Солнечный коллектор своими руками: как собрать и изготовить

Солнечный коллектор используется для преобразования солнечной энергии в тепловую и передачи ее теплоносителю. Под классическим коллектором представляют чёрную металлическую пластину, находящуюся в стеклянном коробе, поверхность которого способна поглощать солнечную радиацию.

Содержание

Типы солнечных коллекторов ↑

Относительно температуры, которую способны достигать солнечные коллекторы, они подразделяются на приборы:

Солнечная панель для обеспечения бытовых нужд в жилом доме

Солнечная панель для обеспечения бытовых нужд в жилом доме

  • низких температур (эти солнечные коллекторы не способны давать энергию значительной мощности. Максимальная температура воды на выходе не более 50 градусов. Поэтому такие устройства используются чаще всего для нагрева воды для бассейна и в прочих случаях)
  • средних температур (эти солнечные коллекторы способны прогреть воду до 80 °С. Такая температура вполне подходит для отопления помещений)
  • высоких температур (такие солнечные коллекторы невозможно сделать самостоятельно. Чаще всего они используются на различных промышленных предприятиях, генерирующих электричество)

Интегрированные коллекторы подразделяются:

  • накопительные интегрированные коллекторы. В виду отсутствия насосов считаются намного экономичнее других вариантов. Способен нагреть воду и некоторое время поддерживать ее температуру. Представляют собой несколько заполненных водой емкостей, которые помещены в так называемый теплоизоляционный ящик с крышкой из стекла. Принцип работы прост – солнечные лучи, проходя через стекло, нагревают воду. Существенный минус подобного коллектора заключается в затруднительном использовании в зимний период – воду необходимо сливать из бака)
  • плоские коллекторы. Являются самым популярным вариантом для применения в быту: отопления помещений, нагрева воды для бассейна и прочих нужд. Представляют собой металлический ящик с находящейся внутри черной пластиной. Она поглощает солнечные лучи через хорошо пропускающую их стеклянную крышку. Тепловоспринимающая пластина при попадании на нее солнечных лучей легко вырабатывает тепло. Стекло в этом случае выступает теплоизоляцией, а стенки коллектора прокладывают теплоизолятором, дабы повысить КПД.

Плоские коллекторы в свою очередь делятся на жидкостные (главным теплоносителем является жидкость, поэтому зимой их использование является невозможным) и воздушные коллекторы (стоят дешевле своих жидкостных собратьев. Подходят для использования зимой, не подтекают. Зачастую применяются для сушки агропродуктов).

Солнечные коллекторы для отопления дома

Назначение солнечного коллектора — преобразовывать солнечную энергию в тепловую и передавать ее теплоносителю.

Существует также коллекторы—концентраторы, которые отличаются своей концентрацией солнечных лучей. Такая способность обусловлена зеркальной поверхностью, направляющей солнечный свет на специальные поглотители. Основной минус подобных коллекторов — это отсутствие работы в облачные и пасмурные дни. Именно по этой причине и используются исключительно в южных странах.

Принцип действия солнечного коллектора ↑

Устройство в основном состоит из поглощающей свет пластины и теплообменного аккумулятора. Последний преобразует энергию солнца в тепловую, а затем передаёт её теплоносителю, в качестве которого выступает обыкновенная вода.

Схема устройства солнечного коллектора

Схема устройства солнечного коллектора

Стоит заметить, что при этом отсутствуют выделения углекислого газа, а это, согласитесь, очень актуально сегодня. Более того, отсутствуют затраты на топливо, да и эффективность солнечного коллектора достигает 80%. Известно, что в период март-октябрь на территории России солнцем вырабатывается в среднем за сутки 5 кВтч/м², а это дает возможность коллекторам размером 2м² каждый день выдавать до 100 л нагретой воды.

Чтобы использовать солнечный коллектор круглый год, необходимо иметь большую поверхность, 2 контура с теплоносителем в виде антифриза плюс дополнительные теплообменники. Но и без того, благодаря использованию энергии солнца, существует возможность получать бесплатное тепло более 6 месяцев в году.

Каким образом сделать солнечный коллектор самостоятельно? ↑

Основой действия солнечного коллектора является использование парникового эффекта

Основой действия солнечного коллектора является использование парникового эффекта

Считается, что разработка инженера из Болгарии С.Станилова – это самое универсальное устройство солнечного коллектора. Основой его действия является использование парникового эффекта. Трубчатый радиатор из стальных труб расположен в теплоизолированной коробке из древесного материала. Для подачи и отвода воды могут использоваться специальные водопроводные трубы. Их диаметр равен 1 либо ¾ дюйма.

Теплоизоляция коробки достигается за счет использования пенопласта, пенополистирола или минеральной ваты. Особое внимание уделяется изоляции дна: туда помимо прочего добавляют лист оцинкованного железа. На него и ставится сам радиатор, который крепится стальными хомутами. Затем вся коробка, кроме верха, покрывается белой краской, а металлический лист с радиатором покрывают чёрной матовой краской. Накопителем тепла может выступить обычная металлическая бочка, утепленная сухими опилками или песком.

Что необходимо для изготовления домашнего солнечного коллектора? ↑

  • стекло (1700*750 мм) — 10-20$/м²
  • рама под стекло — 6-10$.
  • оргалит для дна — 1.5$.
  • доска сечением 120*25 мм — 60-70$/м³
  • стальная полоса длиной 3 м и сечением 20*2,5 мм — 370$
  • накладка-уголок — 2.5-4$/шт
  • брус деревянный сечением 50*30 мм — 0.2$/п.м
  • соединительная муфта — 40-170$
  • труба радиатора — 0.3-20$
  • приёмная труба радиатора — 2-200$
  • хомуты для крепления -0.2$
  • лист оцинкованного железа (в качестве отражателя) – 2-5$/шт.
  • теплоизолятор – 5-10$/уп
  • бак объемом 200 л – 40-160$/шт.

Этапы сборки солнечного коллектора ↑

  1. Сколотите из досок необходимый короб. Дно необходимо усилить брусом.
  2. Затем на дно укладывается имеющийся теплоизоляционный слой (пенопласт или минвата). На него выкладываем лист железа.
  3. Теперь устанавливаем радиатор и закрепляем его стальными хомутами.
  4. Необходимо тщательно замазать все стыки и щели, все соединения герметизируются.
  5. Далее трубы радиатора, а также металлический лист покрываем черной краской, а сам короб и емкость для воды – серебристой или белой.

    Самодельный солнечный коллектор способен нагреть воду для бассейна или прочих бытовых нужд

    Самодельный солнечный коллектор способен нагреть воду для бассейна или прочих бытовых нужд

  6. Бак для воды необходимо поместить в теплоизолированную бочку. Для этого между ее стенками и баком укладывается теплоизоляционный материал.
  7. Чтобы присутствовало постоянное необходимое давления можно купить в любом магазине сантехники аквакамеру с клапаном-поплавком.
  8. Затем под крышей дома ставим аквакамеру и емкость для воды. Аквакамера должна быть расположена выше бака хотя бы на 1 м.
  9. Солнечный коллектор будет лучше расположить на южной стороне и под углом 45°С к горизонту.
  10. Теперь нужно соединить всю систему между собой: трубами ½ дюйма соединяется часть системы с высоким напором от аквакамеры и до водопроводного ввода. Трубами 1 дюйм соединяются низконапорные части. Количество труб будет зависеть от продолжительности вашего коллектора, Вам может понадобится до 18 (минимум 12) труб.
  11. Чтобы не возникло воздушных пробок, система наполняется водой снизу радиатора. Сразу, как только система заполнится водой, из сливной трубки аквакамеры потечет вода.
  12. Затем можно открыть трубу для заполнения емкости.
  13. Нагревание воды происходит сразу же. Подогретая вода поднимается вверх. Холодная вода вытесняется и поступает в радиатор.
  14. После использования части воды, поплавковый клапан придет в действие, и вода поступит в систему заново. Однако, смешивания воды не произойдет.

Чтобы избежать теплопотерь в ночное время, рекомендуется перекрывать бак.

Самодельный солнечный коллектор (видео) ↑

кнопки2 кнопки2