Fabricació d'una estructura de tipus pla
En una casa rural o zona suburbana per a les necessitats domèstiques d'una família de tres persones, n'hi ha prou amb instal·lar un escalfador d'aigua amb una superfície de 2 m2 per a un dipòsit de 200 litres. Per muntar un col·lector solar pel vostre compte, necessitareu:
- cos absorbent de fusta contraxapada i taulons de fusta;
- xapa d'acer, coure o alumini per absorbir l'energia solar;
- gelosia de canonades sense costura per al refrigerant;
- material aïllant (llana mineral, Penofol, escuma de plàstic);
- vidre amb un gruix superior a 5 mm;
- capacitat per a 200 l;
- 6–7 m de tub de coure per a l'intercanviador de calor;
- pintura negra resistent a la calor;
- eines de fusta i metall, màquina de soldadura, materials de fixació, silicona.
Per estalviar diners, podeu prescindir d'un absorbidor metàl·lic i utilitzar la paret posterior d'una caixa de fusta, que s'ha de pintar de negre, com a absorbent de radiació infraroja. Les canonades de coure es substitueixen per polipropilè. El cost de les tees per a la seva connexió és molt inferior al de la soldadura.
Una instrucció pas a pas us ajudarà a fer un col·lector solar amb les vostres pròpies mans:
- Una reixeta per al refrigerant està soldada a partir de canonades metàl·liques.
- Si hi ha una xapa metàl·lica de l'absorbidor, s'hi solda una xarxa de canonades.
- Segons els dibuixos, es talla fusta contraxapada i es munta el cos.
- Si s'utilitzen tubs de plàstic, es fixen amb clips a la base i es connecten entre si amb accessoris.
- El cos i la reixa amb absorbidor estan recoberts de pintura negra.
- Sota l'absorbidor de làmina, s'hi posa aïllament o l'escalfador s'aïlla des de l'exterior.
- Per fixar el vidre al voltant del perímetre del cos, es fa un marc de taulons, en el qual es foren forats d'entrada i sortida per a canonades.
- Les parts de vidre de la coberta superior del col·lector estan connectades amb cantonades d'alumini.
- Segellar amb silicona.
La tecnologia de fabricació de l'intercanviador de calor consisteix a aïllar el dipòsit d'emmagatzematge, organitzant l'entrada i sortida de la bobina de coure, per on circularà el refrigerant. Instal·leu el col·lector sobre un suport de barres de 50x50 mm, subjectes amb cantonades metàl·liques, ja que el pes de l'estructura, fins i tot sense aigua, és força impressionant.
Col·leccionistes fets amb materials no tradicionals
L'esquema general i el manual per a la fabricació d'un escalfador d'aigua solar clàssic ofereixen marge per a l'automodelació de l'estructura mitjançant mitjans improvisats, policarbonat cel·lular i una mànega de plàstic. Podeu fer vosaltres mateixos un petit col·lector a partir del circuit de freó d'una nevera antiga. La bobina està fixada al marc, la paret posterior està aïllada i coberta amb vidre des de dalt.
L'escalfador de piscina més senzill d'una casa d'estiueig es pot fer amb una mànega de jardí, que es gira en espiral i es col·loca sobre un aïllant d'escuma. El vidre crea un efecte hivernacle i la canonada de plàstic s'escalfa ràpidament. Per augmentar el rendiment del sistema, es connecten diverses espirals en sèrie entre si.
No serà difícil muntar el col·lector solar de policarbonat més lleuger i durador si compreu:
- làmines de niu d'abella de policarbonat 1000x2000 mm 4 mm de gruix - 2 peces (per a transportador de calor i recobriment protector);
- escuma per aïllar la paret posterior;
- Tubs de PVC de 2 m amb un diàmetre de 32 mm - 2 peces;
- taps i cantonades roscades per a canonades - 2 peces.
Les instruccions ajudaran a fer un escalfador d'aigua de policarbonat:
1. Fes dibuixos i munta el marc base seguint la guia de fusteria.
2. Utilitzant un trepant amb un broquet de disc a les canonades, cal fer talls longitudinals al llarg de l'amplada de la làmina de policarbonat.
3. Les vores del policarbonat es tracten amb paper de vidre i es desengreixen.
4. Les plaques s'insereixen als talls perquè no bloquegin el lumen de la canonada.
5.Les juntes es segellen amb cola calenta per a plàstic.
6. Pintat amb pintura negra.
7. Connecteu els accessoris i proveu.
El procés de muntatge d'un col·lector solar casolà
L'inici del muntatge d'aquest producte d'energia solar comença amb la fabricació de la bobina. Si heu aconseguit recollir una bobina ja feta, el muntatge final trigarà molt menys temps. La bobina seleccionada s'ha de rentar molt a fons amb aigua corrent (preferiblement calenta) per tal de rentar tots els bloquejos des de l'interior i desfer-se dels residus de freó. Si no heu trobat tubs adequats, podeu comprar la quantitat adequada a la botiga. Però en aquest cas, haureu de fer la bobina mateixa. Per fer-ho, talleu els tubs a la longitud necessària. A continuació, utilitzant transicions de cantonada, soldeu-les en forma d'estructura de bobina. A més, perquè el col·lector es pugui connectar al sistema de subministrament d'aigua, soldeu les transicions de fontaneria de ¾ a les vores de la bobina. Hi ha diverses opcions per a la forma i el disseny de la bobina, per exemple, podeu soldar tubs en forma d'"escala" (si voleu implementar aquesta opció, compreu adaptadors que no siguin de cantonada, necessitareu tees) .
Muntatge de col·lectors solars
A continuació, sobre una làmina de metall preparada prèviament, s'aplica un recobriment selectiu amb pintura negra mat, s'aconsella fer-ho almenys en un parell de capes. Espereu que el flux d'aire s'assequi la pintura i comenceu a soldar la bobina (costat sense pintar). Tota l'estructura de la bobina s'ha de soldar al llarg de tota la longitud dels tubs, d'aquesta manera es garanteix la transferència de calor més eficient i, per tant, la màxima transferència de calor al sistema de subministrament d'aigua. Si ho feu tot bé, el col·lector solar que heu muntat funcionarà com estava previst.
Quins materials necessitareu
Per muntar el vostre propi col·lector solar, podeu trobar totes les eines i materials necessaris en una ferreteria i fontaneria habitual.
Per dissenyar el dispositiu, caldrà emmagatzemar:
tubs de coure de 18 mm de mida (serviran com a material per crear una bobina);
- fontaneria i transicions de cantonada amb una mida de 18 mm;
- xapa metàl·lica (aproximadament 0,8 mm de gruix);
- aïllament tèrmic;
- soldador;
- policarbonat cel·lular;
- fusta contraxapada amb barres de fusta o làmines i cantonades d'alumini;
- pintura negra en aerosol (ha de ser resistent a la calor);
- absorbent i llana mineral.
Com fer un recobriment selectiu
El col·lector d'alta eficiència té un alt grau d'absorció d'energia solar. Els raigs cauen sobre una superfície fosca i després l'escalfen. Com menys radiació es repel·li de l'absorbidor del col·lector solar, més calor queda al sistema solar.
Per garantir un emmagatzematge de calor suficient, cal un recobriment selectiu. Hi ha diverses opcions de producció:
- Recobriment de col·lector selectiu casolà: utilitzeu qualsevol pintura negra que, després d'assecar-se, deixi una superfície mat. Hi ha solucions quan s'utilitza un drap d'oli fosc opac com a absorbent del col·lector. L'esmalt negre s'aplica a les canonades de l'intercanviador de calor, la superfície de les llaunes i les ampolles, amb un efecte mat.
- Recobriments absorbents especials: podeu anar a l'inrevés comprant una pintura selectiva especial per al col·lector. La composició dels recobriments selectius inclou plastificants polimèrics i additius que proporcionen una bona adherència, resistència a la calor i un alt grau d'absorció de la llum solar.
Els sistemes solars que s'utilitzen exclusivament per escalfar l'aigua a l'estiu poden superar-se pintant l'absorbidor de negre amb pintura normal. Els col·lectors solars casolans per escalfar una casa a l'hivern haurien de tenir un recobriment selectiu d'alta qualitat. No pots escatimar en pintura.
Sistema solar casolà o de fàbrica, que és millor
No és realista fer un col·lector solar a casa que es pugui comparar amb els productes de fàbrica pel que fa a característiques tècniques i rendiment. D'altra banda, si només necessiteu proporcionar prou aigua per a una dutxa exterior, l'energia solar serà suficient per fer funcionar un simple escalfador d'aigua casolà.
Pel que fa als col·lectors de líquids que funcionen a l'hivern, ni tan sols tots els sistemes solars de fàbrica poden funcionar a baixes temperatures. Sistemes per a totes les condicions meteorològiques, sovint són dispositius amb tubs de calor al buit, amb una major eficiència, capaços de funcionar fins a una temperatura de -50 ° C.
Els col·lectors solars de fàbrica solen estar equipats amb un mecanisme rotatiu que ajusta automàticament l'angle d'inclinació i la direcció del panell als punts cardinals, depenent de la ubicació del Sol.
Un escalfador d'aigua solar eficient és aquell que és totalment coherent amb les tasques que se li assignen. Per escalfar aigua per a 2-3 persones a l'estiu, podeu fer-ho amb un col·lector solar normal fet amb les vostres pròpies mans amb mitjans improvisats. Per a la calefacció a l'hivern, malgrat els costos inicials, és millor instal·lar un sistema solar de fàbrica.
Convertir l'energia solar en electricitat
L'energia solar es desenvolupa en dues direccions, els convertidors de semiconductors generen electricitat a partir de la llum del dia. El sistema solar funciona gràcies a les fotocèl·lules, que consisteixen en dues hòsties de silici amb conductivitat diferent. En un hi ha un excés de partícules negatives, en l'altre - una manca. Sota la influència de la llum entre el càtode i l'ànode, comença el moviment dels electrons i sorgeix un corrent. La tecnologia moderna permet la producció de hòsties de silici mono i policristalí, les primeres tenen una vida útil més llarga i alta eficiència, les segones tenen un cost baix.
El rendiment d'una sola fotocèl·lula té poca importància, per la qual cosa se'n recullen plaques solars. El generador més senzill d'energia lluminosa és una cadena en sèrie de plaques semiconductors amb una tensió total. Les fotocèl·lules comunes tenen paràmetres de 3,6 A i 0,5 V. A partir de 36 d'aquestes plaques es pot muntar un disseny estàndard, que generarà un corrent de 18 V, que correspon a uns 60 watts. Per augmentar la intensitat del corrent, es connecten diversos panells solars en paral·lel, mentre que la potència del sistema augmenta i la tensió es manté sense canvis.
Les fotocèl·lules funcionen com a generadores d'energia durant les hores de llum, quan estan enfosquides, es converteixen en captadors de corrent, poden sobreescalfar-se i fallar. Per protegir el sistema solar contra les pèrdues diürnes i la descàrrega nocturna de la bateria, es connecta un díode semiconductor en sèrie a cada panell.
Emmagatzemen l'energia produïda per les cèl·lules fotovoltaiques en bateries de menor tensió. Com que els panells solars funcionen de manera intermitent durant l'enfosquiment, es connecten al dipòsit mitjançant el controlador. Proporciona protecció contra sobrecàrrega de la bateria i canvia el sistema a una resistència. Per utilitzar la llum solar en una xarxa elèctrica domèstica, s'instal·la un inversor al circuit, que converteix el corrent continu en corrent altern.
Podeu muntar plaques solars amb les vostres pròpies mans a partir de fotocèl·lules ja fetes i un marc casolà:
1. La potència del sistema ve determinada per les càrregues esperades, després es calcula el nombre de plaques requerides i l'àrea que ocuparan.
2. La part inferior del cos poc profund per col·locar fotocèl·lules és de fusta contraxapada. Als laterals cal fer forats per a la ventilació i la igualació de la pressió interna.
3. L'aglomerat s'utilitza com a substrat per a les plaques, i el plexiglàs s'utilitza per protegir contra la precipitació atmosfèrica, que suportarà els impactes de la calamarsa.
4. Les fotocèl·lules es col·loquen cara avall sobre el substrat de manera que hi hagi un espai de 5 mm entre elles.
5. Els conductors de connexió d'una placa es col·loquen sobre els punts de soldadura de la part posterior de l'altra.Utilitzeu un soldador de baixa potència, soldadura i flux.
6. Les cadenes de fotocèl·lules es subjecten en sèrie mitjançant filferro de coure o un bus especial.
7. Els panells es giran i, juntament amb el suport, s'instal·len a la caixa. Connecteu els díodes i conduïu els cables pel forat de la part inferior per connectar-vos a la bateria.
8. Cobrir el marc amb plexiglàs, segellar les juntes amb silicona. Feu una prova de bateria.
| Tipus de sistema | Mida, mm | Material absorbent | Preu, rubles | Fabricant |
| Col·lector de placa plana per escalfar aigua de temporada: | ||||
| Efecte Falcó-A | 2000 x 1000 | alumini | 16800 | OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya" |
| Efecte Sokol-M | coure | 19400 | ||
| Llum càlid estàndard 2 | 1980 x 920 | 18680 | Exmork LLC | |
| ISolar | 2065 x 1100 | 19700 | OOO Novy Polyus | |
| Aspirar tot temps per a aigua calenta i calefacció: | ||||
| 30 tubs amb marc | 2370 x 1430 | coure | 49900 | SGVA (Xina) |
| SUNRAIN ES-R1 (30 unitats) | 2420 x 2010 | 39800 | Korsa LLC | |
|
SCH-30 |
2400 x 1900 | 61700 | ANDI Grupp (Xina) | |
| Bateria per a la generació d'energia: | ||||
| CHN150-36M elements 36, 150W, 12V | 1480 x 670 | monocristall de silici | 14780 |
Energia solar de Chinaland (Xina) |
| Elements Exmork FSM-250M 72, 250 W, 24 V | 1640 x 920 | 17750 | Ciència i tecnologia de Sunny Energy (Xina) | |
| Elements Exmork FSM-300P 72, 300 W, 24 V | 1956 x 992 | policristal de silici | 19260 |
Classificació segons criteris de temperatura
Hi ha un nombre bastant gran de criteris pels quals es classifica un o un altre disseny de sistemes solars. Tanmateix, per als aparells que es puguin fabricar a mà i utilitzar-se per al subministrament d'aigua calenta i la calefacció, el més racional seria la divisió per tipus de refrigerant.
Per tant, els sistemes poden ser líquids i aeris. El primer tipus és més utilitzat.
Galeria d'imatges
Foto de
Pas 1: muntatge del col·lector de tubs corrugats
Pas 2: Pinteu el dispositiu solar de negre
Pas 3: instal·lació de les entrades d'aire
Pas 4: fer la coberta per a l'aparell solar
A més, sovint s'utilitza una classificació segons la temperatura a la qual es poden escalfar les unitats de treball del col·lector:
- Baixa temperatura. Opcions capaços d'escalfar el refrigerant fins a 50ºС. S'utilitzen per escalfar aigua en recipients per al reg, als banys i dutxes a l'estiu i per augmentar el confort a les nits fresques de primavera i tardor.
- Temperatura mitjana. Proporcioneu la temperatura del portador de calor en 80ºС. Es poden utilitzar per a la calefacció d'espais. Aquestes opcions són les més adequades per organitzar cases privades.
- Temperatura alta. La temperatura del refrigerant en aquestes instal·lacions pot arribar fins a 200-300ºС. S'utilitza a escala industrial, instal·lada per escalfar plantes de producció, edificis comercials, etc.
En els sistemes solars d'alta temperatura, s'utilitza un procés força complex de transferència d'energia tèrmica. A més, ocupen un espai impressionant, que la majoria dels nostres amants de la vida rural no es poden permetre.
El procés de fabricació de la seva mà d'obra, la implementació requereix equips especialitzats. És gairebé impossible fer de manera independent aquesta versió del sistema solar.
Els panells solars d'alta temperatura dels convertidors fotovoltaics a casa són força difícils de fer.
Principi de funcionament
El col·lector s'utilitza per escalfar aigua amb energia solar. Aquest dispositiu es pot instal·lar a prop d'una dutxa d'estiu o al terrat d'una casa privada.
Els models de fàbrica consisteixen en un panell exterior de vidre i un sistema de canonades a sota. Darrere de les canonades hi ha un escalfador. El vidre contribueix a la creació d'un efecte hivernacle a l'interior.
Els models fets a mà de policarbonat són més senzills: l'aigua que contenen s'escalfa a les cel·les del propi full. El líquid calent entra al dipòsit i el líquid fred entra automàticament al seu lloc. En temps assolellat, aquest col·lector us permet escalfar prou aigua perquè diverses persones es puguin banyar.
El col·lector solar escalfa l'aigua que hi entra a través de tubs de coure a causa de l'energia solar.
Procediment
Vegem com fer un simple col·leccionista amb les vostres pròpies mans.
Formació
Primer, feu mesures i determineu quina àrea podeu assignar al dispositiu. Si el sostre està fet de policarbonat, vidre o materials similars relativament febles, el col·lector no s'ha de fer massa gran.
Un disseny molt convenient està format per dues plaques d'aproximadament 2,1 x 1 m. Una làmina escalfa directament el líquid, la segona fa el paper de recobriment protector. El policarbonat només ha de ser cel·lular, preferiblement negre.
El gruix recomanat de la làmina és de 4 mm. L'àrea total de la secció transversal dels canals en aquest cas és de 35 cm² per metre lineal, que és aproximadament igual a la secció transversal d'una canonada de 6 a 7 cm de diàmetre. Així, 1 m² de làmina pot contenir fins a 4 litres d'aigua. Una làmina de 10 mm de gruix pot contenir fins a 10 litres per 1 m².
Abans de començar la construcció d'un col·lector solar, s'ha d'elaborar un esquema detallat de tota l'estructura.
A més del policarbonat, necessitareu els següents materials:
- dues canonades de clavegueram de PVC de 2 m de llarg i 32 mm de diàmetre;
- 2 taps per a canonades;
- 2 mànegues flexibles amb connexió roscada;
- 2 racons de polipropilè amb fil metàl·lic;
- full d'escuma per a aïllament;
- perfils de panells de guix galvanitzats i rails transversals per al marc;
- segellador de silicona.
Les cantonades de polipropilè han d'encaixar perfectament a les canonades, de manera que és millor comprar-les juntes.
Les canonades de polipropilè del col·lector solar es fixen amb cantonades de polipropilè
L'amplada dels perfils ha de correspondre al gruix total de les làmines de policarbonat i escuma.
També necessitareu un dispositiu per tallar canonades: una esmoladora o un trepant amb broquet de serra.
Si no heu pogut comprar llençols negres, necessitareu la pintura adequada. El policarbonat es pot pintar amb esmalt nitro, pintures acríliques a base d'aigua o aerosols de plàstic.
Muntatge del marc
El muntatge del col·lector es realitza de la següent manera:
Fixeu les canonades amb pinces i feu-hi talls corresponents a la longitud del futur col·lector. No toqueu les vores: l'inici i el final de la canonada han de romandre intactes per connectar-se al sistema.
Polir les parts del policarbonat que estaran en contacte amb la canonada amb paper de vidre: el segellador s'adhereix millor a la superfície rugosa.
Inseriu les vores del full als talls. Les cel·les han d'estar perpendiculars a la canonada perquè hi entri aigua. Si el tall és massa ajustat, eixamplar-lo. També podeu utilitzar un ganivet clerical per portar el tall a la vora del tub, després del qual, movent-vos des del costat, conduïu gradualment el full.
Mira a la canonada. El policarbonat ha d'entrar a l'interior no més de ¼ del diàmetre, en cas contrari, perjudicarà la circulació de l'aigua. Ajusteu la posició del full segons sigui necessari.
Desgreixar la junta i segellar-la. Per evitar que el col·lector tingui fuites, passeu pel tall 3-4 vegades: la primera vegada intenteu introduir el segellador a la junta i després formeu la costura exterior.
Presta especial atenció als extrems. Apliqueu una nova capa de segellador després que l'anterior s'hagi assecat.
Si talleu la canonada fins a la vora, assegureu-vos de processar aquesta zona amb cura.
Si heu comprat policarbonat transparent, pinteu-lo de negre i deixeu-lo assecar.
Inseriu les cantonades roscades a les vores de les canonades i segellar la junta. Tanqueu les vores oposades amb taps.
Utilitzeu mànegues i accessoris per connectar el col·lector a un dipòsit ple d'aigua. Comproveu totes les costures amb cura. Segellar les fuites trobades.
Feu un marc amb baranes transversals a partir dels perfils. Col·loqueu l'escuma dins i fixeu-la amb cargols. Col·loqueu-hi un col·lector. Talleu els forats per a les mànegues al perfil i connecteu-los a les cantonades. Tanqueu l'estructura amb una làmina protectora. S'enganxa al marc amb cantonades i cargols.
Connecteu el col·lector a un dipòsit d'aigua calenta i una bomba d'aigua freda.
Tot i que aquest col·lector només es pot utilitzar a l'estiu, encara reduirà significativament el cost de la calefacció de l'aigua.
