Päikesekontsentraatori valmistamine. Päikesekontsentraatorid. Tüübid ja omadused. Rakendus. Eelised – tõestatud tehnoloogia

Päikesekollektori põhiülesanne on päikeselt saadava energia muundamine elektriks. Seadmete tööpõhimõte ja konstruktsioon on lihtsad, mistõttu on seda tehniliselt lihtne valmistada. Tavaliselt kasutatakse toodetud energiat hoonete kütmiseks. Päikesekollektori valmistamine maja kütmiseks oma kätega peab algama kõigi komponentide valikuga.

Näita kõike

Disain ja tööpõhimõte

Maja kütmist päikeseenergia elektrienergiaks muutmisega kasutatakse reeglina täiendava soojusallikana, mitte peamise allikana. Teisest küljest, kui paigaldate suure võimsusega konstruktsiooni ja muudate kõik majas olevad seadmed elektrienergiaks, saate seda teha ainult päikesekollektoriga.

Kuid tasub meeles pidada, et päikesekollektoritega kütmine ilma täiendavate soojusallikateta on võimalik ainult lõunapoolsetes piirkondades. Sel juhul peaks paneele olema palju. Need peavad olema paigutatud nii, et neile ei langeks varju (näiteks puudelt). Paneelid tuleks asetada näoga maksimaalse päikesekiirguse suunas kogu päeva jooksul.

Päikeseenergia kontsentraatorid

Kuigi tänapäeval on selliseid seadmeid mitut tüüpi, on tööpõhimõte kõigi jaoks sama. Iga skeem võtab päikeseenergiat ja edastab selle tarbijale, esindades seadmete järjestikuse paigutusega vooluringi. Elektrit tootvad komponendid on päikesepaneelid või kollektorid.

Kollektor koosneb torudest, mis on ühendatud järjestikku sisse- ja väljalaskeavaga. Neid saab paigutada ka mähise kujul. Torude sees on tööstuslik vesi või vee ja antifriisi segu. Mõnikord täidetakse need lihtsalt õhuvooluga. Ringlus toimub selliste füüsikaliste nähtuste kaudu nagu aurustumine, agregatsiooniseisundi, rõhu ja tiheduse muutused.

Absorberid täidavad päikeseenergia kogumise funktsiooni. Neil on tahke musta metallplaadi kuju või paljude torudega omavahel ühendatud plaatide struktuur.

Korpuse katte valmistamiseks kasutatakse kõrge valguse läbilaskvusega materjale. Sageli on selleks kas pleksiklaas või karastatud tavaline klaas. Mõnikord kasutatakse polümeerseid materjale, kuid plastist kollektoreid ei soovitata. Selle põhjuseks on selle suur paisumine päikese käes kuumutamisel. Selle tulemusena võib juhtuda korpuse rõhu langus.

Kui süsteem töötab ainult sügisel ja kevadel, saab soojuskandjana kasutada vett. Aga sisse talveaeg teda tuleb asendada antifriisi ja vee seguga... Klassikalises disainis mängib jahutusvedeliku rolli õhk, mis liigub läbi kanalite. Neid saab valmistada tavalisest professionaalsest lehelt.

Omatehtud päikesepatarei (päikesepatarei osa 3) kasutamise kogemus.

Kui kollektor on vaja paigaldada väikese hoone kütmiseks, mis ei ole ühendatud eramaja autonoomse küttesüsteemiga või tsentraliseeritud võrkudega, siis sobib lihtne süsteem, mille alguses on üks kontuuri ja kütteelement. Skeem on lihtne, kuid selle paigaldamise teostatavuse üle vaieldakse, kuna see töötab ainult päikesepaistelisel suvel. Kuid selle toimimiseks pole see vajalik tsirkulatsioonipumbad ja lisaküttekehad.

Kahe ahelaga on kõik palju keerulisem, kuid päevade arv, mil elektrit aktiivselt toodetakse, suureneb mitu korda. Sel juhul töötleb kollektor ainult ühte vooluringi. Suurem osa koormusest asetatakse ühele seadmele, mis töötab elektri või teist tüüpi kütusega.

Kuigi seadme jõudlus sõltub otseselt päikeseliste päevade arvust aastas ja selle hind on ülehinnatud, on see elanikkonna seas siiski väga populaarne. Mitte vähem levinud on päikesesoojusvahetite tootmine oma kätega.

Temperatuuri klassifikatsioon

Päikesesüsteeme klassifitseeritakse erinevate kriteeriumide alusel. Kuid seadmetes, mida saate ise valmistada, peaksite pöörama tähelepanu jahutusvedeliku tüübile. Sellised süsteemid võib jagada kahte tüüpi:

erinevate vedelike kasutamine;
õhustruktuurid.

Kõige sagedamini kasutatakse esimesi. Need on tõhusamad ja võimaldavad kollektorit otse küttesüsteemiga ühendada. Levinud on ka klassifikatsioon temperatuuri järgi, mille piires seade saab töötada:

DIY päikesepaneel, osa 11

Viimast tüüpi päikesesüsteemid töötavad tänu väga keerulisele päikeseenergia ülekande põhimõttele. Seadmed vajavad palju ruumi. Kui paigutate selle maamajja, siis hõivab see saidi valdava osa. Energia tootmiseks vajate spetsiaalset varustust, nii et tehke selline Päikesesüsteemüksinda on see peaaegu võimatu.

DIY tegemine

Päikeseküttekeha oma kätega valmistamine on üsna põnev ja valmis disain toob omanikule palju kasu. Tänu sellisele seadmele on võimalik lahendada ruumide kütmise, vee soojendamise ja muude oluliste majapidamistööde probleem.

DIY materjalid

Näiteks on kütteseadme loomise protsess, mis varustab süsteemi soojendatud veega. Odavaim võimalus päikesekollektori tootmiseks on kasutada seda põhimaterjalina puidust klots ja vineer, samuti puitlaastplaadid. Teise võimalusena võite kasutada alumiiniumprofiilid ja metalllehti, kuid need maksavad rohkem.

Kõik materjalid peavad olema niiskuskindlad, st vastama kasutamise nõuetele õues... Hästi valmistatud ja paigaldatud päikesekollektor võib kesta 20-30 aastat. Sellega seoses peavad materjalidel olema kogu perioodi jooksul kasutamiseks vajalikud tööomadused. Kui korpus on valmistatud puidust või puitlaastplaadist, siis selle kasutusea pikendamiseks immutatakse see vesi-polümeeremulsioonide ja lakiga.

Ülevaade: omatehtud päikesepaneel (aku).

Tootmiseks vajalikke materjale saab osta turult avalikult või teha vanaraua materjalidest konstruktsiooni, mida leidub igas majapidamises. Seetõttu on peamine asi, millele tähelepanu pöörata, materjalide ja komponentide hind.

Soojusisolatsiooni paigutus

Soojuskadude vähendamiseks asetatakse karbi põhjale isoleermaterjal. Selle jaoks võite kasutada vahtu, mineraalvill jne Kaasaegne tööstus pakub suurt valikut erinevaid küttekehasid. Näiteks, hea variant muutub fooliumi kasutamiseks. See mitte ainult ei hoia ära soojuskadu, vaid peegeldab ka päikesekiiri, mis tähendab, et see suurendab jahutusvedeliku soojenemist.

Kui isolatsiooniks kasutatakse vahtu või polüstüreeni, saate torudele sooned lõigata ja sel viisil paigaldada. Reeglina kinnitatakse absorber korpuse põhja külge ja asetatakse üle isoleermaterjali.

Koguja jahutusradiaator

Päikesekollektori jahutusradiaator on neelav element. See on süsteem, mis koosneb torudest, mille kaudu liigub jahutusvedelik, ja muudest osadest, mis on tavaliselt valmistatud vasklehtedest.

Torukujulise osa jaoks on parim materjal vask. Kuid kodumeistrid on leiutanud rohkem odav variant - polüpropüleenist voolikud mis kõverduvad spiraalseks. Liitmikke kasutatakse süsteemiga ühendamiseks sisse- ja väljalaskeava juures.

Lubatud on kasutada erinevaid käepärast olevaid materjale ja tööriistu ehk peaaegu kõiki, mis talus on. Ise-ise soojuskollektorit saab valmistada vanast külmikust, polüpropüleenist ja polüetüleenist torud, terasest ja muudest improviseeritud vahenditest valmistatud paneelradiaatorid. Soojusvaheti valimisel on oluline tegur selle materjali soojusjuhtivus, millest see on valmistatud.

Ideaalne variant omatehtud veekollektori valmistamiseks on vask. Sellel on kõrgeim soojusjuhtivus. Kuid vasktorude kasutamine polüpropüleentorude asemel ei tähenda, et seade toodaks palju rohkem sooja vett. Võrdsetel tingimustel on vasktorud 15-25% tõhusamad kui polüpropüleeni analoogide paigaldamine. Seetõttu on soovitav kasutada ka plastikut, pealegi on see palju odavam kui vask.

Vase või polüpropüleeni kasutamisel on vaja kõik ühendused (keermestatud ja keevitatud) tihendada. Võimalik torude paigutus - paralleelselt või mähise kujul. Põhitoru konstruktsiooni ülaosa on kaetud klaasiga. Spiraali kujul väheneb ühenduste arv ja vastavalt ka võimalik lekete teke ning tagab ka jahutusvedeliku ühtlase liikumise läbi torude.

Kasti katmiseks ei saa kasutada ainult klaasi. Nendel eesmärkidel kasutatakse poolläbipaistvaid, matte või gofreeritud materjale. Võite kasutada kaasaegseid akrüülanalooge või monoliitseid polükarbonaate.

Klassikalise versiooni valmistamisel võite kasutada karastatud klaasi või pleksiklaasi, polükarbonaatmaterjale jne. Hea alternatiiv oleks polüetüleeni kasutamine.

Oluline on arvestada, et analoogide kasutamine (laine- ja mattpinnad) vähendab valguse läbilaskvust. Tehasemudelites kasutatakse selleks spetsiaalset päikeseklaasi. Selle koostises on veidi rauda, mis tagab madala soojuskao.

Paigalduspaak

Säilituspaagi loomiseks võite kasutada mis tahes mahutit mahuga 20–40 liitrit. Kasutatakse ka mitme paagiga skeemi, mis on omavahel ühendatud üheks süsteemiks. Soovitav on paak isoleerida, vastasel juhul jahtub kuumutatud vesi kiiresti maha.

Kui te selle välja mõtlete, pole selles süsteemis kogunemist ja kuumutatud jahutusvedelik tuleb kohe ära kasutada. Seetõttu kasutatakse säilituspaaki:

rõhu säilitamine süsteemis;
eelkambri asendamine;
kuumutatud vee jaotamine.

On ütlematagi selge, et kodus isetehtav päikesekollektor ei taga tehases valmistatud mudelitele omast kvaliteeti ja tõhusust. Kasutades ainult olemasolevaid materjale, pole vaja rääkida kõrgest efektiivsusest. Tööstusdisainilahenduste puhul on sellised näitajad mitu korda kõrgemad. Kuid rahalised kulud on siin palju väiksemad, kuna kasutatakse improviseeritud vahendeid. Isetehtud päikesepatarei paigaldamine suurendab oluliselt mugavuse taset maamaja, samuti vähendada muude energiaressursside maksumust.

Päikeseenergiat saab koguda ja kasutada erinevaid viise... Üks lihtsamaid ja tõhusamaid on peegelreflektor ja kontsentraator. Seda pole keeruline oma kätega teha.

Helkur peegeldab päikesekiiri ja koondab need veega anumale. See kuumeneb ja keeb, eraldades aurujoa. Seadme disain on üsna lihtne, peaasi, et peeglid lülituvad automaatselt sisse soovitud nurk ja vaatas päikest.

Saadud aur suunatakse näiteks ahju küpsetamiseks, torude kaudu maja kütmiseks, turbiini elektri tootmiseks, mootorisse, külmkappi jne. Tegelikult, kui vaadata mõnda tootmisprotsess, siis saab peaaegu iga osa sellest tõlkida auruks.

Omatehtud Solar-OSE aurugeneraator lineaarsetel peeglitel, mida juhib Arduino plaat Prantsuse tootjate konverentsil POC21, mis on pühendatud isetehtud keskkonnaprojektidele.

Hiljuti avaldasid autorid Creative Commonsi litsentsi alusel seadme montaažijuhised. Selline kompaktne 1 kW seade sobib suurepäraselt väikeettevõtetele, eriti ettevõtetele maal... Kui ühendate mitu moodulit, suureneb võimsus mitu korda.

Tootjate sõnul on aurugeneraatori kõigi osade maksumus umbes 2000 dollarit, kuid seal on erinevad variandid säästud.

Eeldatav ehitusaeg: 150 tundi. Üks nädal, kolm inimest.

Juhised näevad ette täielik nimekiri ja kõikide materjalide mõõdud, samuti tööks vajalikud tööriistad.

Energiaallikad nagu elekter, kivisüsi ja gaas lähevad pidevalt kallimaks.

Inimesed peavad mõtlema sagedamini kasutamisele rohelisemad süsteemid küte.

Seetõttu töötati see välja tehniline uuendus alternatiivsete soojusallikate valdkonnas... Selleks hakati kasutama päikesekollektoreid.

Kütteks päikesekollektor

Selle seadme pinnal on madal peegeldusvõime, mistõttu soojus neeldub. Ruumi soojendamiseks see mehhanism kasutab päikesevalgust ja selle infrapunakiirgust.

Vee soojendamiseks ja eluruumi kütmiseks piisab lihtsa päikesekollektori võimsusest. See sõltub seadme konstruktsioonist. Inimene saab iseseisvalt seadmeid paigaldada. Selleks ei pea te kasutama kalleid tööriistu ja materjale.

Viide. Professionaalsete seadmete efektiivsus on 80—85% ... Isetehtud on palju odavamad, kuid nende tõhusus mitte rohkem kui 60-65%.

Disain

Seadme struktuur on lihtne. Seade on ristkülikukujuline plaat, mis koosneb mitmest kihist:

peegeldusvastane karastatud klaasist kate raamiga;
absorbeerija;
põhja isolatsioon;
külgmine isolatsioon;
torujuhe;
klaasist kardin;
alumiiniumist ilmastikukindel korpus;
ühendusliitmikud.

Süsteem sisaldab 1-2 kogujat, mälumaht ja eelkamber. Konstruktsioon on korraldatud suletud viisil, nii et päikesekiired sisenevad ainult sinna ja muutuvad soojuseks.

Toimimispõhimõte

Paigalduse aluseks on termosüfoon... Seadme sees olev jahutusvedelik ringleb iseseisvalt, mis aitab pumba kasutamisest keelduda.

Kuumutatud vesi kaldub ülespoole, surudes seeläbi külma vett ja suunates selle edasi soojusallikasse.

Kollektsionäär on puitkarpi paigaldatud torukujuline radiaator, mille üks tasapind on klaasist. Seadme valmistamisel kasutatakse terastorusid. Röövimine ja tarnimine toimub veevarustusseadmes kasutatavate torudega.

Ehitus toimib järgmiselt:

Kollektor muudab päikeseenergia soojuseks.
Vedelik siseneb säilituspaaki toitetoru kaudu.
Jahutusvedeliku ringlus toimub iseseisvalt või elektripumba abil... Paigalduses olev vedelik peab vastama mitmele nõudele: see ei aurustu, kui kõrged temperatuurid ah, olema mittetoksiline, külmakindel. Tavaliselt võtavad nad glükooliga segatud destilleeritud vett vahekorras 6:4.

Päikesekontsentraator

Seade päikesekiirte energia salvestamiseks, omab soojuskandja funktsiooni. Kasutab energia suunamist toote sees olevale emitteri vastuvõtjale.

Seal on järgmised tüübid:

parabool-silindrilised kontsentraatorid;
lamedate läätsede kontsentraatorid ( Fresneli läätsed);
sfäärilistel läätsedel;
paraboolsed kontsentraatorid;
päikesetornid.

Kontsentraatorid peegeldavad kiirgust suurelt tasapinnalt väikesele mis aitab saavutada kõrgeid temperatuure. Vedelik neelab soojust ja liigutab selle kuumutusobjektile.

Tähtis! Seadmete hind pole odav ja ka need nõuavad pidevat kvalifitseeritud hooldust... Selliseid seadmeid kasutatakse hübriidsüsteemides, enamasti tööstuslikus mastaabis, ja see võimaldab tõsta kollektori tootlikkust.

Päikesekollektorite tüübid

Praegu on päikeseküttekollektoreid mitut tüüpi.

Lame, isetegemine

See seade koosneb paneelist, millesse on paigaldatud neeldumisplaat. Seda tüüpi seade on kõige levinum. Seadmete omahind on demokraatlik ja sõltub katte tüübist, tootja firmast, võimsusest ja küttepinnast. Seda tüüpi seadmete hinnad - alates 12 tuhandest rublast.

Foto 1. Viis päikesekollektorit tasane tüüp paigaldatud eramaja katusele. Seadmed on kallutatud.

Kohaldamisala

Sarnased kollektsionäärid sagedamini paigaldatud eramajadesse ruumide kütmiseks ja ruumide varustamiseks kuum vesi... Seadmed saavad hakkama vee soojendamisega suvine dušš riigis. Neid on otstarbekas kasutada sooja ja päikesepaistelise ilmaga.

Tähelepanu! Koguja pind ei saa olla teiste hoonete, puude ja majade poolt varjatud. See mõjutab jõudlust negatiivselt. Seadmed paigaldatakse hoone katusele või fassaadile, samuti mis tahes sobivale pinnale.

Samuti võite olla huvitatud:

Lamekollektori disain

Seadme koostis:

kaitseklaas;
vasktorud;
soojusisolatsioon;
väga imav imav pind;
alumiiniumraam.

Klassikaline variant on torukujulise mähisega kollektor. Alternatiivina sellele omatehtud konstruktsioonid rakendada: PP materjal, alumiiniumist joogipurgid, kummist aiavoolikud.

Süsteemi põhi ja servad peavad olema soojusisolatsiooniga. Soojuskadu on võimalik, kui absorber puutub kokku korpusega. Seadme välisosa on kaitstud spetsiaalse karastatud klaasiga. Jahutusvedelikuna võetakse antifriisi.

Tööpõhimõte

Vedelik soojeneb ja siseneb akumulatsioonipaaki, kust see liigub jahtunud kujul kollektorisse. Disain on esitatud kahes versioonis: üheahelaline ja kaheahelaline. Esimesel juhul vedelik läheb otse paaki, teises- läbib õhukese toru läbi paagis oleva vee, soojendades ruumi mahtu. Liikudes see jahtub ja liigub tagasi kollektorisse.

Foto 2. Lametüüpi päikesekollektori skeem ja tööpõhimõte. Nooled näitavad seadme osi.

Plussid ja miinused

Seda tüüpi üksustel on järgmised eelised:

suur jõudlus;
odav;
pikaajaline töö;
usaldusväärsus;
isetehtud paigalduse ja hoolduse võimalus.

Lamekollektorid sobivad töötamiseks sooja kliimaga lõunapoolsetes piirkondades. Nende puuduseks on suur tuul suure pinna tõttu, nii et tugev tuul võib konstruktsiooni häirida. Jõudlus langeb külma talveilmaga. Seade tuleks ideaaljuhul paigaldada saidi lõunapoolsele küljele või koju.

Vaakum

Seade koosneb üksikutest torudest, mis on ülaosas ühendatud üheks paneeliks. Tegelikult on iga toru iseseisev koguja. See on tõhus kaasaegne välimus, kasutatav ka külma ilmaga. Vaakumseadmed on keerukamad kui lamedad, seetõttu on need kallimad.

Foto 3. Vaakum-tüüpi päikesekollektor. Seade koosneb paljudest ühte struktuuri kinnitatud torudest.

Kohaldamisala

Rakendatakse sooja veevarustuseks ja suurkülastuste kütmiseks... Neid kasutatakse sagedamini suvilates ja eramajapidamistes. Need on paigaldatud hoonete fassaadidele, kald- või lamekatused, spetsiaalsed tugistruktuurid. Need töötavad külmas kliimas ja lühikese päevaga, ilma et see vähendaks tõhusust. Tänu oma kõrgele efektiivsusele kasutatakse neid ka põllumaal, tööstusettevõtetes. See tüüp on levinud Euroopa riikides.