DIY Sonnenkollektor aus leeren Bierdosen

Herstellung einer flachen Struktur

In einem Ferienhaus oder einem Vorort für den Haushaltsbedarf einer dreiköpfigen Familie reicht es aus, einen Warmwasserbereiter mit einer Fläche von 2 m2 für einen 200-Liter-Tank zu installieren. Um einen Sonnenkollektor selbst zu montieren, benötigen Sie:

• Absorberkörper aus Sperrholz und Holzbohlen;
• Stahlblech, Kupfer oder Aluminium für Solarenergieabsorber;
• Gitter aus nahtlosen Rohren für das Kühlmittel;
• Isoliermaterial (Mineralwolle, Penofol, Schaumkunststoff);
• Glas mit einer Dicke von mehr als 5 mm;
• Fassungsvermögen für 200 l;
• 6–7 m Kupferrohr für den Wärmetauscher;
• hitzebeständige schwarze Farbe;
• Holz- und Metallwerkzeuge, Schweißgerät, Befestigungsmaterial, Silikon.

Um Geld zu sparen, kann man auf einen Metallabsorber verzichten und die Rückwand einer Holzkiste, die schwarz lackiert werden muss, als Absorber für Infrarotstrahlung verwenden. Kupferrohre werden durch Polypropylen ersetzt. Die Kosten für T-Stücke für ihre Verbindung sind viel niedriger als beim Schweißen.

Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung hilft Ihnen, einen Sonnenkollektor mit Ihren eigenen Händen herzustellen:

• Ein Gitter für das Kühlmittel wird aus Metallrohren geschweißt.
• Wenn es ein Blech des Absorbers gibt, wird ein Gitter aus Rohren daran geschweißt.
• Gemäß den Zeichnungen wird Sperrholz geschnitten und die Karosserie montiert.
• Wenn Kunststoffrohre verwendet werden, werden sie mit Schellen am Boden befestigt und mit Fittings miteinander verbunden.
• Die Karosserie und der Kühlergrill mit Absorber sind mit schwarzer Farbe beschichtet.
• Unter dem Plattenabsorber wird eine Isolierung verlegt oder die Heizung von außen isoliert.
• Um das Glas um den Umfang des Körpers zu befestigen, besteht ein Rahmen aus Brettern, in die Einlass- und Auslasslöcher für Rohre gebohrt werden.
• Die Glasteile der oberen Abdeckung des Kollektors sind mit Aluminiumecken verbunden.
• Mit Silikon abdichten.

Die Herstellungstechnologie des Wärmetauschers besteht darin, den Speicher zu isolieren und den Einlass und Auslass für die Kupferspule zu organisieren, durch die das Kühlmittel zirkulieren wird. Installieren Sie den Kollektor auf einer Stütze aus 50 x 50 mm Stangen, die mit Metallecken befestigt sind, da das Gewicht der Struktur auch ohne Wasser ziemlich beeindruckend ist.

Sammler aus nicht traditionellen Materialien

Das allgemeine Schema und Handbuch für die Herstellung eines klassischen Solarwarmwasserbereiters bietet Raum für die Selbstmodellierung der Struktur mit improvisierten Mitteln, zellularem Polycarbonat und einem Kunststoffschlauch. Sie können selbst einen kleinen Kollektor aus dem Freon-Kreislauf eines alten Kühlschranks herstellen. Die Spule ist im Rahmen befestigt, die Rückwand isoliert und von oben verglast.

Die einfachste Poolheizung in einem Sommerhaus kann mit einem Gartenschlauch hergestellt werden, der zu einer Spirale gedreht und auf einen Schaumisolator gelegt wird. Glas erzeugt einen Treibhauseffekt und das Kunststoffrohr heizt sich schnell auf. Zur Leistungssteigerung des Systems werden mehrere Spiralen hintereinander geschaltet.

Es wird nicht schwierig sein, den leichtesten und langlebigsten Polycarbonat-Sonnenkollektor zu montieren, wenn Sie kaufen:

• Polycarbonat-Wabenplatten 1000 x 2000 mm 4 mm dick - 2 Stk. (für Wärmeträger und Schutzbeschichtung);
• Schaum zum Isolieren der Rückwand;
• 2 m PVC-Rohre mit einem Durchmesser von 32 mm - 2 Stück;
• Stopfen und Gewindeecken für Rohre - 2 Stk.

Die Anleitung hilft bei der Herstellung eines Warmwasserbereiters aus Polycarbonat:

1. Fertigen Sie Zeichnungen an und montieren Sie den Grundrahmen gemäß der Holzbearbeitungsanleitung.

2. Mit einem Bohrer mit einer Scheibendüse in den Rohren müssen Längsschnitte entlang der Breite der Polycarbonatplatte vorgenommen werden.

3. Die Kanten des Polycarbonats werden mit Schleifpapier behandelt und entfettet.

4. Platten werden in die Schnitte eingesetzt, damit sie das Lumen im Rohr nicht blockieren.

5.Die Fugen werden mit Heißkleber für Kunststoff abgedichtet.

6. Mit schwarzer Farbe bemalt.

7. Fittings anschließen und testen.

Der Prozess der Montage eines hausgemachten Sonnenkollektors

Der Beginn der Montage dieses Solarenergieprodukts beginnt mit der Herstellung der Spule. Wenn Sie es geschafft haben, eine fertige Spule abzuholen, dauert die Endmontage viel weniger Zeit. Die ausgewählte Spule sollte sehr gründlich unter fließendem Wasser (vorzugsweise heiß) gewaschen werden, um alle Verstopfungen von innen zu waschen und Freonrückstände zu entfernen. Wenn Sie keine passenden Röhren gefunden haben, können Sie die richtige Menge im Geschäft kaufen. Aber in diesem Fall müssen Sie die Spule selbst herstellen. Schneiden Sie dazu die Rohre auf die gewünschte Länge. Löten Sie diese anschließend mit Eckübergängen in Form einer Spulenstruktur. Damit der Kollektor an das Wasserversorgungssystem angeschlossen werden kann, löten Sie außerdem ¾ Rohrübergänge an den Rändern der Spule. Es gibt verschiedene Optionen für die Form und das Design der Spule. Sie können beispielsweise Rohre in Form einer "Leiter" löten (wenn Sie diese Option implementieren möchten, kaufen Sie Adapter ohne Ecken, Sie benötigen T-Stücke). .

Montage des Sonnenkollektors

Dann tragen Sie auf einem vorbereiteten Blech eine selektive Beschichtung mit schwarzer Mattfarbe auf, es ist ratsam, dies in mindestens ein paar Schichten zu tun. Warten Sie, bis der Luftstrom die Farbe getrocknet hat, und beginnen Sie mit dem Löten der Spule (unlackierte Seite). Die gesamte Spulenstruktur muss über die gesamte Länge der Rohre gelötet werden, dadurch garantieren Sie die effizienteste Wärmeübertragung und damit die maximale Wärmeübertragung an das Wasserversorgungssystem. Wenn Sie alles richtig machen, funktioniert der von Ihnen montierte Solarkollektor wie vorgesehen.

Welche Materialien werden Sie benötigen

Um Ihren eigenen Sonnenkollektor zu montieren, finden Sie alle notwendigen Werkzeuge und Materialien in einem normalen Baumarkt und Sanitärfachhandel.

Um das Gerät zu entwerfen, müssen Sie sich eindecken:

kupferrohre mit einer Größe von 18 mm (dienen als Material zum Erstellen einer Spule);

• Sanitär- und Eckübergänge mit einer Größe von 18 mm;
• Metallblech (ungefähr 0,8 mm dick);
• Wärmedämmung;
• Lötkolben;
• zellulares Polycarbonat;
• Sperrholz mit Holzstäben oder Aluminiumblechen und -ecken;
• sprühen Sie schwarze Farbe (muss hitzebeständig sein);
• Absorber und Mineralwolle.

Wie man eine selektive Beschichtung macht

Der hocheffiziente Kollektor hat einen hohen Absorptionsgrad der Sonnenenergie. Die Strahlen fallen auf eine dunkle Oberfläche, woraufhin sie diese erwärmen. Je weniger Strahlung vom Absorber des Sonnenkollektors abgestoßen wird, desto mehr Wärme verbleibt im Solarsystem.

Um eine ausreichende Wärmespeicherung zu gewährleisten, ist eine selektive Beschichtung erforderlich. Es gibt mehrere Produktionsmöglichkeiten:

• Selbstgemachte selektive Kollektorbeschichtung - Verwenden Sie eine beliebige schwarze Farbe, die nach dem Trocknen eine matte Oberfläche hinterlässt. Es gibt Lösungen, wenn als Kollektorabsorber ein undurchsichtiges dunkles Wachstuch verwendet wird. Auf die Rohre des Wärmetauschers, die Oberfläche von Dosen und Flaschen, wird schwarzes Email mit einem matten Effekt aufgetragen.
• Spezielle absorbierende Beschichtungen - Sie können den anderen Weg gehen, indem Sie eine spezielle selektive Farbe für den Kollektor kaufen. Die Zusammensetzung selektiver Beschichtungen umfasst Polymerweichmacher und Additive, die eine gute Haftung, Hitzebeständigkeit und einen hohen Absorptionsgrad von Sonnenlicht bieten.

Solaranlagen, die im Sommer ausschließlich zur Warmwasserbereitung eingesetzt werden, kommen möglicherweise damit aus, den Absorber mit herkömmlicher Farbe schwarz zu streichen. Selbstgebaute Sonnenkollektoren zum Heizen eines Hauses im Winter sollten eine hochwertige selektive Beschichtung haben. An Farbe kann man nicht sparen.

Hausgemachte oder Fabriksolaranlage - was ist besser

Es ist unrealistisch, einen Sonnenkollektor zu Hause herzustellen, der in Bezug auf technische Eigenschaften und Leistung mit Fabrikprodukten verglichen werden kann. Wenn Sie hingegen nur genug Wasser für eine Außendusche bereitstellen müssen, reicht Solarenergie aus, um einen einfachen selbstgebauten Warmwasserbereiter zu betreiben.

Was Flüssigkeitskollektoren betrifft, die im Winter betrieben werden, können nicht einmal alle Fabrik-Solarsysteme bei niedrigen Temperaturen betrieben werden. Allwettersysteme, dies sind meistens Geräte mit Vakuumwärmerohren mit erhöhtem Wirkungsgrad, die bis zu einer Temperatur von -50 ° C betrieben werden können.

Fabriksonnenkollektoren sind oft mit einem Drehmechanismus ausgestattet, der den Neigungswinkel und die Richtung des Kollektors automatisch an die Himmelsrichtungen anpasst, je nach Sonnenstand.

Ein effizienter Solarwarmwasserbereiter erfüllt die ihm übertragenen Aufgaben in vollem Umfang. Um im Sommer Wasser für 2-3 Personen zu erhitzen, können Sie mit einem gewöhnlichen Sonnenkollektor auskommen, der aus improvisierten Mitteln mit Ihren eigenen Händen hergestellt wurde. Zum Heizen im Winter ist es trotz der Anschaffungskosten besser, eine werkseitige Solaranlage zu installieren.

Sonnenenergie in Strom umwandeln

Solarenergie entwickelt sich in zwei Richtungen, Halbleiterkonverter erzeugen aus Tageslicht Strom. Das Solarsystem funktioniert dank Fotozellen, die aus zwei Siliziumwafern mit unterschiedlicher Leitfähigkeit bestehen. In einem gibt es einen Überschuss an negativen Partikeln, in dem anderen einen Mangel. Unter dem Einfluss von Licht zwischen Kathode und Anode beginnt die Bewegung von Elektronen und es entsteht ein Strom. Moderne Technologie ermöglicht die Herstellung von mono- und polykristallinen Siliziumwafern, erstere haben eine längere Lebensdauer und einen hohen Wirkungsgrad, letztere sind kostengünstig.

Die Leistung einer einzelnen Fotozelle ist von geringer Bedeutung, daher werden Sonnenkollektoren von ihnen gesammelt. Der einfachste Generator von Lichtenergie ist eine serielle Kette von Halbleiterplatten mit einer Gesamtspannung. Gängige Fotozellen haben Parameter von 3,6 A und 0,5 V. Aus 36 dieser Platten kann eine Standardausführung zusammengestellt werden, die einen Strom von 18 V erzeugt, was etwa 60 Watt entspricht. Um die Stromstärke zu erhöhen, werden mehrere Solarmodule parallel geschaltet, während die Systemleistung steigt und die Spannung unverändert bleibt.

Fotozellen arbeiten tagsüber als Energiegeneratoren, wenn sie abgedunkelt sind, werden sie zu Stromabnehmern, sie können überhitzen und ausfallen. Um das Solarsystem vor Tagesverlusten und nächtlicher Batterieentladung zu schützen, ist jedem Panel eine Halbleiterdiode in Reihe geschaltet.

Sie speichern die von Photovoltaikzellen erzeugte Energie in Batterien mit niedrigerer Spannung. Da die Solarmodule während des Dimmens intermittierend arbeiten, sind sie über den Controller mit dem Tank verbunden. Es bietet Batterieüberladeschutz und schaltet das System auf einen Widerstand um. Um das Sonnenlicht in einem Haushaltsstromnetz zu nutzen, wird ein Wechselrichter in den Stromkreis eingebaut, der Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt.

Sie können Sonnenkollektoren mit Ihren eigenen Händen aus vorgefertigten Fotozellen und einem selbstgemachten Rahmen zusammenbauen:

1. Die Leistung des Systems wird durch die erwarteten Lasten bestimmt, dann werden die erforderliche Anzahl von Platten und die Fläche, die sie einnehmen werden, berechnet.

2. Der Boden des flachen Körpers zum Anbringen von Fotozellen besteht aus Sperrholz. An den Seiten müssen Löcher zur Belüftung und zum Ausgleich des Innendrucks angebracht werden.

3. Spanplatten werden als Substrat für die Platten verwendet, und Plexiglas wird zum Schutz vor atmosphärischen Niederschlägen verwendet, die Hagelschlägen standhalten.

4. Die Fotozellen werden mit der Vorderseite nach unten auf den Untergrund gelegt, so dass zwischen ihnen ein Abstand von 5 mm besteht.

5. Die Anschlussleiter der einen Platte werden über die Lötpunkte auf der Rückseite der anderen gelegt.Verwenden Sie einen Low-Power-Lötkolben, Lot und Flussmittel.

6. Ketten von Fotozellen werden in Reihe mit Kupferdraht oder einem speziellen Bus befestigt.

7. Die Paneele werden umgedreht und zusammen mit dem Substrat in das Gehäuse eingebaut. Schließen Sie die Dioden an und führen Sie die Drähte durch das Loch im Boden, um sie mit der Batterie zu verbinden.

8. Rahmen mit Plexiglas abdecken, Fugen mit Silikon abdichten. Führen Sie einen Batterietest durch.

Systemtyp	Größe, mm	Absorbermaterial	Preis, Rubel	Hersteller
Flachkollektor zur saisonalen Warmwasserbereitung:
Falcon-Effekt-A	2000 x 1000	Aluminium	16800	ABl. "VPK NPO Mashinostroeniya"
Sokol-Effekt-M	Kupfer	19400
Heller warmer Standard 2	1980 x 920	18680	Exmork LLC
ISOlar	2065 x 1100	19700	OOO Novy Polyus
Sauger Allwetter für Warmwasser und Heizung:
30 Röhren mit Rahmen	2370x1430	Kupfer	49900	SGVA (China)
SUNRAIN ES-R1 (30 Stück)	2420 x 2010	39800	Korsa LLC
SCH-30	2400 x 1900	61700	ANDI Grupp (China)
Batterie zur Stromerzeugung:
CHN150-36M Elemente 36, 150W, 12V	1480 x 670	Einkristall aus Silizium	14780	Chinaland Solarenergie (China)
Exmork FSM-250M Elemente 72, 250 W, 24 V	1640 x 920	17750	Sunny Energy Wissenschaft und Technologie (China)
Exmork FSM-300P Elemente 72, 300 W, 24 V	1956 x 992	polykristallines Silizium	19260

Klassifizierung nach Temperaturkriterien

Es gibt eine ziemlich große Anzahl von Kriterien, nach denen das eine oder andere Design von Solarsystemen klassifiziert wird. Bei handwerklich herstellbaren Geräten zur Warmwasserbereitung und Heizung wäre jedoch die Aufteilung nach Kühlmittelarten am rationellsten.

Systeme können also Flüssigkeit und Luft sein. Der erste Typ wird häufiger verwendet.

Bildergalerie

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Schritt 1: Montage des Wellrohrverteilers

Schritt 2: Lackieren Sie die Solarleuchte schwarz

Schritt 3: Installation der Lufteinlässe

Schritt 4: Herstellung der Abdeckung für das Solargerät

Darüber hinaus wird häufig eine Einteilung nach der Temperatur vorgenommen, auf die die Arbeitseinheiten des Kollektors aufgeheizt werden können:

1. Niedrige Temperatur. Optionen, die das Kühlmittel auf bis zu 50 ° C erhitzen können. Sie werden verwendet, um Wasser in Behältern für die Bewässerung, in Badezimmern und Duschen im Sommer zu erhitzen und den Komfort an kühlen Frühlings- und Herbstabenden zu erhöhen.
2. Mittlere Temperatur. Geben Sie die Temperatur des Wärmeträgers in 80ºС an. Sie können für die Raumheizung verwendet werden. Diese Optionen eignen sich am besten für die Einrichtung von Privathäusern.
3. Hohe Temperatur. Die Temperatur des Kühlmittels in solchen Anlagen kann bis zu 200-300 ° C erreichen. Im industriellen Maßstab eingesetzt, installiert zur Beheizung von Produktionsanlagen, Gewerbegebäuden etc.

In Hochtemperatur-Solarsystemen wird ein ziemlich komplexer Prozess zur Übertragung thermischer Energie verwendet. Darüber hinaus nehmen sie einen beeindruckenden Raum ein, den sich die meisten unserer Liebhaber des Landlebens nicht leisten können.

Der Herstellungsprozess ihrer arbeitsintensiv, die Umsetzung erfordert spezielle Ausrüstung. Es ist fast unmöglich, eine solche Version des Sonnensystems unabhängig zu erstellen.

Hochtemperatur-Solarmodule auf Photovoltaik-Konvertern zu Hause sind ziemlich schwierig herzustellen.

Arbeitsprinzip

Der Kollektor dient zur Warmwasserbereitung mit Sonnenenergie. Ein solches Gerät kann in der Nähe einer Sommerdusche oder auf dem Dach eines Privathauses installiert werden.

Factory-Modelle bestehen aus einer Glasaußenwand und einem darunter liegenden Rohrsystem. Hinter den Rohren befindet sich eine Heizung. Glas trägt zur Schaffung eines Treibhauseffekts im Inneren bei.

Handgefertigte Modelle aus Polycarbonat sind einfacher - das darin enthaltene Wasser wird in den Zellen der Platte selbst erhitzt. Heiße Flüssigkeit gelangt in den Tank und kalte Flüssigkeit tritt automatisch an ihrer Stelle ein. Bei sonnigem Wetter können Sie mit einem solchen Kollektor genug Wasser für mehrere Personen zum Baden erwärmen.

Der Sonnenkollektor erwärmt das durch Kupferrohre eintretende Wasser durch Sonnenenergie.

Verfahren

Schauen wir uns an, wie Sie mit Ihren eigenen Händen einen einfachen Sammler herstellen.

Ausbildung

Nehmen Sie zunächst Messungen vor und bestimmen Sie, wie viel Fläche Sie dem Gerät zuweisen können. Wenn das Dach aus Polycarbonat, Glas oder ähnlichen relativ schwachen Materialien besteht, sollte der Kollektor nicht zu groß gemacht werden.

Ein sehr praktisches Design besteht aus zwei Platten mit einer Größe von ca. 2,1 x 1 m. Eine Platte erwärmt die Flüssigkeit direkt, die zweite spielt die Rolle einer Schutzbeschichtung. Polycarbonat sollte nur zellig sein, vorzugsweise schwarz.

Die empfohlene Blechstärke beträgt 4 mm. Die Gesamtquerschnittsfläche der Kanäle beträgt in diesem Fall 35 cm² pro Laufmeter, was ungefähr dem Querschnitt eines Rohrs mit einem Durchmesser von 6–7 cm entspricht. So fasst 1 m² Folie bis zu 4 Liter Wasser. Eine 10 mm dicke Platte fasst bis zu 10 Liter pro 1 m².

Bevor mit dem Bau eines Sonnenkollektors begonnen wird, sollte ein detailliertes Diagramm der gesamten Struktur erstellt werden.

Neben Polycarbonat benötigen Sie folgende Materialien:

• zwei PVC-Abwasserrohre mit einer Länge von 2 m und einem Durchmesser von 32 mm;
• 2 Stopfen für Rohre;
• 2 flexible Schläuche mit Gewindeanschluss;
• 2 Eckbeschläge aus Polypropylen mit Metallgewinde;
• Schaumstoffplatten zur Isolierung;
• verzinkte Trockenbauprofile und Querschienen für den Rahmen;
• Silikon Dichtungsmittel.

Polypropylenecken sollten fest in die Rohre passen, daher ist es besser, sie zusammen zu kaufen.

Polypropylenrohre im Sonnenkollektor werden mit Polypropylenecken befestigt

Die Breite der Profile muss der Gesamtdicke der Polycarbonat- und Schaumplatten entsprechen.

Sie benötigen außerdem ein Gerät zum Schneiden von Rohren - eine Schleifmaschine oder einen Bohrer mit Sägedüse.

Wenn Sie keine schwarzen Platten kaufen konnten, benötigen Sie die entsprechende Farbe. Polycarbonat kann mit Nitrolack, wasserbasierten Acrylfarben oder Kunststoffsprays lackiert werden.

Rahmenkonstruktion

Die Kollektormontage wird wie folgt durchgeführt:

Klemmen Sie die Rohre mit Schellen fest und schneiden Sie sie entsprechend der Länge des zukünftigen Kollektors ab. Berühren Sie nicht die Kanten: Anfang und Ende des Rohrs müssen intakt bleiben, um mit dem System verbunden zu werden.
Schleifen Sie die Teile des Polycarbonats, die mit dem Rohr in Kontakt kommen, mit Sandpapier ab - das Dichtmittel haftet besser auf der rauen Oberfläche.
Legen Sie die Kanten des Blattes in die Schnitte. Die Zellen müssen senkrecht zum Rohr stehen, damit Wasser in sie eindringen kann. Wenn der Schnitt zu eng ist, erweitern Sie ihn. Sie können auch ein Büromesser verwenden, um den Schnitt an den Rand des Rohrs zu bringen, und dann das Blech allmählich von der Seite bewegen.
Schau in das Rohr. Polycarbonat sollte nicht mehr als ¼ des Durchmessers hineingehen, da es sonst die Wasserzirkulation beeinträchtigt. Passen Sie die Blattposition nach Bedarf an.
Fuge entfetten und abdichten. Um zu verhindern, dass der Kollektor undicht wird, gehen Sie 3-4 Mal durch den Schnitt: Versuchen Sie beim ersten Mal, das Dichtmittel in die Fuge zu treiben, und formen Sie dann die äußere Naht

Achten Sie besonders auf die Enden. Tragen Sie eine neue Schicht Versiegelung auf, nachdem die vorherige getrocknet ist.

Wenn Sie das Rohr bis zum Rand schneiden, bearbeiten Sie diesen Bereich unbedingt sorgfältig.
Wenn Sie durchsichtiges Polycarbonat gekauft haben, streichen Sie es schwarz und lassen Sie es trocknen.
Gewindeecken in die Kanten der Rohre einführen und die Verbindung abdichten. Gegenüberliegende Kanten mit Kappen verschließen.
Verwenden Sie Schläuche und Armaturen, um den Verteiler an einen vollen Wassertank anzuschließen. Überprüfen Sie alle Nähte sorgfältig. Dichten Sie alle gefundenen Lecks ab.
Machen Sie aus den Profilen einen Rahmen mit Querschienen. Legen Sie den Schaumstoff hinein und befestigen Sie ihn mit Schrauben. Legen Sie einen Kollektor darauf. Schneiden Sie Löcher in das Profil für Schläuche und verbinden Sie sie mit den Ecken. Schließen Sie die Struktur mit einer Schutzfolie. Es wird mit Ecken und Schrauben am Rahmen befestigt.
Verbinden Sie den Verteiler mit einem Warmwasserspeicher und einer Kaltwasserpumpe.

Obwohl ein solcher Kollektor nur im Sommer verwendet werden kann, werden die Kosten für die Warmwasserbereitung dennoch erheblich gesenkt.