DIY solárny kolektor z prázdnych plechoviek od piva

Výroba konštrukcie plochého typu

V letnej chate alebo prímestskej oblasti pre domáce potreby trojčlennej rodiny stačí nainštalovať ohrievač vody s plochou 2 m2 pre 200-litrovú nádrž. Ak chcete svojpomocne zostaviť solárny kolektor, budete potrebovať:

• telo absorbéra vyrobené z preglejky a drevených dosiek;
• oceľový plech, meď alebo hliník pre absorbér slnečnej energie;
• mriežka bezšvíkových rúrok na chladiacu kvapalinu;
• izolačný materiál (minerálna vlna, Penofol, penový plast);
• sklo s hrúbkou viac ako 5 mm;
• objem na 200 l;
• 6–7 m medenej rúrky pre výmenník tepla;
• tepelne odolná čierna farba;
• náradie na prácu s drevom a kovom, zváračka, upevňovacie materiály, silikón.

Aby ste ušetrili peniaze, môžete sa zaobísť bez kovového absorbéra a ako absorbér infračerveného žiarenia použiť zadnú stenu dreveného puzdra, ktoré musí byť natreté na čierno. Medené rúry sú nahradené polypropylénom. Náklady na odpaliská na ich pripojenie sú oveľa nižšie ako na zváranie.

Pokyny krok za krokom vám pomôžu vyrobiť solárny kolektor vlastnými rukami:

• Mriežka pre chladiacu kvapalinu je zváraná z kovových rúrok.
• Ak je na absorbéri plechový plech, je k nemu privarený potrubný rošt.
• Podľa výkresov sa preglejka vyreže a telo sa namontuje.
• Ak sa používajú plastové rúry, sú upevnené sponami na základni a navzájom spojené tvarovkami.
• Karoséria a mriežka chladiča s absorbérom sú potiahnuté čiernym lakom.
• Pod doskový absorbér sa položí izolácia alebo sa ohrievač izoluje zvonku.
• Na upevnenie skla po obvode tela je rám vyrobený z dosiek, v ktorých sú vyvŕtané vstupné a výstupné otvory pre potrubia.
• Sklenené časti vrchného krytu kolektora sú spojené hliníkovými rohmi.
• Utesnite silikónom.

Technológia výroby výmenníka tepla spočíva v izolácii zásobníka, usporiadaní vstupu a výstupu pre medenú špirálu, cez ktorú bude cirkulovať chladivo. Nainštalujte kolektor na podperu tyčí 50 x 50 mm, upevnenú kovovými rohmi, pretože hmotnosť konštrukcie je aj bez vody celkom pôsobivá.

Zberače z netradičných materiálov

Všeobecná schéma a návod na výrobu klasického solárneho ohrievača vody dáva priestor na vlastné modelovanie konštrukcie pomocou improvizovaných prostriedkov, komôrkového polykarbonátu a plastovej hadice. Malý kolektor si môžete vyrobiť sami z freónového okruhu starej chladničky. Cievka je upevnená v ráme, zadná stena je izolovaná a zhora pokrytá sklom.

Najjednoduchší ohrievač bazéna v letnej chate je možné vyrobiť pomocou záhradnej hadice, ktorá je stočená do špirály a položená na penový izolátor. Sklo vytvára skleníkový efekt a plastové potrubie sa rýchlo zahreje. Na zvýšenie výkonu systému je niekoľko špirál zapojených do série.

Zmontovať najľahší a najodolnejší polykarbonátový solárny kolektor nebude ťažké, ak si kúpite:

• polykarbonátové voštinové dosky 1000x2000 mm s hrúbkou 4 mm - 2 ks (na nosič tepla a ochranný náter);
• pena na izoláciu zadnej steny;
• 2 m PVC rúrky s priemerom 32 mm - 2 ks;
• zátky a závitové rohy pre rúry - 2 ks.

Návod pomôže vyrobiť ohrievač vody z polykarbonátu:

1. Vytvorte výkresy a zostavte základný rám podľa návodu na spracovanie dreva.

2. Pomocou vŕtačky s kotúčovou dýzou v rúrach je potrebné urobiť pozdĺžne rezy pozdĺž šírky polykarbonátového plechu.

3. Okraje polykarbonátu sú ošetrené brúsnym papierom a odmastené.

4. Doštičky sa vkladajú do rezov tak, aby neblokovali lúmen v potrubí.

5.Spoje sú utesnené horúcim lepidlom na plast.

6. Maľované čiernou farbou.

7. Pripojte armatúry a otestujte.

Proces montáže domáceho solárneho kolektora

Začiatok montáže tohto produktu solárnej energie začína výrobou cievky. Ak sa vám podarilo vyzdvihnúť hotovú cievku, konečná montáž bude trvať oveľa menej času. Vybranú špirálku veľmi dôkladne umyte pod tečúcou vodou (najlepšie horúcou), aby sa zvnútra umyli všetky upchatia a zbavili sa zvyškov freónu. Ak ste nenašli vhodné rúrky, môžete si kúpiť správne množstvo v obchode. Ale v tomto prípade budete musieť urobiť samotnú cievku. Na jeho výrobu odrežte rúrky na požadovanú dĺžku. Ďalej pomocou rohových prechodov ich spájkujte vo forme štruktúry cievky. Ďalej, aby bolo možné kolektor pripojiť k vodovodnému systému, prispájkujte ¾ vodovodné prechody na okrajoch cievky. Existuje niekoľko možností pre tvar a dizajn cievky, napríklad môžete spájkovať rúrky vo forme "rebríka" (ak sa chystáte implementovať túto možnosť, potom si kúpte bezrohové adaptéry, budete potrebovať odpaliská) .

Montáž solárneho kolektora

Potom na vopred pripravený plech nanesiete selektívny náter čiernou matnou farbou, je vhodné to urobiť aspoň v niekoľkých vrstvách. Počkajte, kým prúd vzduchu vysuší farbu a začnite spájkovať cievku (nenatretá strana). Celá konštrukcia špirály musí byť prispájkovaná po celej dĺžke rúrok, čím zaručíte najefektívnejší prenos tepla a v dôsledku toho maximálny prenos tepla do vodovodného systému. Ak urobíte všetko správne, solárny kolektor, ktorý ste zostavili, bude fungovať tak, ako bol zamýšľaný.

Aké materiály budete potrebovať

Na zostavenie vlastného solárneho kolektora nájdete všetky potrebné nástroje a materiály v bežnom železiarstve a inštalatérstve.

Ak chcete navrhnúť zariadenie, budete musieť zásobiť:

medené rúrky s veľkosťou 18 mm (budú slúžiť ako materiál na vytvorenie cievky);

• klampiarske a rohové prechody s rozmerom 18 mm;
• kovový plech (hrúbka približne 0,8 mm);
• tepelná izolácia;
• spájkovačka;
• komôrkový polykarbonát;
• preglejka s drevenými tyčami alebo hliníkovými plechmi a rohmi;
• sprejová čierna farba (mala by byť tepelne odolná);
• absorbér a minerálna vlna.

Ako urobiť selektívny náter

Vysokoúčinný kolektor má vysoký stupeň absorpcie slnečnej energie. Lúče dopadajú na tmavý povrch, po ktorom ho zahrievajú. Čím menej žiarenia sa odrazí od absorbéra slnečného kolektora, tým viac tepla zostane v slnečnom systéme.

Na zabezpečenie dostatočnej akumulácie tepla je potrebný selektívny náter. Existuje niekoľko možností výroby:

• Domáci selektívny náter kolektorov - použite akúkoľvek čiernu farbu, ktorá po zaschnutí zanechá matný povrch. Existujú riešenia, keď sa ako kolektorový absorbér použije nepriehľadná tmavá olejová tkanina. Čierny smalt je nanesený na rúrky výmenníka tepla, povrch plechoviek a fliaš, s matným efektom.
• Špeciálne nasiakavé nátery - môžete ísť inou cestou zakúpením špeciálnej selektívnej farby na kolektor. Zloženie selektívnych povlakov zahŕňa polymérne zmäkčovadlá a prísady, ktoré poskytujú dobrú priľnavosť, tepelnú odolnosť a vysoký stupeň absorpcie slnečného žiarenia.

Solárne systémy slúžiace výhradne na ohrev vody v lete si vystačia s natretím absorbéra na čierno obyčajným náterom. Domáce slnečné kolektory na vykurovanie domu v zime by mali mať kvalitný selektívny náter. Na farbe sa šetriť nedá.

Domáci alebo továrenský solárny systém - čo je lepšie

Je nereálne vyrobiť solárny kolektor doma, ktorý možno porovnávať s výrobnými výrobkami z hľadiska technických vlastností a výkonu. Na druhej strane, ak potrebujete zabezpečiť dostatok vody na vonkajšiu sprchu, solárna energia bude stačiť na prevádzku jednoduchého domáceho ohrievača vody.

Čo sa týka kvapalinových kolektorov pracujúcich v zime, ani všetky továrenské solárne systémy nedokážu pracovať pri nízkych teplotách. Systémy do každého počasia, to sú najčastejšie zariadenia s vákuovými tepelnými trubicami, so zvýšenou účinnosťou, schopné prevádzky až do teploty -50°C.

Továrenské solárne kolektory sú často vybavené otočným mechanizmom, ktorý automaticky prispôsobuje uhol sklonu a smer panelu voči svetovým stranám v závislosti od polohy Slnka.

Efektívny solárny ohrievač vody je taký, ktorý je plne v súlade s úlohami, ktoré mu boli pridelené. Na ohrev vody pre 2-3 osoby v lete si vystačíte s obyčajným solárnym kolektorom vyrobeným vlastnými rukami z improvizovaných prostriedkov. Na vykurovanie v zime je aj napriek počiatočným nákladom lepšie inštalovať továrenský solárny systém.

Premena slnečnej energie na elektrickú energiu

Solárna energia sa rozvíja dvoma smermi, polovodičové meniče vyrábajú elektrinu z denného svetla. Solárny systém funguje vďaka fotočlánkom, ktoré pozostávajú z dvoch kremíkových plátkov s rôznou vodivosťou. V jednom je prebytok negatívnych častíc, v druhom - nedostatok. Vplyvom svetla medzi katódou a anódou sa začína pohyb elektrónov a vzniká prúd. Moderná technológia umožňuje výrobu mono- a polykryštalických kremíkových doštičiek, prvé majú dlhšiu životnosť a vysokú účinnosť, druhé majú nízke náklady.

Výkon jednej fotobunky je málo dôležitý, preto sa solárne panely zbierajú z nich. Najjednoduchším generátorom svetelnej energie je sériový reťazec polovodičových dosiek s celkovým napätím. Bežné fotobunky majú parametre 3,6 A a 0,5 V. Z 36 týchto platní je možné zostaviť štandardné prevedenie, ktoré bude generovať prúd 18 V, čo zodpovedá cca 60 wattom. Na zvýšenie sily prúdu je paralelne zapojených niekoľko solárnych panelov, zatiaľ čo výkon systému sa zvyšuje a napätie zostáva nezmenené.

Fotobunky fungujú ako generátory energie počas denného svetla, keď sa zotmie, menia sa na zberače prúdu, môžu sa prehriať a zlyhať. Na ochranu solárneho systému pred dennými stratami a nočným vybíjaním batérie je ku každému panelu sériovo zapojená polovodičová dióda.

Energiu vyrobenú fotovoltaickými článkami ukladajú do batérií s nižším napätím. Keďže solárne panely počas stmievania pracujú prerušovane, sú pripojené k zásobníku cez ovládač. Poskytuje ochranu pred prebitím batérie a prepína systém na rezistor. Na využitie slnečného svetla v domácej elektrickej sieti je v obvode inštalovaný menič, ktorý premieňa jednosmerný prúd na striedavý.

Solárne panely si môžete zostaviť vlastnými rukami z hotových fotobuniek a domáceho rámu:

1. Výkon systému je určený očakávaným zaťažením, potom sa vypočíta požadovaný počet dosiek a plocha, ktorú budú zaberať.

2. Dno plytkého korpusu na umiestnenie fotobuniek je vyrobené z preglejky. V bokoch je potrebné urobiť otvory na vetranie a vyrovnanie vnútorného tlaku.

3. Ako podklad pre dosky je použitá drevotrieska a na ochranu pred atmosférickými zrážkami je použité plexisklo, ktoré odolá nárazom krupobitia.

4. Fotobunky sa položia lícom nadol na podklad tak, aby medzi nimi bola medzera 5 mm.

5. Spojovacie vodiče jednej dosky sú umiestnené cez spájkovacie body na zadnej strane druhej.Použite spájkovačku s nízkym výkonom, spájku a tavidlo.

6. Reťazce fotobuniek sú upevnené v sérii pomocou medeného drôtu alebo špeciálnej zbernice.

7. Panely sa otočia a spolu s podkladom sa osadia do puzdra. Pripojte diódy a vyveďte vodiče cez otvor v spodnej časti pre pripojenie k batérii.

8. Rám zakryte plexisklom, spoje utesnite silikónom. Vykonajte test batérie.

Typ systému	Veľkosť, mm	Materiál absorbéra	Cena, ruble	Výrobca
Plochý kolektor pre sezónny ohrev vody:
Falcon Effect-A	2000 x 1000	hliník	16800	OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya"
Sokol Effect-M	meď	19400
Svetlý teplý štandard 2	1980 x 920	18680	Exmork LLC
Isolárny	2065 x 1100	19700	OOO Nový Polyus
Vysávajte za každého počasia na teplú vodu a kúrenie:
30 rúrok s rámom	2370 x 1430	meď	49900	SGVA (Čína)
SUNRAIN ES-R1 (30 ks)	2420 x 2010	39800	Korsa LLC
SCH-30	2400 x 1900	61700	ANDI Grupp (Čína)
Batéria na výrobu energie:
CHN150-36M prvky 36, 150W, 12V	1480 x 670	kremíkový monokryštál	14780	Chinaland Solar Energy (Čína)
Exmork FSM-250M prvky 72, 250 W, 24V	1640 x 920	17750	Sunny Energy Science and Technology (Čína)
Prvky Exmork FSM-300P 72, 300 W, 24V	1956 x 992	kremíkový polykryštál	19260

Klasifikácia podľa teplotných kritérií

Existuje pomerne veľké množstvo kritérií, podľa ktorých sa klasifikuje ten či onen dizajn solárnych systémov. Avšak pre zariadenia, ktoré je možné vyrobiť ručne a použiť na zásobovanie teplou vodou a vykurovanie, by bolo najracionálnejšie rozdelenie podľa typu chladiacej kvapaliny.

Systémy teda môžu byť kvapalné a vzduchové. Prvý typ sa používa častejšie.

Galéria obrázkov

Fotografia z

Krok 1: Montáž rozdeľovača vlnitej rúry

Krok 2: Natrite solárne zariadenie čiernou farbou

Krok 3: Inštalácia prívodov vzduchu

Krok 4: Vytvorenie krytu solárneho zariadenia

Okrem toho sa často používa klasifikácia podľa teploty, na ktorú sa môžu pracovné jednotky kolektora zahriať:

1. Nízka teplota. Možnosti schopné ohrievať chladiacu kvapalinu až na 50ºС. Používajú sa na ohrev vody v nádobách na zavlažovanie, v lete v kúpeľniach a sprchách a na zvýšenie komfortu počas chladných jarných a jesenných večerov.
2. Stredná teplota. Poskytnite teplotu nosiča tepla v 80ºС. Môžu byť použité na vykurovanie priestorov. Tieto možnosti sú najvhodnejšie na usporiadanie súkromných domov.
3. Vysoká teplota. Teplota chladiacej kvapaliny v takýchto zariadeniach môže dosiahnuť až 200-300ºС. Používa sa v priemyselnom meradle, inštalovaný na vykurovanie výrobných závodov, komerčných budov atď.

Vo vysokoteplotných solárnych systémoch sa používa pomerne zložitý proces prenosu tepelnej energie. Navyše zaberajú impozantný priestor, na ktorý väčšina našich milovníkov vidieckeho života nedá dopustiť.

Výrobný proces je náročný na prácu, implementácia si vyžaduje špecializované vybavenie. Vyrobiť si takúto verziu slnečnej sústavy svojpomocne je takmer nemožné.

Vysokoteplotné solárne panely na fotovoltaických meničoch doma sa vyrábajú pomerne ťažko.

Princíp činnosti

Kolektor slúži na ohrev vody pomocou solárnej energie. Takéto zariadenie môže byť inštalované v blízkosti letnej sprchy alebo na streche súkromného domu.

Továrenské modely pozostávajú zo skleneného vonkajšieho panelu a potrubného systému pod ním. Za potrubím je ohrievač. Sklo prispieva k vytvoreniu skleníkového efektu vo vnútri.

Ručne vyrobené modely vyrobené z polykarbonátu sú jednoduchšie - voda v nich sa ohrieva v bunkách samotného plechu. Horúca kvapalina ide do nádrže a studená kvapalina automaticky vstupuje na jej miesto. Za slnečného počasia vám takýto kolektor umožňuje ohrievať dostatok vody na kúpanie niekoľkých ľudí.

Solárny kolektor ohrieva vodu, ktorá do neho vstupuje cez medené rúrky, vďaka slnečnej energii.

Postup

Pozrime sa, ako si vyrobiť jednoduchý zberač vlastnými rukami.

Školenie

Najprv vykonajte merania a určite, akú veľkú plochu môžete zariadeniu prideliť. Ak je strecha vyrobená z polykarbonátu, skla alebo podobných relatívne slabých materiálov, kolektor by nemal byť príliš veľký.

Veľmi výhodný dizajn je vyrobený z dvoch dosiek približne 2,1 x 1 m. Jeden list priamo ohrieva kvapalinu, druhý hrá úlohu ochranného povlaku. Polykarbonát by mal byť len bunkový, najlepšie čierny.

Odporúčaná hrúbka plechu je 4 mm. Celková plocha prierezu kanálov je v tomto prípade 35 cm² na lineárny meter, čo sa približne rovná prierezu potrubia s priemerom 6–7 cm. 1 m² plachty teda pojme až 4 litre vody. Doska s hrúbkou 10 mm pojme až 10 litrov na 1 m².

Pred začatím výstavby solárneho kolektora je potrebné vypracovať podrobnú schému celej konštrukcie.

Okrem polykarbonátu budete potrebovať nasledujúce materiály:

• dve kanalizačné rúry z PVC s dĺžkou 2 m a priemerom 32 mm;
• 2 zátky na potrubia;
• 2 flexibilné hadice so závitovým pripojením;
• 2 polypropylénové rohové kovania s kovovým závitom;
• penová fólia na izoláciu;
• pozinkované profily sadrokartónu a priečne koľajnice pre rám;
• silikónový tmel.

Polypropylénové rohy by mali tesne zapadnúť do rúr, takže je lepšie ich kúpiť spolu.

Polypropylénové rúry v solárnom kolektore sú upevnené polypropylénovými rohmi

Šírka profilov musí zodpovedať celkovej hrúbke polykarbonátových a penových dosiek.

Budete tiež potrebovať zariadenie na rezanie rúr - brúsku alebo vŕtačku s tryskou na pílu.

Ak ste si nemohli kúpiť čierne listy, budete potrebovať vhodnú farbu. Polykarbonát je možné natierať nitro emailom, vodou riediteľnými akrylovými farbami alebo plastovými sprejmi.

Zostava rámu

Montáž kolektora sa vykonáva takto:

Upevnite rúry svorkami a urobte na nich rezy zodpovedajúce dĺžke budúceho kolektora. Nedotýkajte sa okrajov: začiatok a koniec potrubia musia zostať nedotknuté, aby sa mohli pripojiť k systému.
Časti polykarbonátu, ktoré budú v kontakte s rúrkou, obrúste brúsnym papierom – tmel lepšie priľne na drsný povrch.
Vložte okraje listu do rezov. Bunky musia byť kolmé na potrubie, aby sa do nich dostala voda. Ak je rez príliš tesný, rozšírte ho. Môžete tiež použiť kancelársky nôž na privedenie rezu k okraju potrubia, po ktorom pohybom zo strany postupne posúvajte list.
Pozrite sa do potrubia. Polykarbonát by nemal ísť dovnútra viac ako ¼ priemeru, inak zhorší cirkuláciu vody. Podľa potreby upravte polohu listu.
Spoj odmastite a utesnite. Aby ste zabránili úniku kolektora, prejdite rezom 3-4 krát: prvýkrát sa pokúste vtlačiť tmel do škáry a potom vytvorte vonkajší šev

Venujte zvláštnu pozornosť končekom. Naneste novú vrstvu tmelu po zaschnutí predchádzajúcej.

Ak odrežete potrubie na okraj, nezabudnite túto oblasť starostlivo spracovať.
Ak ste si kúpili číry polykarbonát, natrite ho čiernou farbou a nechajte uschnúť.
Vložte rohy so závitom do okrajov rúr a utesnite spoj. Zatvorte protiľahlé okraje uzávermi.
Pomocou hadíc a armatúr pripojte rozdeľovač k plnej nádrži s vodou. Starostlivo skontrolujte všetky švy. Utesnite všetky zistené netesnosti.
Z profilov vytvorte rám s priečnymi koľajnicami. Vnútri položte penu a zaistite ju skrutkami. Umiestnite naň zberač. Vyrežte otvory pre hadice v profile a pripojte ich k rohom. Zatvorte štruktúru ochrannou fóliou. Je pripevnený k rámu pomocou rohov a skrutiek.
Pripojte rozdeľovač k zásobníku teplej vody a čerpadlu studenej vody.

Takýto kolektor je síce použiteľný len v lete, no aj tak výrazne zníži náklady na ohrev vody.