Kendi ellerimizle bir güneş kolektörü kuruyoruz (23 fotoğraf)

Güneş, dünyadaki en güçlü enerji kaynağıdır. Her saniye bize 80 bin milyar kilowatt'tan fazla gönderiyor. Bu, dünyanın tüm santrallerinden birkaç bin kat daha fazla. İnsanlar her zaman güneş enerjisini ihtiyaçlarına uygulamak için bir yol bulmaya çalıştılar. Zaten Orta Çağ'ın başlarında, lenslerin yardımıyla nasıl ateş yakılacağını biliyorlardı ve günümüzde, siyah boyalı bir çatı üstü konteyner suyu ısıtıyor ve köylerde ve yazlık evlerde yaz duşu olarak hizmet veriyor. Bu arada, en basit güneş kolektörüdür - suyu ısıtmak veya ısıtmak için güneş enerjisinin kullanılmasına izin veren basit ve orijinal bir cihazdır. Tasarım biraz geliştirilirse, tüm ev ihtiyaçları ve evi ısıtmak için yeterli sıcak su olacaktır. Bunu yapmak için güneş kolektörünün prensibini anlamanız gerekir.

Güneş kolektörü nasıl çalışır?

Bu cihazların çalışma prensibi, radyant güneş enerjisinin ısıya dönüşümüne dayanmaktadır:

1. güneş ışınları, kolektörde dolaşan soğutucuyu ince tüpler aracılığıyla ısıtır;
2. ısıtılmış soğutma sıvısı (su veya antifriz) depolama tankına girer;
3. tankta ev ihtiyaçları için tasarlanan suyu ısıtır;
4. soğutulmuş soğutma suyu toplayıcıya geri döner.

Güneş kolektörünün çalışma prensibi bir otomobil soğutma sistemi ile karşılaştırılabilir - aşırı ısı çalışan bir motordan bir radyatörden alınır ve yolcu bölmesini ısıtmak için harcanır. Ancak, bir araba için, her şeyden önce, motordan ısıyı çıkarmak önemliyse, bir güneş kolektörü takarken, onu etkili bir şekilde kurtarmak gerekir.

Güneş kolektörlerini kullanmanın avantajları ve dezavantajları

Dünya bilim adamları güneşten alınan enerji oranının sadece artacağına ve aşağıdaki gerçeklere atıfta bulunduğuna katılıyorlar:

• güneş tükenmez ve serbest bir enerji kaynağıdır;
• güneş enerjisi kullanımı çevre kirliliğine yol açmaz ve sera etkisinin artmasına katkıda bulunmaz;
• güneş enerjisi her yerde kullanılabilir, ulaşım gerektirmez;
• modern bilimsel gelişmeler alınan enerjiyi verimli bir şekilde biriktirmeye izin verir;
• güneş kolektörleri minimum bakım gerektirir;
• toplayıcı cihaz nispeten basit ve ucuzdur.

Aynı zamanda, bilim adamları güneş enerjisini kullanmanın zorluklarına dikkat çekiyor:

• kolektör verimliliği doğrudan güneşlenme seviyesine bağlıdır;
• ekipmanın kurulumu belirli başlangıç ​​maliyetleri gerektirecektir;
• kışın ısı kaybı önemli ölçüde artar.

Bir diğer önemli dezavantaj, sadece gündüz saatlerinde enerji alma yeteneğidir.

Güneş Kollektörü Çeşitleri

Yukarıda, çift devreli toplayıcının çalışma prensibini kısaca açıkladık: soğutucu bir devre boyunca akar ve su ikinci devre boyunca akar. Bu cihaz tek devreli olabilir. İçinde, daha sonra tüketilen bir ısı taşıyıcı olarak sadece su kullanılır. Tek devreli kolektör, kışın kullanım için uygun değildir, çünkü su tüpleri dondurup parçalayacaktır.

Toplayıcıları tek ve çift devrelere ayırmanın yanı sıra, genel olarak kabul edilen başka sınıflamalar da vardır. Böylece, güneş kollektörleri, aşağıdaki çalışma prensibine göre ayrılır:

• düz;
• vakum;
• hava;
• konsantreler.

Yapılarını ve eylem ilkesini daha ayrıntılı olarak düşünün.

Düz güneş kolektörü

Bu basit cihaz aşağıdaki katmanlara sahip bir sandviçe benziyor:

• bağlantı elemanları ile alüminyum çerçeve;
• ısı yalıtımı;
• emici yüzey emici;
• bakır borular;
• koruyucu cam.

Emici plaka siyaha boyanır ve güneş radyasyonunun maksimum emilimini sağlar ve tüm yapıyı kaplayan özel temperli bir cam enerji kaybını en aza indirir, bir sera etkisi yaratır ve emici tabakayı ısıtır.

Düz güneş kolektörleri tasarımda basittir, güvenilirdir, ancak düşük verimliliğe sahiptir.

Vakumlu güneş kolektörü

Vakum tüplü güneş kolektörleri farklı bir çalışma prensibine sahiptir.

Düz tip kollektörlerin aksine, vakum kollektörlerindeki ısı hava geçirmez şekilde kapatılmış tüpler ve ısı kollektörü tarafından biriktirilir. Özel bir kaplamaya sahip tüplerin cam yüzeyi, tüplerin içindeki soğutucuyu ısıtan güneş enerjisini etkili bir şekilde emer. Vakum, yalıtkan olarak çalışarak ısı kaybını önler. Isı toplayıcıdan, sirkülasyon sıvısı suyu ısıtmak için depolama tankına girer ve daha sonra vakum tüp sistemine geri döner.

Vakum elemanları, bu tip kollektörlerde düz muadillerine kıyasla daha yüksek verimlilik sağlamayı mümkün kılar.

Hava güneş kolektörü

Hava daha düşük ısı kapasitesine sahip olduğundan, bu tip kollektörler yüksek verime sahip değildir. Ancak kışın donmadığı için tüm yıl boyunca kullanılabilirler.

Hava manifoldunun tasarımı daha basit ve son derece güvenilirdir. Hava tipi kollektörler, konutların yanı sıra endüstriyel binaları, sebze depolarını, depoları, garajları ve bodrumları ısıtmak için kullanılabilir.

Cihaz ve hava toplayıcının çalışma prensibi düz analoglardan çok az farklıdır: içinden dolaşan bir soğutma sıvısına sahip bakır borular sistemi, ısı alma panelini kanatçıklarla değiştirir.

Panel cihazı hücresel polikarbonata benzer. Panelin kenarları arasında hava geçer ve işlem sırasında ısınır. Isıtılmış hava odaya verilir, ısısını verir ve toplayıcıya geri döner. Paneller yüksek ısı iletkenliğine sahip malzemelerden yapılmıştır - bakır, alüminyum, çelik.

Soğuk kışları olan bir Rus iklim bölgesinde, hava toplayıcı evi tamamen ısıtmayacak, ancak ek bir serbest ısı kaynağı olarak, ısıtma maliyetlerinden önemli ölçüde tasarruf edebilir.

Kendi elinizle bir güneş kolektörü nasıl yapılır?

Güneş kolektörünün kapasitesi doğrudan alanına bağlıdır, ancak alandaki artışla birlikte edinme maliyetleri de artacaktır. Bazı durumlarda, doğaçlama malzemelerden bir güneş kolektörü yapmak çok daha karlı olur. Etkinliği nispeten küçük olacaktır, ancak malzemelere yapılan harcamalar aile bütçesini etkilemeyecektir. Herhangi bir ev yapımı yapı, ısı kaybını önlemek mümkünse çok hızlı bir şekilde ödeyecektir. Evde hava veya düz güneş kolektörü yapmanın en kolay yolu.

Her şeyden önce, kurulumunun yerini belirlemeniz gerekir:

• Paneller, maksimum güneşlenme sağlayacak şekilde belirli bir açıda kesinlikle güneye yönlendirilmelidir. Belirli bir dönemde güneşin konumunun yüksekliğine odaklanarak, panelin eğim açısı değiştirilebiliyorsa cihazın verimliliği daha yüksek olacaktır. Bu nedenle, kışın eğim açısı maksimum olmalı ve yaz aylarında paneller daha düşük bir açıda olmalıdır.
• Kolektör panelleri, ısı kaybını azaltmak için ısıtılacak odaya mümkün olduğunca yakın monte edilmelidir. Toplayıcının evin çatısının güney yamacına veya alınlığa etkili montajı.Bu ısı kaybını en aza indirir, ancak tavanda ek delikler açılmalıdır.
• Çitler, ağaçlar veya diğer binalardan gelen gölge, kollektörün montajı için seçilen yere düşmemelidir.

Kışın, güneşin ufkun üzerindeki düşük konumu nedeniyle gölgelerin çok daha uzun olduğunu unutmayın.

En uygun yeri seçtikten sonra, ısı emici olarak hizmet edecek malzemelere karar vermeniz gerekir. Ev yapımı bir hava toplayıcı için, içecekler için alüminyum kutular uygundur. Kolaylık açıktır - alüminyum yüksek bir ısı iletkenliğine sahiptir ve kesilmesi kolaydır, bankalar standart boyutlara sahiptir ve birleştirilir.

Gerekli sayıda teneke kutu toplandıktan sonra iyice yıkanmalı, kurutulmalı, boyun ve tabandaki delikler kesilmeli, tutkal dolgu macunu ile yapıştırılmalı ve siyah renkte boyanmalıdır.

Uzunluk ve genişlikteki teneke kutu sayısı panel boyutuna uygun olmalıdır. Kutunun pilini panele yerleştirdikten sonra, hava sağlamak ve boşaltmak için kanalları düzenlemek gerekir. Bunu yapmak için, havalandırma montajı için satılan hazır boruları kullanabilirsiniz. Sistemin montajı sırasında, panelin arka tarafının ve üst camın yalıtımını sağlamak gerekir. Bir parça polikarbonat ile değiştirilebilir.

Bitmiş kolektör oda havalandırma sistemine bağlanabilir veya otonom olarak bırakılabilir. Daha fazla verimlilik için, bir fan bağlanır. Böyle bir toplayıcıdaki giriş ve çıkıştaki sıcaklık farkı 35 dereceye ulaşabilir.

Havaya ek olarak, su ısıtması da ayarlanabilir. Dökme demir veya alüminyum piller, bir PND boru veya hortum ısı emici olarak kullanılabilir. Toplayıcı planlıyorsa
yıl boyunca kullanın, sistem çift devreli olmalı ve bir soğutucu olarak antifriz veya başka bir soğutucu doldurmalıdır.

Evinizdeki veya güneş kolektörünün kulübesindeki cihaz, ısıtma maliyetlerini önemli ölçüde azaltabilir ve sıcak su ihtiyacını tam olarak karşılayabilir.