เราสร้างตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยมือของเราเอง (23 ภาพ)
เนื้อหา
ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ทรงพลังที่สุดในโลก ทุกวินาทีส่งเรามากกว่า 80,000 ล้านกิโลวัตต์ นี่คือมากกว่าโรงไฟฟ้าทั่วโลกหลายพันเท่าที่ผลิตออกมา ผู้คนพยายามค้นหาวิธีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์กับความต้องการของพวกเขาเสมอ แล้วในยุคกลางตอนต้นพวกเขารู้วิธีที่จะยิงด้วยความช่วยเหลือของเลนส์และในปัจจุบันภาชนะบนหลังคาทาสีดำน้ำร้อนและทำหน้าที่เป็นฝักบัวอาบน้ำฤดูร้อนในหมู่บ้านและกระท่อมฤดูร้อน โดยวิธีการมันเป็นตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ที่ง่ายที่สุด - อุปกรณ์ที่เรียบง่ายและเป็นต้นฉบับที่ช่วยให้การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการทำความร้อนน้ำหรือความร้อน หากการออกแบบได้รับการปรับปรุงเล็กน้อยจะมีน้ำร้อนเพียงพอสำหรับทุกความต้องการในครัวเรือนและเพื่อให้ความร้อนแก่บ้าน ในการทำเช่นนี้คุณต้องเข้าใจหลักการของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ทำงานอย่างไร
หลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานแสงอาทิตย์ที่แผ่รังสีเป็นความร้อน:
- รังสีของดวงอาทิตย์ทำให้สารหล่อเย็นไหลเวียนในตัวเก็บความร้อนผ่านท่อบาง ๆ
- น้ำหล่อเย็นอุ่น (น้ำหรือสารป้องกันการแข็งตัว) เข้าสู่ถังเก็บ
- ในถังเขาร้อนน้ำสำหรับความต้องการของใช้ในครัวเรือน;
- สารหล่อเย็นที่ระบายความร้อนกลับไปที่ตัวสะสม
หลักการทำงานของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์สามารถนำมาเปรียบเทียบกับระบบทำความเย็นในรถยนต์ - ความร้อนส่วนเกินจะถูกลบออกผ่านหม้อน้ำจากเครื่องยนต์ที่กำลังทำงานและใช้ไปกับการทำความร้อนในห้องโดยสาร แต่ถ้าเป็นสิ่งสำคัญสำหรับรถยนต์สิ่งแรกคือการกำจัดความร้อนออกจากเครื่องยนต์จากนั้นเมื่อติดตั้งตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องมีการบันทึกอย่างมีประสิทธิภาพ
ข้อดีและข้อเสียของการใช้ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์
นักวิทยาศาสตร์โลกยอมรับว่าสัดส่วนของพลังงานที่ได้รับจากดวงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นเท่านั้นและมีการอ้างถึงข้อเท็จจริงต่อไปนี้:
- ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ไม่มีวันหมดและเป็นอิสระ
- การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและไม่ก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจกเพิ่มขึ้น
- พลังงานแสงอาทิตย์สามารถนำไปใช้ได้ทุกที่โดยไม่ต้องมีการขนส่ง
- การพัฒนาทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ช่วยให้สามารถสะสมพลังงานที่ได้รับอย่างมีประสิทธิภาพ
- ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ต้องการการบำรุงรักษาน้อยที่สุด
- อุปกรณ์สะสมค่อนข้างง่ายและราคาไม่แพง
ในเวลาเดียวกันนักวิทยาศาสตร์สังเกตความยากลำบากในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์:
- ประสิทธิภาพการสะสมโดยตรงขึ้นอยู่กับระดับของไข้แดด;
- การติดตั้งอุปกรณ์จะต้องมีค่าใช้จ่ายเบื้องต้น
- ในฤดูหนาวการสูญเสียความร้อนเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
ข้อเสียเปรียบที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือความสามารถในการรับพลังงานเฉพาะในช่วงเวลากลางวัน
ประเภทของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์
ข้างต้นเราได้อธิบายหลักการของการทำงานของตัวสะสมสองวงจรโดยสังเขป: สารหล่อเย็นไหลไปตามวงจรหนึ่งและน้ำไหลไปตามลำดับที่สอง อุปกรณ์นี้สามารถเป็นวงจรเดียว ในนั้นมีเพียงน้ำเท่านั้นที่ใช้เป็นตัวพาความร้อนซึ่งต่อมาถูกใช้ไป ตัวเก็บรวบรวมวงจรเดียวไม่เหมาะสำหรับใช้ในฤดูหนาวเนื่องจากน้ำจะหยุดและแตกหลอด
นอกเหนือจากการแบ่งนักสะสมออกเป็นวงจรเดี่ยวและคู่แล้วยังมีการจำแนกประเภทอื่น ๆ ที่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป ดังนั้นตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จึงถูกแบ่งออกตามหลักการของงาน:
- แบน
- สูญญากาศ;
- อากาศ;
- concentrators
พิจารณาโครงสร้างและหลักการของการกระทำโดยละเอียด
ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบเรียบ
อุปกรณ์ง่าย ๆ นี้มีลักษณะคล้ายกับแซนด์วิชที่มีเลเยอร์ต่อไปนี้:
- กรอบอลูมิเนียมพร้อมตัวยึด
- ฉนวนกันความร้อน
- พื้นผิวดูดซับ;
- ท่อทองแดง
- แก้วป้องกัน
แผ่นดูดซับทาสีดำและให้การดูดซับรังสีสุริยะสูงสุดและกระจกนิรภัยแบบพิเศษที่ครอบคลุมโครงสร้างทั้งหมดช่วยลดการสูญเสียพลังงานทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกและทำให้ชั้นดูดซับร้อนขึ้น
การสะสมพลังงานแสงอาทิตย์แบบแบนนั้นเรียบง่ายในการออกแบบน่าเชื่อถือ แต่มีประสิทธิภาพต่ำ
สุญญากาศสุริยะ
นักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้หลอดสุญญากาศมีหลักการทำงานที่แตกต่างกัน
ความร้อนในตัวสะสมสูญญากาศไม่เหมือนกับตัวสะสมแบบเรียบสะสมโดยหลอดสุญญากาศและตัวเก็บความร้อน พื้นผิวแก้วของหลอดที่มีการเคลือบพิเศษดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะทำให้สารหล่อเย็นภายในท่อ สูญญากาศป้องกันการสูญเสียความร้อนโดยการทำงานเป็นฉนวน ของเหลวที่ไหลเวียนผ่านเข้าสู่ตัวเก็บความร้อนจะไหลเข้าสู่ถังเก็บเพื่อทำให้น้ำร้อนจากนั้นส่งกลับไปยังระบบท่อสุญญากาศ
องค์ประกอบสูญญากาศทำให้เป็นไปได้เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นในการสะสมประเภทนี้เมื่อเทียบกับคู่แบน
เครื่องกรองแสงอาทิตย์
นักสะสมประเภทนี้ไม่มีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากอากาศมีความจุความร้อนต่ำ แต่สามารถใช้ได้ตลอดทั้งปีเนื่องจากอากาศไม่สามารถแช่แข็งได้ในฤดูหนาว
การออกแบบท่ออากาศนั้นง่ายและน่าเชื่อถือสูง นักสะสมอากาศสามารถใช้สำหรับให้ความร้อนแก่อาคารที่อยู่อาศัยรวมถึงสถานที่อุตสาหกรรมร้านค้าผักโกดังโรงเก็บรถและห้องเก็บไวน์
อุปกรณ์และหลักการทำงานของตัวเก็บอากาศนั้นแตกต่างกันเล็กน้อยจากระบบอนาล็อกแบน: ระบบของท่อทองแดงที่มีสารหล่อเย็นไหลเวียนผ่านพวกมันแทนที่แผงรับความร้อนด้วยครีบ
อุปกรณ์แผงคล้ายกับโพลีคาร์บอเนตเซลลูลาร์ ระหว่างขอบของแผงอากาศไหลผ่านและในกระบวนการทำให้ร้อนขึ้น อากาศร้อนถูกส่งไปยังห้องระบายความร้อนออกและส่งกลับไปยังนักสะสม แผงทำจากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนสูง - ทองแดงอลูมิเนียมเหล็ก
ในเขตภูมิอากาศของรัสเซียที่มีฤดูหนาวที่หนาวจัดนักสะสมอากาศจะไม่ทำให้บ้านร้อนอย่างสมบูรณ์ แต่ในฐานะที่เป็นแหล่งความร้อนเพิ่มเติมฟรีมันสามารถประหยัดต้นทุนการทำความร้อนได้อย่างมาก
วิธีทำโซล่าร์เซลล์ด้วยมือของคุณเอง?
กำลังการผลิตของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์โดยตรงขึ้นอยู่กับพื้นที่ของมัน แต่ด้วยการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ค่าใช้จ่ายในการซื้อจะเพิ่มขึ้น ในบางกรณีมันจะมีกำไรมากกว่าที่จะทำโซลาร์เซลล์จากวัสดุที่ผ่านการปรับแต่งเอง ประสิทธิภาพของมันจะค่อนข้างเล็ก แต่การใช้วัสดุจะไม่ส่งผลกระทบต่องบประมาณของครอบครัว การก่อสร้างที่ทำที่บ้านใด ๆ จะชำระเร็วมากถ้าเป็นไปได้เพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อน วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำอากาศหรือเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบแบนที่บ้าน
ก่อนอื่นคุณต้องระบุตำแหน่งสำหรับการติดตั้ง:
- แผงจะต้องมุ่งเน้นไปทางทิศใต้อย่างเคร่งครัดในมุมที่กำหนดให้การ insolation สูงสุด ประสิทธิภาพของอุปกรณ์จะสูงขึ้นหากสามารถปรับมุมเอียงของแผงควบคุมได้โดยเน้นที่ความสูงของตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในระยะเวลาที่กำหนด ดังนั้นในฤดูหนาวมุมเอียงควรสูงสุดและในฤดูร้อนแผงควรจะอยู่ในมุมที่ต่ำกว่า
- ควรติดตั้งแผงเก็บของให้ใกล้ที่สุดกับห้องที่จะทำให้ร้อนเพื่อลดการสูญเสียความร้อน การติดตั้งที่มีประสิทธิภาพของตัวสะสมบนทางลาดด้านใต้ของหลังคาของบ้านหรือบนหน้าจั่วสิ่งนี้จะช่วยลดการสูญเสียความร้อน แต่จะต้องทำรูเพิ่มเติมในหลังคา
- เงาจากรั้วต้นไม้หรืออาคารอื่น ๆ ไม่ควรตกอยู่ในสถานที่ที่เลือกไว้สำหรับการติดตั้งตัวสะสม
โปรดทราบว่าในฤดูหนาวเงาจะยาวกว่ามากเนื่องจากตำแหน่งที่ต่ำของดวงอาทิตย์เหนือขอบฟ้า
หลังจากเลือกสถานที่ที่เหมาะสมแล้วคุณต้องตัดสินใจเลือกวัสดุที่จะทำหน้าที่เป็นแผ่นระบายความร้อน สำหรับนักสะสมอากาศโฮมเมดกระป๋องอลูมิเนียมสำหรับเครื่องดื่มนั้นเหมาะสม ความสะดวกสบายชัดเจน - อลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนสูงและตัดง่ายธนาคารมีขนาดมาตรฐานและเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน
หลังจากรวบรวมกระป๋องตามจำนวนที่กำหนดแล้วจะต้องล้างให้สะอาดแห้งตัดเป็นรูที่คอและก้นติดกาวกาวและทาสีดำ
จำนวนกระป๋องในความยาวและความกว้างควรสอดคล้องกับขนาดของแผง หลังจากวางแบตเตอรี่ของกระป๋องในแผงมีความจำเป็นต้องจัดระเบียบช่องทางสำหรับการจัดหาและปล่อยอากาศ ในการทำเช่นนี้คุณสามารถใช้ท่อสำเร็จรูปที่จำหน่ายเพื่อติดตั้งระบบระบายอากาศ ในระหว่างการประกอบระบบจำเป็นต้องมีฉนวนกันความร้อนด้านหลังของแผงและกระจกด้านบน มันสามารถถูกแทนที่ด้วยชิ้นส่วนของโพลีคาร์บอเนต
ตัวสะสมที่เสร็จสิ้นแล้วสามารถเชื่อมต่อกับระบบระบายอากาศในห้องพักหรือปล่อยทิ้งโดยอัตโนมัติ เพื่อประสิทธิภาพที่ดียิ่งขึ้นพัดลมเชื่อมต่อกับมัน ความแตกต่างของอุณหภูมิที่ทางเข้าและทางออกในตัวสะสมสามารถทำได้ที่ 35 องศา
นอกจากอากาศแล้วน้ำอุ่นยังสามารถจัดให้ได้ แบตเตอรี่เหล็กหล่อหรืออลูมิเนียมท่อ PND หรือท่อสามารถทำหน้าที่เป็นที่ระบายความร้อน หากนักสะสมกำลังวางแผน
ใช้ตลอดทั้งปีระบบควรจะเป็นวงจรคู่และเทสารป้องกันการแข็งตัวหรือสารหล่อเย็นอื่น ๆ เป็นสารหล่อเย็น
อุปกรณ์ในบ้านของคุณหรือที่กระท่อมของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์สามารถลดค่าใช้จ่ายในการทำความร้อนและสามารถตอบสนองความต้องการน้ำร้อนได้อย่างเต็มที่
