Colector solar DIY din cutii de bere goale

Realizarea unei structuri de tip plat

Într-o cabană de vară sau o zonă suburbană pentru nevoile casnice ale unei familii de trei, este suficient să instalați un încălzitor de apă cu o suprafață de 2 m2 pentru un rezervor de 200 de litri. Pentru a asambla singur un colector solar, veți avea nevoie de:

corp absorbant din placaj și scânduri de lemn;
tablă de oțel, cupru sau aluminiu pentru absorbant de energie solară;
zăbrele de țevi fără sudură pentru lichidul de răcire;
material izolant (vată minerală, Penofol, plastic spumă);
sticlă cu o grosime mai mare de 5 mm;
capacitate 200 l;
6–7 m tub de cupru pentru schimbătorul de căldură;
vopsea neagră rezistentă la căldură;
scule pentru prelucrarea lemnului si metalului, aparat de sudura, materiale de fixare, silicon.

Pentru a economisi bani, poți să faci fără un absorbant metalic și să folosești peretele din spate al unei carcase din lemn, care trebuie vopsit în negru, ca absorbant de radiații infraroșii. Țevile de cupru sunt înlocuite cu polipropilenă. Costul teurilor pentru conectarea lor este mult mai mic decât sudarea.

O instrucțiune pas cu pas vă va ajuta să faceți un colector solar cu propriile mâini:

O grilă pentru lichidul de răcire este sudată din țevi metalice.
Dacă există o foaie de metal a absorbantului, o rețea de țevi este sudată pe aceasta.
Conform desenelor se taie placaj si se monteaza caroseria.
Dacă se folosesc țevi din plastic, acestea sunt fixate cu cleme pe bază și conectate între ele cu fitinguri.
Caroseria și grila cu absorbant sunt acoperite cu vopsea neagră.
Sub absorbantul din foaie se așează izolația sau încălzitorul este izolat din exterior.
Pentru a fixa sticla în jurul perimetrului corpului, este realizat un cadru din scânduri, în care sunt găurite de intrare și de evacuare pentru țevi.
Părțile de sticlă ale capacului superior al colectorului sunt conectate cu colțuri din aluminiu.
Sigilați cu silicon.

Tehnologia de fabricatie a schimbatorului de caldura consta in izolarea rezervorului de stocare, organizarea admisiei si iesirii pentru serpentina de cupru, prin care va circula lichidul de racire. Instalați colectorul pe un suport de bare de 50x50 mm, prinse cu colțuri metalice, deoarece greutatea structurii, chiar și fără apă, este destul de impresionantă.

Colectori din materiale netradiționale

Schema generală și manualul pentru fabricarea unui încălzitor solar clasic de apă oferă spațiu pentru auto-modelarea structurii folosind mijloace improvizate, policarbonat celular și un furtun din plastic. Puteți face singur un mic colector din circuitul de freon al unui frigider vechi. Bobina este fixată în cadru, peretele din spate este izolat și acoperit cu sticlă de sus.

Cel mai simplu încălzitor de piscină dintr-o cabană de vară poate fi realizat folosind un furtun de grădină, care este răsucit în spirală și așezat pe un izolator de spumă. Sticla creează un efect de seră, iar țeava de plastic se încălzește rapid. Pentru a crește performanța sistemului, mai multe spirale sunt conectate în serie între ele.

Nu va fi dificil să asamblați cel mai ușor și mai durabil colector solar din policarbonat dacă cumpărați:

foi de fagure din policarbonat 1000x2000 mm 4 mm grosime - 2 buc (pentru agent de caldura si acoperire de protectie);
spumă pentru izolarea peretelui din spate;
Țevi PVC de 2 m cu diametrul de 32 mm - 2 buc;
dopuri și colțuri filetate pentru țevi - 2 buc.

Instrucțiunile vă vor ajuta să faceți un încălzitor de apă din policarbonat:

1. Realizați desene și asamblați cadrul de bază urmând ghidul de prelucrare a lemnului.

2. Folosind un burghiu cu o duză cu disc în țevi, este necesar să se facă tăieturi longitudinale de-a lungul lățimii foii de policarbonat.

3. Marginile policarbonatului sunt tratate cu șmirghel și degresate.

4. Plăcile sunt introduse în tăieturi astfel încât să nu blocheze lumenul din țeavă.

5.Imbinarile sunt sigilate cu lipici fierbinte pentru plastic.

6. Vopsit cu vopsea neagră.

7. Conectați fitingurile și testați.

Procesul de asamblare a unui colector solar de casă

Începutul asamblarii acestui produs de energie solară începe cu fabricarea bobinei. Dacă ați reușit să ridicați o bobină gata făcută, asamblarea finală va dura mult mai puțin. Bobina selectată trebuie spălată foarte bine sub jet de apă (de preferință fierbinte) pentru a spăla toate blocajele din interior și a scăpa de reziduurile de freon. Dacă nu ați găsit tuburi potrivite, atunci puteți cumpăra cantitatea potrivită din magazin. Dar în acest caz, va trebui să faceți bobina în sine. Pentru a o face, tăiați tuburile la lungimea necesară. Apoi, folosind tranziții de colț, lipiți-le sub forma unei structuri bobine. În plus, pentru ca colectorul să poată fi conectat la sistemul de alimentare cu apă, lipiți tranzițiile de instalații de ¾ pe marginile bobinei. Există mai multe opțiuni pentru forma și designul bobinei, de exemplu, puteți lipi tuburile sub forma unei „scări” (dacă veți implementa această opțiune, atunci cumpărați adaptoare fără colț, veți avea nevoie de teuri) .

Asamblarea colectorului solar

Apoi, pe o foaie de metal pregătită în prealabil, aplicați un strat selectiv cu vopsea neagră mată, este indicat să faceți acest lucru în cel puțin două straturi. Așteptați ca fluxul de aer să se usuce vopseaua și începeți să lipiți bobina (partea nevopsită). Întreaga structură a serpentinelor trebuie lipită pe toată lungimea tuburilor, astfel încât veți garanta cel mai eficient transfer de căldură și, ca urmare, transferul maxim de căldură către sistemul de alimentare cu apă. Dacă faceți totul corect, colectorul solar pe care l-ați asamblat va funcționa așa cum a fost intenționat.

De ce materiale veți avea nevoie

Pentru a vă asambla propriul colector solar, puteți găsi toate instrumentele și materialele necesare într-un magazin obișnuit de feronerie și instalații sanitare.

Pentru a proiecta dispozitivul, va trebui să vă stocați:

tuburi de cupru de 18 mm (vor servi drept material pentru crearea unei bobine);

instalații sanitare și tranziții de colț cu dimensiunea de 18 mm;
tabla metalica (aproximativ 0,8 mm grosime);
izolație termică;
ciocan de lipit;
policarbonat celular;
placaj cu bare de lemn sau foi de aluminiu și colțuri;
vopsea neagra pulverizata (trebuie sa fie rezistenta la caldura);
absorbant și vată minerală.

Cum se face o acoperire selectivă

Colectorul de înaltă eficiență are un grad ridicat de absorbție a energiei solare. Razele cad pe o suprafață întunecată, după care o încălzesc. Cu cât sunt respinse mai puține radiații de la absorbantul colectorului solar, cu atât mai multă căldură rămâne în sistemul solar.

Pentru a asigura o stocare suficientă a căldurii, este necesară o acoperire selectivă. Există mai multe opțiuni de producție:

Acoperire cu colector selectiv de casă - utilizați orice vopsea neagră care, după uscare, lasă o suprafață mată. Există soluții atunci când o pânză uleioasă întunecată opaca este folosită ca absorbant de colector. Smalțul negru se aplică pe țevile schimbătorului de căldură, pe suprafața cutiilor și sticlelor, cu efect mat.
Acoperiri absorbante speciale - puteți merge invers, achiziționând o vopsea selectivă specială pentru colector. Compoziția acoperirilor selective include plastifianți polimerici și aditivi care asigură o bună aderență, rezistență la căldură și un grad ridicat de absorbție a razelor solare.

Sistemele solare utilizate exclusiv pentru încălzirea apei vara se pot descurca cu vopsirea absorbantului în negru cu vopsea obișnuită. Colectoarele solare de casă pentru încălzirea unei case în timpul iernii ar trebui să aibă o acoperire selectivă de înaltă calitate. Nu te poți zgâri cu vopsea.

Sistem solar de casă sau din fabrică - care este mai bine

Este nerealist să faci acasă un colector solar care să poată fi comparat cu produsele din fabrică în ceea ce privește caracteristicile tehnice și performanța. Pe de altă parte, dacă trebuie doar să furnizați suficientă apă pentru un duș în aer liber, energia solară va fi suficientă pentru a funcționa un simplu boiler de casă.

În ceea ce privește colectoarele de lichid care funcționează iarna, nici măcar toate sistemele solare din fabrică nu pot funcționa la temperaturi scăzute. Sisteme pentru orice vreme, acestea sunt cel mai adesea dispozitive cu conducte de căldură vid, cu eficiență crescută, capabile să funcționeze până la o temperatură de -50 ° C.

Colectoarele solare din fabrică sunt adesea echipate cu un mecanism rotativ care ajustează automat unghiul de înclinare și direcția panoului la punctele cardinale, în funcție de locația Soarelui.

Un încălzitor solar eficient de apă este unul care este pe deplin în concordanță cu sarcinile care îi sunt atribuite. Pentru a încălzi apa pentru 2-3 persoane vara, vă puteți descurca cu un colector solar obișnuit realizat cu propriile mâini din mijloace improvizate. Pentru încălzire iarna, în ciuda costurilor inițiale, este mai bine să instalați un sistem solar din fabrică.

Transformarea energiei solare în energie electrică

Energia solară se dezvoltă în două direcții, convertoarele semiconductoare generează energie electrică din lumina zilei. Sistemul solar funcționează datorită fotocelulelor, care constau din două plachete de siliciu cu conductivitate diferită. Într-una există un exces de particule negative, în cealaltă - o lipsă. Sub influența luminii dintre catod și anod, începe mișcarea electronilor și apare un curent. Tehnologia modernă permite producerea de plachete de siliciu mono- și policristalin, primele au o durată de viață mai lungă și eficiență ridicată, cele din urmă au un cost scăzut.

Performanța unei singure fotocelule este de mică importanță, astfel încât panourile solare sunt colectate de la acestea. Cel mai simplu generator de energie luminoasă este un lanț în serie de plăci semiconductoare cu o tensiune totală. Fotocelulele obișnuite au parametri de 3,6 A și 0,5 V. Din 36 dintre aceste plăci poate fi asamblat un design standard, care va genera un curent de 18 V, care corespunde la aproximativ 60 de wați. Pentru a crește puterea curentului, mai multe panouri solare sunt conectate în paralel, în timp ce puterea sistemului crește, iar tensiunea rămâne neschimbată.

Fotocelulele funcționează ca generatoare de energie în timpul zilei, când sunt întunecate, se transformă în colectoare de curent, se pot supraîncălzi și se pot defecta. Pentru a proteja sistemul solar împotriva pierderilor în timpul zilei și a descărcării bateriei pe timp de noapte, la fiecare panou este conectată în serie o diodă semiconductoare.

Ele stochează energia produsă de celulele fotovoltaice în baterii cu o tensiune mai mică. Deoarece panourile solare funcționează intermitent în timpul reglajului, acestea sunt conectate la rezervor prin intermediul controlerului. Oferă protecție la supraîncărcarea bateriei și comută sistemul la o rezistență. Pentru a utiliza lumina soarelui într-o rețea electrică de uz casnic, în circuit este instalat un invertor, care transformă curentul continuu în curent alternativ.

Puteți asambla panouri solare cu propriile mâini din fotocelule gata făcute și un cadru de casă:

1. Puterea sistemului este determinată de sarcinile așteptate, apoi se calculează numărul necesar de plăci și suprafața pe care o vor ocupa.

2. Fundul corpului de mică adâncime pentru amplasarea fotocelulelor este din placaj. În părțile laterale este necesar să se facă găuri pentru ventilație și egalizarea presiunii interne.

3. Plăcile din PAL este folosită ca substrat pentru plăci, iar plexiglasul este folosit pentru a proteja împotriva precipitațiilor atmosferice, care vor rezista la impactul cu grindină.

4. Fotocelulele sunt așezate cu fața în jos pe suport astfel încât să existe un spațiu de 5 mm între ele.

5. Conductoarele de legătură ale unei plăci sunt plasate peste punctele de lipire din spatele celeilalte.Utilizați un fier de lipit de putere redusă, lipit și flux.

6. Lanțurile de fotocelule sunt fixate în serie folosind sârmă de cupru sau un bus special.

7. Panourile sunt răsturnate și, împreună cu substratul, se montează în carcasă. Conectați diodele și treceți firele prin orificiul din partea de jos pentru a se conecta la baterie.

8. Acoperiți cadrul cu plexiglas, etanșați îmbinările cu silicon. Efectuați un test al bateriei.

Tip de sistem	Dimensiune, mm	Material absorbant	Preț, ruble	Producător
Colector plat pentru încălzirea apei sezoniere:
Efectul șoim-A	2000x1000	aluminiu	16800	OJSC „VPK NPO Mashinostroeniya”
Efectul Sokol-M	cupru	19400
Lumină caldă standard 2	1980x920	18680	Exmork LLC
ISolar	2065x1100	19700	OOO Novy Polyus
Aspirați pe orice vreme pentru apă caldă și încălzire:
30 tuburi cu cadru	2370x1430	cupru	49900	SGVA (China)
SUNRAIN ES-R1 (30 buc)	2420x2010	39800	Korsa LLC
SCH-30	2400x1900	61700	ANDI Grupp (China)
Baterie pentru generarea energiei:
CHN150-36M elemente 36, 150W, 12V	1480x670	monocristal de siliciu	14780	Energie solară Chinaland (China)
Elemente Exmork FSM-250M 72, 250 W, 24V	1640x920	17750	Știință și tehnologie Sunny Energy (China)
Elemente Exmork FSM-300P 72, 300 W, 24V	1956x992	policristal de siliciu	19260

Clasificare după criterii de temperatură

Există un număr destul de mare de criterii după care se clasifică unul sau altul design al sistemelor solare. Totuși, pentru dispozitivele care pot fi realizate manual și utilizate pentru alimentarea cu apă caldă și încălzire, cea mai rațională ar fi împărțirea după tipul de lichid de răcire.

Deci, sistemele pot fi lichide și de aer. Primul tip este mai des folosit.

Galerie de imagini

Fotografie de la

Pasul 1: Asamblarea colectorului de țeavă ondulată

Pasul 2: Vopsiți corpul solar în negru

Pasul 3: Instalarea prizelor de aer

Pasul 4: Realizarea capacului pentru aparatul solar

În plus, se utilizează adesea o clasificare în funcție de temperatura la care unitățile de lucru ale colectorului pot fi încălzite:

Temperatura scazuta. Opțiuni care pot încălzi lichidul de răcire până la 50ºС. Sunt folosite pentru a incalzi apa in recipiente pentru irigatii, in bai si dusuri vara si pentru a spori confortul in serile racoroase de primavara si toamna.
Temperatura medie. Asigurați temperatura vehiculului de căldură în 80ºС. Pot fi folosite pentru încălzirea spațiilor. Aceste opțiuni sunt cele mai potrivite pentru amenajarea caselor private.
Temperatura ridicata. Temperatura lichidului de răcire în astfel de instalații poate ajunge până la 200-300ºС. Folosit la scară industrială, instalat pentru a încălzi instalații de producție, clădiri comerciale etc.

În sistemele solare de înaltă temperatură, se utilizează un proces destul de complex de transfer de energie termică. În plus, ocupă un spațiu impresionant, pe care majoritatea iubitorilor noștri de viață la țară nu și-l pot permite.

Procesul de fabricație al acestora necesită forță de muncă intensivă, punerea în aplicare necesită echipamente specializate. Este aproape imposibil să faci independent o astfel de versiune a sistemului solar.

Panourile solare de înaltă temperatură pe convertoarele fotovoltaice de acasă sunt destul de greu de realizat.

Principiul de funcționare

Colectorul este folosit pentru a încălzi apa folosind energia solară. Un astfel de dispozitiv poate fi instalat lângă un duș de vară sau pe acoperișul unei case private.

Modelele din fabrică constau dintr-un panou exterior din sticlă și un sistem de conducte dedesubt. În spatele țevilor există un încălzitor. Sticla contribuie la crearea unui efect de sera in interior.

Modelele realizate manual din policarbonat sunt mai simple - apa din ele este încălzită în celulele foii în sine. Lichidul fierbinte intră în rezervor, iar lichidul rece intră automat în locul lui. Pe vreme însorită, un astfel de colector vă permite să încălziți suficientă apă pentru ca mai multe persoane să se scalde.

Colectorul solar încălzește apa care intră în el prin tuburi de cupru datorită energiei solare.

Procedură

Să ne uităm la cum să faci un simplu colecționar cu propriile mâini.

Instruire

Mai întâi, faceți măsurători și determinați câtă zonă puteți aloca dispozitivului. Dacă acoperișul este realizat din policarbonat, sticlă sau materiale similare relativ slabe, colectorul nu trebuie făcut prea mare.

Un design foarte convenabil este realizat din două plăci de aproximativ 2,1x1 m. O foaie încălzește direct lichidul, a doua joacă rolul unui strat protector. Policarbonatul ar trebui să fie doar celular, de preferință negru.

Grosimea recomandată a foii este de 4 mm. Suprafața totală a secțiunii transversale a canalelor în acest caz este de 35 cm² pe metru liniar, care este aproximativ egală cu secțiunea transversală a unei țevi de 6-7 cm în diametru. Astfel, 1 m² de cearsaf va reține până la 4 litri de apă. O foaie de 10 mm grosime va susține până la 10 litri pe 1 m².

Înainte de a începe construcția unui colector solar, trebuie întocmită o diagramă detaliată a întregii structuri.

Pe lângă policarbonat, veți avea nevoie de următoarele materiale:

două conducte de canalizare PVC de 2 m lungime și 32 mm diametru;
2 dopuri pentru tevi;
2 furtunuri flexibile cu racord filetat;
2 garnituri de coltar din polipropilena cu filet metalic;
folie de spumă pentru izolare;
profile de gips-carton galvanizat și șine transversale pentru cadru;
izolant de silicon.

Colțurile din polipropilenă ar trebui să se potrivească strâns în țevi, deci este mai bine să le cumpărați împreună.

Țevile din polipropilenă din colectorul solar sunt fixate cu colțuri din polipropilenă

Lățimea profilelor trebuie să corespundă grosimii totale a foilor de policarbonat și spumă.

Veți avea nevoie, de asemenea, de un dispozitiv pentru tăierea țevilor - o râșniță sau un burghiu cu duză de ferăstrău.

Dacă nu ați reușit să cumpărați foi negre, veți avea nevoie de vopsea adecvată. Policarbonatul poate fi vopsit cu email nitro, vopsele acrilice pe bază de apă sau spray-uri din plastic.

Ansamblu cadru

Asamblarea colectorului se realizează după cum urmează:

Prindeți țevile cu cleme și faceți tăieturi pe ele corespunzătoare lungimii viitorului colector. Nu atingeți marginile: începutul și sfârșitul conductei trebuie să rămână intacte pentru a se conecta la sistem.
Slefuiți părțile din policarbonat care vor intra în contact cu țeava cu șmirghel - etanșantul aderă mai bine la suprafața rugoasă.
Introduceți marginile foii în tăieturi. Celulele trebuie să fie perpendiculare pe conductă, astfel încât apa să intre în ele. Dacă tăietura este prea strânsă, lărgiți-o. De asemenea, puteți folosi un cuțit de birou pentru a aduce tăietura la marginea țevii, după care, deplasându-vă din lateral, conduceți treptat foaia.
Uită-te în țeavă. Policarbonatul trebuie să intre în interior nu mai mult de ¼ din diametru, altfel va afecta circulația apei. Ajustați poziția foii după cum este necesar.
Degresați îmbinarea și etanșați-l. Pentru a preveni scurgerile colectorului, treceți prin tăietură de 3-4 ori: prima dată încercați să introduceți materialul de etanșare în îmbinare, apoi formați cusătura exterioară

Acordați o atenție deosebită capetelor. Aplicați un nou strat de etanșant după ce cel anterior s-a uscat.

Dacă tăiați țeava până la margine, asigurați-vă că procesați cu atenție această zonă.
Dacă ați achiziționat policarbonat transparent, vopsiți-l în negru și lăsați-l să se usuce.
Introduceți colțuri filetate în marginile țevilor și etanșați îmbinarea. Închideți marginile opuse cu capace.
Utilizați furtunuri și fitinguri pentru a conecta colectorul la un rezervor plin de apă. Verificați cu atenție toate cusăturile. Sigilați orice scurgeri găsite.
Faceți un cadru cu șine transversale din profile. Așezați spuma în interior și fixați-o cu șuruburi. Pune un colector pe el. Tăiați găuri pentru furtunuri în profil și conectați-le la colțuri. Închideți structura cu o foaie de protecție. Este atașat de cadru cu colțuri și șuruburi.
Conectați colectorul la un rezervor de stocare a apei calde și la o pompă de apă rece.

Deși un astfel de colector poate fi folosit doar vara, va reduce în continuare semnificativ costul încălzirii apei.