Fabricación de una estructura tipo plana.
En una casa de campo o área suburbana para las necesidades del hogar de una familia de tres, es suficiente instalar un calentador de agua con un área de 2 m2 para un tanque de 200 litros. Para ensamblar un colector solar por su cuenta, necesitará:
- cuerpo absorbente de madera contrachapada y tablones de madera;
- chapa de acero, cobre o aluminio para absorbedor de energía solar;
- celosía de tubos sin costura para el refrigerante;
- material aislante (lana mineral, Penofol, espuma plástica);
- vidrio con un espesor de más de 5 mm;
- capacidad para 200 l;
- 6–7 m de tubo de cobre para el intercambiador de calor;
- pintura negra resistente al calor;
- herramientas para trabajar la madera y el metal, máquina de soldar, materiales de fijación, silicona.
Para ahorrar dinero, puede prescindir de un absorbente de metal y utilizar la pared trasera de una caja de madera, que debe estar pintada de negro, como absorbente de radiación infrarroja. Las tuberías de cobre se sustituyen por polipropileno. El costo de las tes para su conexión es mucho menor que la soldadura.
Una instrucción paso a paso lo ayudará a hacer un colector solar con sus propias manos:
- Una rejilla para el refrigerante está soldada con tubos de metal.
- Si hay una lámina de metal del absorbedor, se le suelda una red de tuberías.
- Según los dibujos, se corta la madera contrachapada y se monta el cuerpo.
- Si se utilizan tubos de plástico, se fijan con clips en la base y se conectan entre sí con accesorios.
- El cuerpo y la parrilla con absorbedor están recubiertos con pintura negra.
- Debajo del absorbedor de láminas, se coloca el aislamiento o el calentador se aísla desde el exterior.
- Para fijar el vidrio alrededor del perímetro del cuerpo, se hace un marco de tablones, en los que se perforan orificios de entrada y salida para tuberías.
- Las partes de vidrio de la tapa superior del colector están conectadas con esquinas de aluminio.
- Sellar con silicona.
La tecnología de fabricación del intercambiador de calor consiste en aislar el tanque de almacenamiento, organizando la entrada y salida del serpentín de cobre, por donde circulará el refrigerante. Instale el colector sobre un soporte de barras de 50x50 mm, sujetado con esquinas de metal, ya que el peso de la estructura, incluso sin agua, es bastante impresionante.
Colectores fabricados con materiales no tradicionales
El esquema general y el manual para la fabricación de un calentador solar de agua clásico dan cabida al automodelado de la estructura utilizando medios improvisados, policarbonato celular y manguera plástica. Usted mismo puede hacer un pequeño colector a partir del circuito de freón de un refrigerador viejo. La bobina se fija en el marco, la pared posterior está aislada y cubierta con vidrio desde arriba.
El calentador de piscina más simple en una cabaña de verano se puede hacer con una manguera de jardín, que se tuerce en espiral y se coloca sobre un aislante de espuma. El vidrio crea un efecto invernadero y la tubería de plástico se calienta rápidamente. Para aumentar el rendimiento del sistema, varias espirales se conectan en serie entre sí.
No te será difícil montar el colector solar de policarbonato más ligero y duradero si compras:
- hojas de panal de policarbonato 1000x2000 mm 4 mm de espesor - 2 piezas (para portador de calor y revestimiento protector);
- espuma para aislar la pared trasera;
- Tubos de PVC de 2 m con un diámetro de 32 mm - 2 piezas;
- tapones y esquinas roscadas para tuberías - 2 uds.
La instrucción ayudará a hacer un calentador de agua de policarbonato:
1. Haga dibujos y ensamble el marco base siguiendo la guía de carpintería.
2. Con un taladro con boquilla de disco en las tuberías, es necesario realizar cortes longitudinales a lo ancho de la lámina de policarbonato.
3. Los bordes del policarbonato se tratan con lija y se desengrasan.
4. Las placas se insertan en los cortes para que no bloqueen el lumen en la tubería.
5.Las juntas se sellan con cola caliente para plástico.
6. Pintado con pintura negra.
7. Conecte los accesorios y pruebe.
El proceso de montaje de un colector solar casero.
El inicio del montaje de este producto de energía solar se inicia con la fabricación de la bobina. Si logró recoger una bobina lista para usar, el ensamblaje final llevará mucho menos tiempo. La bobina seleccionada debe lavarse muy a fondo con agua corriente (preferiblemente caliente) para lavar todos los bloqueos desde el interior y eliminar los residuos de freón. Si no encontró los tubos adecuados, puede comprar la cantidad correcta en la tienda. Pero en este caso, tendrás que hacer la bobina en sí. Para hacerlo, corte los tubos a la longitud requerida. Luego, usando transiciones de esquina, suéldelas en forma de estructura de bobina. Además, para que el colector pueda conectarse al sistema de suministro de agua, suelde transiciones de plomería de ¾ en los bordes de la bobina. Hay varias opciones para la forma y el diseño de la bobina, por ejemplo, puede soldar tubos en forma de "escalera" (si va a implementar esta opción, compre adaptadores que no sean de esquina, necesitará tees) .
Montaje del colector solar
Luego, en una lámina de metal previamente preparada, aplica un recubrimiento selectivo con pintura negra mate, es recomendable hacerlo en al menos un par de capas. Espere a que el flujo de aire seque la pintura y comience a soldar la bobina (lado sin pintar). Toda la estructura del serpentín debe soldarse a lo largo de toda la longitud de los tubos, al hacerlo, garantiza la transferencia de calor más eficiente y, como resultado, la máxima transferencia de calor al sistema de suministro de agua. Si hace todo bien, el colector solar que ha ensamblado funcionará como se esperaba.
que materiales vas a necesitar
Para armar su propio colector solar, puede encontrar todas las herramientas y materiales necesarios en una ferretería y plomería normal.
Para diseñar el dispositivo, deberá abastecerse:
tubos de cobre de 18 mm de tamaño (servirán como material para crear una bobina);
- plomería y transiciones de esquina con un tamaño de 18 mm;
- hoja de metal (aproximadamente 0,8 mm de espesor);
- aislamiento térmico;
- soldador;
- policarbonato celular;
- madera contrachapada con barras de madera o láminas y esquinas de aluminio;
- rocíe pintura negra (debe ser resistente al calor);
- absorbente y lana mineral.
Cómo hacer un recubrimiento selectivo
El colector de alta eficiencia tiene un alto grado de absorción de energía solar. Los rayos caen sobre una superficie oscura, después de lo cual la calientan. Cuanta menos radiación se repele del absorbedor del colector solar, más calor permanece en el sistema solar.
Para garantizar un almacenamiento de calor suficiente, se requiere un recubrimiento selectivo. Hay varias opciones de producción:
- Recubrimiento de colector selectivo casero: use cualquier pintura negra que, después del secado, deje una superficie mate. Hay soluciones cuando se utiliza un hule oscuro opaco como absorbente colector. Se aplica esmalte negro a los tubos del intercambiador de calor, la superficie de latas y botellas, con un efecto mate.
- Recubrimientos absorbentes especiales: puede ir por el otro lado comprando una pintura selectiva especial para el coleccionista. La composición de los recubrimientos selectivos incluye plastificantes poliméricos y aditivos que brindan buena adherencia, resistencia al calor y un alto grado de absorción de la luz solar.
Los sistemas solares utilizados exclusivamente para calentar agua en el verano pueden funcionar pintando el absorbedor de negro con pintura ordinaria. Los colectores solares caseros para calentar una casa en invierno deben tener un recubrimiento selectivo de alta calidad. No se puede escatimar en pintura.
Sistema solar casero o de fábrica: cuál es mejor
No es realista hacer un colector solar en casa que se pueda comparar con los productos de fábrica en términos de características técnicas y rendimiento. Por otro lado, si solo necesita proporcionar suficiente agua para una ducha al aire libre, la energía solar será suficiente para operar un calentador de agua casero simple.
En cuanto a los colectores de líquidos que funcionan en invierno, ni siquiera todos los sistemas solares de fábrica pueden funcionar a bajas temperaturas. Sistemas para todo clima, estos son en su mayoría dispositivos con tubos de calor al vacío, con mayor eficiencia, capaces de operar hasta una temperatura de -50 ° C.
Los colectores solares de fábrica a menudo están equipados con un mecanismo giratorio que ajusta automáticamente el ángulo de inclinación y la dirección del panel a los puntos cardinales, según la ubicación del sol.
Un calentador de agua solar eficiente es aquel que es totalmente compatible con las tareas que se le asignan. Para calentar agua para 2-3 personas en el verano, puede arreglárselas con un colector solar común hecho con sus propias manos con medios improvisados. Para calentar en invierno, a pesar de los costos iniciales, es mejor instalar un sistema solar de fábrica.
Convertir la energía solar en electricidad
La energía solar se está desarrollando en dos direcciones, los convertidores de semiconductores generan electricidad a partir de la luz del día. El sistema solar funciona gracias a fotocélulas, que consisten en dos obleas de silicio con diferente conductividad. En uno hay un exceso de partículas negativas, en el otro, una falta. Bajo la influencia de la luz entre el cátodo y el ánodo, comienza el movimiento de electrones y surge una corriente. La tecnología moderna permite la producción de obleas de silicio mono y policristalino, las primeras tienen una vida útil más larga y una alta eficiencia, las segundas tienen un bajo costo.
El rendimiento de una sola fotocélula es de poca importancia, por lo que los paneles solares se recogen de ellos. El generador más simple de energía luminosa es una cadena en serie de placas semiconductoras con un voltaje total. Las fotocélulas comunes tienen parámetros de 3,6 A y 0,5 V. A partir de 36 de estas placas se puede ensamblar un diseño estándar, que generará una corriente de 18 V, que corresponde a unos 60 vatios. Para aumentar la intensidad de la corriente, se conectan varios paneles solares en paralelo, mientras que la potencia del sistema aumenta y el voltaje permanece sin cambios.
Las fotocélulas funcionan como generadores de energía durante el día, cuando se oscurecen se convierten en colectores de corriente, pueden sobrecalentarse y fallar. Para proteger el sistema solar de las pérdidas durante el día y la descarga de la batería durante la noche, se conecta un diodo semiconductor en serie a cada panel.
Almacenan la energía producida por las células fotovoltaicas en baterías de menor tensión. Dado que los paneles solares funcionan de forma intermitente durante la regulación, se conectan al tanque a través del controlador. Proporciona protección contra sobrecarga de la batería y cambia el sistema a una resistencia. Para aprovechar la luz solar en una red eléctrica doméstica, se instala un inversor en el circuito, que convierte la corriente continua en corriente alterna.
Puede ensamblar paneles solares con sus propias manos a partir de fotocélulas confeccionadas y un marco casero:
1. La potencia del sistema está determinada por las cargas esperadas, luego se calcula la cantidad requerida de placas y el área que ocuparán.
2. La parte inferior del cuerpo plano para colocar las fotocélulas es de madera contrachapada. En los lados es necesario hacer agujeros para ventilación y compensación de presión interna.
3. El aglomerado se usa como sustrato para las placas y el plexiglás se usa para proteger contra la precipitación atmosférica, que resistirá los impactos de granizo.
4. Las fotocélulas se colocan boca abajo sobre el sustrato de manera que quede un espacio de 5 mm entre ellas.
5. Los conductores de conexión de una placa se colocan sobre los puntos de soldadura en la parte posterior de la otra.Use un soldador de baja potencia, soldadura y fundente.
6. Las cadenas de fotocélulas se sujetan en serie utilizando alambre de cobre o un bus especial.
7. Los paneles se dan la vuelta y, junto con el sustrato, se instalan en la caja. Conecte los diodos y pase los cables a través del orificio en la parte inferior para conectarlos a la batería.
8. Cubra el marco con plexiglás, selle las juntas con silicona. Realice una prueba de batería.
| Tipo de sistema | Tamaño, mm | Material absorbente | Precio, rublos | Fabricante |
| Colector plano para calentamiento de agua estacional: | ||||
| Efecto Halcón-A | 2000x1000 | aluminio | 16800 | OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya" |
| Efecto Sokol-M | cobre | 19400 | ||
| Luz cálida estándar 2 | 1980x920 | 18680 | Exmork LLC | |
| ISolar | 2065x1100 | 19700 | OOO Novy Polyus | |
| Aspirador todo tiempo para agua caliente y calefacción: | ||||
| 30 tubos con marco | 2370x1430 | cobre | 49900 | SGVA (China) |
| SUNRAIN ES-R1 (30 uds) | 2420x2010 | 39800 | Korsa LLC | |
|
SCH-30 |
2400x1900 | 61700 | Grupo ANDI (China) | |
| Batería para generación de energía: | ||||
| CHN150-36M elementos 36, 150W, 12V | 1480x670 | monocristal de silicio | 14780 |
Chinalandia Energía Solar (China) |
| Exmork FSM-250M elementos 72, 250 W, 24V | 1640x920 | 17750 | Ciencia y tecnología de Sunny Energy (China) | |
| Elementos Exmork FSM-300P 72, 300 W, 24V | 1956х992 | policristal de silicio | 19260 |
Clasificación según criterios de temperatura
Hay una cantidad bastante grande de criterios por los cuales se clasifica uno u otro diseño de sistemas solares. Sin embargo, para los dispositivos que se pueden hacer a mano y que se utilizan para el suministro de agua caliente y calefacción, lo más racional sería la división por tipo de refrigerante.
Entonces, los sistemas pueden ser líquidos y aire. El primer tipo es el más utilizado.
Galería de imágenes
Foto de
Paso 1: Montaje del colector de tubo corrugado
Paso 2: pinte el accesorio solar de negro
Paso 3: Instalación de las entradas de aire
Paso 4: Fabricación de la cubierta para el aparato solar
Además, a menudo se utiliza una clasificación según la temperatura a la que se pueden calentar las unidades de trabajo del colector:
- Baja temperatura. Opciones capaces de calentar el refrigerante hasta 50ºС. Se utilizan para calentar agua en recipientes para riego, en baños y duchas en verano y para aumentar el confort en las frescas tardes de primavera y otoño.
- Temperatura media. Abastezcan la temperatura teplonositelya en 80ºС. Se pueden utilizar para la calefacción de espacios. Estas opciones son las más adecuadas para organizar casas privadas.
- Alta temperatura. La temperatura del refrigerante en tales instalaciones puede alcanzar hasta 200-300ºС. Utilizado a escala industrial, instalado para calentar plantas de producción, edificios comerciales, etc.
En los sistemas solares de alta temperatura, se utiliza un proceso bastante complejo de transferencia de energía térmica. Además, ocupan un espacio impresionante, que la mayoría de nuestros amantes de la vida en el campo no pueden permitirse.
El proceso de fabricación de su mano de obra intensiva, la aplicación requiere equipo especializado. Es casi imposible hacer de forma independiente tal versión del sistema solar.
Los paneles solares de alta temperatura en convertidores fotovoltaicos en el hogar son bastante difíciles de fabricar.
Principio de funcionamiento
El colector se utiliza para calentar agua mediante energía solar. Dicho dispositivo se puede instalar cerca de una ducha de verano o en el techo de una casa privada.
Los modelos de fábrica consisten en un panel exterior de vidrio y un sistema de tuberías debajo. Detrás de las tuberías hay un calentador. El vidrio contribuye a la creación de un efecto invernadero en el interior.
Los modelos hechos a mano hechos de policarbonato son más simples: el agua que contienen se calienta en las celdas de la hoja. El fluido caliente ingresa al tanque y el fluido frío ingresa automáticamente en su lugar. En clima soleado, dicho colector le permite calentar suficiente agua para que varias personas se bañen.
El colector solar calienta el agua que entra en él a través de tubos de cobre gracias a la energía solar.
Procedimiento
Veamos cómo hacer un colector simple con tus propias manos.
Capacitación
Primero, tome medidas y determine cuánta área puede asignar para el dispositivo. Si el techo está hecho de policarbonato, vidrio o materiales relativamente débiles similares, el colector no debe ser demasiado grande.
Un diseño muy conveniente está hecho de dos placas de aproximadamente 2.1x1 m Una hoja calienta directamente el líquido, la segunda juega el papel de una capa protectora. El policarbonato solo debe ser celular, preferiblemente negro.
El espesor de chapa recomendado es de 4 mm. El área transversal total de los canales en este caso es de 35 cm² por metro lineal, que es aproximadamente igual a la sección transversal de una tubería de 6 a 7 cm de diámetro. Así, 1 m² de lámina aguantará hasta 4 litros de agua. Una lámina de 10 mm de espesor aguantará hasta 10 litros por 1 m².
Antes de comenzar la construcción de un colector solar, se debe elaborar un diagrama detallado de toda la estructura.
Además del policarbonato, necesitarás los siguientes materiales:
- dos tuberías de PVC para alcantarillado de 2 m de largo y 32 mm de diámetro;
- 2 tapones para tuberías;
- 2 mangueras flexibles con conexión roscada;
- 2 cantoneras de polipropileno con rosca metálica;
- lámina de espuma para aislamiento;
- perfiles de paneles de yeso galvanizados y travesaños para el marco;
- sellador de silicona.
Las esquinas de polipropileno deben encajar bien en las tuberías, por lo que es mejor comprarlas juntas.
Las tuberías de polipropileno en el colector solar se sujetan con esquinas de polipropileno
El ancho de los perfiles debe corresponder al espesor total de las láminas de policarbonato y espuma.
También necesitará un dispositivo para cortar tuberías: una amoladora o un taladro con boquilla de sierra.
Si no pudo comprar láminas negras, necesitará la pintura adecuada. El policarbonato se puede pintar con esmalte nitro, pinturas acrílicas a base de agua o aerosoles plásticos.
Conjunto de marco
El montaje del colector se realiza de la siguiente manera:
Sujete los tubos con abrazaderas y haga cortes en ellos correspondientes a la longitud del futuro colector. No toque los bordes: el principio y el final de la tubería deben permanecer intactos para conectarse al sistema.
Lije con papel de lija las partes del policarbonato que estarán en contacto con la tubería; el sellador se adhiere mejor a la superficie rugosa.
Inserte los bordes de la hoja en los cortes. Las celdas deben estar perpendiculares a la tubería para que el agua entre en ellas. Si el corte es demasiado apretado, amplíelo. También puede usar un cuchillo de oficina para llevar el corte al borde de la tubería, luego de lo cual, moviéndose desde un lado, empuje gradualmente la hoja.
Mira dentro de la tubería. El policarbonato no debe entrar más de ¼ del diámetro, de lo contrario perjudicará la circulación del agua. Ajuste la posición de la hoja según sea necesario.
Desengrasar la junta y sellarla. Para evitar que el colector tenga fugas, pase por el corte 3-4 veces: la primera vez intente introducir el sellador en la junta, luego forme la costura exterior
Presta especial atención a los extremos. Aplique una nueva capa de sellador después de que la anterior se haya secado.
Si corta la tubería hasta el borde, asegúrese de procesar cuidadosamente esta área.
Si compró policarbonato transparente, píntelo de negro y déjelo secar.
Inserte esquinas roscadas en los bordes de las tuberías y selle la junta. Cierre los bordes opuestos con tapas.
Use mangueras y accesorios para conectar el colector a un tanque lleno de agua. Revise todas las costuras cuidadosamente. Sella cualquier fuga que encuentres.
Haga un marco con travesaños a partir de los perfiles. Coloque la espuma adentro y asegúrela con tornillos. Coloque un colector en él. Corte agujeros en el perfil para mangueras y conéctelos a las esquinas. Cerrar la estructura con una lámina protectora. Se fija al marco con esquinas y tornillos.
Conecte el colector a un tanque de almacenamiento de agua caliente y una bomba de agua fría.
Aunque dicho colector solo se puede usar en verano, reducirá significativamente el costo de calentar el agua.
