Coletor solar DIY de latas de cerveja vazias

Fabricação de uma estrutura plana

Em uma casa de verão ou área suburbana para as necessidades domésticas de uma família de três, basta instalar um aquecedor de água com uma área de 2 m2 para um tanque de 200 litros. Para montar um coletor solar por conta própria, você precisará de:

• corpo do absorvedor em compensado e tábuas de madeira;
• chapa de aço, cobre ou alumínio para absorvedor de energia solar;
• treliça de tubos sem costura para o refrigerante;
• material isolante (lã mineral, Penofol, espuma plástica);
• vidro com espessura superior a 5 mm;
• capacidade para 200 l;
• 6–7 m de tubo de cobre para o trocador de calor;
• tinta preta resistente ao calor;
• ferramentas para trabalhos em madeira e metal, máquina de solda, materiais de fixação, silicone.

Para economizar, você pode dispensar um absorvedor de metal e usar a parede traseira de uma caixa de madeira, que deve ser pintada de preto, como absorvedor de radiação infravermelha. Os tubos de cobre são substituídos por polipropileno. O custo dos tês para sua conexão é muito menor do que a soldagem.

Uma instrução passo a passo ajudará você a fazer um coletor solar com suas próprias mãos:

• Uma grade para o refrigerante é soldada a partir de tubos de metal.
• Se houver uma folha de metal do absorvedor, uma treliça de tubos é soldada a ela.
• De acordo com os desenhos, o compensado é cortado e o corpo é montado.
• Se forem usados ​​tubos de plástico, eles são fixados com grampos na base e conectados uns aos outros com acessórios.
• O corpo e a grade com absorvedor são revestidos com tinta preta.
• Sob o absorvedor de folha, o isolamento é colocado ou o aquecedor é isolado do lado de fora.
• Para fixar o vidro ao redor do perímetro do corpo, é feita uma moldura de tábuas, nas quais são perfurados orifícios de entrada e saída para tubos.
• As partes de vidro da tampa superior do coletor são conectadas com cantos de alumínio.
• Selar com silicone.

A tecnologia de fabricação do trocador de calor consiste em isolar o tanque de armazenamento, organizando a entrada e saída da serpentina de cobre, por onde circulará o refrigerante. Instale o coletor em um suporte de barras de 50x50 mm, preso com cantos de metal, pois o peso da estrutura, mesmo sem água, é bastante impressionante.

Coletores feitos de materiais não tradicionais

O esquema geral e manual para a fabricação de um aquecedor solar de água clássico dá margem para a auto-modelagem da estrutura usando meios improvisados, policarbonato celular e uma mangueira de plástico. Você mesmo pode fazer um pequeno coletor a partir do circuito de freon de uma geladeira antiga. A bobina é fixada no quadro, a parede traseira é isolada e coberta com vidro por cima.

O aquecedor de piscina mais simples em uma casa de verão pode ser feito usando uma mangueira de jardim, que é torcida em espiral e colocada em um isolador de espuma. O vidro cria um efeito estufa e o tubo de plástico aquece rapidamente. Para aumentar o desempenho do sistema, várias espirais são conectadas em série entre si.

Não será difícil montar o coletor solar de policarbonato mais leve e durável se você comprar:

• folhas de favo de mel de policarbonato 1000x2000 mm 4 mm de espessura - 2 peças (para suporte de calor e revestimento protetor);
• espuma para isolamento da parede traseira;
• Tubos de PVC de 2 m com diâmetro de 32 mm - 2 peças;
• bujões e cantos roscados para tubos - 2 peças.

A instrução ajudará a fazer um aquecedor de água de policarbonato:

1. Faça os desenhos e monte a base seguindo o guia de marcenaria.

2. Utilizando uma furadeira com bocal de disco nos tubos, é necessário fazer cortes longitudinais ao longo da largura da chapa de policarbonato.

3. As bordas do policarbonato são tratadas com lixa e desengorduradas.

4. As placas são inseridas nos cortes para que não bloqueiem o lúmen do tubo.

5.As juntas são seladas com cola quente para plástico.

6. Pintado com tinta preta.

7. Conecte as conexões e teste.

O processo de montagem de um coletor solar caseiro

O início da montagem deste produto de energia solar começa com a fabricação da bobina. Se você conseguiu pegar uma bobina pronta, a montagem final levará muito menos tempo. A bobina selecionada deve ser lavada muito bem em água corrente (de preferência quente) para lavar todos os bloqueios por dentro e eliminar os resíduos de freon. Se você não encontrou tubos adequados, poderá comprar a quantidade certa na loja. Mas neste caso, você terá que fazer a própria bobina. Para fazê-lo, corte os tubos no comprimento necessário. Em seguida, usando transições de canto, solde-as na forma de uma estrutura de bobina. Além disso, para que o coletor possa ser conectado ao sistema de abastecimento de água, solde ¾ transições de tubulação nas bordas da bobina. Existem várias opções para a forma e o design da bobina, por exemplo, você pode soldar tubos na forma de uma "escada" (se você for implementar essa opção, compre adaptadores que não sejam de canto, você precisará de tês) .

Montagem do coletor solar

Então, em uma folha de metal pré-preparada, você aplica um revestimento seletivo com tinta preta fosca, é aconselhável fazer isso em pelo menos algumas camadas. Aguarde o fluxo de ar secar a tinta e comece a soldar a bobina (lado não pintado). Toda a estrutura da bobina deve ser soldada ao longo de todo o comprimento dos tubos, assim você garante a transferência de calor mais eficiente e, como resultado, a máxima transferência de calor para o sistema de abastecimento de água. Se você fizer tudo certo, o coletor solar que você montou funcionará como foi planejado.

Quais materiais você vai precisar

Para montar seu próprio coletor solar, você pode encontrar todas as ferramentas e materiais necessários em uma loja de ferragens e encanamento comum.

Para projetar o dispositivo, você precisará estocar:

tubos de cobre de 18 mm de tamanho (servirão de material para criar uma bobina);

• encanamento e transições de canto com um tamanho de 18 mm;
• folha de metal (aproximadamente 0,8 mm de espessura);
• isolamento térmico;
• ferro de solda;
• policarbonato celular;
• compensado com barras de madeira ou chapas e cantos de alumínio;
• tinta spray preta (deve ser resistente ao calor);
• absorvente e lã mineral.

Como fazer revestimento seletivo

O coletor de alta eficiência tem um alto grau de absorção de energia solar. Os raios caem em uma superfície escura, após o que a aquecem. Quanto menos radiação é repelida do absorvedor do coletor solar, mais calor permanece no sistema solar.

Para garantir armazenamento de calor suficiente, é necessário um revestimento seletivo. Existem várias opções de produção:

• Revestimento coletor seletivo caseiro - use qualquer tinta preta que, após a secagem, deixe uma superfície fosca. Existem soluções quando um oleado escuro opaco é usado como absorvedor de coletor. O esmalte preto é aplicado nos tubos do trocador de calor, na superfície de latas e garrafas, com efeito fosco.
• Revestimentos absorventes especiais - você pode fazer o outro caminho comprando uma tinta seletiva especial para o colecionador. A composição dos revestimentos seletivos inclui plastificantes e aditivos poliméricos que proporcionam boa adesão, resistência ao calor e alto grau de absorção da luz solar.

Os sistemas solares usados ​​exclusivamente para aquecimento de água no verão podem muito bem pintar o absorvedor de preto com tinta comum. Os coletores solares caseiros para aquecer uma casa no inverno devem ter um revestimento seletivo de alta qualidade. Você não pode economizar na pintura.

Sistema solar caseiro ou de fábrica - o que é melhor

Não é realista fazer um coletor solar em casa que possa ser comparado com produtos de fábrica em termos de características técnicas e desempenho. Por outro lado, se você só precisa fornecer água suficiente para um chuveiro ao ar livre, a energia solar será suficiente para operar um simples aquecedor de água caseiro.

Quanto aos coletores de líquidos que operam no inverno, nem todos os sistemas solares de fábrica podem operar em baixas temperaturas. Sistemas para todos os climas, na maioria das vezes, são dispositivos com tubos de calor a vácuo, com maior eficiência, capazes de operar até uma temperatura de -50 ° C.

Os coletores solares de fábrica geralmente são equipados com um mecanismo rotativo que ajusta automaticamente o ângulo de inclinação e a direção do painel aos pontos cardeais, dependendo da localização do Sol.

Um aquecedor solar de água eficiente é aquele que é totalmente compatível com as tarefas que lhe são atribuídas. Para aquecer a água para 2-3 pessoas no verão, você pode usar um coletor solar comum feito com suas próprias mãos a partir de meios improvisados. Para aquecimento no inverno, apesar dos custos iniciais, é melhor instalar um sistema solar de fábrica.

Convertendo energia solar em eletricidade

A energia solar está se desenvolvendo em duas direções, os conversores de semicondutores geram eletricidade a partir da luz do dia. O sistema solar funciona graças a fotocélulas, que consistem em duas pastilhas de silício com condutividades diferentes. Em um há um excesso de partículas negativas, no outro - uma falta. Sob a influência da luz entre o cátodo e o ânodo, o movimento dos elétrons começa e surge uma corrente. A tecnologia moderna permite a produção de pastilhas de silício mono e policristalino, as primeiras têm maior vida útil e alta eficiência, as últimas têm baixo custo.

O desempenho de uma única fotocélula é de pouca importância, portanto, os painéis solares são coletados delas. O gerador mais simples de energia luminosa é uma cadeia em série de placas semicondutoras com uma tensão total. As fotocélulas comuns possuem parâmetros de 3,6 A e 0,5 V. Um projeto padrão pode ser montado a partir de 36 dessas placas, que gerarão uma corrente de 18 V, o que corresponde a cerca de 60 watts. Para aumentar a força da corrente, vários painéis solares são conectados em paralelo, enquanto a potência do sistema aumenta e a tensão permanece inalterada.

As fotocélulas funcionam como geradores de energia durante o dia, quando escurecidas se transformam em coletores de corrente, podem superaquecer e falhar. Para proteger o sistema solar contra perdas diurnas e descarga noturna da bateria, um diodo semicondutor é conectado em série a cada painel.

Eles armazenam a energia produzida pelas células fotovoltaicas em baterias de menor voltagem. Como os painéis solares funcionam intermitentemente durante o escurecimento, eles são conectados ao tanque através do controlador. Ele fornece proteção contra sobrecarga da bateria e alterna o sistema para um resistor. Para usar a luz solar em uma rede elétrica doméstica, um inversor é instalado no circuito, que converte a corrente contínua em corrente alternada.

Você pode montar painéis solares com suas próprias mãos a partir de fotocélulas prontas e uma moldura caseira:

1. A potência do sistema é determinada pelas cargas esperadas, então é calculado o número necessário de placas e a área que elas irão ocupar.

2. O fundo do corpo raso para colocação de fotocélulas é feito de compensado. Nas laterais é necessário fazer furos para ventilação e equalização da pressão interna.

3. O aglomerado é usado como substrato para as placas e o plexiglass é usado para proteger contra a precipitação atmosférica, que resistirá ao impacto do granizo.

4. As fotocélulas são colocadas viradas para baixo sobre o substrato, de modo que haja uma folga de 5 mm entre elas.

5. Os condutores de conexão de uma placa são colocados sobre os pontos de solda na parte de trás da outra.Use um ferro de solda de baixa potência, solda e fluxo.

6. As cadeias de fotocélulas são fixadas em série usando fio de cobre ou um barramento especial.

7. Os painéis são virados e, junto com o substrato, são instalados no gabinete. Conecte os diodos e passe os fios pelo orifício na parte inferior para conectar à bateria.

8. Cubra a moldura com plexiglass, sele as juntas com silicone. Faça um teste de bateria.

Tipo de sistema	Tamanho, mm	Material absorvente	Preço, rublos	Fabricante
Coletor plano para aquecimento de água sazonal:
Falcon Effect-A	2.000 x 1.000	alumínio	16800	OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya"
Sokol Effect-M	cobre	19400
Padrão quente leve 2	1980 x 920	18680	Exmork LLC
ISolar	2065x1100	19700	OOO Novy Polyus
Vácuo para todos os climas para água quente e aquecimento:
30 tubos com moldura	2370 x 1430	cobre	49900	SGVA (China)
SUNRAIN ES-R1 (30 peças)	2420 x 2010	39800	Korsa LLC
SCH-30	2400 x 1900	61700	Grupo ANDI (China)
Bateria para geração de energia:
Elementos CHN150-36M 36, 150W, 12V	1480 x 670	monocristal de silício	14780	Energia Solar da China (China)
Exmork FSM-250M elementos 72, 250 W, 24V	1640 x 920	17750	Sunny Energy Science and Technology (China)
Elementos Exmork FSM-300P 72, 300 W, 24V	1956х992	policristal de silício	19260

Classificação de acordo com critérios de temperatura

Há um número bastante grande de critérios pelos quais um ou outro projeto de sistemas solares é classificado. No entanto, para dispositivos que podem ser feitos à mão e utilizados para abastecimento de água quente e aquecimento, o mais racional seria a divisão por tipo de refrigerante.

Assim, os sistemas podem ser líquidos e ar. O primeiro tipo é mais comumente usado.

Galeria de imagens

Foto de

Etapa 1: Montagem do coletor de tubos corrugados

Passo 2: Pinte a luminária solar de preto

Etapa 3: Instalando as entradas de ar

Passo 4: Fazendo a Capa para o Aparelho Solar

Além disso, uma classificação é frequentemente usada de acordo com a temperatura à qual as unidades de trabalho do coletor podem ser aquecidas:

1. Temperatura baixa. Opções capazes de aquecer o refrigerante até 50ºС. Eles são usados ​​para aquecer a água em recipientes para irrigação, em banheiros e chuveiros no verão e para aumentar o conforto nas noites frias de primavera e outono.
2. Temperatura média. Fornecer temperatura do transportador de calor em 80ºС. Eles podem ser usados ​​para aquecimento de ambientes. Essas opções são mais adequadas para organizar casas particulares.
3. Temperatura alta. A temperatura do refrigerante em tais instalações pode atingir até 200-300ºС. Usado em escala industrial, instalado em plantas de produção de calor, edifícios comerciais, etc.

Em sistemas solares de alta temperatura, é usado um processo bastante complexo de transferência de energia térmica. Além disso, eles ocupam um espaço impressionante, que a maioria dos nossos amantes da vida no campo não pode pagar.

O processo de fabricação de sua mão-de-obra intensiva, a implementação requer equipamentos especializados. É quase impossível fazer essa versão do sistema solar por conta própria.

Painéis solares de alta temperatura em conversores fotovoltaicos em casa são bastante difíceis de fazer.

Princípio da Operação

O coletor é usado para aquecer água usando energia solar. Esse dispositivo pode ser instalado perto de um chuveiro de verão ou no telhado de uma casa particular.

Os modelos de fábrica consistem em um painel externo de vidro e um sistema de tubulação embaixo. Atrás dos tubos há um aquecedor. O vidro contribui para a criação de um efeito de estufa no interior.

Modelos artesanais feitos de policarbonato são mais simples - a água neles é aquecida nas células da própria folha. O líquido quente entra no tanque e o líquido frio entra automaticamente em seu lugar. Em tempo ensolarado, esse coletor permite aquecer água suficiente para várias pessoas tomarem banho.

O coletor solar aquece a água que entra nele através de tubos de cobre devido à energia solar.

Procedimento

Vamos ver como fazer um coletor simples com suas próprias mãos.

Treinamento

Primeiro, faça medições e determine quanta área você pode alocar para o dispositivo. Se o telhado for feito de policarbonato, vidro ou materiais semelhantes relativamente fracos, o coletor não deve ser muito grande.

Um design muito conveniente é feito de duas placas de aproximadamente 2,1x1 m. Uma folha aquece diretamente o líquido, a segunda desempenha o papel de um revestimento protetor. O policarbonato deve ser apenas celular, de preferência preto.

A espessura de chapa recomendada é de 4 mm. A área total da seção transversal dos canais neste caso é de 35 cm² por metro linear, que é aproximadamente igual à seção transversal de um tubo de 6 a 7 cm de diâmetro. Assim, 1 m² de chapa comporta até 4 litros de água. Uma folha de 10 mm de espessura comporta até 10 litros por 1 m².

Antes de iniciar a construção de um coletor solar, deve ser elaborado um diagrama detalhado de toda a estrutura.

Além do policarbonato, você precisará dos seguintes materiais:

• dois canos de esgoto de PVC com 2 m de comprimento e 32 mm de diâmetro;
• 2 bujões para tubos;
• 2 mangueiras flexíveis com conexão rosqueada;
• 2 ferragens de canto em polipropileno com rosca metálica;
• folha de espuma para isolamento;
• perfis de drywall galvanizados e trilhos transversais para a estrutura;
• selante de silicone.

Os cantos de polipropileno devem se encaixar bem nos tubos, por isso é melhor comprá-los juntos.

Os tubos de polipropileno no coletor solar são fixados com cantos de polipropileno

A largura dos perfis deve corresponder à espessura total das folhas de policarbonato e espuma.

Você também precisará de um dispositivo para cortar tubos - um moedor ou uma broca com um bico de serra.

Se você não conseguiu comprar folhas pretas, precisará da tinta apropriada. O policarbonato pode ser pintado com esmalte nitro, tintas acrílicas à base de água ou sprays plásticos.

Montagem do quadro

A montagem do coletor é realizada da seguinte forma:

Prenda os tubos com grampos e faça cortes neles correspondentes ao comprimento do futuro coletor. Não toque nas bordas: o início e o final do tubo devem permanecer intactos para conectar ao sistema.
Lixe com lixa as partes do policarbonato que ficarão em contato com o tubo - o selante adere melhor à superfície rugosa.
Insira as bordas da folha nos cortes. As células devem ser perpendiculares ao tubo para que a água entre nelas. Se o corte estiver muito apertado, alargue-o. Você também pode usar uma faca de escritório para trazer o corte para a borda do tubo, após o que, movendo-se lateralmente, conduza gradualmente a folha.
Olhe para o tubo. O policarbonato não deve entrar mais do que ¼ do diâmetro, caso contrário prejudicará a circulação da água. Ajuste a posição da folha conforme necessário.
Desengordure a junta e sele-a. Para evitar que o coletor vaze, faça o corte 3-4 vezes: na primeira vez, tente inserir o selante na junta e depois forme a costura externa

Preste atenção especial às pontas. Aplique uma nova camada de selante depois que a anterior secar.

Se você cortar o tubo até a borda, certifique-se de processar cuidadosamente essa área.
Se você comprou policarbonato transparente, pinte-o de preto e deixe-o secar.
Insira os cantos rosqueados nas bordas dos tubos e sele a junta. Feche as bordas opostas com tampas.
Use mangueiras e conexões para conectar o coletor a um tanque cheio de água. Verifique todas as costuras com cuidado. Sele quaisquer vazamentos encontrados.
Faça um quadro com trilhos transversais dos perfis. Coloque a espuma dentro e prenda-a com parafusos. Coloque um coletor nele. Faça furos no perfil para mangueiras e conecte-os aos cantos. Feche a estrutura com uma folha de proteção. Ele é preso ao quadro com cantos e parafusos.
Conecte o coletor a um tanque de armazenamento de água quente e uma bomba de água fria.

Embora esse coletor só possa ser usado no verão, ele ainda reduzirá significativamente o custo do aquecimento da água.