Cum funcționează un concentrator solar? Concentratoare de energie solară Concentrator liniar de energie solară

Conform principiului de funcționare, concentratoarele solare sunt foarte diferite de. Mai mult, centralele solare termice sunt mult mai eficiente decât cele fotovoltaice datorită unui număr de caracteristici.

Sarcina unui concentrator solar este să focalizeze razele soarelui asupra unui recipient cu lichid de răcire, care pot fi, de exemplu, ulei sau apă, care absorb bine energia solară. Metodele de concentrare sunt diferite: concentratoare parabolico-cilindrice, oglinzi parabolice sau instalații heliocentrice tip turn.

În unele concentratoare, radiația soarelui este focalizată de-a lungul liniei focale, în altele - la punctul focal, unde se află receptorul. Când radiația solară este reflectată de pe o suprafață mai mare pe o suprafață mai mică (pe suprafața receptorului), se atinge o temperatură ridicată, lichidul de răcire absoarbe căldură, deplasându-se prin receptor. Sistemul în ansamblu conține, de asemenea, o parte de stocare și un sistem de transport de energie.

Eficiența concentratoarelor este mult redusă în perioadele înnorate, deoarece doar radiația solară directă este focalizată. Din acest motiv, astfel de sisteme ating cea mai mare eficiență în regiunile în care nivelul de insolație este deosebit de ridicat: în deșerturi, în jurul ecuatorului. Pentru a crește eficiența utilizării radiației solare, concentratoarele sunt echipate cu trackere speciale, sisteme de urmărire care asigură cea mai precisă orientare a concentratoarelor în direcția soarelui.

Deoarece costul concentratoarelor solare este ridicat și sistemele de urmărire necesită întreținere periodică, aplicarea lor este limitată în principal la sistemele industriale de generare a energiei.

Astfel de instalații pot fi utilizate în sisteme hibride în combinație cu, de exemplu, combustibilul cu hidrocarburi, apoi sistemul de stocare va reduce costul energiei electrice generate. Acest lucru va deveni posibil, deoarece generația va avea loc non-stop.

Concentratoare solare cu canale parabolice au până la 50 de metri lungime, arată ca o parabolă oglindă alungită. Un astfel de concentrator constă dintr-o serie de oglinzi concave, fiecare colectând razele solare paralele și le focalizează într-un anumit punct. De-a lungul unei astfel de parabole, o țeavă cu lichid de răcire este amplasată astfel încât toate razele reflectate de oglinzi să fie concentrate asupra ei. Pentru a reduce pierderile de căldură, conducta este înconjurată de un tub de sticlă, care este întins de-a lungul liniei focale a cilindrului.

Astfel de concentratoare sunt dispuse în rânduri în direcția nord-sud și sunt, desigur, echipate cu sisteme de urmărire solară. Radiația focalizată în linie încălzește lichidul de răcire la aproape 400 de grade, acesta trece prin schimbătoarele de căldură, generând abur, care rotește turbina generatorului.

Pentru dreptate, trebuie remarcat faptul că o fotocelulă poate fi amplasată și în locul conductei. Cu toate acestea, în ciuda faptului că, în cazul celulelor fotovoltaice, dimensiunea concentratoarelor poate fi mai mică, aceasta este plină de o scădere a eficienței și de problema supraîncălzirii, care necesită dezvoltarea unui sistem de răcire de calitate pentru a fi rezolvată.

În deșertul California în anii '80, 9 centrale electrice au fost construite pe concentratoare cu jgheab parabolice cu o capacitate totală de 354 MW. Apoi aceeași companie (Luz International) a construit și o stație hibridă SEGS I de 13,8 MW la Deggett, care includea cuptoare suplimentare pe gaz natural. În general, din 1990, compania construise centrale electrice hibride cu o capacitate totală de 80 MW.

Dezvoltarea generației solare la centralele electrice cu canale parabolice se realizează în Maroc, Mexic, Algeria și alte țări în curs de dezvoltare cu finanțare de la Banca Mondială.

Drept urmare, experții concluzionează că astăzi centralele electrice parabolic-cilindrice sunt inferioare atât din punct de vedere al rentabilității, cât și al eficienței centralelor solare de tip turn și antenă.


sunt oglinzi parabolice asemănătoare antenei parabolice care concentrează razele soarelui asupra unui receptor situat la focarul fiecărei astfel de antene. În același timp, temperatura purtătorului de căldură cu această tehnologie de încălzire ajunge la 1000 de grade. Lichidul de răcire lichid este imediat furnizat generatorului sau motorului, care este combinat cu receptorul. Aici, de exemplu, se folosesc motoare Stirling și Brayton, care pot crește semnificativ performanța unor astfel de sisteme, deoarece eficiența optică este mare, iar costurile inițiale sunt scăzute.

Recordul mondial de eficiență al unei centrale solare de tip plăci parabolice este o eficiență de 29%, realizată la conversia energiei termice în energie electrică, pe o centrală cu plăci combinată cu un motor Stirling la Rancho Mirage.

Datorită designului lor modular, sistemele solare de tip antenă sunt foarte promițătoare, facilitând atingerea nivelurilor de putere necesare atât pentru consumatorii hibrizi conectați la rețeaua publică de energie, cât și pentru cei autonomi. Un exemplu este proiectul STEP, format din 114 oglinzi parabolice cu un diametru de 7 metri, situate în statul Georgia.

Sistemul produce abur de presiune medie, joasă și înaltă. Aburul de joasă presiune este furnizat sistemului de aer condiționat al fabricii de tricotat, aburul de presiune medie este furnizat industriei de tricotat în sine, iar aburul de înaltă presiune este furnizat direct pentru a genera electricitate.

Desigur, concentratoarele solare în formă de antenă combinate cu un motor Stirling sunt de interes pentru proprietarii marilor companii energetice. Așa că Science Applications International Corporation, în colaborare cu un trio de companii energetice, dezvoltă un sistem care utilizează un motor Stirling și oglinzi parabolice care pot produce 25 kW de energie electrică.

În turnurile de energie solară cu un receptor central, radiația solară este concentrată pe receptor, care este situat în partea de sus a turnului.. În jurul turnului sunt plasate în număr mare reflectoare heliostatice. Heliostatele sunt echipate cu un sistem de urmărire solară biaxială, datorită căruia sunt întotdeauna rotite, astfel încât razele să fie concentrate fix pe radiatorul.

Receptorul absoarbe energie termică, care apoi rotește turbina generatorului.

Lichidul de răcire lichid care circulă în recipient transferă abur în acumulatorul de căldură. De obicei funcționează vapori de apă cu o temperatură de 550 de grade, aer și alte materii gazoase cu o temperatură de până la 1000 de grade, lichide organice cu un punct de fierbere scăzut - sub 100 de grade și metal lichid - până la 800 de grade.

În funcție de scopul stației, aburul poate roti o turbină pentru a genera electricitate sau poate fi utilizat direct într-un fel de producție. Temperatura din receptor variază de la 538 la 1482 de grade.

Uzina turn Solar One din sudul Californiei, una dintre primele centrale de acest gen, producea inițial energie electrică printr-un sistem apă-abur, furnizând 10 MW. Apoi a suferit o modernizare, iar receptorul îmbunătățit, funcționând acum pe săruri topite, iar sistemul de stocare a căldurii a devenit mult mai eficient.

Acest lucru a condus la faptul că turnurile de stocare termică au marcat o descoperire în tehnologia concentratoarelor solare: electricitatea într-o astfel de centrală poate fi produsă după cum este necesar, deoarece sistemul de stocare termică poate stoca căldură până la 13 ore.

Tehnologia sării topite face posibilă stocarea căldurii solare la o temperatură de 550 de grade, iar electricitatea poate fi acum produsă în orice moment al zilei și în orice vreme. Stația turn „Solar Two” cu o capacitate de 10 MW, a devenit prototipul centralelor industriale de acest tip. În viitor, construcția de stații industriale cu capacități de la 30 la 200 MW pentru marile întreprinderi industriale.

Perspectivele sunt colosale, dar dezvoltarea este îngreunată de nevoia de suprafețe mari și de costul considerabil al construirii stațiilor turn la scară industrială. De exemplu, pentru a găzdui o stație turn de 100 de megawați ai nevoie de 200 de hectare, în timp ce pentru o centrală nucleară capabilă să producă 1000 de megawați de energie electrică ai nevoie de doar 50 de hectare. Stațiile parabolice-cilindrice (de tip modular) pentru capacități mici, la rândul lor, sunt mai rentabile decât cele turn.

Astfel, concentratoarele turn și parabolice sunt potrivite pentru centralele electrice de la 30 MW până la 200 MW, care sunt conectate la rețea. Concentratoarele modulare poppet sunt potrivite pentru alimentarea autonomă a rețelelor care necesită doar câțiva megawați. Atât sistemele turn, cât și cele cu poppete sunt costisitoare de fabricat, dar oferă o eficiență foarte ridicată.

După cum puteți vedea, concentratoarele parabolice-cilindrice ocupă o poziție optimă ca cea mai promițătoare tehnologie de concentrare solară pentru următorii ani.

Interesul pentru energia alternativă este în continuă creștere. Există multe motive pentru aceasta și destul de obiective. Cea mai puternică și stabilă sursă de energie curată este soarele. Deși costul energiei solare reciclate este încă inferior celui produs la scară industrială, convertoarele acesteia în căldură sau electricitate - panouri solare - sunt achiziționate sau realizate de mulți cu propriile mâini. O casă cu panouri solare generatoare de energie electrică și generatoare de căldură - colectoare solare - pe acoperiș, în zilele noastre nu este neobișnuită în locurile cu o climă destul de aspră, vezi fig. Mai mult decât atât, nimic nu poate înlocui o asemenea demnitate a radiației Soarelui ca independența completă față de mediul creat de om și dezastrele naturale.

Poza pentru ilustrare a fost făcută „iarnă” nu fără motiv: modelele moderne de colectoare solare sunt capabile să furnizeze un lichid de răcire cu o temperatură de +85 de grade Celsius sistemului de încălzire într-o zi înnorată, cu un îngheț de -20 afară. La un preț, astfel de plante solare sunt destul de accesibile, dar necesită o bază de producție dezvoltată pentru fabricare. Dacă sarcina este de a furniza apă caldă într-o casă de țară sau într-o casă de țară în timpul sezonului cald, când încălzirea autonomă este oprită, atunci este foarte posibil să faceți un colector solar potrivit pentru aceasta cu propriile mâini. Și dacă aveți abilitățile unui maestru acasă de nivel mediu, o instalație care va ajuta cazanul de încălzire să economisească o cantitate considerabilă de combustibil iarna, iar proprietarii vor economisi bani pe ea. Sunt posibile și alte utilizări pentru colectoarele solare de casă; macar apa din piscina este incalzita. Prețurile modelelor de marcă de acest fel sunt în mod clar ridicole în comparație cu capacitățile lor și nu există nimic pe care nu s-ar putea face singur.

Cu sursa autonomă de energie solară, problema este mai complicată. Să recunoaștem: centralele solare de uz general, în toate privințele superioare centralelor termice tradiționale, hidrocentralelor și centralelor nucleare, nu există astăzi. Și, până când generarea de electricitate de la Soare este transferată în spațiu și spectrul său nu este folosit în întregime pentru aceasta, este greu posibil. În Eurasia, punctele nordice extreme, unde perioada de amortizare a marilor centrale solare este cel puțin puțin mai mică decât durata lor de viață, sunt insulele Mării Egee și Turkmenistan.

Cu toate acestea, o centrală solară achiziționată individuală poate fi profitabilă și la latitudini medii-înalte, sub rezerva unui studiu de fezabilitate amănunțit și a selecției unui model adecvat; nu ultimul rol îl joacă stabilitatea alimentării cu energie din zonă. Iar conceptul de baterie solară bricolaj poate avea o semnificație economică destul de certă și pozitivă pentru proprietar, dacă sunt îndeplinite niște condiții ușoare și gratuite pentru fabricarea și funcționarea acesteia, în următoarele cazuri:

Cum să achiziționați sau să realizați singuri aceste dispozitive utile, pentru ca ulterior să nu regretați banii irositi? Despre acest articol este vorba. Cu un mic adaos despre concentratoarele solare sau concentratoarele solare. Aceste dispozitive colectează radiația solară într-un fascicul dens înainte de a o transmite pentru conversie. În unele cazuri, este imposibil să se realizeze în alt mod indicatorii tehnici necesari ai instalației.

În general, materialul este organizat în 5 secțiuni cu subsecțiuni:

  1. Caracteristici esențiale ale utilizării energiei solare.
  2. Colectori solari (SC), achizitionati si de casa.
  3. Concentratoare solare.
  4. Panouri solare (SAT), în aceeași ordine.
  5. Instalarea și alinierea corectă a SC și SB.
  6. Concluzie în concluzie.

Cuvânt către Kulibin

Amatorii realizează baterii solare dintr-o varietate de materiale improvizate: diode semiconductoare, tranzistoare, redresoare cu seleniu și cuprox antediluvian demontate, plăci de cupru oxidate independent pe o sobă electrică etc. Maximul care poate fi alimentat de la acestea este un receptor sau player cu un consum. curent de până la 50-70 mA la volum mediu. Mai mult este fundamental imposibil; de ce - vezi sec. despre SB.

Cu toate acestea, ar fi complet stupid să dai vina pe iubitorii de experimente tehnice. Thomas Alva Edison a spus odată: „Toată lumea știe că acest lucru este imposibil de făcut. Există un ignorant care nu știe asta. El este cel care face invenția.” În orice caz, atingerea subtilităților tehnologiilor înalte și a adâncimii materiei (și SB este un exemplu vizibil al ambelor) oferă cunoștințe și capacitatea de a le aplica, i.e. mintea iute. Și sunt capital care nu se depreciază niciodată și al căror randament este mai mare decât orice titluri de valoare.

Cu toate acestea, chiar și cele mai generale fundamente teoretice ale tuturor materialelor ulterioare sunt de așa natură încât cel mai „puțin pe degete” nu rezultă în articole - în cărți. Prin urmare, ne vom limita în continuare la acele mostre pentru diverse ocazii care pot fi realizate independent acasă, fără a uita cu desăvârșire ce li s-a predat la școală (există, de altfel, destul de multe); acesta este primul. În al doilea rând, ne vom limita la dispozitive care oferă efectiv căldură sau curent, potrivite nevoilor casnice și casnice. Apoi, trebuie să luați câteva dintre declarațiile autorului despre credință sau să apelați la surse fundamentale.

La ce se poate aștepta?

Iată un exemplu de conversație telefonică cu un director de vânzări al unei companii care vinde SB-uri: „Și în ce condiții bateria dumneavoastră dezvoltă puterea declarată?” - "Pentru orice!" – „Și în Murmansk (dincolo de Cercul Arctic) și iarna?” - tăcere, închide.

Acum să ne uităm la harta de sus din Fig. de mai jos. Acolo - zonarea Federației Ruse pentru insolație special pentru nevoile de energie solară. Nu pentru fermieri, plantele de peste miliarde de ani de evoluție a vieții au învățat să folosească lumina soarelui mai economic. Să presupunem că trăim într-un loc în care fluxul de energie solară este de 4 kW/h la 1 km2. m pe zi. La latitudinile mijlocii, de la primăvară până la echinocțiul de toamnă și ținând cont de modificarea înălțimii stării Soarelui în timpul zilei și în funcție de anotimp, durata orelor de lumină va fi de aproximativ 14 ore. Mai exact, pentru un punct geografic anume, puteți calcula pe calculatoare online, sunt câteva.

Apoi fluxul de energie al Soarelui merge spre cercul 4/14 = 0,286 kW/mp. m sau 286 W/mp. m. Cu o eficiență a centralei solare de 25% (și acesta este un indicator bun), se vor putea elimina 71,5 W de putere, termică sau electrică, din pătrat. Dacă consumul de energie pe termen mediu-lung (vezi mai jos) are nevoie de 2 kW (acesta este un caz tipic), atunci este necesar panoul convertor cu o suprafață de 2000 / 71,5 = 27,97 sau 28 de metri pătrați. m; aceasta este 7x4 m. Eficiență 25% - este subestimată? Da, mai multe pot fi stoarse din panouri. O parte semnificativă a materialului următor este dedicată exact cum.

Notă: pentru referință - constanta solară, adică densitatea fluxului de energie a Soarelui în întregul spectru de radiații de la unde radio ultra-lungi până la radiații gamma super-dure, în spațiu pe orbita pământului este de 1365,7 W/mp. m. La ecuator la prânz în zilele echinocțiului (Soarele la zenit) - aproximativ 1 kW / mp. m. De multe ori comercianții nu știu acest lucru, dar ar trebui să țineți cont.

Ei bine, atunci cum rămâne cu promisiunile producătorilor? Panoul, de exemplu, are 1x1,5 m, iar pentru acesta i se declara o putere de 1 kW. Se pare că nu este împotriva fizicii și astronomiei, dar la latitudinile mijlocii sub blana atmosferei pare în mod clar nerealist. Au dreptate, nu mint. Puterea măsurată doar pe bancul lor de testare sub lămpi speciale. Dacă vor să fie sinceri cu mine până la sfârșit, lăsați-i să vină și să le strălucească pe panoul meu și ei iau electricitate pentru asta oriunde.

Harta de sub prima este necesară pentru a determina suplimentar categoria de preț sau alegerea designului instalației propuse. SB și, mai ales, SC, capabile să lucreze pe vreme înnorată, sunt mai complicate și mai scumpe decât cele care funcționează doar în lumină directă. Într-un an 365x24 = 8760 ore. Ținând cont de faptul că vara la latitudini mari durata orelor de lumină este mai lungă, SC sau SB pot fi plătite în Yakutsk sau Anadyr pe durata de funcționare estimată, dar nu și în regiunea Moscovei sau Ryazan. Acestea. de asemenea, rețineți că energia solară ca suport benefic pentru energia convențională este posibilă nu numai în Sahara sau în deșertul Mojave.

Subtotal

O concluzie importantă pentru totul rezultă din această secțiune: atunci când căutați un panou pentru achiziționare sau repetare, fiți interesat în primul rând de zona suprafeței care percepe (sau absoarbe) în mod eficient lumina și calculați numai totul din acesta. . Mai mult, s-ar putea dovedi că, conform ideilor de marketing și ale consumatorilor, panoul care pare a fi cel mai rău în acest caz particular va ieși mai profitabil decât cel „cool”.

colecționari

Principiul de funcționare

Munca oricărui SC se bazează pe efectul de seră. Esența sa este binecunoscută: să luăm o cameră deschisă pe o parte, cu o suprafață care absoarbe lumina. Îl închidem cu un capac care este transparent la lumina vizibilă (de preferință și ultraviolete, UV), dar reflectă bine radiația termică (infraroșu, IR). Aceste condiții sunt îndeplinite în mare măsură de sticla silicată și plexiglas; aproape complet - sticlă de cuarț și alte pahare minerale pe bază de cuarț topit.

Notă: În general, este greșit să numiți ochelarii minerali care transmit UV drept pahare minerale. sticla silicata este de asemenea minerala. Ar fi bine să păstrăm fosta denumire „sticlă de cuarț”, pentru că. cea mai mare parte a taxelor pentru topirea sticlei transparente UV este cuarțul zdrobit. Există și ochelari de turmalină, dar nu pentru viața de zi cu zi - pe ele se topesc cristale de pietre prețioase.

Lumina soarelui care intră în cameră va fi absorbită de cameră și camera se va încălzi. Pentru a evita pierderile de căldură, îl vom furniza cu izolație termică. Apoi energia termică se va transforma în IR, dar nu va putea ieși prin capac și nu se va putea disipa. Acum IR-ul nu are de ales decât să încălzească schimbătorul de căldură plasat în interior cu un purtător de căldură sau aerul suflat prin cameră. Dacă nu sunt acolo, temperatura din interior va crește până când diferența de temperatură dintre interior și exterior „împinge” căldura în exces prin izolația termică și se stabilește echilibrul termodinamic.

Ce este AChT

Pentru a înțelege mai bine, trebuie să știți cum funcționează modelul piramidal sau ac al unui corp negru (corp negru); întrucât nu avem nevoie de altele, în continuare, dacă vorbim despre modelul corpului negru, omitem peste tot modelul „ac piramidal”. În Runet și, în general, pe Internet, nu puteți găsi nimic despre asta, dar în practica de laborator și în tehnologie, acestea sunt folosite cu succes. Cum funcționează este clar din fig. pe dreapta. Și în acest caz, absorbția luminii în SC va fi cu atât mai bună, cu cât acoperirea sa sau însăși configurația suprafeței care absorb efectiv (EAS) este mai apropiată ca proprietăți de modelul de corp negru.

Notă: Un corp negru este un corp care absoarbe radiația electromagnetică de orice frecvență. Funingine de lemn, de ex. - nu corp negru, când este fotografiat printr-un filtru IR, arată gri deschis. Modelul de corp negru cu ac piramidal este capabil să absoarbă orice vibrații, nu numai electromagnetice. Deci, în acustică, piramidele din cauciuc spumă sunt lipite peste suprafețele interioare ale camerelor de sunet.

Achizitionat SC

Dacă vă decideți să cumpărați un colector solar, va trebui să faceți față unei furci de preț pe 1 mp. m de suprafață absorbantă în 2000-80 000 de ruble. Și rețineți că doar costul final este afișat în aparență, iar zona PPE, dacă este prescrisă, este cu litere mici. De asemenea, atunci când alegeți un model, trebuie neapărat să întrebați dacă acesta este echipat cu rezervor de stocare și elemente de conducte, vedeți mai multe despre ele mai jos. Să încercăm să ne dăm seama ce explică o astfel de discrepanță și dacă este întotdeauna justificată.

Notă: teoretic, durata de viață a SC este nelimitată. În practică, pentru modele mai mult sau mai puțin decente, cu funcționare corectă, este de cel puțin 15 ani. Prin urmare, cu o alegere rezonabilă cu rambursare, nu există probleme, atâta timp cât clima permite utilizarea acestora.

Tipuri și scop

În viața de zi cu zi, mai ales, se folosesc SC-uri de 3 tipuri de design, vezi fig. În stânga este un SC plat, în centru este unul cu vid, în dreapta este unul compact. Toate acestea pot fi efectuate atat fara presiune, pe circulatie termosifon, cat si sub presiune. Primele sunt de 1,5-5 ori mai ieftine decât analogii de presiune, deoarece în ele este mai ușor să se asigure rezistența și etanșeitatea. SC fără presiune încălzește lichidul de răcire relativ lent, prin urmare sunt proiectate mai mult pentru alimentarea cu apă caldă în sezonul cald. Legarea este simplă și ieftină; uneori combinat cu un panou într-un singur construct.

În vasele sub presiune, lichidul de răcire este fie pompat de o pompă de circulație (care le face volatile), fie apă de la robinet este furnizată schimbătorului de căldură. Acest lucru, desigur, necesită un design mai puternic și mai fiabil, plus un ham volatil complex și un controler care îl controlează. Pretul creste in consecinta. Dar numai SC-urile sub presiune sunt potrivite pentru sezonul rece, deoarece. se încălzește rapid. Majoritatea modelelor sunt pentru toate anotimpurile; vândute în Federația Rusă, ținând cont de condițiile climatice, sunt cel mai adesea concepute pentru a funcționa împreună cu un cazan de încălzire, de exemplu. sunt dispozitive de asistență.

Presiunea SK are loc încălzirea directă și indirectă. În primul caz, SC este conectat direct la circuitul CO (sistem de încălzire). În al doilea, primul, care primește energie solară, circuitul SC este umplut cu antigel, iar lichidul de răcire secundar este încălzit în schimbătorul de căldură al celui de-al doilea circuit.

Acestea din urmă, desigur, sunt mai scumpe, pentru că. capabil să lucreze pe vreme rece, în orice climă. Primele sunt folosite în principal pentru încălzire primăvara și toamna. Cu toate acestea, SC-urile cu presiune încălzită direct (cele cu un singur circuit) sunt cele mai probabile să fie benefice pentru CO individual: în afara sezonului, la putere foarte scăzută, eficiența unui cazan cu combustibil solid scade semnificativ. Dar tocmai în acest moment, puterea termică a SC pentru casă este suficientă, în timp ce cele cu un singur circuit sunt relativ ieftine. Este necesar doar să se prevadă supapele de închidere și distribuție corespunzătoare în CO și toamna, înainte de vremea rece reală, opriți SC și goliți-l.

apartament

Schema unui SC plat este prezentată în fig. pe dreapta; principiul de funcționare este pe deplin în concordanță cu cel descris mai sus. Astfel, de regulă, sunt eficiente doar în sezonul cald. Eficiența, în funcție de design, se află în intervalul 8-60% Apa este distribuită cu o temperatură de până la 45-50 de grade. Pompele de presiune sunt produse extrem de rar, complexitatea designului le face in acelasi timp necompetitive cu cele de vid. Garniturile schimbătorului de căldură sunt proiectate pentru a fi umplute numai cu apă, ca vara nu este nevoie de antigel. Prețul (subliniem - pentru 1 mp de EPP; trebuie să vă recalculați de fiecare dată conform datelor din specificații) este influențat în principal de următorii factori:

  • Acoperire (izolație transparentă) din sticlă.
  • Tipul de sticlă în sine.
  • Designul și calitatea panoului absorbant.

Învelișul de sticlă joacă, în primul rând, rolul unei pelicule antireflex în dispozitivele optice: reduce refracția luminii la interfața dintre medii și pierderea de lumină datorată reflexiei laterale. În SC-urile de vară corect stabilite (vezi la final, înainte de încheiere), aceste pierderi sunt mici sau, în regiunile sudice, nu sunt deloc sesizabile. În plus, învelișul este zdrobit de praful purtat de vânt și cel mai adesea nu este acoperit de garanție. Prin urmare, acoperirea este primul lucru pe care poți economisi. Dacă există o diferență notabilă de preț datorită acoperirii pentru modele similare din punct de vedere al datelor tehnice, luați-o „gold”, cel mai probabil nu veți fi dezamăgiți.

Sticla în sine este cel mai important element și trebuie să navigați atunci când alegeți, în primul rând, după el:

  1. Mineral - trece UV, ceea ce sporește foarte mult efectul de seră.
  2. Texturat (structurat) - are un microrelief special la suprafață, care asigură o eficiență aproape egală în lumina directă și difuză, adică. pe vreme senină și înnorată.
  3. Structurat mineral - combină ambele calități și, în plus, practic nu oferă reflexie laterală într-o gamă destul de largă de unghiuri de incidență fără iluminare.
  4. Silicat cu aditivi - structurat sau nu, nu transmite UV, nu reflectă bine IR și oferă o reflexie laterală semnificativă fără iluminare. Nu trebuie să contați pe o eficiență mai mare de 20% cu el.
  5. Organic - cu orice îmbunătățiri în 5-7 ani, maximul va deveni tulbure din cauza prafului, dar unele dintre tipurile sale sunt capabile să ofere valori maxime de eficiență.

Pornind de la aceasta, pentru SC de utilizare permanentă, alegerea trebuie făcută în favoarea sticlei minerale structurate. Vă permite să vă descurcați cu o suprafață mai mică a SC și adesea câștigați în cele din urmă din costul întregii instalări. La cabana de weekend, viteza de încălzire a apei și costul inițial al colectorului sunt de asemenea importante, așa că SC cu plexiglas este mai potrivit acolo. Instalarea, pe lângă faptul că este ieftină, va fi mai compactă și mai ușoară; pentru zilele lucrătoare și pentru iarnă poate fi acoperit cu husă sau chiar dus în casă, așa că rezistența la uzură în acest caz nu este un factor determinant.

Sub sticlă bună, eficiența SC depinde puțin de designul panoului absorbant (absorbant). Nu asta - acoperirea absorbantă (înnegrirea) a EPP-ului. Proprietățile diferitelor acoperiri de absorbție solară sunt prezentate în Fig. pe dreapta. Regularitate - ca întotdeauna, cu cât mai eficient, cu atât mai scump. Din nou aici este necesar să se calculeze diferite modele, ajungând la un cost minim de 1 mp. m panou. Și, în general, cu orice calcule ale SC, trebuie să vă amintiți cum să economisiți - cele mai mari economii sunt obținute prin reducerea suprafeței necesare a panoului (panourilor). În același timp, sunt verificați și vânzătorii: dacă, să zicem, caietul de sarcini declară vopsirea selectivă și promite o eficiență de 75% - trimiteți-i la bancul de testare sub lămpi, e cald ca naiba. Este clar, până la urmă, că eficiența întregii instalații nu poate fi mai mare decât cea a părților sale.

Despre rezervor

Rezervorul de stocare pentru SC este necesar nu numai de dragul confortului. Harta de mai sus arată valorile medii anuale ale insolației. Pentru o instalație de vară, la calcul, acestea pot fi mărite de aproximativ 1,7 ori, iar pentru o sezonieră primăvară-vară-toamnă - cu 25%. Dar aceasta va fi doar o valoare medie, acum pentru sezon. Și în funcție de vreme, valoarea insolației poate „sări” de la o zi la alta de 1,5-3 ori, în funcție de clima locală. Apa incalzita acumulata in rezervor, cu conditia sa fie bine izolata termic, va primi caldura in exces intr-o zi senina si calduroasa si o va elibera intr-una tulbure. Ca urmare, eficiența reală a instalației crește cu un sfert până la o treime. Și, în cele din urmă, după ce a evocat cu competență datele locale, în zona de mijloc a Federației Ruse este adesea posibil să se reducă suprafața necesară a PPE la jumătate sau mai mult față de un anumit calcul estimat prezentat mai sus. În consecință - și costul instalării.

SC-urile cu vid descrise mai jos sunt inoperabile fără un rezervor de acumulator de căldură. În ele, este fie inclusă în construcția finită, fie inclusă în livrare. Dar cu SC-uri plate, situația este exact inversă și seamănă cu starea de lucruri cu echipamentul fotografic în timpul agoniei fotografiei pe film „umede”. Apoi, de exemplu, pentru o oglindă excelentă „Minolta” cu un obiectiv zoom, au cerut până la 190 de dolari. Iar cel mai prost aparat de mărit foto a costat aproximativ 600 de dolari. Adică ai luat unul, nu te poți lipsi de celălalt, așa că întoarce-ți buzunarele pe dos.

În ceea ce privește SK-urile plate, prețurile pentru rezervoarele de marcă opționale sau recomandate pentru acestea par prea mari, doar urâte. Prin urmare, dacă știți să mânuiți, este mai bine să faceți singur rezervorul, rezistând doar volumului acestuia prescris în specificațiile pentru panou. Și nu credeți amenințările comercianților - un rezervor de casă nu poate fi făcut mai rău decât o „companie”. Cum - mai multe despre asta mai târziu, în secțiunea despre produse de casă.

vid

SC-urile cu vid sunt capabile să încălzească lichidul de răcire la 80-85 de grade, iar eficiența lor ajunge la 74%, iar doar cele mai ieftine sunt sub 50%. Acest lucru este determinat parțial de proiectarea panoului absorbant de rânduri de țevi; golurile dintre ele acționează ca un model de corp negru, doar de-a lungul unei coordonate. Dar rolul principal pentru asigurarea unei eficiențe ridicate aici este jucat de faptul că schimbătorul de căldură este amplasat într-un balon de vid sau un sistem de astfel de baloane. Ideea aici nu este în izolarea termică (vidul nu o dă deloc pentru radiații), ci în absența convecției aerului în cameră. Acest lucru vă permite să distribuiți temperatura pe suprafața schimbătorului de căldură într-un mod optim. Într-o cameră plină cu gaz, curenții de convecție o nivelează.

Pe fig. este prezentat dispozitivul celor mai comune 2 tipuri de vacuum SC. În stânga - 1-circuit de vară sau sezonier. Aproximativ așa cum se arată mai sus în Fig. cu tipuri de SK rusă „Dachnitsa”. Acestea sunt umplute cu apă, temperatura de ieșire este sub 60 de grade. Aici rolul vidului este deosebit de clar vizibil: dacă aerul curge în balon, convecția acestuia va egaliza temperatura tubului interior și nu va exista „termosifon” în el.

Carcasa balonului este realizată din pahare de diferite tipuri, vezi mai sus. Tubul interior este un receptor de energie (PE) și un schimbător de căldură. O mulțime de controverse, până la insulte reciproce și calomnie pe forumuri, dă naștere la întrebarea: ce este mai bine să înnegrim - tubul interior din exterior sau suprafața interioară a carcasei? Din punct de vedere al celei mai înalte eficiențe - PE. În acest caz, pierderile IC sunt minime, deoarece carcasa este realizată din sticlă IR foarte reflectorizantă. Asa sunt dispuse aparatele de masurare a insolatiei - actinometre, doar acolo in loc de tuburi sfera.

Prin urmare, este mai bine să luați un vid fără presiune SC ieftin pentru locurile cu insolație scăzută și strălucire cu înnegrire PE, cu toate acestea, în regiunile sudice cu o insolație medie anuală de peste 4 kWh / zi cu o valoare a strălucirii mai mare de 2000 de ore/an, poate fierbe în plină vară, iar aceasta înseamnă aproape întotdeauna depresurizare și defecțiune completă. Aici, un sistem cu înnegrirea carcasei din interior va fi mai fiabil.

De asemenea, cu înnegrirea carcasei din interior, se efectuează SC-uri de presiune (inserat în stânga sus în figură). În acest caz, cu prețul unor scurgeri de IC prin carcasă, concentrația sa ridicată de-a lungul axei se realizează balonul, ceea ce este necesar pentru încălzirea bună și rapidă a unui debit puternic de apă. În plus, în cele mai eficiente SC-uri cu 1 circuit de presiune, conducta centrală (de alimentare) este și ea înnegrită, dar încălzește în principal fluxul ascendent din jurul său.

În dreapta în fig. - SC cu 2 circuite cu conductă termică și balon dublu din sticlă de diferite calități. Tocmai aceștia alimentează CO pe tot parcursul anului cu un lichid de răcire cu o temperatură de 90 de grade: concentrația IR pe conducta termică asigură evaporarea lichidului de răcire din primul circuit. Care, apropo, nu este apă deloc. Prin urmare, SC cu 2 circuite nu sunt supuse auto-repararii. Eficiența costă bani, și în acest caz foarte mult. Prin urmare, aprofundând în listele de prețuri, acordăm o atenție deosebită:

  • Furnizorul calculează instalația din măsurători la fața locului.
  • Dacă hamul este inclus în pachet (vezi mai jos).
  • Specialiștii firmei conectează unitatea la CO existent.
  • Sunt garantați parametrii declarați în acest caz?
  • Cât durează garanția.
  • Dacă și cât de mult se asigură întreținerea programată și extraordinară.

Conexiune și legare

Recipientele sub presiune pe tot parcursul anului sunt umplute cu antigel pentru a preveni înghețul și ruperea în timpul iernii. O diagramă simplificată a conexiunii lor este prezentată în stânga în figură: regulatorul, în funcție de raportul temperaturilor la alimentare, retur și în rezervor, „desfășoară” pompa de circulație după cum este necesar.

Sistemele de încălzire solară sub presiune sunt echipate cu un rezervor acumulator cu izolație termică. În Federația Rusă, mai ales, se vând sisteme care sunt concepute pentru a fi conectate la un CO existent cu un cazan. Boilerul pentru sistemul de încălzire solară trebuie să aibă un design corespunzător, în centru în fig. Pe lângă o bobină suplimentară pentru conectarea cazanului (în rezervorul de sus), cea inferioară, alimentată de SC, este împărțită în 2 părți; cea de sus este cam de două ori mai mare decât cea de jos și se vântează într-un con, dedesubt în rezervor. Spirala inferioară excită fluxul convectiv de apă, iar cea superioară transferă căldură în ea.

O astfel de soluție este necesară pentru ca temperatura de retur a cazanului să nu scadă sub 45 de grade, altfel poate cădea în ea condens acid, ceea ce dezactivează rapid cazanul. Când Soarele nu strălucește și SC nu poate ajuta în niciun fel cazanul, în spirala conică se formează un dop de apă, care nu permite „pernei” reci să se ridice până la serpentina cazanului.

Pe lângă un rezervor special, când porniți SC într-un CO de acasă, aveți nevoie și de o conductă pentru acesta, în dreapta în Fig. Conducta veche a cazanului (neprezentată condiționat în figură) este complet conservată! Cazanul „simte” munca SC doar ca o încălzire a vremii! De fapt, procedura de conectare a sistemului solar la CO este simplă: alimentarea și returul CO sunt deconectate de la boiler și conectate la rezervorul SC. Și conductele corespunzătoare ale cazanului sunt conectate la fitingurile schimbătorului de căldură superior al rezervorului SC.

Despre SC modulare

Sistemele descrise mai sus sunt constructe integrale. Dar sunt la vânzare și SC-uri modulare, recrutate din panouri până la obținerea parametrilor doriti, de exemplu, Helioplastul rusesc, vezi fig. pe dreapta. Prin conectarea panourilor în paralel sau în serie, puteți obține fie un debit mai mare de lichid de răcire, fie o temperatură mai ridicată. Costul SC modulare este considerabil, de exemplu. 1 panou Helioplast costă aproximativ 300 USD. Cu toate acestea, prin comutarea conductelor cu supape cu trei căi, este posibil să se transfere întregul sistem din modul „primăvară-toamnă” în modul „vară” și invers. Sau, de exemplu, „duș / bucătărie - piscină”.

Notă: SC modulare, ca și cele mai scumpe, sunt proiectate pentru funcționare la orice temperatură pozitivă sau - de la + (10-15) și pe vreme înnorată.

Compact

Rămâne de menționat SC compacte. Ele sunt utilizate, de regulă, pentru încălzirea apei în piscine, astfel încât structurile mari create de om să nu strice peisajul. Prețurile raportate la parametrii tehnici sunt scandaloase; Mercedes-Benz cu „pentru un asterisc”, aici, după cum se spune, se odihnește. Designul este simplu și destul de repetabil cu propriile mâini, vezi secțiunea despre concentratoarele de lumină.

SC de casă

Pentru auto-producție, mai ales, sunt disponibile SC-uri de vară plate, țară-țară, pentru alimentarea cu apă caldă. Sistemele de încălzire sezoniere se dovedesc a fi atât de complicate și consumatoare de timp încât este mai ușor și mai profitabil să cumpărați un panou gata făcut. Dar în ceea ce privește produsele de casă din materiale improvizate, meșterii creează uneori mostre inferioare celor mai bune industriale, cu excepția aspectului, dar costă literalmente un ban. Să mergem în ordine.

cutie, sticla, izolatie

Corpul unui SC plat de casă este cel mai bine realizat din lemn, placaj, OSB etc. Durabilitatea și durabilitatea îi vor fi date prin impregnare dublă cu o emulsie apă-polimer înainte de vopsire. Este indicat să luați grosimea fundului de la 20 mm (de preferință de la 40), astfel încât să nu se formeze fisuri în urma deformărilor termice. O placă (120-150)x20 va merge pe pereții laterali. Nu este de dorit să facem un caz mai jos, pentru că Scurgerile IR prin sticlă vor crește. În exterior, sunt pictate după cum doriți, dar în interior - ca un substrat de „plăcintă”, vezi mai jos. Dimensiunile din plan sunt calculate pe baza cantității de insolație și a puterii necesare.

Sticla este mai bine să luați mai ieftin și mai ușor, organic. Policarbonatul monolit de 4 mm grosime este potrivit: transmisia sa de lumină este acceptabilă, 0,92, prețul este mic, iar un indice de refracție relativ mic va oferi o reflexie laterală mică. Transmiterea slabă a UV este parțial compensată de conductivitate termică scăzută. În ceea ce privește rezistența la uzură a suprafeței, policarbonatul este unul dintre cei mai buni pahare organice; este suficient pentru produsele ieftine de casă.

Izolați corpul cu spumă; pentru vara SC sunt suficiente 20-30 mm. Sunt izolate în 2 straturi de grosime egală cu benzi de folie de aluminiu, dar mai multe despre asta mai jos. Pentru a izola cutia de rezistență de dragul acesteia este necesar din interior. Dacă ați citit articole despre izolarea clădirilor, rețineți: cu diferența de temperatură pe care o oferă un SC plat și la o temperatură exterioară suficient de mare, nu este necesar să vorbim despre rătăcirea punctului de rouă.

Un plus indispensabil pentru izolație este etanșarea tuturor îmbinărilor și locurilor cablajului conductei cu silicon. Prin cea mai mică crăpătură cu un curent de aer, atât de multă căldură va „fluiera” încât, dacă există vreun sens din partea SC, este doar „pentru aparență”. În primul rând, corpul este sigilat (înainte de vopsire); după instalarea schimbătorului de căldură - tuburi, iar sticla este așezată pe un „cârnat” de etanșant aplicat pe un sfert selectat de-a lungul părții superioare a laturilor. În plus, acestea sunt fixate deasupra cu un cadru, suporturi etc.

Plăcintă

„Plăcinta” (vezi figura din dreapta) în acest caz este un substrat care absoarbe radiația IR bine și rapid, până când cuantele IR au timp să „scape”, degajă căldură schimbătorului de căldură. Baza „plăcintei” este o farfurie de aluminiu. Cuprul este mai puțin potrivit datorită capacității sale mari de căldură. Paravanele suplimentare din folie aduc înapoi majoritatea „fugitivi”; lemnul și spuma IR nu sunt materiale complet opace.

Al doilea punct culminant al „plăcintei” este pictura. Ele vopsesc împreună cu schimbătorul de căldură deja instalat pe cleme. Este necesar să pictați cu vopsea neagră cu ulei (uscare lentă) pe pigmentul „Gaz de funingine”; poate fi achiziționat de la magazinele de artă. Vopselele pe bază de pigmenți sintetici în raze IR nu vor fi deloc negre.

După vopsire, trebuie să așteptați până când vopseaua se usucă până la o atingere uscată, de exemplu. pe el, după o apăsare ușoară cu un deget, amprenta sa ar trebui să rămână, iar degetul în sine nu ar trebui să se murdărească. Apoi, stratul colorat este perforat cu un tampon de spumă sau cu o perie foarte moale. Acesta din urmă este mai bun, dar necesită o anumită abilitate pentru a nu străpunge învelișul încă moale. Drept urmare, obțineți un film care amintește destul de mult de modelul cu corp negru în ceea ce privește proprietățile.

Notă: o opțiune foarte bună este o baterie veche de încălzire ștanțată cu pereți subțiri. Atunci nu trebuie să cauți aluminiu. Numai că este necesar să pictezi, așa cum este descris mai sus, și să nu-l lași așa cum a fost, vezi fig.

schimbător de căldură

Cel mai simplu și mai eficient schimbător de căldură este unul spiralat format dintr-un furtun de propilenă cu pereți subțiri, vezi fig. pe dreapta. El în sine este deja similar cu modelul cu corp negru. Cel de cupru va fi chiar mai bun, dar mult mai scump. Cu toate acestea, un schimbător de căldură în spirală plat are o proprietate neplăcută: în orice poziție, cu excepția uneia strict orizontale, aerisirea este inevitabil în timp: atunci când este încălzit, aerul dizolvat în el este eliberat din apă și există mai mult decât suficiente arcuri ascendente. unde se poate acumula. Cu toate acestea, un schimbător de căldură cu serpentin plat poate fi folosit într-un SC de casă pentru o piscină cu un concentrator compact, vezi mai jos.

Cel mai bun schimbător de căldură este un tub de cupru în zig-zag cu un spațiu de 10-12 mm în diametru. De ce exact așa? Deoarece pentru cea mai rapidă încălzire a apei în rezervor, puterea termică a camerei SC trebuie să fie puțin mai mare decât cea pe care schimbătorul de căldură cu apă este capabil să o accepte chiar și la o anumită diferență de temperatură; pentru SK self-made - 15-25 de grade. În caz contrar, temperatura apei de ieșire va fi prea scăzută la început și va trebui să facă multe rotații în sistem până când rezervorul este încălzit.

Al doilea parametru care a determinat alegerea tubului este rezistența la curgerea apei. Odată cu o creștere a lumenului țevii de la 5 la 10 mm, aceasta scade rapid și apoi mai încet. Al treilea factor este raza minimă admisă a îndoirii sale, 5 diametre pentru un tub cu pereți subțiri fără acoperire (pentru aparatele de aer condiționat split). Apoi, lățimea buclelor în zig-zag este de 100 mm, ceea ce este doar optim în ceea ce privește transferul de căldură. Și puteți folosi un îndoit manual obișnuit de țevi.

Notă: aceste rapoarte sunt valabile pentru „plăcinta” descrisă pe un substrat de aluminiu. În ceea ce privește radiatoarele de încălzire ștampilate, totul a fost calculat acolo înaintea noastră. Ceea ce degajă bine căldură, o absoarbe bine. Aceasta este una dintre axiomele termodinamicii.

Fără a cunoaște aceste circumstanțe, puteți face greșeli tipice, vezi fig. În stânga - o țeavă groasă cu bucle largi nu va accepta imediat toată căldura generată de cutie. Eficiență slabă, încălzire lentă. În centru, dimpotrivă, capacitatea camerei pentru acest schimbător de căldură este insuficientă. Eficiența poate fi acceptabilă, dar rezervorul se va încălzi încă mult timp. În plus, este o muncă de coșmar de asamblare, identificare și reparare a scurgerilor („Scurgeri de toate îmbinările etanșe” – una dintre legile lui Murphy). În dreapta, totul pare să fie OK, inclusiv capacul schimbătorului de căldură (radiatorul unui frigider vechi). Dar lumenul tubului este de 3-4 mm, acest lucru nu este suficient. IR-ul care nu a „împins” în apă nu are încotro, decât în ​​zadar afară, iar rezistența crescută la curgerea fluidului (apa nu este freon) garantează eficiență scăzută și încălzire lentă.

Notă: Eficiența SC descrisă mai sus cu o execuție atentă depășește 20%, ceea ce este comparabil cu modelele industriale de acest tip.

Tank din nou

Este timpul să aruncăm o privire atentă asupra rezervorului bateriei: fără el, va fi puțin sens de la SC. Să începem cu calculul volumului - trebuie să luăm de la Soare tot ceea ce permite SC și să economisim mai mult; acest lucru este important mai ales dacă încălzirea este activată și de la panou. Micul rezervor se va încălzi în curând și apoi SC va „alimenta” fără niciun rezultat, pentru că. nu poate fi încălzit la infinit. Într-un rezervor prea mare, apa într-o zi nu va avea timp să se încălzească la temperatura pe care SC este capabil să o furnizeze și, din nou, nu folosim întregul potențial termic al acestei zone. De ce luăm - pentru a doua zi? Pentru că ne bazăm pe utilizarea sezonieră cu încălzire, iar încălzirea pe timp de noapte poate fi deja necesară. Vara, la țară - să se spele, fără să aștepte seara; preferabil mai multe persoane.

Lăsați locurile noastre să nu fie complet sumbre și obținem 4 kWh/zi. Apoi, vezi mai sus, soarele pe 1 pătrat. m revarsă o putere de 286 de wați. Luăm dimensiunile EPP 1x1,5 m (acesta este, de exemplu, faceți unul mare - nu va fi mai rău), adică. Suprafata EPP - 1,5 mp. m; Vom considera că eficiența SC este de 20%. Obținem: 286 W x 1,5 x 0,2 = 85,6 W, aceasta este puterea termică a panoului nostru. 1 W = 1 J * s, adică în fiecare secundă, SC furnizează 85,6 J în conductă (alimentare).Și pentru 12 ore lumină - 85,6 x 12 x 3600 = 3.697.720 J sau 3.697,72 kJ.

Cât de multă apă o poate lua? Depinde de diferenta de temperatura. Să o luăm pe cea inițială la 12 grade (alimentare cu apă mică primăvara/toamna sau o fântână); finala - 45 de grade, i.e. incalzirea va fi de 33 de grade. Capacitatea termică a apei este de 1 kcal/l sau 4,1868 kJ/l (1 cal - 4,1868 J). Când este încălzit la 33 de grade, 1 litru de apă va dura 4,1868 x 33 = 138,1644 kJ. Capacitatea va avea nevoie doar de puțin mai mult de 26 de litri. Vara, cu o poziție ridicată a Soarelui și ore lungi de lumină - sub 50 de litri. Sau, numărând câteva zile senine la rând și o bună izolare termică a rezervorului - până la 200 de litri. Ceea ce, în general, s-a întâmplat spontan: amatorii nu fac rezervoare mai mari decât dintr-un butoi.

Stai, dar oamenii se spală sub un duș solar? Încălzirea este încă la el, e clar că aici sunt necesare cel puțin 4 panouri. Și nu ar strica să ținem cont de pierderile de căldură, cel puțin 20% din acumularea peste noapte. Așa este, asta este tehnica de a ocoli limitările unei teorii încăpățânate. Apropo: „Nu există nimic mai practic decât o teorie bună” - acesta este încă același mare practicant Edison. Doar calculele și calculele tehnice se dovedesc a fi mult mai greoaie, așa că dăm un rezultat simplu - diagrame ale rezervoarelor alimentate cu apă și cu umplere manuală, vezi fig.

Ideea este ca vara se poate spala deja dupa 1,5-2 ore de la pornirea SC. Adică, selectăm stratul superior de apă încălzit; în cazul umplerii manuale - cu o admisie dintr-un furtun flexibil pe un flotor. Lungimea legăturii flexibile trebuie luată moderată: dacă este prea scurtă într-un rezervor plin, furtunul va sta vertical, iar dacă este prea lung, dacă nivelul apei este scăzut, se va așeza pe peretele rezervorului.

Amplasarea duzelor este concepută astfel încât în ​​orice utilizare, fluxurile calde și reci se amestecă cât mai puțin posibil, adică. Stratificăm în mod deliberat apa în funcție de temperatură. Cel mai bun vas pentru un rezervor este un butoi așezat pe o parte. Apoi nămolul (nămolul) va ocupa o mică parte din capacitatea sa. Izolatie - spuma de la 50 mm. Și trebuie să furnizați încă 1 conductă de scurgere cu o supapă de închidere în punctul cel mai de jos al întregului sistem, la intrarea returului în SC. De asemenea, nu uitați - conducta de retur selectiv trebuie ridicată deasupra fundului, altfel nămolul va înfunda în curând SC și este dificil de curățat. Țevi - instalații sanitare obișnuite, de la 1/2 la 3/4 inci. Legatura flexibila - furtun PVC armat pentru irigare; plutitorul său este spumă.

Notă: cota debitului de retur deasupra fundului este luată pe baza durității obișnuite a apei potabile în Federația Rusă până la 12 germană. grade. Conform standardelor sanitare, valoarea sa limită este 29 germană. grade. Apoi, cota de retur trebuie luată la 80-100 mm, iar conducta de alimentare fierbinte trebuie ridicată deasupra acesteia cu același 20-30 mm.

Despre Air Solar SC

Uneori este necesar să se încălzească de la Soare nu apă, ci aer. Nu este necesar pentru încălzire; de exemplu, pentru uscarea culturilor sau recoltare. Datorită capacității scăzute de căldură a aerului, designul unui SC de aer ar trebui să aibă o serie de caracteristici. Puteți afla mai multe despre ele și, în același timp, despre utilizarea SC pentru încălzirea aerului (acest lucru este foarte important pentru căsuțele sezoniere), puteți afla din videoclip:

Video: încălzire aer-solară de casă

Neobișnuit de casă

Maestrul amator nu ar fi el dacă nu s-ar strădui să facă totul în felul lui din gunoiul improvizat. Și, trebuie să spun, rezultatele sunt uimitoare. Este imposibil să revizuim toate SC-urile originale de casă într-o singură publicație, să luăm 3 exemple, ca să spunem așa, de alt semn.

Pe fig. - aer, adică mai usor decat apa, SC din cutiile de bere. Să nu chicotim în pumn și să nu fim indignați: „Da, nu voi bea atât de mult!” Sa vedem tehnic. Ideea în sine este destul de sensibilă: golurile dintre rândurile de cutii aduc capacitatea panoului de a absorbi lumina mai aproape de modelul cu corp negru. Dar! Materiale - aluminiu, lemn, etanșant siliconic. Coeficienții lor de dilatare termică (TEC) sunt semnificativ diferiți. Îmbinări - mai mult de 200. Un calcul elementar, ținând cont de legea numerelor mari, arată că, dacă până la sfârșitul primului sezon de funcționare panoul nu se scurge prea mult, acesta este un miracol.

Dar colectorul solar din sticle de plastic din fig. mai jos nu pare atât de elegant, dar este destul de funcțional. În esență, acesta este un lanț de concentratoare liniare de lumină, vezi mai jos. Recipientele sunt asamblate în „crnați”, ca în construcția de sere, sere, foișoare etc. construcții ușoare din sticle, dar sunt înșirate nu pe o tijă rigidă, ci pe un furtun transparent din PVC. Partea din spate a „crnaților” se lipește peste cu folie de aluminiu, cel puțin cu un manșon de copt. În acest caz, se folosește faptul că apa în sine absoarbe IR destul de bine. Eficiența instalării este scăzută, dar costul - judecă singur. Iar pentru Soare taxa încă nu este luată.

Un alt interesant făcut în casă din sticle este Ildarul uzbec, vezi fig. de mai jos. Principiul de funcționare este același; în zona noastră este foarte de dorit să folii suprafața inferioară a sticlelor. La montarea pe versantul sudic al acoperișului, nu sunt necesare cadre, suporturi, pereți de acoperiș și întărirea barei transversale (cadru de rulment) a acoperișului. Există multe îmbinări, dar materiale similare în TKR sunt îmbinate, deci fiabilitatea este suficientă. Cel mai puternic va fi articulația din poz. B, când sticlele sunt puse una pe alta. Se repetă puțin „Ildar”, dar degeaba. Aparent, este jenant că debitul de apă se arată a fi inversul termosifonului. Dar presiunea termosifonului este mult mai slabă decât cea gravitațională din rezervor, așa că Ildarul este destul de eficient.

Colector solar din sticle Ildar

Notă: în SK-uri îmbuteliate, lungimea unui „cârnat” ar trebui luată la latitudini medii de aproximativ 3 m, iar în paralel, pentru a conecta mai multe dintre ele, câte sticle sunt sau cât spațiu permite.

Concentratoare de lumină

Un concentrator de lumină este un sistem de oglinzi sau lentile care colectează lumina dintr-o zonă iluminată și o redirecționează către o anumită locație. Concentratoarele de lumină nu fac întreaga instalație solară mai compactă, așa cum se spune uneori. Un plus, sau mai degrabă un minus, este că coeficientul de transmisie a luminii al sistemului de colectare ajunge rareori la 0,8; cel mai adesea - 0,6-0,7, iar pentru produsele de casă - aproximativ 0,5. Un concentrator solar, sau un concentrator solar, vă permite să rezolvați următoarele sarcini:

  1. Simplificați designul receptorului de radiații, faceți cea mai complexă parte a sistemului solar mai compactă și reduceți numărul de îmbinări care necesită etanșare în acesta.
  2. Creșteți iluminarea receptorului de radiații și, prin urmare, îmbunătățiți absorbția luminii.
  3. Creșteți temperatura lichidului de răcire, ceea ce face posibilă o utilizare mai bună a energiei acumulate.
  4. Simplificați procedura de orientare a receptorului de radiații către Soare; în unele cazuri, este posibilă o singură ajustare de-a lungul meridianului și elevației.

pp. 1 și 3 permit în instalațiile industriale să se obțină o eficiență generală mai mare a sistemului. Este dificil să faci astfel de instalații acasă, deoarece. este necesar un sistem de orientare precisă continuă către Soare. Dar pp. 2 și 4 pot ajuta meșterul de acasă.

Notă: orice concentrator solar colectează doar raze directe. Dacă vă așteptați să vă folosiți instalația pe vreme înnorată, nu puteți face față concentratoarelor de lumină.

Principalele scheme ale concentratoarelor solare sunt prezentate în fig. acolo peste tot 1 este un sistem de colectare, 2 este un receptor de lumină. Există și hub-uri compacte, de unul dintre ele ne vom ocupa mai jos. Între timp, schemele c) și e) necesită urmărirea continuă a Soarelui; schema c), în plus - fabricarea unei oglinzi parabolice. Puteți monta o antenă satelit, dar probabil știți prețurile pentru ele. Și trebuie să creați electronice care să controleze o unitate electromecanică de precizie cu 2 coordonate. Schema de lentile Fresnel d) este uneori folosită pentru a îmbunătăți eficiența celulelor solare mici, dar acestea se degradează mult mai repede, vezi mai jos.

Ne vom ocupa de concentratoare liniare, pp. a) și b), ca fiind cele mai potrivite pentru instalațiile solare autofabricate. Schema sub forma unei oglinzi semicilindrice a) a fost în general luată în considerare mai devreme, împreună cu sticlele. Se poate adăuga doar că poate fi orientat (vezi mai jos) atât de-a lungul meridianului, cât și perpendicular pe acesta, în funcție de modul în care doriți să direcționați fluxul de apă în conducta de recepție. Acest concentrator accelerează încălzirea apei, dar atunci când este orientat de-a lungul meridianului, reduce semnificativ durata orelor de zi pentru receptor, deoarece. la unghiuri de incidență din partea laterală mai mare de aproximativ 45 de grade față de normal, nu este captată deloc lumină. Reflectarea în ea este întotdeauna unică. Coeficientul de transmisie a luminii in sistemul folie de aluminiu + PET 0,35 mm este de aproximativ 0,7.

Un concentrator de oglinzi cu incidență oblică b) captează lumina în unghiuri de incidență față de normalul de 60 de grade sau mai mult. Se poate face liniar și punct. Reducerea aparentă a orelor de lumină în timpul verii în regiunile sudice este aproape imperceptibilă cu aceasta. Cu toate acestea, dimineața și seara, eficiența instalației scade brusc, deoarece. lumina experimentează apoi până la 4-5 reflexii. Pentru referință: reflectanța aluminiului lustruit optic este de 0,86; oțel galvanizat - aproximativ 0,6.

Cu toate acestea, pentru cei care doresc să facă acest lucru, vă prezentăm profilul oglinzilor, vezi fig. Etapa grilă este selectată pe baza dimensiunilor reale ale instalației. Vă rugăm să rețineți că este necesară o aliniere, deși o singură dată, dar precisă: pe 22 iunie sau în zilele cele mai apropiate de aceasta, la amiază astronomică (nu centură!), aripile sunt reduse/întinse și pliate astfel încât causticul (un strălucitor). bandă de lumină concentrată) se află exact de-a lungul conductei receptor . Diametrul său este de aproximativ 100 mm, materialul este metal subțire înnegrit.

Cel mai probabil, de mai mare interes pentru cei care fac de tine va fi unul dintre tipurile de concentratoare compacte neorientabile, vezi mai jos. orez. Nu trebuie deloc îndreptat către Soare: instalat orizontal, își colectează razele în unghiuri de incidență de până la 75 de grade față de normal, care în acest caz este îndreptat spre zenit. Adică luăm SC descris mai sus dintr-un furtun răsucit în spirală, îl furnizăm cu acest concentrator și obținem un încălzitor de apă pentru piscină.

Pentru a aduce razele Soarelui într-un punct, curelele concentratoare au nevoie de un profil parabolic (inserat în stânga sus în figură), dar avem un receptor rotund extins, astfel încât să ne descurcăm cu cele conice. Ce dimensiuni și rapoarte trebuie menținute în acest caz este clar din Fig. Centura extremă (indicată cu roșu) aproape că nu mărește eficiența dispozitivului, este mai bine să faceți fără ea. Transmisia luminii este de aproximativ 0,6, așa că acest concentrator va fi util doar într-o zi senină de vară. Dar atunci ai nevoie.

baterii

Acum să ne ocupăm de panourile solare (SB). Pentru început, puțină teorie, fără aceasta este imposibil să înțelegem ce și când este bine și rău în ele. Și cum să alegi SB-ul potrivit pentru a cumpăra sau a-l face singur.

Principiul de funcționare

SB se bazează pe un convertor fotoelectric semiconductor elementar (PVC), vezi fig. pe dreapta; dacă cineva vede acolo „urât” cu electrostatică școlară, rețineți: încărcăturile primesc energie de la o sursă externă - Soarele. Capacitatea semiconductorilor de a trece un curent electric este descrisă de teoria conductibilității benzilor, creată în anii 30 ai secolului trecut de lucrările fizicienilor în principal sovietici. Lucrul este foarte complex, înțelegerea lui necesită cunoștințe de mecanică cuantică și o serie de alte discipline. Foarte simplificat (iertați-l pe fizician-tehnolog dacă îl citește), principiul de funcționare al FEP este următorul:

  1. Într-un cristal de siliciu de înaltă puritate, se introduc impurități donor și acceptoare din metale, fiecare în propria sa regiune, atomii cărora sunt capabili să fie integrați în rețeaua cristalină de siliciu fără a o perturba; acesta este așa-numitul. dopaj. regiunea n (catod) este dopată cu donatori; p-regiune (anod) - acceptori.
  2. Donatorii creează un exces de electroni în regiunea lor; acceptori în propriile lor - încărcături pozitive egale ca mărime - găuri, acesta este un termen fizic complet corect. Electronii și găurile de la dopanți sunt așa-numitele. purtători minori de taxe. Găurile nu sunt antiparticule de pozitroni, sunt pur și simplu locuri în care lipsește un electron. Găurile pot rătăci (în derivă) în interiorul cristalului, deoarece acceptorii fură mereu electroni unul altuia.
  3. Electronii cu găuri sunt atrași unul de celălalt, căutând să se neutralizeze reciproc (recombine).
  4. Într-un cristal (acesta este locul în care proprietățile sale cuantice sunt jucate cu putere și principal) ele nu se pot combina liber într-o perioadă finită de timp, prin urmare în stratul limită se formează încărcături spațiale mari ale semnului corespunzător; în ansamblu, stratul limită este neutru din punct de vedere electric.
  5. Energia solară, așa cum spune, ejectează electroni din stratul limită în catod și pe electrodul colector de curent negativ.
  6. Găurile nu pot urma electronii, deoarece ele pot deriva doar în interiorul cristalului.
  7. Electronii nu au de ales decât să treacă prin circuitul electric și să ofere consumatorului energia primită de la Soare, acesta este fotocurent electric.
  8. Odată ajunși în regiunea anodului, electronii primesc un alt „lovitură” de la cuantele luminii solare, care îi împiedică să se recombine cu găuri și îi lansează în circuit din nou și din nou, în timp ce cristalul este iluminat.

Un alt cuvânt pentru Kulibin

SB-urile de casă sunt luate cel mai adesea de radioamatorii și inginerii electronici. De regulă, ei înțeleg elementele de bază ale teoriei semiconductorilor. Pentru ei, pentru orice eventualitate, vom explica modul în care FEP diferă de o diodă similară cu acesta și de ce nu va funcționa să stoarce un fotocurent semnificativ din cristalele de diodă / tranzistor:

  • Gradul de dopaj al anodului și catodului celulei solare este de ordine de mărime și chiar cu multe ordine de mărime mai mare decât cel al componentelor electronice active.
  • Catodul și anodul sunt dopate aproximativ în aceeași măsură, în măsura în care permite tehnologia planar-epitaxială.
  • Regiunea de graniță este largă (poate fi numită o joncțiune p-n în acest caz doar cu o întindere mare), astfel încât există mai mult „spațiu de lucru” pentru cuante luminoase, iar încărcătura spațială din ea este foarte mare. În producția de componente de circuite electronice, acestea tind să facă opusul pentru a crește viteza.

Caracteristicile structurale ale celulei solare provin din faptul că nu este un receptor de energie electrică sub forma unei tensiuni aplicate, ci generatorul acesteia. De aici rezultă concluzii care sunt deja importante pentru orice utilizator:

  1. Deoarece există întotdeauna mai multe cuante de lumină care au intrat în cristal decât electroni liberi acolo, cuantele suplimentare își cheltuiesc energia pe excitarea atomilor cristalului, ceea ce face ca acesta să se deterioreze în timp, acesta este așa-numitul. degradarea sau îmbătrânirea celulelor solare. Mai simplu spus, SB se uzează, ca orice tehnică, și se așează în timp, ca orice baterie electrică.
  2. Trecerea curentului electric la conectarea celulei solare la circuitul consumatorului accelerează degradarea, deoarece. Derivarea forțată în electronii de cristal, ca să spunem așa, lovește atomii și îi dobândește treptat din locurile lor.
  3. Rezerva de energie din celula solară este determinată de cantitatea de încărcare spațială, lumina solară inițiază doar redistribuirea acesteia.
  4. FEP-urile și SB-urile formate din acestea se tem de poluare: pătrunzând treptat (difuzând) în cristal, ele încalcă structura acestuia. În aer se află și impurități „otrăvitoare”, iar doza lor „letală” pentru efectul fotoelectric este neglijabilă.

Punctul 3 necesită explicații suplimentare. Și anume: SB nu este capabil să furnizeze curent suplimentar. De exemplu, o baterie de pornire (baterie) cu o capacitate de 90 A/h livrează pentru scurt timp un curent de 600 A. Teoretic, mult mai mult până explodează de la supraîncălzire. Dar, dacă specificația de pe SB spune „Curentul de scurtcircuit (scurtcircuit) 6A”, atunci mai mult nu poate fi stors prin niciun mijloc.

Rețineți, pentru orice eventualitate: este imposibil să dopați siliciul la infinit, pur și simplu se va transforma într-un metal murdar (gradul de dopaj „înalt” este exprimat ca o fracție zecimală cu multe zerouri după virgulă). Și în metale nu există efect fotoelectric intern. Efectul Hall poate fi simțit cu greu, dar efectul fotoelectric este fundamental imposibil: banda de conducție a metalelor este umplută cu un gaz de electroni degenerați, pur și simplu nu lasă cuantele înăuntru, motiv pentru care metalele strălucesc. Da, zona în acest caz nu este o regiune a spațiului, ci un set de stări de particule, descrise de un sistem de ecuații cuantice.

Dispozitiv

O celulă solară fără sarcină creează o diferență de potențial de 0,5 V. Este determinată de proprietățile cuantice ale siliciului și nu depinde de nicio condiție externă. Sub sarcină, tensiunea celulei solare scade, deoarece. rezistența sa internă este mare. Mecanica cuantică nu anulează legea lui Ohm. Prin urmare, tensiunea bateriei este luată cu o marjă de unu și jumătate: dacă, de exemplu, 12 V SB sunt extrași din module la 0,5 V, atunci acestea sunt luate 36 pe pol, ceea ce va da o tensiune XX (inactiv) de 18 V. Pentru o sursă de alimentare cu suprasarcină de o tensiune și jumătate, se calculează toți consumatorii de curent continuu. Curentul de scurtcircuit al unei celule solare este de la câteva până la sute de mA; depinde de zona suprafeței expuse (iluminate) a elementului.

Module (elemente) din mai multe celule solare conectate pe un substrat comun în serie, în paralel sau ambele; tensiunea lor XX și curentul de scurtcircuit sunt indicate în specificația produsului. Acest lucru este asociat cu o concepție greșită comună că, spun ei, SB-urile trebuie recrutate numai din elemente de 0,5 V, în timp ce altele sunt substandard. Dimpotrivă, module de la un producător conștiincios pentru, să zicem, 6V 4W, adică. la 6 V și 0,67 A, vor fi mai fiabile decât cele auto-asamblate cu aceiași parametri. Numai pentru că aici celulele fotovoltaice sunt crescute pe aceeași placă și parametrii lor sunt exact aceiași.

În circuitul bateriei solare SB (vezi fig.), modulele PE sunt conectate în stâlpii E, furnizând tensiunea necesară; de regulă - 12, 24 sau 48 V. Coloanele sunt conectate în paralel pentru a obține curentul de funcționare necesar. Deoarece modulele din stâlpi nu sunt neapărat făcute din același cristal, rezistențele interne ale stâlpilor sunt oarecum diferite, iar tensiunea sub sarcină „plutește”. Prin stâlpii ceva mai puternici (cu rezistență internă mai mică), va curge un curent invers, iar din acesta se produce rapid degradarea celulei solare. Radioamatorii își pot aminti că, dacă dioda este chiar ușor deschisă „din lateral”, începe să treacă și curentul invers, funcționarea tiristorului se bazează pe aceasta. Prin urmare, polii sunt blocați de la „retur” prin diode VD. Cel mai adesea, se folosesc diode Schottky, deoarece. căderea de tensiune pe ele este mică și nu este necesară răcirea suplimentară la curenți mari. Dar uneori (vezi mai jos, despre produsele de casă SB), poate fi necesară și o diodă cu o joncțiune p-n.

La pornirea / oprirea consumatorilor puternici, așa-numitele. procese tranzitorii însoţite de curenţi suplimentari. Doar pentru câteva ms, dar un SB blând este suficient pentru a se așeza rapid. Prin urmare, este necesară o baterie tampon GB pentru a alimenta SB pentru a alimenta dispozitive puternice. Controlează distribuția curenților în controlerul SB C; aceasta este o sursă de curent controlată care reglează și limitează curentul de funcționare al SB împreună cu curentul de încărcare a bateriei. În cel mai simplu caz, descărcarea bateriei este gratuită în funcție de nivelul de consum. Invertorul I convertește DC de la baterie în AC 220V 50Hz sau orice este necesar.

Notă: hamul din dreapta în diagramă (C, I, GB) poate deservi mai multe sau mai multe SB. Apoi obținem o centrală solară (SES).

Circumstanțe foarte importante care decurg din cele de mai sus: în primul rând, bateria trebuie inclusă tot timpul în circuit. A construi un SB conform schemei UPS „surde”, în care bateria dă curent doar atunci când rețeaua se defectează, înseamnă condamnarea SB la o degradare rapidă din cauza curenților suplimentari. Resursa bateriei în schema „flux” este redusă semnificativ, dar nu puteți face nimic în acest sens, cu excepția folosirii bateriilor scumpe cu electrolit cu gel. Deci nu este necesar și încă o dată nu este necesar să proiectați SB-uri cu UPS-uri pentru computer. În al doilea rând, curentul de funcționare trebuie luat aproximativ 80% din curentul de scurtcircuit. Dacă, de exemplu, conform calculului, curentul circuitului primar este de 12 V la 100 A, atunci SB trebuie proiectat pentru 120 A.

În al treilea rând, în acest circuit, cu o descărcare profundă a bateriei, este posibilă o defecțiune reversibilă a sistemului, când totul este în ordine, dar nu există curent. Prin urmare, în centralele solare reale, chingile este completată cu o alarmă de supradescărcare a bateriei (beep-uri chiar mai urât decât un UPS fără rețea) și o automatizare care oprește invertorul dacă proprietarii ignoră semnalul. În cele mai scumpe centrale solare, invertorul are mai multe ieșiri, cablajul de 220 V are mai multe ramuri, iar automatizarea oprește consumatorii în ordinea inversă priorității lor; frigider, de exemplu, ultimul.

SB fără curele se numește în mod obișnuit panou solar. Designul său (vezi Fig.) asigură, în primul rând, reducerea degradării luminii, apoi - utilizarea eficientă a luminii și a rezistenței mecanice. Primul dă în principal un pahar special care întrerupe cuantele, care cu siguranță nu va da un curent; sensibilitatea celulei solare la razele diferitelor zone ale spectrului este semnificativ inegală. Filmul EVA oferă, de asemenea, o oarecare filtrare a luminii, dar este proiectat mai mult pentru a crește eficiența: reduce refracția luminii și reflexia laterală, de exemplu. luminează stratul de acoperire. Sticla, EVA și elementele de dedesubt sunt „mulate” într-un singur tort, fără goluri de aer, așa că acest design nu este pentru amatori. Căptușeala PET este, în primul rând, un amortizor mecanic (siliciul cristalin este o substanță fragilă, iar plăcile elementului sunt subțiri). În al doilea rând, izolează electric modulele de corpul panoului, dar asigură transferul de căldură al elementelor care se încălzesc în timpul funcționării, deoarece. PET-ul este un conductor de căldură mai bun decât alte materiale plastice. Diodele au fost deja menționate. Întreaga prăjitură este pusă într-o carcasă metalică rezistentă (servează și ca radiator) și se sigilează cu grijă.

Notă: SB flexibile sunt de asemenea la vânzare, vezi fig. pe dreapta. Ele pot fi mai ieftine și mai eficiente decât panourile rigide de aceeași putere, dar rețineți - aceste SB nu sunt proiectate pentru a converti curentul de ieșire. SB-urile flexibile sunt utilizate în principal pentru a furniza consumatori de curent continuu cu putere redusă în diferite tipuri de instalații mobile sau la distanță nesupravegheate.

Achizitionat SB

Pentru a vă pregăti pentru achiziționarea sau fabricarea unei centrale solare sau solare, trebuie să înțelegeți conceptele de factor de creastă, vârf și consum de energie pe termen lung. În viața de zi cu zi, acest lucru este mai ușor decât în ​​sistemele de alimentare complexe. Să presupunem că aveți întreruptoare sau prize pentru 25 A pe panoul contorului dvs. Apoi puteți lua până la 220x25 = 5500 W sau 5,5 kW din rețea. Acesta este consumul dvs. de vârf, dar dacă numărați rețeaua de energie pentru vârf, atunci va ieși nerezonabil de scump: consumatorii puternici nu se pornesc mult timp și deodată.

Când calculează rețelele electrice, electricienii iau picfator \u003d 5; în consecință, consumul de energie pe termen lung va fi de 0,2 din vârf. În cazul nostru - 1,1 kW. Cu toate acestea, dacă SES este calculat pentru un astfel de vârf, atunci capacitatea bateriei se va dovedi a fi prea mare, bateria în sine va fi scumpă, iar resursele sale vor fi mult mai mici decât în ​​mod normal. Pentru a minimiza costul SPP, factorul său de vârf ar trebui luat la jumătate, 2,5. În SES, SB „trage” o sarcină pe termen lung, iar vârfurile sunt preluate de baterie, adică. în acest caz, avem nevoie de un SB de 2,2 kW și de o baterie capabilă să furnizeze 5,5 kW timp de o oră sau 1,1 kW timp de 12 ore (ore întunecate).

Economie

Prețul SB pe piață este menținut la 50-55 de ruble. pentru 1 W de putere pentru bateriile din polisiliciu (vezi mai jos) și 80-85 ruble / W pentru monosiliciu. Dar aici intervin circumstanțe suplimentare:

  • Eficiența SB-urilor monosiliciu este de peste două ori mai mare decât cea a celor din polisiliciu (22-38% față de 9-18%) și sunt mai durabile.
  • Puterea polisiliciului SB scade mai puțin pe vreme înnorată și, după expirarea duratei de viață, se degradează complet mai lent.
  • Factorul de utilizare a energiei (eficiența energetică) al unei baterii cu acid tampon este de 74%, iar celelalte tipuri ale acestora, cu excepția celor teribil de scumpe cu litiu, sunt prost potrivite pentru tamponarea SB-urilor.

Luând în considerare acești factori și condițiile climatice ale Federației Ruse, prețul pentru 1 W este echilibrat și se dovedește a fi de aproximativ 130-140 de ruble / W. SB pentru 1,1 kW, astfel, va costa undeva în jur de 140-150 de mii de ruble. Cat va dura? Durata de viață a SB nu este reglementată în niciun fel; producătorii dau de obicei 5, 10, 15 și 25 de ani. Ceea ce, conform controlului de ieșire, nu va dura 5 ani, iese în vânzare element cu element pentru auto-asamblare. Atenție, bricolași!

Prețul SB finit, desigur, crește în funcție de durata de viață. Potrivit studiului declarațiilor și calculelor companiei, SB-urile de 15 ani se dovedesc a fi cele mai profitabile. Există o subtilitate insidioasă aici: SB-urile sunt produse în condiții de Grad A, Grad B, Grad C și Ungrade (substandard). În consecință, puterea SB până la sfârșitul duratei sale de viață scade cu până la 5%, 5-30% și mai mult de 30%. Cu toate acestea, dacă cumpărați SB de gradul A timp de 5 ani, atunci nu vă puteți aștepta să dureze încă 25 până când se ofilește cu 30%. Datorită creșterii încărcăturii asupra celulelor solare funcționale rămase din celulă, procesul de degradare se dezvoltă ca o avalanșă: polis durează încă șase luni sau un an, iar mono - 2-4 luni.

Deci, să continuăm să numărăm. Cu alegerea corectă a tensiunii DC primare (a se vedea mai jos), în 15 ani, va fi necesară o înlocuire a bateriei la un cost de aproximativ 70 de mii de ruble. Plus conducte, fire, anvelope, elemente de comutare, structuri metalice sau lucrări pe acoperiș, este vorba despre alte 150 de mii de ruble. Aproximativ 30 de mii va costa bateria; este strict interzisă introducerea bateriilor în spațiile rezidențiale. Avem:

  1. Sâmbătă - 150.000 de ruble.
  2. Bateria - 140.000 de ruble.
  3. Straping - 150.000 de ruble.
  4. Reîncărcabil - 30.000 de ruble.

Total 470.000 de ruble. O centrală solară la cheie de aceeași capacitate va costa aproximativ 1,2-1,5 milioane de ruble. Dar cât de justificat este unul sau altul?

La 15 ani 15x24x365=131400 ore. În acest timp vom consuma 131.400x1,1=144.540 kW/h. 1 kW/h de la propria centrală solară va costa 470.000/144.540 = 3,25 ruble. Știți tarifele actuale (de la 3,15 la mai mult de 6 ruble). Beneficiul nu pare a fi foarte bun, în condițiile în care aceste „jumătate de lămâie” trebuie luate în altă parte, fără a se îndatora la ratele curente ale creditului. Cu toate acestea, este deja justificată construirea unei centrale solare în astfel de cazuri:

  • În locuri îndepărtate greu accesibile, cu sursă de alimentare instabilă. Viața este mai scumpă decât orice tarif. Cel puțin plante de seră și animale domestice care oferă hrană și venituri.
  • În fermele de mărfuri care necesită alimentare continuă cu energie, aceleași sere sau, să zicem, adăposturi de păsări. Este posibil să construiți pe teren ieftin fără infrastructură, iar costul centralelor solare se poate dovedi imediat a fi mai mic decât costul instalării unui alimentator.
  • În gospodăriile mari, sortarea sistematică a limitei de consum de bază.
  • În utilizare colectivă. Exemplu: SPP pentru 15 kW de vârf (3 case medii) va costa aproximativ 1,5 milioane de ruble. auto-construcție sau 2,5 milioane de ruble. Construcție completă. „Dumnați” cu vecinii/rudele, primim aceleași 500.000 de ruble. și 5 kW per casă, dar stabil și fără nicio comunicare cu companiile energetice.

Pe cine să ia?

Cu toate acestea, este prea devreme pentru a rula „pentru baterii”. Situația de pe piața SB este foarte complicată: ridicată și dezordonată, în prag de grabă, cererea în întreaga lume dă naștere unei concurențe acerbe și adesea neloiale. Liderul mondial pe acest segment este China, și datorită nu prețurilor „chineze” (nu fac dumping deloc), ci calității reale. Dar China este o țară foarte ambiguă; Există o mulțime de pivnițe offshore din Shanghai-Wuhan care se mascară în întreprinderi de stat de încredere. Pe de altă parte, "balenele" occidentale ale industriei, aflate în panică sub amenințarea falimentului, se complac cu totul serios, chiar dacă doar pentru a împinge mărfurile, fără a cruța numele lor bun.

În Rusia, în ceea ce privește alegerea unui producător, există o desfacere bună. Industria electronică și semiconductoare a URSS și a Federației Ruse a fost întotdeauna la cel mai bun nivel din punct de vedere științific și tehnic; primele procesoare Intel, apropo, erau fabricate din siliciu sovietic, Silicon Valley încă se desfășura atunci. Dar de-a lungul arborelui, electronica sovieto-rusă nu a fost niciodată vizibilă în lume; a lucrat mai ales pentru război. În perestroika, produse mai bune decât cele din lumea de atunci au fulgerat la vânzare, dar era prea târziu pentru a concura cu „rechinii”. De exemplu - vezi fig. A funcționat impecabil până acum, calculele pentru articol au fost făcute pe el. Și pentru colegii săi mai scumpi și mai puțin capabili, Casio și Texas Instruments, cheile s-au uzat și SB a stat mult timp.

În prezent, în Federația Rusă funcționează mai multe întreprinderi care au camere curate, personal instruit, personal ingineresc și tehnic și experiență în acest domeniu. Ei se mențin pe linia de plutire datorită tacticilor corecte de piață: cumpără componente SB de la furnizori chinezi de încredere, le trec prin propriul control de intrare și le asambla în panouri conform tuturor regulilor tehnologiei. Parametrii declarați ai produselor lor pot fi de încredere necondiționat. Din păcate, după perturbările din trecut, au mai rămas puține dintre acestea:

  1. Telecom-STV în Zelenograd, marcă comercială TSM.
  2. RZMKP, Ryazan, ТМ RZMP.
  3. NPP „Kvant”, Moscova, SB portabil pliabil.

Recent, MicroART (TM Invertor) a făcut progrese bune pe piața SB și se pare că nu a fost în zadar. Dar au existat și au fost porniri false în acest segment, așa că mai trebuie să aruncați o privire mai atentă la Inverter. Mai este o circumstanță: filmul EVA. Trebuie sa fie rezistent la inghet, altfel se aspru la temperaturi sub zero, se exfoliaza treptat si SB nu reuseste. Prin urmare, atunci când alegeți, este imperativ să vă uitați la intervalul de temperatură de funcționare și la timpul minim de expunere permis. Sau, până la urmă - perioada de garanție în aceste condiții climatice.

Pe care să le iei?

Probabil că ați înțeles deja afirmațiile de genul „mono este cool, poli sucks” sunt mai emoționale decât justificate. Diferența dintre ele, apropo, nu este atât de fundamentală. Lingourile de siliciu de cel mai înalt standard, cel mai uniform recristalizate, merg la chipsuri mari. Prima condiție - pentru un grad mediu de integrare, a doua - pentru componente discrete și doar a treia - pentru SB. „Mono” diferă de „poli” prin aceea că, în primul, pe tăierea unui cristal într-un semifabricat (cristalit), sunt crescute mai multe celule solare sau 1 mare; în polisiliciul SB, PVC-urile mici ocupă fiecare aproximativ 1 cristalit mic.

Cu toate acestea, producătorii și escrocii încearcă să ofere monopoluri complet fără valoare, înlocuind denumirea cu una similară în sens, dar cu litera „m” la început: multicristalină, microstructurală etc. Prin urmare, vă reamintim: modulele SB policristaline sunt albastre, cel mai adesea cu irizații vizibile (debordări de culoare), în stânga în Fig. Monocristalin foarte închis până la complet negru; irizația, dacă există, se observă puțin, în dreapta în același loc. Dar, în general, este imposibil să se determine calitatea modulului prin măsurători oculare sau electrice; este nevoie de analiză chimică, cristalografică și microstructurală de laborator. Ce folosesc comercianții-escrocii cu putere și principal.

Despre Tensiunea Primară

Cel mai adesea, se recomandă să luați un SB pentru 12 V. Ei spun că puteți porni becurile economice de 12 volți și nu aveți nevoie de un controler special. În primul rând, echipamentele de 24, 36 și 48 V DC nu sunt deloc „speciale”, acestea sunt valori standard pentru un număr de tensiuni. În al doilea rând, ponderea menajelor în consumul de energie nu este absolut deloc și au nevoie de cablare separată. Dar nu asta este ideea.

Calculat mai sus - pentru o casă medie, aveți nevoie de o baterie tampon pentru 5,5 kW de vârf. Curentul de la acesta în timpul unei descărcări orare va fi 5500/12 \u003d 458, (3) sau aproximativ 460 A. Există bănci pentru baterii cu o capacitate de până la 210-240 A / h, dintre care baterii de pornire pentru sunt recrutate echipamente speciale grele. Ca să nu mai vorbim de cost, nu se poate face fără paralelizarea bateriilor, iar elementelor SB nu le place să lucreze în paralel cu bateriile și din aceleași motive; aceasta este o proprietate comună a tuturor surselor DC. Ca rezultat - o baterie pentru 100-120 de mii de ruble. va dura cel mult 5-6 ani, iar în 15 ani va avea nevoie de 2-3 înlocuiri.

Și acum să luăm DC „primar” la 48 V. Ar fi mai bine dacă 60-72, DC până la 100 V este sigur, doar SB-urile nu fac asta. În ceea ce privește impactul asupra corpului uman, 50/60 Hz sunt cele mai periculoase frecvențe, dar nu există unde să meargă, valorile lor s-au dezvoltat istoric. Apoi obținem cu o descărcare orară 5500/48 = 114,58 (6) A și capacitatea bateriei este de 120 A/h. Aceasta este o baterie de mașină obișnuită, în plus puteți utiliza AGM, GEL, OpzS, sigilați și durabil, dacă nu vă deranjează banii pentru ele. Și cel mai rău dintre toate (auto-starter) va dura cel puțin 8 ani, sau chiar toți 15. Și va costa jumătate mai mult decât unul uriaș.

Mai este o nuanță. Aruncă o privire la fig. - o diagramă SES cu un primar de 48 V. În dreapta jos este mașina principală pentru 175 A. Pentru 12 V, aveți nevoie de 700 A. Le-ați văzut la vânzare? Curent continuu? Cat costa? Plus alte comutații cu curent ridicat, automatizări, fire și anvelope. În general, dacă renunțăm la markupurile comerciale, atunci un circuit primar de 48 V reduce costul SES la jumătate sau mai mult.

Notă: si Doamne fereste sa conectezi SES la intrarea stradala! Va trebui să plătiți unchiilor de la ghișeu pentru cheltuielile și munca. Este necesar să puneți un pachet după contor (acesta este deja un cablaj de abonat și aici sunteți proprietarul complet, doar nu uitați de televizor) și să treceți înapoi de la Sun la rețeaua generală, dacă aveți nevoie brusc de el. Spune, atunci când înlocuiți bateria sau o vreme rea.

Sat si facut in casa

Primul lucru pe care trebuie să-l știe o industrie de energie solară amatoare este că modulele respinse sunt vândute aleatoriu, ceea ce cu siguranță nu va dura 5. Chiar dacă organizați producția curată acasă, acestea sunt deja „otrăvite” cu o otravă cu acțiune lentă - impurități dăunătoare. În plus, pentru a face o „plăcintă” de marcă, aveți nevoie de o cameră cu un vid profund, așa că va trebui să asamblați SB-ul într-o cutie ventilată, ceea ce înseamnă că elementele sunt supuse influențelor atmosferice. Fără îndepărtarea căldurii ohmice, modulele SB se degradează literalmente în fața ochilor noștri. Deci, este mai bine să nu contați pe o durată de viață mai mare de 2-3 ani.

Cu toate acestea, produsele de casă pot fi utile, deoarece. 100 W din puterea lor va costa mai puțin de 3000 de ruble. Care - să vedem puțin mai jos, dar deocamdată să ne oprim asupra tehnologiei de asamblare. Este prezentat integral aici:

Video: realizarea unei baterii solare cu propriile mâini

Puțin se poate adăuga. În primul rând, nu luați în lucru un defect evident trimis în vrac, în stânga în fig. Este mai bine să cumpărați un constructor, vezi fig. pe dreapta. Sunt echipate cu bețe de flux și conductori speciali, ceea ce reduce foarte mult defectele de lipit.

De asemenea, nu este necesară lipirea cu un fier de lipit obișnuit cu flux de colofoniu (în dreapta în figura din stânga). Plăcile de contact ale modulelor sunt argintii (siliciul nu este lipit), stratul argintiu este subțire și abia se lipește. La domiciliu, probabil rezistă doar la lipirea de 1 ori (în producția de mașini automate - de 3 ori), în plus, cu un fier de lipit cu vârf de bronz nichelat. Nu încercați să-l cosiți, cu un astfel de fier de lipit se lipează uscat.

Totuși, meșterii SB lipesc și cu fiare de lipit obișnuite cu tot felul de precauții; cum se vede aici:

Video: cositorire și lipire contacte

Al treilea punct - înainte de asamblare, modulele trebuie calibrate, iar stâlpii trebuie asamblați din plăci cu aproximativ aceiași parametri (vezi video de mai jos). Aproape niciodată nu este posibil să recrutați de la module substandard la stâlpi de 48 de volți, astfel încât SB-urile de casă sunt fabricate de 12 volți sau 6 volți.

Video: calibrare element

Acum, despre cazurile în care să faci singur o baterie solară are sens complet. Prima este barca „banda de cauciuc” descrisă mai sus. Schema centralei sale este prezentată în fig. de mai jos. Același lucru este potrivit pentru a da, doar că în loc de motor trebuie să porniți invertorul 12VDC / 220VAC 50 Hz la 200-300 wați. Pentru un televizor, un frigider mic și un centru de muzică, acest lucru este suficient. Comutatorul S2 funcționează, S1 este pentru reparații și urgență și pentru depozitare pe timp de iarnă.

Lucrul aici este că scăderea de tensiune pe o diodă convențională crește odată cu creșterea curentului prin ea. Nu cu mult, dar în combinație cu un rezistor de limitare Rp (ambele sunt proiectate pentru o baterie plumb-acid 12V 60A / h!) Supraîncărcarea curentului SB nu durează mai mult de 2-3 minute chiar și cu o baterie complet „goală”. Dacă o astfel de situație apare o dată pe zi, atunci SB va dura de la 4 ani, adică. mai mult decât auto-colectare de la substandard. Iar motorul pe benzină în acest timp ar fi consumat combustibil pentru o cantitate mult mai mare decât costul de instalare.

A doua carcasă se încarcă pentru un telefon mobil. Pentru ea, este mai bine să cumpărați un modul gata făcut pentru 6V 5W; diagrama pentru acesta este în fig:

Comutatorul S1 și LED-ul alb strălucitor D3 sunt întrerupătoare de testare. Dacă vrei să te chinui cu module solare, atunci oferim videoclipuri (vezi mai jos). În acest caz, o căsătorie evidentă pe bucată va merge și la Consiliul de Securitate, prețul este ieftin. Apropo, este o practică bună să lucrezi cu celule solare înainte de a lua un SB mare și va exista un instrument util.

Video: mini baterie solară pentru încărcarea telefonului - asamblare și testare

Instalare și aliniere

Instalarea panourilor solare și a colectoarelor cu design staționar se realizează cel mai adesea pe acoperiș. Există 2 soluții posibile aici: fie dezasamblați o parte a acoperișului și includeți caroseria SC/SB în circuitul de alimentare al traversei de acoperiș (cadru acestuia fără plăcintă pentru acoperiș), apoi sigilați golul, fie instalați panoul pe suporturile realizate. de știfturi metalice care trec prin acoperiș. Iar căpriorii, pe care au căzut elementele de fixare, sunt întărite cu traverse.

Prima metodă, desigur, este mai dificilă și necesită lucrări de construcție destul de complexe. Cu toate acestea, rezolvă nu numai problema rezistenței la vânt a panoului. O încălzire foarte ușoară a carenei din partea mansardei reduce foarte mult probabilitatea dezlipirii peliculei EVA și crește fiabilitatea întregii instalații. Prin urmare, în locurile cu îngheț/vânt puternic, este cu siguranță de preferat.

În ceea ce privește panourile de pământ mobile (mobile) sau de sine stătătoare, acestea sunt montate pe un cadru tridimensional sau un suport (suport) din metal, lemn, etc. Dacă panoul este pe cadru, trebuie să fie învelit cu ceva pentru ca vantul care bate din spate sa nu forteze panoul sa-si demonstreze calitatile aerodinamice, destul de bine.

Orientați la maximul mediu anual (sezonier) de insolație (ajustați) panourile fixe ar trebui să fie cât mai precise posibil. O găină ciugulește bob cu bob, iar un ban economisește o rublă - în acest caz, aceste proverbe afectează pe deplin perioada de rambursare a instalației. Azimutul este stabilit exact de-a lungul meridianului. Dacă utilizați o busolă pentru aceasta, trebuie să țineți cont de declinația magnetică a locului; în dispozitivele GPS sau GLONASS – activați corecția corespunzătoare. De asemenea, puteți depăși linia de la amiază (acesta este meridianul), așa cum este descris în manualele școlare de istorie naturală, geografie, astronomie sau, să zicem, în manualele pentru construirea unui cadran solar.

Înclinarea panoului în cota α în funcție de latitudinea sa geografică φ este calculată pentru diferite cazuri, ajustată pentru înclinarea axei pământului β = 23,26 grade, datorită căreia înălțimea Soarelui la latitudinile mijlocii variază în funcție de anotimpurile de anul:

  • Pentru instalațiile de vară α = φ-β; dacă α=<0, панель укладывается горизонтально.
  • Pentru sezonul de primăvară-vară-toamnă α = φ
  • Pentru tot timpul anului α = φ + β

Dacă în acest din urmă caz ​​iese α>90 de grade, ești dincolo de Cercul Arctic și nu ai nevoie de panou de iarnă. Mai mult, pentru simplitate și acuratețe, unghiul α este utilizat pentru a calcula creșterea marginii de nord a panoului în unități de lungime ca h = Lsinα, unde L este lungimea panoului de la sud la nord. Să presupunem că un panou de 2 m lungime este instalat de-a lungul meridianului. α a ieșit la 30 de grade. Apoi marginea de nord (sin 30 grade = 0,5) trebuie ridicată cu 1 m. Cu sinα = 1 sau cam asa ceva, panoul este așezat vertical.

In cele din urma

Rusia, orice ați spune, nu poate fi numită o țară ideală pentru dezvoltarea energiei solare. Dar nu este o mare onoare să iei ceea ce minte rău. Dar să atingi scopul în ciuda tuturor și când totul este împotriva ta este un mare succes pentru o lungă perioadă de timp, dacă scopul este demn și util. Există multe exemple în istorie: Olanda, Chile (cultivarea terenurilor sterpe), Japonia - un gigant industrial, aproape complet lipsit de surse de materii prime, în întreaga lume - dezvoltarea undelor radio HF de către radioamatorii (experți complet înarmat cu teoriile acelei vremuri, le considerau fără valoare), iar în Rusia - cel puțin construcția căii ferate transsiberiene, care încă nu are analogi. Aici oamenii de casă au unde să cutreiere, iar dacă se va întâmpla un „miracol solar rusesc”, acesta va fi cu siguranță meritul lor considerabil.

Cum se construiește un încălzitor solar de apă. Este mai corect să-l numim un concentrator solar parabolic. Principalul său avantaj este că oglinda reflectă 90% din energia solară, iar forma sa parabolică concentrează această energie la un moment dat. Această instalație va funcționa eficient în majoritatea regiunilor Rusiei, până la 65 de grade latitudine nordică.

Pentru a asambla colectorul, avem nevoie de câteva lucruri de bază: antena în sine, sistemul de urmărire a soarelui și schimbătorul-colector de căldură.

antenă parabolică.

Puteți folosi orice antenă - fier, plastic sau fibră de sticlă. Antena trebuie să fie de tip panou, nu plasă. Zona și forma antenei sunt importante aici. Trebuie amintit că puterea de încălzire = suprafața antenei. Și că puterea colectată de o antenă cu diametrul de 1,5 m va fi de 4 ori mai mică decât puterea colectată de o antenă cu o suprafață de oglindă de 3 m.

Veți avea nevoie și de un mecanism rotativ pentru ansamblul antenei. Poate fi comandat pe Ebay sau Aliexpress.

Veți avea nevoie de o rolă de folie de aluminiu sau folie de oglindă lavsan folosită pentru sere. Lipici cu care filmul va fi lipit de parabolă.

Tub de cupru cu diametrul de 6 mm. Fitinguri pentru conectarea apei calde la un rezervor, la o piscină sau unde veți folosi acest design. Autorul a achiziționat mecanismul de urmărire rotativ de pe EBAY pentru 30 USD.

Pasul 1 Modificarea antenei pentru a focaliza radiația solară în locul undelor radio.

Tot ce trebuie sa faci este sa atasezi o folie de oglinda lavsan sau o folie de aluminiu pe oglinda antenei.


Un astfel de film poate fi comandat pe Aliexpress, dacă nu îl găsiți în magazine

Acest lucru este aproape la fel de ușor de făcut pe cât pare. Este necesar doar să țineți cont de faptul că, dacă antena, de exemplu, are un diametru de 2,5 m, iar filmul are 1 m lățime, atunci nu este necesar să acoperiți antena cu o peliculă în două treceri, pliuri și nereguli. se va forma, ceea ce va agrava focalizarea energiei solare. Tăiați-o în fâșii mici și fixați-o de antenă cu lipici. Asigurați-vă că antena este curată înainte de a lipi filmul. Dacă există locuri în care vopseaua este umflată, curățați-le cu șmirghel. Trebuie să netezi toate neregulile. Vă rugăm să rețineți că LNB-ul trebuie scos din locul său, altfel se poate topi. După ce lipiți filmul și instalați antena la locul său, nu vă puneți mâinile sau fața lângă punctul de atașare a capului - riscați arsuri grave de soare.

Pasul 2 sistem de urmărire.

După cum a fost scris mai sus - autorul a cumpărat un sistem de urmărire pe Ebay. De asemenea, puteți căuta sisteme rotative de urmărire a soarelui. Dar am găsit un circuit simplu cu un preț de un ban care urmărește destul de precis poziția soarelui.

Lista de componente:
(descărcări: 450)
* U1/U2 - LM339
* Q1 - TIP42C
*Q2-TIP41C
*Q3-2N3906
*Q4-2N3904
* R1 - 1meg
* R2 - 1k
* R3 - 10k
* R4 - 10k
* R5 - 10k
* R6 - 4,7k
* R7 - 2,7k
* C1 - 10n ceramică
* M - motor DC de până la 1A
* LED-uri - 5mm 563nm


Video cu funcționarea trackerului solar conform schemei din arhivă

Însuși poate fi realizat pe baza butucului din față al unei mașini VAZ.

Pentru cei interesați, fotografia a fost făcută de aici:

Pasul 3 Crearea unui schimbător de căldură-colector

Pentru a face un schimbător de căldură, veți avea nevoie de un tub de cupru rulat într-un inel și plasat în centrul concentratorului nostru. Dar mai întâi trebuie să știm dimensiunea punctului focal al farfurii. Pentru a face acest lucru, trebuie să scoateți convertorul LNB din antenă, lăsând suporturile convertorului. Acum trebuie să întoarceți placa la soare, după ce ați fixat o bucată de placă în locul unde este atașat convertorul. Țineți placa în această poziție o vreme până când apare fumul. Acest lucru va dura aproximativ 10-15 secunde. După aceea, deșurubați antena de la soare, scoateți placa de pe suport. Toate manipulările cu antena, turele acesteia, sunt efectuate astfel încât să nu vă băgați accidental mâna în centrul oglinzii - acest lucru este periculos, vă puteți arde grav. Lasă-l să se răcească. Măsurați dimensiunea bucății de lemn ars - aceasta va fi dimensiunea schimbătorului de căldură.


Mărimea punctului de focalizare va determina de câtă țeavă de cupru aveți nevoie. Autorul a avut nevoie de 6 metri de țeavă cu dimensiunea spotului de 13 cm.


Cred că e posibil, în loc de tub spiralat, poți pune un calorifer de la o sobă de mașină, sunt calorifere destul de mici. Radiatorul ar trebui să fie înnegrit pentru o mai bună absorbție a căldurii. Dacă decideți să utilizați un tub, ar trebui să încercați să îl îndoiți fără îndoituri sau îndoituri. De obicei, pentru aceasta, tubul este umplut cu nisip, închis pe ambele părți și îndoit pe un dorn de diametru adecvat. Autorul a turnat apă în tub și a pus-o la congelator, cu capetele deschise, astfel încât apa să nu se scurgă. Gheața din tub va crea presiune din interior, ceea ce va evita îndoirile. Acest lucru va permite țevii să fie îndoită cu o rază de îndoire mai mică. Trebuie să fie pliat de-a lungul unui con - fiecare tură nu ar trebui să aibă un diametru mult mai mare decât cel precedent. Puteți lipi spirele colectorului împreună pentru un design mai rigid. Și nu uitați să scurgeți apa după ce ați terminat cu colectorul pentru a nu fi opărit de abur sau apă fierbinte după ce ați pus-o la loc.

Pasul 4 Pune totul împreună și încearcă.


Acum aveți o parabolă în oglindă, un modul de urmărire solară plasat într-un recipient impermeabil, sau un recipient din plastic, un colector complet. Tot ce rămâne de făcut este să instalați colectorul la loc și să îl testați în funcțiune. Puteți merge mai departe și îmbunătăți designul făcând ceva ca o tigaie cu izolație și punând-o pe spatele colectorului. Mecanismul de urmărire trebuie să urmărească mișcarea de la est la vest, de exemplu. se întoarce în timpul zilei pentru a urma soarele. Iar pozițiile sezoniere ale stelei (sus/jos) pot fi ajustate manual o dată pe săptămână. Puteți, desigur, să adăugați un mecanism de urmărire și pe verticală - atunci veți obține o funcționare aproape automată a instalării. Dacă intenționați să utilizați apa pentru încălzirea piscinei sau ca apă caldă în instalații sanitare, veți avea nevoie de o pompă care va pompa apa prin colector. Dacă încălziți un recipient cu apă, trebuie să luați măsuri pentru a evita fierberea apei și explozia rezervorului. Puteți face acest lucru folosind

Sarcina principală a unui colector solar este să transforme energia primită de la soare în electricitate. Principiul de funcționare și designul echipamentului sunt simple, astfel încât este ușor de realizat din punct de vedere tehnic. De regulă, energia primită este utilizată pentru încălzirea clădirilor. Realizarea unui colector solar pentru încălzirea unei case cu propriile mâini trebuie să înceapă cu selecția tuturor componentelor.

    Arata tot

    Proiectare și principiu de funcționare

    Încălzirea unei case cu ajutorul conversiei energiei solare în energie electrică este folosită, de regulă, ca sursă suplimentară de căldură, și nu principală. Pe de altă parte, dacă instalați o structură de mare putere și convertiți toate aparatele din casă la electricitate, atunci vă puteți descurca doar cu un colector solar.

    Dar merită să ne amintim că încălzirea cu ajutorul colectoarelor solare fără surse suplimentare de căldură este posibilă numai în regiunile sudice. În acest caz, ar trebui să existe o mulțime de panouri. Acestea trebuie poziționate în așa fel încât să nu aibă umbră (de exemplu, din copaci). Panourile trebuie plasate cu partea frontală în direcția care este iluminată maxim de soare pe tot parcursul zilei.

    Concentratoare de energie solară

    Deși astăzi există multe varietăți de astfel de dispozitive, principiul de funcționare este același pentru toți. Orice schemă preia energia solară și o transferă către consumator, reprezentând un circuit cu un aranjament în serie de dispozitive. Componentele care produc energie electrică sunt panourile solare sau colectoarele.

    Colectorul este format din tuburi care sunt conectate în serie cu intrarea și ieșirea. Ele pot fi aranjate și sub formă de bobină. În interiorul tuburilor este apă de proces sau un amestec de apă și antigel. Uneori sunt pline doar cu flux de aer. Circulația se realizează datorită fenomenelor fizice, precum evaporarea, modificările stării de agregare, presiunea și densitatea.

    Absorbantele îndeplinesc funcția de colectare a energiei solare. Ele au forma unei plăci solide de metal negru sau o structură de multe plăci interconectate prin tuburi.

    Pentru fabricarea capacului carcasei se folosesc materiale cu transmisie ridicată a luminii. Adesea, acesta este fie plexiglas, fie tipuri de sticlă obișnuită călită. Uneori se folosesc materiale polimerice, dar nu sunt recomandate colectoarele din plastic. Acest lucru se datorează expansiunii sale mari de la încălzirea de către soare. Ca urmare, poate apărea depresurizarea carcasei.

    Dacă sistemul va funcționa doar toamna și primăvara, atunci apa poate fi folosită ca purtător de căldură. Dar iarna asta trebuie înlocuit cu un amestec de antigel și apă. În modelele clasice, rolul lichidului de răcire este jucat de aerul care se deplasează prin canale. Ele pot fi realizate dintr-o foaie profilată obișnuită.

    Experiență în operarea unei baterii solare realizată independent (bateria solară partea 3).

    Dacă colectorul trebuie instalat pentru a încălzi o clădire mică care nu este conectată la un sistem de încălzire autonom al unei case private sau la rețele centralizate, atunci va fi potrivit un sistem simplu cu un circuit și un element de încălzire la început. Schema este simplă, dar fezabilitatea instalării sale este contestată, deoarece va funcționa numai în vara însorită. Cu toate acestea, pompele de circulație și încălzitoarele suplimentare nu sunt necesare pentru funcționarea acestuia.

    Cu două circuite, totul este mult mai complicat, dar numărul de zile în care electricitatea va fi generată activ crește de câteva ori. În acest caz, colectorul va procesa un singur circuit. Cea mai mare parte a sarcinii este plasată pe un singur dispozitiv care funcționează cu electricitate sau alt tip de combustibil.

    Deși performanța dispozitivului depinde direct de numărul de zile însorite pe an, iar prețul este prea mare, acesta este totuși foarte popular în rândul populației. Nu mai puțin comună este producția de schimbătoare de căldură solare cu propriile mâini.

    Clasificarea temperaturii

    Sistemele solare sunt clasificate după mai multe criterii. Dar în dispozitivele care pot fi realizate independent, ar trebui să acordați atenție tipului de lichid de răcire. Astfel de sisteme pot fi împărțite în două tipuri:

    • utilizarea diferitelor lichide;
    • structuri de aer.

    Primele sunt folosite cel mai des. Sunt mai productivi și vă permit să conectați direct colectorul la sistemul de încălzire. Clasificarea temperaturii este de asemenea comună. în care dispozitivul poate funcționa:

    Baterie solară DIY Part11

    Ultimul tip de sisteme solare funcționează datorită unui principiu foarte complex de transmitere a energiei solare. Echipamentul are nevoie de mult spațiu. Dacă o plasați într-o cabană de țară, atunci va ocupa partea predominantă a site-ului. Pentru a produce energie, veți avea nevoie de echipamente speciale, așa că va fi aproape imposibil să realizați singur un astfel de sistem solar.


    Fabricare bricolaj

    Procesul de realizare a unui încălzitor solar cu propriile mâini este destul de interesant, iar designul finit va aduce multe beneficii proprietarului. Datorită unui astfel de dispozitiv, este posibil să se rezolve problema încălzirii spațiilor, încălzirii apei și a altor sarcini economice importante.

    Materiale pentru auto-producție

    Un exemplu este procesul de creare a unui dispozitiv de încălzire care va furniza apă încălzită sistemului. Cea mai ieftină modalitate de a produce un colector solar este să folosiți ca materiale principale blocuri de lemn și placaj, precum și plăci din PAL. Alternativ, puteți folosi profile de aluminiu și foi de metal, dar acestea vor costa mai mult.

    Toate materialele trebuie să fie rezistente la umiditate, adică să îndeplinească cerințele pentru utilizare în aer liber. Colectorul solar fabricat și instalat calitativ poate servi de la 20 la 30 de ani. În acest sens, materialele trebuie să aibă caracteristicile de performanță necesare pentru utilizare pe toată perioada. Dacă carcasa este din lemn sau PAL, atunci pentru a prelungi durata de viață este impregnată cu emulsii de apă-polimeri și lac.

    Prezentare generală: Panou solar de casă (baterie).

    Materialele necesare pentru fabricație pot fi fie cumpărate de pe piață în domeniul public, fie puteți realiza un design din materiale improvizate care se găsesc în orice gospodărie. Prin urmare, principalul lucru la care trebuie să acordați atenție este prețul materialelor și componentelor.

    Amenajarea izolatiei termice

    Pentru a reduce pierderile de căldură, materialul izolator este așezat pe fundul cutiei. Pentru aceasta, puteți folosi spumă, vată minerală etc. Industria modernă oferă o selecție largă de încălzitoare diferite. De exemplu, folosirea foliei ar fi o opțiune bună. Nu numai că va preveni pierderea de căldură, dar va reflecta și razele soarelui, ceea ce înseamnă că va crește încălzirea lichidului de răcire.

    În cazul utilizării spumei de polistiren sau polistirenului pentru izolare, se pot tăia caneluri pentru tuburi și se montează în acest fel. De regulă, absorbantul este fixat pe partea inferioară a carcasei și așezat pe materialul izolator.

    Radiator de căldură colector

    Radiatorul de căldură al colectorului solar este un element absorbant. Este un sistem format din tuburi prin care se deplasează lichidul de răcire și alte părți, de obicei realizate din foi de cupru.

    Cel mai bun material pentru partea tubulară este cuprul. Dar meseriașii de acasă au inventat o opțiune mai ieftină - furtunuri din polipropilenă, care sunt răsucite într-o formă de spirală. Fitingurile sunt utilizate pentru conectarea la sistem la intrare și la ieșire.

    Materialele și mijloacele improvizate au voie să folosească diverse, adică aproape orice care se află la fermă. Un colector de căldură de tip bricolaj poate fi realizat dintr-un frigider vechi, țevi din polipropilenă și polietilenă, radiatoare cu panouri de oțel și alte mijloace improvizate. Un factor important atunci când alegeți un schimbător de căldură este conductivitatea termică a materialului din care este fabricat.


    Opțiunea ideală pentru crearea unui colector de apă de casă este cuprul. Are cea mai mare conductivitate termică. Dar utilizarea țevilor de cupru în loc de polipropilenă nu înseamnă că dispozitivul va produce mult mai multă apă caldă. În condiții egale, țevile de cupru vor fi cu 15-25% mai eficiente decât instalarea omologilor din polipropilenă. Prin urmare, se recomandă și utilizarea plasticului, în plus, este mult mai ieftin decât cuprul.

    Când utilizați cupru sau polipropilenă, toate conexiunile (filetate și sudate) trebuie etanșate. Posibilă aranjare a țevilor - paralelă sau sub formă de bobină. Partea superioară a structurii principale cu tuburi este acoperită cu sticlă. Cu forma sub formă de bobină, numărul de conexiuni și, în consecință, posibila formare de scurgeri este redusă și se asigură o mișcare uniformă a lichidului de răcire prin tuburi.

    Nu numai sticla poate fi folosita pentru a acoperi cutia. În aceste scopuri se folosesc materiale translucide, mate sau ondulate. Puteți utiliza analogi moderni acrilici sau policarbonati monolitici.

    La fabricarea versiunii clasice se poate folosi sticla securizata sau plexiglas, materiale din policarbonat, etc. O alternativa buna ar fi folosirea polietilenei.

    Este important de luat în considerare faptul că utilizarea analogilor (suprafețe ondulate și mate) ajută la reducerea transmisiei luminii. În modelele din fabrică, se folosește sticlă solară specială pentru aceasta. Are putin fier in compozitie, ceea ce asigura pierderi reduse de caldura.

    Rezervor de acumulare al instalației

    Pentru a crea un rezervor de stocare, puteți utiliza orice recipient cu un volum de 20 până la 40 de litri. Se folosește și o schemă cu mai multe rezervoare, care sunt interconectate într-un singur sistem. Este de dorit să izolați rezervorul, altfel apa încălzită se va răci rapid.

    Dacă vă uitați, atunci nu există acumulare în acest sistem, iar lichidul de răcire încălzit trebuie utilizat imediat. Prin urmare, rezervorul de stocare este utilizat pentru:

    • menținerea presiunii în sistem;
    • înlocuirea anticamera;
    • distributie apa calda.

    Bineînțeles, un colector solar realizat chiar de tine acasă nu va oferi calitatea și eficiența caracteristice modelelor fabricate din fabrică. Folosind doar materiale improvizate, nu merită să vorbim despre o eficiență ridicată. În desenele industriale, astfel de indicatori sunt de câteva ori mai mari. Costurile financiare vor fi însă mult mai mici aici, deoarece se folosesc mijloace improvizate. O instalație solară făcută de tine va crește semnificativ nivelul de confort într-o casă de țară, precum și va reduce costul altor resurse energetice.

(Canada) a dezvoltat un versatil, puternic, eficient și unul dintre cele mai economice concentratoare solare parabolice (CSP - Concentrated Solar Power) cu un diametru de 7 metri, atât pentru proprietarii obișnuiți, cât și pentru uz industrial. Compania este specializată în producția de dispozitive mecanice, optice și electronice, ceea ce a ajutat-o ​​să creeze un produs competitiv.

Conform evaluării producătorului, concentratorul solar SolarBeam 7M este superior altor tipuri de dispozitive solare: colectoare solare plate, colectoare în vid, concentratoare solare de tip „jgheab”.

Vedere exterioară a concentratorului solar Solarbeam

Cum functioneaza?

Concentratorul solar automat urmărește mișcarea soarelui în 2 planuri și direcționează oglinda exact către soare, permițând sistemului să colecteze energie solară maximă din zori până la apus târziu. Indiferent de sezon sau locul de utilizare, SolarBeam menține o precizie de orientare a soarelui de până la 0,1 grade.

Razele incidente asupra concentratorului solar sunt focalizate într-un punct.

Calcule și proiectare SolarBeam 7M

Testare stresanta

Pentru proiectarea sistemului au fost utilizate metode de modelare 3D și de testare a stresului software. Încercările sunt efectuate conform metodologiei FEM (Analiza Elementelor Finite) pentru a calcula tensiunile și deplasările pieselor și ansamblurilor sub influența sarcinilor interne și externe în vederea optimizării și verificării proiectării. Această testare precisă asigură că SolarBeam poate funcționa în condiții extreme de vânt și climă. SolarBeam a depășit cu succes simulările de încărcare a vântului de până la 160 km/h (44 m/s).

Testarea la stres a conexiunii dintre cadrul reflectorului parabolic și coloană

Fotografie cu montarea hubului Solarbeam

Testarea de stres a unui rack concentrator solar

Nivel de producție

Adesea, costul ridicat de fabricație a concentratoarelor parabolice împiedică utilizarea lor în masă în construcția individuală. Utilizarea ștampilelor și a segmentelor mari de material reflectorizant a redus costurile de producție. Solartron a folosit multe dintre inovațiile utilizate în industria auto pentru a reduce costurile și a crește producția.

Fiabilitate

SolarBeam a fost testat în condițiile dure din nord, oferind performanță și durabilitate ridicate. SolarBeam este proiectat pentru toate condițiile meteorologice, inclusiv temperaturi ambientale ridicate și scăzute, încărcătura de zăpadă, înghețare și vânturi puternice. Sistemul este proiectat pentru 20 sau mai mulți ani de funcționare cu întreținere minimă.

Oglinda parabolica SolarBeam 7M poate sustine pana la 475 kg de gheata. Aceasta este aproximativ egală cu stratul de gheață de 12,2 mm grosime pe întreaga suprafață de 38,5 m2.
Instalația funcționează în mod normal în zăpadă datorită designului curbat al sectoarelor oglinzii și a capacității de a efectua automat „curățarea automată a zăpezii”.

Performanță (comparație cu colectoarele cu vid și plate)

Q / A = F’(τα)en Kθb(θ) Gb + F’(τα)en Kθd Gd -c6 u G* - c1 (tm-ta) - c2 (tm-ta)2 – c5 dtm/dt

Eficiența colectoarelor solare neconcentrante a fost calculată folosind următoarea formulă:

Eficiență = F Eficiența colectorului - (Panta*Delta T)/G Radiația solară

Curba de performanță pentru concentratorul SolarBeam arată o eficiență generală ridicată pe întregul interval de temperatură. Colectorii solari plat și evacuați prezintă o eficiență mai scăzută atunci când sunt necesare temperaturi mai ridicate.

Grafice de comparație ale Solartron și colectoare solare plate/vid

Eficiența (COP) Solartron în funcție de diferența de temperatură dT

Este important de reținut că diagrama de mai sus nu ține cont de pierderile de căldură din cauza vântului. În plus, datele de mai sus indică randamentul maxim (la prânz) și nu reflectă eficiența în timpul pentru. Datele sunt date pentru unul dintre cei mai buni colectori plate și în vid. Pe lângă eficiența ridicată, SolarBeamTM produce cu 30% mai multă energie datorită urmăririi cu două axe a soarelui. În regiunile geografice în care predomină temperaturile scăzute, eficiența colectoarelor plate și în vid este redusă semnificativ datorită suprafeței mari de absorbție. SolarBeamTM are o suprafață de absorbție de doar 0,0625 m2 comparativ cu o suprafață de recoltare a energiei de 15,8 m2, rezultând pierderi reduse de căldură.

Vă rugăm să rețineți că, datorită sistemului de urmărire cu două axe, hub-ul SolarBeamTM va funcționa întotdeauna la eficiență maximă. Suprafața efectivă a colectorului SolarBeam este întotdeauna egală cu suprafața reală a oglinzii. Colectoarele plate (fixe) pierd energie potențială conform ecuației de mai jos:
PL = 1 - COS i
unde PL este pierderea de energie în %, a maximului la deplasare în grade)

Sistem de control

Comenzile SolarBeam folosesc tehnologia „EZ-SunLock”. Cu această tehnologie, sistemul poate fi instalat și configurat rapid oriunde în lume. Sistemul de urmărire urmărește soarele cu o precizie de 0,1 grade și folosește un algoritm astronomic. Sistemul are posibilitatea de dispecerizare generală prin rețele de la distanță.

Situații anormale în care „ansa” va fi parcata automat într-o poziție sigură.

  • Dacă presiunea lichidului de răcire din circuit scade sub 7 PSI
  • Când viteza vântului este mai mare de 75 km/h
  • În cazul unei întreruperi de curent, UPS-ul (Sursa Neîntreruptibilă) mută antena într-o poziție sigură. Când alimentarea este restabilită, urmărirea automată a soarelui continuă.

Monitorizarea

În orice caz, și mai ales pentru aplicațiile industriale, este foarte important să cunoașteți starea sistemului dumneavoastră pentru a asigura fiabilitatea. Trebuie să fiți avertizat înainte să apară o problemă.

SolarBeam are capacitatea de a monitoriza prin intermediul SolarBeam Remote Dashboard. Acest panou este ușor de utilizat și oferă informații importante despre starea SolarBeam, diagnosticare și producție de energie.

Configurare și management de la distanță

SolarBeam poate fi configurat și schimbat de la distanță din mers. „Antica” poate fi controlată de la distanță folosind un browser mobil sau un computer, simplificând sau eliminând sistemele de control la fața locului.

Alerte

În cazul unei alarme sau al unei solicitări de service, dispozitivul trimite un mesaj de e-mail personalului de service desemnat. Toate alertele pot fi personalizate în funcție de preferințele utilizatorului.

Diagnosticare

SolarBeam are capabilități de diagnosticare la distanță: temperaturi și presiuni ale sistemului, producție de energie etc. Dintr-o privire, puteți vedea starea sistemului.

Raportare și diagrame

Dacă sunt necesare rapoarte de producție de energie, acestea pot fi obținute cu ușurință pentru fiecare „mâncare”. Raportul poate fi sub forma unui grafic sau a unui tabel.

Instalare

SolarBeam 7M a fost conceput inițial pentru instalații CSP la scară largă, așa că instalarea a fost făcută cât mai simplă posibil. Designul permite asamblarea rapidă a componentelor principale și nu necesită aliniere optică, ceea ce face ca instalarea și pornirea sistemului să fie ieftine.

Timp de instalare

O echipă de 3 poate instala un SolarBeam 7M de la început până la sfârșit în 8 ore.

Cerințe de cazare

SolarBeam 7M are o lățime de 7 metri și o adâncime de 3,5 metri. Când instalați mai multe SolarBeam 7M, fiecărui sistem ar trebui să i se acorde o suprafață de aproximativ 10 x 20 de metri pentru a asigura colectarea maximă a soarelui cu cea mai mică cantitate de umbrire.

Asamblare

Butucul parabolic este proiectat pentru a fi asamblat la sol folosind un sistem mecanic de ridicare, permițând instalarea rapidă și ușoară a fermelor, sectoarelor oglinzilor și suporturilor.

Domenii de utilizare

Producerea energiei electrice cu instalatii ORC (Organic Rankine Cycle).

Instalatii industriale de desalinizare a apei

Energia termică pentru instalația de desalinizare poate fi furnizată de SolarBeam

În orice industrie în care este necesară multă energie termică pentru ciclul tehnologic, cum ar fi:

  • Alimente (gătit, sterilizare, obținere de alcool, spălare)
  • Industria chimica
  • Plastic (Încălzire, evacuare, separare, …)
  • Textile (albire, spălare, presare, aburire)
  • Petrol (sublimarea, clarificarea produselor petroliere)
  • Și mult mai mult

Locul de instalare

O locație potrivită pentru instalare sunt regiunile care primesc cel puțin 2000 kWh de lumină solară pe m2 pe an (kWh/m2/an). Consider că următoarele regiuni ale lumii sunt cele mai promițătoare producători:

  • Regiunile din fosta Uniune Sovietică
  • Sud-vestul SUA
  • America Centrală și de Sud
  • Africa de Nord și de Sud
  • Australia
  • Țările mediteraneene din Europa
  • Orientul Mijlociu
  • Câmpiile deșertice din India și Pakistan
  • Regiunile Chinei

Specificația modelului Solarbeam-7M

  • Putere de vârf - 31,5 kW (la o putere de 1000 W / m2)
  • Gradul de concentrare a energiei - de peste 1200 de ori (loc 18 cm)
  • Temperatura maximă de focalizare - 800°С
  • Temperatura maximă a lichidului de răcire - 270°С
  • Eficiență operațională - 82%
  • Diametru reflector - 7m
  • Suprafața oglinzii parabolice - 38,5 m2
  • Distanța focală - 3,8 m
  • Consumul de putere al servomotoarelor - 48W+48W / 24V
  • Viteza vântului în timpul funcționării - până la 75 km/h (20 m/s)
  • Viteza vântului (în modul sigur) - până la 160 km/h
  • Urmărirea soarelui în azimut - 360°
  • Urmărirea soarelui pe verticală - 0 - 115°
  • Înălțimea suportului - 3,5 m
  • Greutatea reflectorului - 476 kg
  • Greutate totală -1083 kg
  • Dimensiune absorbant - 25,4 x 25,4 cm
  • Suprafata absorbant -645 cm2
  • Volumul lichidului de răcire din absorbant - 0,55 litri

Dimensiuni generale reflector

 
Articole De subiect:
Paste cu ton în sos cremos Paste cu ton proaspăt în sos cremos
Pastele cu ton în sos cremos este un preparat din care oricine își va înghiți limba, desigur, nu doar pentru distracție, ci pentru că este nebunește de delicios. Tonul și pastele sunt în perfectă armonie unul cu celălalt. Desigur, poate cuiva nu va place acest fel de mâncare.
Rulouri de primăvară cu legume Rulouri de legume acasă
Astfel, dacă te lupți cu întrebarea „care este diferența dintre sushi și rulouri?”, răspundem - nimic. Câteva cuvinte despre ce sunt rulourile. Rulourile nu sunt neapărat bucătărie japoneză. Rețeta de rulouri într-o formă sau alta este prezentă în multe bucătării asiatice.
Protecția florei și faunei în tratatele internaționale ȘI sănătatea umană
Rezolvarea problemelor de mediu și, în consecință, perspectivele dezvoltării durabile a civilizației sunt în mare măsură asociate cu utilizarea competentă a resurselor regenerabile și a diferitelor funcții ale ecosistemelor și gestionarea acestora. Această direcție este cea mai importantă cale de a ajunge
Salariul minim (salariul minim)
Salariul minim este salariul minim (SMIC), care este aprobat anual de Guvernul Federației Ruse pe baza Legii federale „Cu privire la salariul minim”. Salariul minim este calculat pentru rata de muncă lunară completă.