DIY solární kolektor z prázdných plechovek od piva

Výroba konstrukce plochého typu

V letní chatě nebo předměstské oblasti pro domácí potřeby tříčlenné rodiny stačí nainstalovat ohřívač vody o ploše 2 m2 pro 200litrovou nádrž. Chcete-li sestavit solární kolektor svépomocí, budete potřebovat:

• tělo absorbéru vyrobené z překližky a dřevěných prken;
• ocelový plech, měď nebo hliník pro absorbér sluneční energie;
• mřížka bezešvých trubek pro chladicí kapalinu;
• izolační materiál (minerální vlna, Penofol, pěnový plast);
• sklo o tloušťce větší než 5 mm;
• objem pro 200 l;
• 6–7 m měděné trubky pro výměník tepla;
• tepelně odolná černá barva;
• nářadí pro práci se dřevem a kovem, svářečka, fixační materiály, silikon.

Pro úsporu peněz se obejdete bez kovového pohlcovače a jako pohlcovač infračerveného záření použijte zadní stěnu dřevěného pouzdra, které musí být natřeno černou barvou. Měděné trubky jsou nahrazeny polypropylenem. Náklady na odpaliště pro jejich připojení jsou mnohem nižší než na svařování.

Pokyny krok za krokem vám pomohou vyrobit solární kolektor vlastníma rukama:

• Mřížka pro chladicí kapalinu je svařena z kovových trubek.
• Pokud je na absorbéru plech, je k němu přivařena mřížka z trubek.
• Podle výkresů se nařeže překližka a namontuje se tělo.
• Pokud jsou použity plastové trubky, jsou upevněny sponami na základně a navzájem spojeny tvarovkami.
• Karoserie a mřížka chladiče s tlumičem jsou potaženy černou barvou.
• Pod plechový absorbér se položí izolace nebo se ohřívač izoluje zvenčí.
• Pro upevnění skla po obvodu karoserie je vyroben rám z prken, ve kterém jsou vyvrtány vstupní a výstupní otvory pro potrubí.
• Skleněné části vrchního krytu kolektoru jsou spojeny hliníkovými rohy.
• Utěsněte silikonem.

Technologie výroby výměníku tepla spočívá v izolaci akumulační nádrže, uspořádání vstupu a výstupu pro měděnou spirálu, kterou bude cirkulovat chladicí kapalina. Nainstalujte kolektor na podpěru tyčí 50x50 mm, upevněných kovovými rohy, protože hmotnost konstrukce, i bez vody, je docela působivá.

Kolektory z netradičních materiálů

Obecné schéma a návod na výrobu klasického solárního ohřívače vody dává prostor pro vlastní modelování konstrukce pomocí improvizovaných prostředků, komůrkového polykarbonátu a plastové hadice. Malý kolektor si můžete vyrobit sami z freonového okruhu staré lednice. Cívka je upevněna v rámu, zadní stěna je izolovaná a shora zakrytá sklem.

Nejjednodušší ohřívač bazénu v letní chatě lze vyrobit pomocí zahradní hadice, která je stočena do spirály a položena na pěnový izolátor. Sklo vytváří skleníkový efekt a plastová trubka se rychle zahřívá. Pro zvýšení výkonu systému je několik spirál zapojených do série.

Sestavit nejlehčí a nejodolnější polykarbonátový solární kolektor nebude těžké, pokud si koupíte:

• polykarbonátové voštinové desky 1000x2000 mm tloušťka 4 mm - 2 ks (pro nosič tepla a ochranný povlak);
• pěna pro izolaci zadní stěny;
• 2 m PVC trubky o průměru 32 mm - 2 ks;
• zátky a závitové rohy pro trubky - 2 ks.

Návod pomůže vyrobit ohřívač vody z polykarbonátu:

1. Vytvořte výkresy a sestavte základní rám podle návodu pro zpracování dřeva.

2. Pomocí vrtačky s kotoučovou tryskou v trubkách je nutné provést podélné řezy po šířce polykarbonátového plechu.

3. Hrany polykarbonátu jsou ošetřeny brusným papírem a odmaštěny.

4. Destičky se vkládají do zářezů tak, aby neblokovaly průsvit v potrubí.

5.Spoje jsou utěsněny horkým lepidlem na plast.

6. Natřeno černou barvou.

7. Připojte armatury a otestujte.

Proces montáže domácího solárního kolektoru

Začátek montáže tohoto solárního energetického produktu začíná výrobou cívky. Pokud se vám podařilo vyzvednout hotovou cívku, konečná montáž zabere mnohem méně času. Vybraná spirálka by měla být velmi důkladně omyta pod tekoucí vodou (nejlépe horkou), aby se omyly všechny ucpání zevnitř a zbavily se zbytků freonů. Pokud jste nenašli vhodné trubky, můžete si v obchodě zakoupit správné množství. Ale v tomto případě budete muset vyrobit samotnou cívku. Chcete-li to provést, nařežte trubky na požadovanou délku. Dále je pomocí rohových přechodů připájejte ve formě struktury cívky. Dále, aby bylo možné kolektor připojit k vodovodnímu systému, připájejte na okrajích spirály ¾ vodovodních přechodů. Existuje několik možností pro tvar a design cívky, například můžete pájet trubky ve formě „žebříku“ (pokud se chystáte implementovat tuto možnost, pak si kupte nerohové adaptéry, budete potřebovat T-kusy) .

Montáž solárního kolektoru

Poté na předem připravený plech nanesete selektivní nátěr černou matnou barvou, je vhodné to udělat alespoň v několika vrstvách. Počkejte, až proud vzduchu zaschne barvu a začněte pájet cívku (nelakovaná strana). Celá konstrukce spirály musí být připájena po celé délce trubek, tím zaručíte nejúčinnější přenos tepla a v důsledku toho maximální přenos tepla do vodovodního řádu. Pokud uděláte vše správně, solární kolektor, který jste sestavili, bude fungovat tak, jak byl zamýšlen.

Jaké materiály budete potřebovat

Pro sestavení vlastního solárního kolektoru seženete veškeré potřebné nářadí a materiály v běžném železářství a instalatérství.

Chcete-li navrhnout zařízení, budete muset zásobit:

měděné trubky o velikosti 18 mm (budou sloužit jako materiál pro vytvoření cívky);

• klempířské a rohové přechody o velikosti 18 mm;
• plech (tloušťka přibližně 0,8 mm);
• tepelná izolace;
• páječka;
• komůrkový polykarbonát;
• překližka s dřevěnými tyčemi nebo hliníkovými plechy a rohy;
• černá barva ve spreji (musí být tepelně odolná);
• absorbéru a minerální vlny.

Jak vyrobit selektivní nátěr

Vysoce účinný kolektor má vysoký stupeň absorpce sluneční energie. Paprsky dopadají na tmavý povrch, načež jej zahřívají. Čím méně záření je odpuzováno od absorbéru slunečního kolektoru, tím více tepla zůstává v solárním systému.

Pro zajištění dostatečné akumulace tepla je zapotřebí selektivní nátěr. Existuje několik možností výroby:

• Domácí selektivní nátěr kolektorů - použijte jakoukoli černou barvu, která po zaschnutí zanechá matný povrch. Existují řešení, kdy se jako kolektorový absorbér použije neprůhledná tmavá olejová tkanina. Černý smalt je nanesen na trubky výměníku tepla, povrch plechovek a lahví, s matným efektem.
• Speciální savé nátěry – můžete jít jinou cestou zakoupením speciální selektivní barvy do kolektoru. Složení selektivních povlaků zahrnuje polymerní plastifikátory a přísady, které poskytují dobrou přilnavost, tepelnou odolnost a vysoký stupeň absorpce slunečního záření.

Solární systémy sloužící výhradně k ohřevu vody v létě si vystačí s nátěrem absorbéru na černo běžnou barvou. Domácí solární kolektory pro vytápění domu v zimě by měly mít kvalitní selektivní nátěr. Na barvě se šetřit nedá.

Domácí nebo tovární solární systém - což je lepší

Je nereálné vyrobit solární kolektor doma, který lze srovnávat s továrními výrobky, pokud jde o technické vlastnosti a výkon. Na druhou stranu, pokud potřebujete zajistit dostatek vody pro venkovní sprchu, solární energie bude stačit k provozu jednoduchého domácího ohřívače vody.

Co se týče kapalinových kolektorů pracujících v zimě, ani všechny tovární solární systémy nemohou pracovat při nízkých teplotách. Systémy do každého počasí, to jsou nejčastěji zařízení s vakuovými tepelnými trubicemi, se zvýšenou účinností, schopná provozu až do teploty -50 °C.

Tovární solární kolektory jsou často vybaveny otočným mechanismem, který automaticky přizpůsobuje úhel sklonu a směr panelu ke světovým stranám v závislosti na poloze Slunce.

Účinný solární ohřívač vody je takový, který je plně v souladu s úkoly, které jsou mu přiděleny. K ohřevu vody pro 2-3 osoby v létě si vystačíte s obyčejným solárním kolektorem vyrobeným vlastníma rukama z improvizovaných prostředků. Pro vytápění v zimě je i přes počáteční náklady lepší instalovat tovární solární systém.

Přeměna sluneční energie na elektřinu

Sluneční energie se rozvíjí dvěma směry, polovodičové měniče vyrábějí elektřinu z denního světla. Sluneční soustava funguje díky fotočlánkům, které se skládají ze dvou křemíkových plátků s různou vodivostí. V jednom je přebytek negativních částic, v druhém - nedostatek. Vlivem světla mezi katodou a anodou začíná pohyb elektronů a vzniká proud. Moderní technologie umožňuje výrobu mono- a polykrystalických křemíkových waferů, první mají delší životnost a vysokou účinnost, druhé mají nízkou cenu.

Výkon jedné fotobuňky je málo důležitý, proto se solární panely shromažďují z nich. Nejjednodušším generátorem světelné energie je sériový řetězec polovodičových desek s celkovým napětím. Běžné fotobuňky mají parametry 3,6 A a 0,5 V. Standardní provedení lze sestavit z 36 těchto desek, které budou generovat proud 18 V, což odpovídá cca 60 wattům. Pro zvýšení síly proudu je paralelně zapojeno několik solárních panelů, zatímco výkon systému se zvyšuje a napětí zůstává nezměněno.

Fotočlánky fungují jako generátory energie během denního světla, po setmění se mění na sběrače proudu, mohou se přehřát a selhat. Pro ochranu solárního systému před denními ztrátami a nočním vybíjením baterie je ke každému panelu sériově zapojena polovodičová dioda.

Energii vyrobenou fotovoltaickými články ukládají do baterií s nižším napětím. Vzhledem k tomu, že solární panely během stmívání pracují přerušovaně, jsou připojeny k nádrži přes ovladač. Poskytuje ochranu proti přebití baterie a přepíná systém na rezistor. Pro využití slunečního záření v domácí elektrické síti je v obvodu instalován střídač, který přeměňuje stejnosměrný proud na střídavý.

Solární panely si můžete sestavit vlastníma rukama z hotových fotobuněk a domácího rámu:

1. Výkon systému je určen očekávaným zatížením, poté se vypočítá požadovaný počet desek a plocha, kterou budou zabírat.

2. Dno mělkého tělesa pro umístění fotobuněk je vyrobeno z překližky. V bocích je nutné vytvořit otvory pro ventilaci a vyrovnání vnitřního tlaku.

3. Jako podklad pro desky je použita dřevotříska a na ochranu před atmosférickými srážkami je použito plexisklo, které odolá nárazům krupobití.

4. Fotočlánky se pokládají lícem dolů na podklad tak, aby mezi nimi byla mezera 5 mm.

5. Připojovací vodiče jedné desky jsou umístěny přes pájecí body na zadní straně druhé.Použijte páječku s nízkým výkonem, pájku a tavidlo.

6. Řetězce fotobuněk jsou upevněny sériově pomocí měděného drátu nebo speciální sběrnice.

7. Panely se obrátí a spolu s podkladem se osadí do pouzdra. Připojte diody a protáhněte vodiče otvorem ve spodní části pro připojení k baterii.

8. Rám zakryjte plexisklem, spáry utěsněte silikonem. Proveďte test baterie.

Typ systému	Velikost, mm	Materiál absorbéru	Cena, rublů	Výrobce
Plochý kolektor pro sezónní ohřev vody:
Falcon Effect-A	2000x1000	hliník	16800	OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya"
Sokol Effect-M	měď	19400
Lehký teplý standard 2	1980x920	18680	Exmork LLC
Isolární	2065x1100	19700	OOO Nový Polyus
Vysávání za každého počasí pro teplou vodu a vytápění:
30 trubek s rámem	2370x1430	měď	49900	SGVA (Čína)
SUNRAIN ES-R1 (30 ks)	2420x2010	39800	Korsa LLC
SCH-30	2400 x 1900	61700	ANDI Grupp (Čína)
Baterie pro výrobu energie:
CHN150-36M prvky 36, 150W, 12V	1480 x 670	monokrystal křemíku	14780	Čínská solární energie (Čína)
Exmork FSM-250M prvky 72, 250 W, 24V	1640 x 920	17750	Sunny Energy Science and Technology (Čína)
Exmork FSM-300P prvky 72, 300 W, 24V	1956 x 992	křemíkový polykrystal	19260

Klasifikace podle teplotních kritérií

Existuje poměrně velké množství kritérií, podle kterých je ten či onen design solárních systémů klasifikován. U zařízení, která lze vyrobit ručně a použít pro zásobování teplou vodou a vytápění, by však bylo nejracionálnější rozdělení podle typu chladicí kapaliny.

Systémy tedy mohou být kapalinové a vzduchové. První typ se používá častěji.

Galerie Obrázků

Foto z

Krok 1: Montáž rozdělovače vlnité trubky

Krok 2: Natřete solární zařízení černou barvou

Krok 3: Instalace přívodů vzduchu

Krok 4: Vytvoření krytu pro solární zařízení

Kromě toho se často používá klasifikace podle teploty, na kterou lze pracovní jednotky kolektoru zahřát:

1. Nízká teplota. Možnosti schopné ohřát chladicí kapalinu až na 50ºС. Používají se k ohřevu vody v nádobách na zavlažování, v létě v koupelnách a sprchách a ke zvýšení komfortu za chladných jarních a podzimních večerů.
2. Střední teplota. Zajistěte teplotu nosiče tepla v 80ºС. Mohou být použity pro vytápění prostor. Tyto možnosti jsou nejvhodnější pro uspořádání soukromých domů.
3. Vysoká teplota. Teplota chladicí kapaliny v takových instalacích může dosáhnout až 200-300ºС. Používá se v průmyslovém měřítku, instaluje se k vytápění výrobních závodů, komerčních budov atd.

Ve vysokoteplotních solárních systémech se používá poměrně složitý proces přenosu tepelné energie. Navíc zabírají impozantní prostor, na který většina našich milovníků venkovského života nedá dopustit.

Jejich výrobní proces je náročný na práci, implementace vyžaduje specializované vybavení. Je téměř nemožné samostatně vyrobit takovou verzi sluneční soustavy.

Vysokoteplotní solární panely na fotovoltaických konvertorech doma jsou poměrně náročné na výrobu.

Princip činnosti

Kolektor slouží k ohřevu vody pomocí solární energie. Takové zařízení může být instalováno v blízkosti letní sprchy nebo na střeše soukromého domu.

Tovární modely se skládají ze skleněného vnějšího panelu a potrubního systému pod ním. Za trubkami je ohřívač. Sklo přispívá k vytvoření skleníkového efektu uvnitř.

Ručně vyráběné modely z polykarbonátu jsou jednodušší – voda v nich se ohřívá v buňkách samotného plechu. Horká kapalina jde do nádrže a studená kapalina automaticky vstupuje na její místo. Za slunečného počasí vám takový kolektor umožňuje ohřát dostatek vody pro několik lidí ke koupání.

Solární kolektor ohřívá vodu, která do něj vstupuje měděnými trubicemi, díky sluneční energii.

Postup

Podívejme se, jak si vyrobit jednoduchý sběratel vlastníma rukama.

Výcvik

Nejprve proveďte měření a určete, jakou plochu můžete zařízení přidělit. Pokud je střecha vyrobena z polykarbonátu, skla nebo podobných relativně slabých materiálů, kolektor by neměl být příliš velký.

Velmi výhodná konstrukce je vyrobena ze dvou desek přibližně 2,1x1 m. Jedna deska přímo ohřívá kapalinu, druhá plní roli ochranného povlaku. Polykarbonát by měl být pouze komůrkový, nejlépe černý.

Doporučená tloušťka plechu je 4 mm. Celková plocha průřezu kanálů je v tomto případě 35 cm² na lineární metr, což se přibližně rovná průřezu trubky o průměru 6–7 cm. 1 m² desky tedy pojme až 4 litry vody. Plech o tloušťce 10 mm pojme až 10 litrů na 1 m².

Před zahájením stavby solárního kolektoru by mělo být vypracováno podrobné schéma celé konstrukce.

Kromě polykarbonátu budete potřebovat následující materiály:

• dvě kanalizační trubky z PVC 2 m dlouhé a 32 mm v průměru;
• 2 zátky pro potrubí;
• 2 flexibilní hadice se závitovým připojením;
• 2 polypropylenové rohové kování s kovovým závitem;
• pěnová fólie pro izolaci;
• pozinkované sádrokartonové profily a příčné lišty pro rám;
• silikonový tmel.

Rohy polypropylenu by měly těsně zapadnout do trubek, takže je lepší je zakoupit společně.

Polypropylenové trubky v solárním kolektoru jsou upevněny polypropylenovými rohy

Šířka profilů musí odpovídat celkové tloušťce polykarbonátových a pěnových desek.

Dále budete potřebovat zařízení na řezání trubek - brusku nebo vrtačku s pilovou tryskou.

Pokud se vám nepodařilo zakoupit černé listy, budete potřebovat vhodnou barvu. Polykarbonát lze natírat nitro emailem, vodou ředitelnými akrylovými barvami nebo plastovými spreji.

Montáž rámu

Montáž kolektoru se provádí následovně:

Upněte trubky svorkami a proveďte na nich řezy odpovídající délce budoucího kolektoru. Nedotýkejte se okrajů: začátek a konec trubky musí zůstat neporušený, aby se mohl připojit k systému.
Části polykarbonátu, které budou v kontaktu s trubkou, obruste brusným papírem – tmel lépe přilne k hrubému povrchu.
Okraje listu zasuňte do zářezů. Články musí být kolmé k potrubí, aby do nich vnikala voda. Pokud je střih příliš těsný, rozšiřte jej. Můžete také použít kancelářský nůž k přivedení řezu k okraji trubky, po kterém se pohybem ze strany postupně posouvejte list.
Podívejte se do potrubí. Polykarbonát by neměl jít dovnitř více než ¼ průměru, jinak to zhorší cirkulaci vody. Podle potřeby upravte polohu listu.
Spoj odmastěte a utěsněte. Abyste zabránili úniku kolektoru, projděte řez 3-4krát: poprvé zkuste zatlačit tmel do spáry a poté vytvořte vnější šev

Zvláštní pozornost věnujte konečkům. Naneste novou vrstvu tmelu po zaschnutí předchozí.

Pokud trubku odříznete k okraji, nezapomeňte tuto oblast pečlivě zpracovat.
Pokud jste si zakoupili čirý polykarbonát, natřete jej černou barvou a nechte zaschnout.
Vložte závitové rohy do okrajů trubek a utěsněte spoj. Protilehlé okraje uzavřete uzávěry.
Pomocí hadic a armatur připojte rozdělovač k plné nádrži s vodou. Pečlivě zkontrolujte všechny švy. Utěsněte všechny nalezené netěsnosti.
Z profilů vytvořte rám s příčnými kolejnicemi. Položte pěnu dovnitř a zajistěte ji šrouby. Umístěte na něj sběrač. Do profilu vyřízněte otvory pro hadice a připojte je k rohům. Uzavřete konstrukci ochrannou fólií. Je připevněn k rámu pomocí rohů a šroubů.
Připojte rozdělovač k zásobníku teplé vody a čerpadlu studené vody.

Takový kolektor lze sice používat pouze v létě, ale i tak výrazně sníží náklady na ohřev vody.