивоа инсолације;
• постављање опреме изискује одређене почетне трошкове;
• зими се губици топлоте значајно повећавају.

Други значајан недостатак је могућност примања енергије само током дневног времена.

Врсте соларних колектора

Изнад смо укратко описали принцип рада двокружног колектора: расхладна течност тече дуж једног круга, а вода тече дуж другог. Овај уређај може бити једнокружни. У њему се као преносник топлоте користи само вода која се након тога троши. Колектор са једним кругом није погодан за употребу зими, јер ће вода замрзнути и пукнути цеви.

Поред поделе колектора на једноструки и двоструки круг, постоје и друге опште прихваћене класификације. Дакле, соларни колектори су подељени према принципу рада на:

• стан;
• вакуум;
• ваздух;
• чворишта

Размотрите њихову структуру и принцип деловања детаљније.

Равни соларни колектор

Овај једноставан уређај подсећа на сендвич са следећим слојевима:

• алуминијумски оквир са затварачима;
• топлотна изолација;
• упијајући површински упијајући;
• бакрене цеви;
• заштитно стакло.

Плоча апсорбера обојена је црном бојом и пружа максималну апсорпцију сунчевог зрачења, а посебно каљено стакло које покрива целокупну структуру минимизира губитак енергије, стварајући ефекат стаклене баште и загревајући упијајући слој.

Равни соларни колектори су једноставног дизајна, поуздани, али имају малу ефикасност.

Вакуум соларни колектор

Вакуумски соларни колектори са другачијим принципом рада имају другачији принцип рада.

За разлику од равних колектора, топлота у вакум колекторима акумулира се херметички затвореним цевима и сакупљачем топлоте. Стаклена површина цеви са специјалним премазом ефикасно апсорбује соларну енергију, која загрева расхладну течност у цревима. Вакуум спречава губитак топлоте радећи као изолатор. Кроз колектор топлоте, циркулирајућа течност улази у резервоар за грејање воде, а затим се враћа назад у систем вакуумских цеви.

Вакуумски елементи омогућавају већу ефикасност у колекторима ове врсте у поређењу са равним колегама.

Зрачни соларни колектор

Колектори ове врсте немају високу ефикасност, јер ваздух има нижи топлотни капацитет. Али могу се користити током целе године, јер зими не може да се смрзне.

Дизајн ваздушног разводника је једноставнији и веома поуздан. Колектори са ваздухом могу се користити за грејање стамбених зграда, као и индустријских просторија, поврћара, складишта, гараже и подрума.

Уређај и принцип рада колектора за ваздух мало се разликују од равних аналога: систем бакарних цеви са расхладном течношћу која циркулише кроз њих замењује плочу за пријем топлоте перајама.

Уређај на плочи сличан је ћелијском поликарбонату. Између ивица плоче пролази ваздух и током процеса се загрева. Гријани зрак се доводи у просторију, одаје топлину и враћа се назад у колектор. Плоче су направљене од материјала високе топлотне проводљивости - бакра, алуминијума, челика.

У руској климатској зони с мразним зимама, сакупљач ваздуха неће у потпуности загрејати кућу, али као додатни извор бесплатне топлоте може значајно уштедјети трошкове грејања.

Како направити соларни колектор властитим рукама?

Капацитет соларног колектора директно зависи од његове површине, али с повећањем површине, трошкови набавке ће се такође повећавати. У неким је случајевима много исплативије направити соларни колектор из импровизираних материјала. Његова ефикасност биће релативно мала, али трошење материјала не утиче на породични буџет. Било која домаћа конструкција исплатиће се врло брзо ако је могуће спречити губитак топлоте. Најлакши начин за прављење ваздушног или равног соларног колектора код куће.

Пре свега, морате одредити локацију за његову инсталацију:

• Плоче се морају под одређеним углом оријентисати строго на југ, пружајући максималну инсолацију. Ефикасност уређаја биће већа ако се може променити угао нагиба плоче, фокусирајући се на висину положаја сунца у датом периоду. Дакле, зими би кут нагиба требао бити максималан, а љети плоче требају бити под нижим углом.
• Плоче колектора треба да буду постављене што ближе просторији која ће се загревати како би се смањили губици топлоте. Учинковита уградња колектора на јужној падини крова куће или на забат.То смањује губитак топлоте, али морају се направити и додатни отвори на крову.
• Сјена са ограде, дрвећа или других зграда не сме пасти на место које је изабрано за постављање колектора.

Имајте на уму да су зиме сенке много дуже због ниског положаја сунца изнад хоризонта.

Након одабира оптималног места, требате одлучити о материјалима који ће служити као хладњаци. За домаћи колектор за ваздух погодне су алуминијске лименке за пиће. Погодност је очигледна - алуминијум има високу топлотну проводљивост и лако се сече, лименке су стандардних величина и спајају се заједно.

Након што се сакупи потребан број лименки, оне се морају темељито опрати, осушити, изрезати рупе на врату и дну, лепити лепком и обојати црном бојом.

Број лименки у дужини и ширини треба да одговара величини плоче. Након полагања батерије конзерви у плочу, потребно је организовати канале за довод и одвод ваздуха. Да бисте то учинили, можете користити готове цеви које се продају за уградњу вентилације. Током монтаже система потребно је обезбедити изолацију задње стране панела и горњег стакла. Може се заменити комадом поликарбоната.

Готов колектор се може повезати са системом вентилације просторије или га оставити аутономним. За већу ефикасност, на њега је прикључен вентилатор. Температурна разлика на улазу и излазу у таквом колектору може достићи 35 степени.

Поред ваздуха, може се организовати и грејање водом. Батерије од ливеног гвожђа или алуминијума, ПНД цеви или црево могу послужити као хладњаци. Ако колекционар планира
користите током цијеле године, систем би требао бити двокружни и сипати антифриз или било које друго расхладно средство као расхладно средство.

Уређај у вашој кући или у викендици соларног колектора може значајно смањити трошкове грејања и у потпуности задовољити потребе за топлом водом.