Kako deluje sončni koncentrator? Koncentratorji sončne energije Linearni koncentrator sončne energije

Glede na načelo delovanja se sončni koncentratorji zelo razlikujejo od. Poleg tega so termosončne elektrarne zaradi številnih lastnosti veliko bolj učinkovite od fotovoltaičnih.

Naloga solarnega koncentratorja je usmeriti sončne žarke na posodo s hladilno tekočino, ki sta lahko na primer olje ali voda, ki dobro absorbirata sončno energijo. Metode koncentracije so različne: parabolično-cilindrični koncentratorji, parabolična zrcala ali stolpne heliocentrične instalacije.

V nekaterih koncentratorjih je sončno sevanje usmerjeno vzdolž goriščne črte, v drugih - na žariščno točko, kjer se nahaja sprejemnik. Ko se sončno sevanje odbije od večje površine na manjšo površino (na površino sprejemnika), se doseže visoka temperatura, hladilna tekočina absorbira toploto, ki se giblje skozi sprejemnik. Sistem kot celota vsebuje tudi skladiščni del in sistem za prenos energije.

Učinkovitost koncentratorjev se močno zmanjša v oblačnih obdobjih, saj se fokusira le direktno sončno sevanje. Prav zaradi tega takšni sistemi dosegajo največjo učinkovitost v regijah, kjer je stopnja osončenosti še posebej visoka: v puščavah, okoli ekvatorja. Za povečanje učinkovitosti izrabe sončnega sevanja so koncentratorji opremljeni s posebnimi sledilniki, sledilnimi sistemi, ki zagotavljajo najbolj natančno orientacijo koncentratorjev v smeri sonca.

Ker so stroški sončnih koncentratorjev visoki in sistemi za sledenje zahtevajo periodično vzdrževanje, je njihova uporaba v glavnem omejena na industrijske sisteme za proizvodnjo električne energije.

Takšne naprave se lahko uporabljajo v hibridnih sistemih v kombinaciji z na primer ogljikovodikovim gorivom, potem bo sistem za shranjevanje zmanjšal stroške proizvedene električne energije. To bo postalo mogoče, saj bo generacija potekala 24 ur na dan.

Parabolični sončni koncentratorji so dolge do 50 metrov, izgledajo kot podolgovata zrcalna parabola. Takšen koncentrator je sestavljen iz niza konkavnih zrcal, od katerih vsako zbira vzporedne sončne žarke in jih fokusira na določeno točko. Vzdolž takšne parabole je cev s hladilno tekočino nameščena tako, da so vsi žarki, ki jih odbijajo ogledala, osredotočeni nanjo. Za zmanjšanje toplotnih izgub je cev obdana s stekleno cevjo, ki je razpeta vzdolž goriščne črte valja.

Takšni koncentratorji so razporejeni v vrstah v smeri sever-jug in so seveda opremljeni s sistemi za sledenje soncu. Sevanje, usmerjeno v linijo, segreje hladilno tekočino na skoraj 400 stopinj, prehaja skozi toplotne izmenjevalnike in ustvarja paro, ki vrti turbino generatorja.

Po pravici povedano je treba opozoriti, da je fotocelica lahko nameščena tudi namesto cevi. Kljub temu, da je pri fotonapetostnih celicah lahko velikost koncentratorjev manjša, je to preobremenjeno z zmanjšanjem učinkovitosti in problemom pregrevanja, ki ga je treba rešiti z razvojem kakovostnega hladilnega sistema.

V kalifornijski puščavi so v 80. letih prejšnjega stoletja zgradili 9 elektrarn na parabolične koritaste koncentratorje s skupno močjo 354 MW. Nato je isto podjetje (Luz International) zgradilo tudi 13,8 MW hibridno postajo SEGS I v Deggettu, ki je vključevala dodatne peči na zemeljski plin. Na splošno je podjetje od leta 1990 zgradilo hibridne elektrarne s skupno močjo 80 MW.

Razvoj sončne proizvodnje v paraboličnih elektrarnah poteka v Maroku, Mehiki, Alžiriji in drugih državah v razvoju s financiranjem Svetovne banke.

Posledično strokovnjaki ugotavljajo, da so danes parabolično-cilindrične elektrarne tako po donosnosti kot učinkovitosti slabše od sončnih elektrarn stolpnega in krožnega tipa.


so satelitskemu krožniku podobna parabolična zrcala, ki fokusirajo sončne žarke na sprejemnik, ki se nahaja v središču vsakega takega krožnika. Hkrati temperatura toplotnega nosilca s to ogrevalno tehnologijo doseže 1000 stopinj. Tekoče hladilno sredstvo se takoj dovaja v generator ali motor, ki je kombiniran s sprejemnikom. Tu se na primer uporabljajo motorji Stirling in Brayton, ki lahko bistveno povečajo zmogljivost takšnih sistemov, saj je optična učinkovitost visoka in začetni stroški nizki.

Svetovni rekord učinkovitosti solarne elektrarne s parabolično ploščo je 29-odstotni izkoristek, dosežen pri pretvorbi toplotne energije v električno energijo na ploščasti elektrarni v kombinaciji s Stirlingovim motorjem v Rancho Mirage.

Krožni solarni sistemi so zaradi svoje modularne zasnove zelo obetavni, saj omogočajo enostavno doseganje zahtevane moči tako pri hibridnih porabnikih, ki so priključeni na javno elektroenergetsko omrežje, kot tudi pri avtonomnih. Primer je projekt STEP, sestavljen iz 114 paraboličnih ogledal s premerom 7 metrov, ki se nahaja v zvezni državi Georgia.

Sistem proizvaja srednje, nizko in visokotlačno paro. Nizkotlačna para se dovaja v klimatski sistem pletilne tovarne, srednjetlačna para se dovaja sami pletilni industriji, visokotlačna para pa se dovaja neposredno za proizvodnjo električne energije.

Seveda so krožasti sončni koncentratorji v kombinaciji s Stirlingovim motorjem zanimivi za lastnike velikih energetskih podjetij. Tako Mednarodna korporacija Science Applications v sodelovanju s tremi energetskimi podjetji razvija sistem s Stirlingovim motorjem in paraboličnimi ogledali, ki lahko proizvede 25 kW električne energije.

Pri sončnih stolpih s centralnim sprejemnikom je sončno sevanje usmerjeno na sprejemnik, ki se nahaja na vrhu stolpa.. Okoli stolpa so postavljeni v velikem številu heliostatski reflektorji. Heliostati so opremljeni z dvoosnim sistemom za sledenje soncu, zahvaljujoč kateremu se vedno vrtijo tako, da so žarki fiksno koncentrirani na hladilnem telesu.

Sprejemnik absorbira toplotno energijo, ki nato vrti turbino generatorja.

Tekoče hladilno sredstvo, ki kroži v sprejemniku, prenaša paro v hranilnik toplote. Običajno deluje vodna para s temperaturo 550 stopinj, zrak in druge plinaste snovi s temperaturo do 1000 stopinj, organske tekočine z nizkim vreliščem - pod 100 stopinj in tekoča kovina - do 800 stopinj.

Odvisno od namena postaje lahko para vrti turbino za proizvodnjo električne energije ali pa se neposredno uporablja v kakšni proizvodnji. Temperatura v sprejemniku se giblje od 538 do 1482 stopinj.

Stolpna elektrarna Solar One v južni Kaliforniji, ena prvih tovrstnih elektrarn, je prvotno proizvajala elektriko s pomočjo vodno-parnega sistema z močjo 10 MW. Nato je bil podvržen posodobitvi, izboljšani sprejemnik, ki zdaj deluje na staljene soli, in sistem za shranjevanje toplote pa sta postala veliko učinkovitejša.

To je pripeljalo do dejstva, da so stolpi za hranilnike toplote pomenili preboj v tehnologiji sončnih koncentratorjev: elektriko v takšni elektrarni je mogoče proizvesti po potrebi, saj sistem za shranjevanje toplote lahko hrani toploto do 13 ur.

Tehnologija staljene soli omogoča shranjevanje sončne toplote pri temperaturi 550 stopinj, električna energija pa se zdaj lahko proizvaja kadar koli v dnevu in v vsakem vremenu. Stolpna postaja "Solar Two" z zmogljivostjo 10 MW je postala prototip industrijskih elektrarn te vrste. V prihodnosti gradnja industrijskih postaj z zmogljivostjo od 30 do 200 MW za velika industrijska podjetja.

Obeti so ogromni, vendar razvoj ovirajo potreba po velikih površinah in visoki stroški gradnje stolpnih postaj industrijskega obsega. Na primer, za postavitev stolpne postaje s 100 megavati potrebujete 200 hektarjev, medtem ko za jedrsko elektrarno, ki lahko proizvede 1000 megavatov električne energije, potrebujete le 50 hektarjev. Parabolično-cilindrične postaje (modularnega tipa) za majhne zmogljivosti pa so stroškovno učinkovitejše od stolpnih.

Tako so stolpni in parabolični koncentratorji primerni za elektrarne od 30 MW do 200 MW, ki so priključene na omrežje. Modularni točkovni koncentratorji so primerni za avtonomno napajanje omrežij, ki potrebujejo le nekaj megavatov. Izdelava obeh stolpnih in ločestih sistemov je draga, vendar zagotavljata zelo visoko učinkovitost.

Kot lahko vidite, zavzemajo parabolično-cilindrični koncentratorji optimalen položaj kot najbolj obetavna tehnologija sončnih koncentratorjev za prihodnja leta.

Zanimanje za alternativno energijo vztrajno narašča. Razlogov za to je veliko in precej objektivnih. Najmočnejši in najstabilnejši vir čiste energije je sonce. Čeprav je cena reciklirane sončne energije še vedno nižja od tiste, proizvedene v industrijskem obsegu, mnogi kupujejo ali izdelujejo njene pretvornike v toploto ali elektriko – sončne celice – z lastnimi rokami. Hiša s sončnimi kolektorji za proizvodnjo električne energije in generatorji toplote - sončnimi kolektorji - na strehi danes ni nič nenavadnega v krajih z dokaj ostrim podnebjem, glej sl. Poleg tega nič ne more nadomestiti takšnega dostojanstva sončnega sevanja kot popolna neodvisnost od umetnega okolja in naravnih nesreč.

Slika za ponazoritev je bila posneta "zima" ne brez razloga: sodobni modeli sončnih kolektorjev so sposobni dovajati hladilno tekočino s temperaturo +85 stopinj Celzija v ogrevalni sistem v oblačnem dnevu z zmrzaljo -20 zunaj. Cenovno so takšne sončne elektrarne precej dostopne, vendar zahtevajo razvito proizvodno bazo za izdelavo. Če je naloga zagotoviti oskrbo s toplo vodo v podeželski hiši ali v podeželski hiši v topli sezoni, ko je avtonomno ogrevanje izklopljeno, potem je povsem mogoče narediti sončni kolektor, primeren za to, z lastnimi rokami. In če imate veščine domačega mojstra srednjega razreda, namestitev, ki bo ogrevalnemu kotlu pozimi pomagala prihraniti precejšnjo količino goriva, lastniki pa bodo prihranili denar. Možne so tudi druge uporabe domačih sončnih kolektorjev; vsaj voda v bazenu je ogrevana. Cene tovrstnih blagovnih znamk so očitno smešne v primerjavi z njihovimi zmogljivostmi in ni stvari, ki je ne bi mogli narediti sami.

Pri avtonomnem sončnem napajanju je zadeva bolj zapletena. Priznajmo si: sončnih elektrarn za splošno rabo, ki bi bile v vseh pogledih boljše od tradicionalnih termoelektrarn, hidroelektrarn in jedrskih elektrarn, danes ni. In dokler se proizvodnja električne energije iz Sonca ne prenese v vesolje in njen spekter za to ni v celoti izkoriščen, je to komaj mogoče. V Evraziji sta skrajni severni točki, kjer je vračilna doba velikih sončnih elektrarn vsaj malo krajša od njihove življenjske dobe, otoki v Egejskem morju in Turkmenistan.

Posamično kupljena sončna elektrarna pa je ob temeljiti študiji izvedljivosti in izbiri ustreznega modela lahko donosna tudi v srednje visokih zemljepisnih širinah; ne zadnjo vlogo pri tem igra stabilnost oskrbe z električno energijo na območju. Koncept sončne baterije "naredi sam" ima lahko povsem jasen in pozitiven ekonomski pomen za lastnika, če so izpolnjeni nekateri enostavni in brezplačni pogoji za njeno izdelavo in delovanje v naslednjih primerih:

Kako sami kupiti ali izdelati te uporabne naprave, da pozneje ne boste obžalovali zapravljenega denarja? O tem govori ta članek. Z majhnim dodatkom o solarnih koncentratorjih, oziroma solarnih koncentratorjih. Te naprave zbirajo sončno sevanje v gost žarek, preden ga posredujejo naprej za pretvorbo. V nekaterih primerih je nemogoče doseči zahtevane tehnične kazalnike namestitve na kakršen koli drug način.

Na splošno je gradivo razdeljeno na 5 razdelkov s pododdelki:

  1. Bistvene značilnosti izrabe sončne energije.
  2. Sončni kolektorji (SC), kupljeni in doma narejeni.
  3. Solarni koncentratorji.
  4. Solarni paneli (SAT), v enakem vrstnem redu.
  5. Pravilna namestitev in poravnava SC in SB.
  6. Zaključek v zaključku.

Beseda Kulibinom

Amaterji izdelujejo sončne baterije iz različnih improviziranih materialov: polprevodniških diod, tranzistorjev, razstavljenih predpotopnih selenskih in bakrovih usmernikov, bakrenih plošč, neodvisno oksidiranih na električnem štedilniku itd. Največ, kar se lahko napaja iz njih, je sprejemnik ali predvajalnik s porabo tok do 50-70 mA pri srednji glasnosti. Več je načeloma nemogoče; zakaj - glej odd. glede SB.

Vendar bi bilo popolnoma neumno kriviti ljubitelje tehničnih eksperimentov. Thomas Alva Edison je nekoč rekel: »Vsi vedo, da je to nemogoče narediti. Obstaja ignorant, ki tega ne ve. On je tisti, ki naredi izum." Vsekakor dotikanje tankosti visokih tehnologij in globin materije (in SB je viden primer obojega) daje znanje in sposobnost njihove uporabe, t.j. hitra pamet. In so kapital, ki se nikoli ne razvrednoti in katerega donos je višji od vseh vrednostnih papirjev.

Kljub temu pa so tudi najsplošnejše teoretične podlage vsega nadaljnjega gradiva takšne, da najbolj »malo na prste« ne nastanejo članki – knjige. Zato se bomo v nadaljevanju omejili na tiste vzorce za različne priložnosti, ki jih lahko izdelamo sami doma, ne da bi popolnoma pozabili, kaj so se učili v šoli (mimogrede, teh je kar nekaj); to je prvo. Drugič, omejili se bomo na naprave, ki dejansko zagotavljajo toploto ali tok, primeren za domače in gospodinjske potrebe. Nato morate nekatere avtorjeve izjave verjeti ali pa se obrniti na temeljne vire.

Kaj lahko pričakujemo?

Tukaj je primer telefonskega pogovora z vodjo prodaje podjetja, ki prodaja SB: "In pod kakšnimi pogoji vaša baterija razvije deklarirano moč?" - "Za vsako!" – »In v Murmansku (onkraj arktičnega kroga) tudi pozimi?« - tišina, odloži slušalko.

Zdaj pa poglejmo zgornji zemljevid na sl. spodaj. Tam - coniranje Ruske federacije za insolacijo posebej za potrebe sončne energije. Ne za kmete, rastline so se skozi milijarde let evolucije življenja naučile bolj gospodarno uporabljati sončno svetlobo. Recimo, da živimo v kraju, kjer je pretok sončne energije 4 kW/h na 1 kvadratni kilometer. m na dan. V srednjih zemljepisnih širinah od pomladi do jesenskega enakonočja in ob upoštevanju spremembe višine stojišča Sonca čez dan in glede na letni čas bo trajanje dnevne svetlobe približno 14 ur. Natančneje, za določeno geografsko točko lahko izračunate na spletnih kalkulatorjih, takšni so.

Potem gre tok energije Sonca v krog 4/14 = 0,286 kW/sq. m ali 286 W/kv. m Z učinkovitostjo sončne elektrarne 25% (in to je dober pokazatelj) bo mogoče s kvadrata odstraniti 71,5 W moči, toplotne ali električne. Če srednje-dolgoročna poraba energije (glej spodaj) potrebuje 2 kW (to je tipičen primer), potem je potrebna plošča pretvornika s površino 2000 / 71,5 = 27,97 ali 28 kvadratnih metrov. m; to je 7x4 m Učinkovitost 25% - ali je podcenjena? Da, iz plošč se da iztisniti več. Velik del naslednjega gradiva je posvečen temu, kako.

Opomba: za referenco - sončna konstanta, tj. gostota energijskega toka Sonca v celotnem spektru sevanja od ultradolgih radijskih valov do supertrdnega sevanja gama, v vesolju v zemeljski orbiti je 1365,7 W/sq. m Na ekvatorju opoldne na dneve enakonočja (Sonce v zenitu) - približno 1 kW / m². m. Trgovci tega pogosto ne vedo, vendar morate imeti v mislih.

No, kaj pa potem obljube proizvajalcev? Panel je na primer 1x1,5 m, zanj je deklarirana moč 1 kW. Zdi se, da ni v nasprotju s fiziko in astronomijo, toda na srednjih zemljepisnih širinah pod krznenim plaščem atmosfere izgleda očitno nerealno. Imajo prav, ne lažejo. Moč so merili le na njihovi testni napravi pod posebnimi svetilkami. Če hočejo biti pošteni z mano do konca, naj mi jih pridejo svetit na panel, pa elektriko za to jemljejo kjerkoli.

Zemljevid pod prvim je potreben za dodatno določitev cenovne kategorije ali izbiro zasnove predlagane instalacije. SB in še posebej SC, ki lahko delujejo v oblačnem vremenu, so bolj zapleteni in dražji od tistih, ki delujejo samo v neposredni svetlobi. V letu 365x24 = 8760 ur. Ob upoštevanju dejstva, da je na visokih zemljepisnih širinah poleti trajanje dnevne svetlobe daljše, se lahko SC ali SB med predvideno življenjsko dobo odplačajo v Jakutsku ali Anadyrju, ne pa v moskovski regiji ali Ryazanu. Tisti. Upoštevajte tudi, da sončna energija kot koristna podpora konvencionalni energiji ni mogoča le v Sahari ali puščavi Mojave.

Vmesni seštevek

Iz tega razdelka sledi pomemben zaključek za vse: ko iščete ploščo za nakup ali ponovitev, vas zanima predvsem površina površine, ki učinkovito zaznava (ali absorbira) svetlobo, vse ostalo pa izračunajte le iz nje. . Poleg tega se lahko izkaže, da bo glede na marketinške in potrošniške zamisli plošča, ki se zdi najslabša v tem primeru, bolj donosna kot "kul".

zbiralci

Načelo delovanja

Delo katerega koli SC temelji na učinku tople grede. Njegovo bistvo je znano: vzemimo enostransko odprto komoro s površino, ki absorbira svetlobo. Zapremo ga s pokrovom, ki je prosojen za vidno svetlobo (najbolje tudi ultravijolično, UV), a dobro odbija toplotno (infrardeče, IR) sevanje. Te pogoje v veliki meri izpolnjujeta silikatno steklo in pleksi steklo; skoraj popolnoma - kremenčevo steklo in druga mineralna stekla na osnovi taljenega kremena.

Opomba: Na splošno je napačno mineralna stekla, ki prepuščajo UV žarke, imenovati mineralna stekla. silikatno steklo je tudi mineralno. Bolje bi bilo ohraniti prejšnje ime "kremenčevo steklo", ker. večina polnila za taljenje UV-prosojnega stekla je zdrobljen kremen. Obstajajo tudi turmalinska stekla, vendar ne za vsakdanje življenje - na njih se stopijo kristali dragih kamnov.

Sončna svetloba, ki vstopa v kamero, jo absorbira in kamera se segreje. V izogib toplotnim izgubam ga bomo opremili s toplotno izolacijo. Takrat se bo toplotna energija spremenila v IR, vendar ne bo mogla iti ven skozi pokrov in se ne bo mogla razpršiti. Zdaj IR nima druge izbire, kot da toplotni izmenjevalnik, nameščen v notranjosti, ogreva s toplotnim nosilcem ali zrakom, ki ga vpiha skozi komoro. Če jih ni, bo temperatura v notranjosti naraščala, dokler temperaturna razlika med notranjostjo in zunanjostjo ne bo »potisnila« odvečne toplote skozi toplotno izolacijo in se bo vzpostavilo termodinamično ravnovesje.

Kaj je AChT

Za nadaljnje boljše razumevanje morate vedeti, kako deluje piramidni ali igličasti model črnega telesa (črnega telesa); ker drugih ne potrebujemo, nadalje, če govorimo o modelu črnega telesa, model “piramidne igle” povsod izpustimo. V Runetu in na internetu na splošno o tem ne najdete ničesar, vendar se v laboratorijski praksi in tehnologiji takšni uspešno uporabljajo. Kako deluje, je razvidno iz sl. na desni. In v tem primeru bo absorpcija svetlobe v SC tem boljša, čim bolj je njegova prevleka oziroma sama konfiguracija površine, ki učinkovito absorbira (EAS) po lastnostih bližja modelu črnega telesa.

Opomba: Črno telo je telo, ki absorbira elektromagnetno sevanje katere koli frekvence. Lesne saje, npr. - ni črno telo, fotografirano skozi IR filter je videti svetlo sivo. Model črnega telesa s piramidno iglo je sposoben absorbirati vse, ne le elektromagnetne, vibracije. Tako se v akustiki na notranje površine zvočnih komor nalepijo piramide iz penaste gume.

Kupljen SC

Če se odločite za nakup sončnega kolektorja, se boste morali soočiti z vilicami cen za 1 m2. m absorpcijske površine v 2000-80 000 rubljev. In ne pozabite, da je na videz prikazan samo končni strošek, območje EPP, če je predpisano, pa je v drobnem tisku. Prav tako se pri izbiri modela vsekakor vprašajte, ali je opremljen z zalogovnikom in cevnimi elementi, več o njih si oglejte spodaj. Poskusimo ugotoviti, kaj pojasnjuje takšno neskladje in ali je vedno upravičeno.

Opomba: teoretično je življenjska doba SC neomejena. V praksi je za bolj ali manj dostojne modele s pravilnim delovanjem vsaj 15 let. Zato ob razumni izbiri z doplačilom ni težav, v kolikor podnebje omogoča njihovo uporabo.

Vrste in namen

V vsakdanjem življenju se večinoma uporabljajo SC-ji treh vrst oblikovanja, glej sl. Na levi je ploščat SC, v sredini je vakuumski, na desni je kompakten. Vse se lahko izvajajo tako brez tlaka, na termosifonski cirkulaciji kot tlačno. Prvi so 1,5-5 krat cenejši od tlačnih analogov, ker v njih je lažje zagotoviti trdnost in tesnost. Breztlačni SC segrevajo hladilno tekočino relativno počasi, zato so zasnovani bolj za oskrbo s toplo vodo v topli sezoni. Vezanje je preprosto in poceni; včasih v kombinaciji s ploščo v enem konstruktu.

V tlačnih posodah se hladilno sredstvo črpa z obtočno črpalko (zaradi česar so hlapne) ali pa se v izmenjevalnik toplote dovaja voda iz pipe. To seveda zahteva močnejšo in zanesljivejšo zasnovo ter zapleten hlapni kabelski snop in krmilnik, ki ga nadzoruje. Temu primerno se poveča tudi cena. Toda samo SC pod pritiskom so primerni za hladno sezono, ker. hitro segrejejo. Večina modelov je celoletnih; ki se prodajajo v Ruski federaciji, so ob upoštevanju podnebnih razmer najpogosteje zasnovani za delo skupaj z ogrevalnim kotlom, tj. so pomožne naprave.

Tlak SC je neposrednega in indirektnega ogrevanja. V prvem primeru je SC priključen neposredno na CO krog (ogrevalni sistem). V drugem, prvem, ki sprejema sončno energijo, je krog SC napolnjen s sredstvom proti zmrzovanju, sekundarna hladilna tekočina pa se segreva v izmenjevalniku toplote 2. kroga.

Slednji so seveda dražji, saj. sposoben delati v hladnem vremenu v katerem koli podnebju. Prve se uporabljajo predvsem za ogrevanje spomladi in jeseni. Kljub temu so neposredno ogrevani tlačni SC (enokrožni) najverjetneje koristni za posamezne CO: izven sezone, pri zelo nizki moči, učinkovitost kotla na trda goriva znatno pade. Toda ravno v tem času je toplotna moč SC za hišo dovolj, medtem ko so enokrožni relativno poceni. Poskrbeti je treba le za ustrezne zaporne in razdelilne ventile v CO in jeseni, pred pravim mrazom, zapreti SC in ga izprazniti.

stanovanje

Shema ravnega SC je prikazana na sl. na desni; Načelo delovanja je popolnoma skladno z zgoraj opisanim. Takšni so praviloma učinkoviti le v topli sezoni. Učinkovitost, odvisno od zasnove, je v območju 8-60% Voda se odvaja s temperaturo do 45-50 stopinj. Tlačne črpalke se proizvajajo izjemno redko, hkrati pa so zaradi kompleksnosti zasnove nekonkurenčne vakuumskim. Tesnila toplotnega izmenjevalnika so zasnovana za polnjenje samo z vodo, kot poleti ni potrebe po antifrizu. Na ceno (poudarjamo - za 1 kvadratni meter EPP; vsakič se morate preračunati glede na specifikacijske podatke) vplivajo predvsem naslednji dejavniki:

  • Premaz (prozorna izolacija) stekla.
  • Sama vrsta stekla.
  • Dizajn in kakovost vpojne plošče.

Steklena prevleka igra predvsem vlogo antirefleksnega filma v optičnih napravah: zmanjša lom svetlobe na meji med mediji in izgubo svetlobe zaradi bočnega odboja. V pravilno postavljenih poletnih SC (glej na koncu, pred zaključkom) so te izgube majhne ali pa v južnih regijah sploh niso opazne. Poleg tega je prevleka odrgnjena zaradi prahu, ki ga prenaša veter, in zanjo največkrat ne velja garancija. Zato je pokritost prva stvar, na kateri lahko prihranite. Če je opazna razlika v ceni zaradi kritja pri podobnih modelih po tehničnih podatkih, vzemite "golo", verjetno ne boste razočarani.

Steklo je najpomembnejši element in pri izbiri morate najprej krmariti po njem:

  1. Mineral - prepušča UV, kar močno poveča učinek tople grede.
  2. Teksturiran (strukturiran) - ima na površini poseben mikrorelief, ki zagotavlja skoraj enako učinkovitost pri neposredni in razpršeni svetlobi, tj. ob jasnem in oblačnem vremenu.
  3. Mineralno strukturiran - združuje obe lastnosti in poleg tega praktično ne daje bočnega odboja v precej širokem razponu vpadnih kotov brez osvetlitve.
  4. Silikat z dodatki - strukturiran ali ne, ne prepušča UV, slabo odbija IR in daje pomemben stranski odboj brez osvetlitve. Pri njem ne smete računati na več kot 20-odstotni izkoristek.
  5. Organsko - s kakršnimi koli izboljšavami v 5-7 letih bo največ postalo motno zaradi prahu, vendar nekatere njegove vrste lahko zagotovijo največje vrednosti učinkovitosti.

Izhajajoč iz tega, za SC trajne uporabe, je treba izbrati v korist strukturiranega mineralnega stekla. Omogoča vam, da preživite z manjšo površino SC in pogosto na koncu zmagate pri stroških celotne namestitve. Pri vikendu sta pomembna tudi stopnja segrevanja vode in začetni strošek kolektorja, zato je tam bolj primeren SC s pleksi steklom. Namestitev, poleg tega, da bo poceni, bo bolj kompaktna in lažja; za delavnike in pozimi ga lahko pokrijemo s pokrovom ali celo odnesemo v hišo, zato odpornost proti obrabi v tem primeru ni odločilni dejavnik.

Pod dobrim steklom je učinkovitost SC malo odvisna od zasnove absorpcijske plošče (absorberja). Ne to - vpojni premaz (črnitev) EPP. Lastnosti različnih premazov absorberja so prikazane na sl. na desni. Rednost - kot vedno, bolj učinkovito, dražje. Tudi tukaj je treba izračunati različne modele, ki dosežejo najmanjšo ceno 1 m². m plošča. In na splošno, pri kakršnih koli izračunih SC se je treba spomniti, kako prihraniti - največje prihranke dosežemo z zmanjšanjem potrebne površine plošče (plošč). Hkrati se preverjajo tudi prodajalci: če, recimo, specifikacija navaja selektivno barvanje in obljublja 75-odstotno učinkovitost - pošljite jih na testno mizo pod svetilke, vroče je kot hudič. Navsezadnje je jasno, da učinkovitost celotne naprave ne more biti večja od učinkovitosti njenih delov.

O tanku

Rezervoar za SC je potreben ne le zaradi udobja. Zgornji zemljevid prikazuje povprečne letne vrednosti osončenosti. Za poletno namestitev se lahko pri izračunu povečajo za približno 1,7-krat, za sezonsko pomlad-poletje-jesen pa za 25%. A to bo le povprečna vrednost, sedaj za sezono. In odvisno od vremena lahko vrednost insolacije "skoči" iz dneva v dan za 1,5-3 krat, odvisno od lokalne klime. Ogrevana voda, zbrana v rezervoarju, pod pogojem, da je dobro toplotno izolirana, bo v jasnem vročem dnevu prejela odvečno toploto in jo sprostila v oblačnem. Posledično se dejanska učinkovitost napeljave poveča za četrtino do tretjino. In na koncu, po kompetentnem preučevanju lokalnih podatkov, je v srednjem pasu Ruske federacije pogosto mogoče zmanjšati potrebno površino EPP za polovico ali več glede na določen ocenjeni izračun, naveden zgoraj. Skladno s tem - in stroški namestitve.

Spodaj opisani vakuumski SC ne delujejo brez hranilnika toplote. V njih je bodisi vključen v končno konstrukcijo ali vključen v dostavo. Toda pri ravnih SC je situacija ravno nasprotna in spominja na stanje s fotografsko opremo med agonijo "mokre" filmske fotografije. Takrat so na primer za odlično ogledalo "minolta" z zoom objektivom zahtevali kar 190 dolarjev. In najbolj bedna povečevalka fotografij je stala približno 600 dolarjev. Se pravi, enega ste vzeli, brez drugega ne morete, zato obrnite žepe navzven.

V zvezi z ravnimi SK so cene neobveznih ali priporočenih rezervoarjev z blagovno znamko zanje videti previsoke, preprosto grde. Zato, če veste, kako se lotiti, je bolje, da rezervoar naredite sami, pri čemer vzdržite le njegovo prostornino, predpisano v specifikaciji za ploščo. In ne verjemite grožnjam trgovcev - doma narejen rezervoar ni nič slabši od "podjetja". Kako - o tem kasneje, v rubriki o domačih izdelkih.

vakuum

Vakuumski SC lahko segrejejo hladilno tekočino na 80-85 stopinj, njihova učinkovitost pa doseže 74%, le najcenejši pa so pod 50%. To je delno določeno z zasnovo vpojne plošče iz nizov cevi; vrzeli med njimi delujejo kot model črnega telesa, le vzdolž ene koordinate. Toda glavno vlogo pri zagotavljanju visoke učinkovitosti tukaj igra dejstvo, da se toplotni izmenjevalnik nahaja v vakuumski bučki ali sistemu takih bučk. Bistvo tukaj ni v toplotni izolaciji (vakuum ga sploh ne daje za sevanje), ampak v odsotnosti zračne konvekcije v komori. To vam omogoča optimalno porazdelitev temperature po površini toplotnega izmenjevalnika. V komori, napolnjeni s plinom, jo ​​konvekcijski tokovi izravnajo.

Na sl. prikazana je naprava 2 najpogostejših vrst vakuumskih SC. Na levi - 1-krožni poletni ali sezonski. Približno tako, kot je prikazano zgoraj na sl. z vrstami SK Ruska "Dačnica". Ti so napolnjeni z vodo, njena izstopna temperatura je pod 60 stopinj. Tu je še posebej jasno vidna vloga vakuuma: če zrak teče v bučko, bo njegova konvekcija izenačila temperaturo notranje cevi in ​​v njej ne bo "termosifona".

Lupina bučke je izdelana iz kozarcev različnih vrst, glej zgoraj. Notranja cev je sprejemnik energije (PE) in izmenjevalnik toplote. Veliko polemik, vse do medsebojnih žalitev in obrekovanja na forumih, povzroča vprašanje: kaj je bolje črniti - notranjo zračnico od zunaj ali notranjo površino lupine? Z vidika največje učinkovitosti - PE. V tem primeru so izgube IC minimalne, ker ohišje je izdelano iz visoko odbojnega IR stekla. Tako so urejene naprave za merjenje osončenosti - aktinometri, le da tam namesto krogelnih cevi.

Zato je bolje vzeti poceni breztlačni vakuumski SC za kraje z nizko insolacijo in sijajem s PE črnitvijo, vendar v južnih regijah s povprečno letno insolacijo več kot 4 kWh / dan z vrednostjo sijaja več kot 2000 ur na leto, lahko vre na vrhuncu poletja, kar skoraj vedno pomeni znižanje tlaka in popolno odpoved. Tu bo bolj zanesljiv sistem s črnenjem lupine od znotraj.

Tudi pri črnenju lupine od znotraj se izvajajo tlačni SC (vložek zgoraj levo na sliki).V tem primeru se za ceno določenega puščanja IC skozi lupino poveča njegova visoka koncentracija vzdolž osi bučko, kar je potrebno za dobro in hitro segrevanje močnega toka vode. Poleg tega je v najučinkovitejših 1-krožnih tlačnih SC-jih tudi osrednja (dovodna) cev zatemnjena, vendar greje predvsem navzgornji tok okoli nje.

Desno na sl. - 2-krožni SC s toplotno cevjo in dvojno bučko iz stekla različnih razredov. Ravno ti vse leto napajajo CO s hladilno tekočino s temperaturo 90 stopinj: koncentracija IR na toplotni cevi zagotavlja izhlapevanje hladilne tekočine 1. kroga. Kar, mimogrede, sploh ni voda. Zato 2-krožni SC ni predmet samopopravila. Učinkovitost stane denar in v tem primeru veliko. Zato pri poglabljanju v cenike posebno pozornost namenjamo:

  • Ali dobavitelj izračuna namestitev na podlagi meritev na mestu.
  • Ali je pas vključen v paketu (glejte spodaj).
  • Ali strokovnjaki podjetja priključijo enoto na obstoječo CO.
  • Ali so deklarirani parametri v tem primeru zagotovljeni?
  • Kako dolgo traja garancija.
  • Ali in koliko je zagotovljeno načrtovano in izredno vzdrževanje.

Povezava in vezanje

Celoletne tlačne posode so napolnjene s sredstvom proti zmrzovanju, da se pozimi prepreči zmrzovanje in pokanje. Poenostavljen diagram njihove povezave je prikazan na levi na sliki: krmilnik glede na razmerje temperatur na dovodu, povratku in v rezervoarju po potrebi "odvije" obtočno črpalko.

Tlačni solarni sistemi so opremljeni z akumulacijskim rezervoarjem s toplotno izolacijo. V Ruski federaciji se večinoma prodajajo sistemi, ki so zasnovani za priključitev na obstoječo CO s kotlom. Grelnik vode za solarni sistem mora imeti ustrezno obliko, v sredini na sl. Poleg dodatne tuljave za priključitev kotla (v rezervoarju na vrhu) je spodnji, ki ga napaja SC, razdeljen na 2 dela; zgornji je približno dvakrat večji od spodnjega in se vije v stožcu, spodaj v rezervoarju. Spodnja spirala vzbuja konvekcijski tok vode, zgornja pa vanj prenaša toploto.

Takšna rešitev je nujna, da povratna temperatura kotla ne pade pod 45 stopinj, sicer lahko vanj pade kisli kondenz, ki hitro onesposobi kotel. Kadar sonce ne sije in SC kotlu nikakor ne more pomagati, se v stožčasti spirali oblikuje vodni čep, ki ne dovoljuje, da bi se hladna “blazina” dvignila do kotlovske tuljave.

Poleg posebnega rezervoarja, ko vklopite SC v domačem CO, potrebujete tudi cev zanj, desno na sl. Stara napeljava kotla (na sliki ni prikazana pogojno) je v celoti ohranjena! Kotel "čuti" delo SC le kot segrevanje vremena! Pravzaprav je postopek priklopa solarnega sistema na CO preprost: dovod in povratek CO sta odklopljena od kotla in priključena na rezervoar SC. In ustrezne cevi kotla so priključene na priključke zgornjega toplotnega izmenjevalnika rezervoarja SC.

O modularnih SC-jih

Zgoraj opisani sistemi so integralni konstrukti. Toda v prodaji so tudi modularni SC-ji, izbrani iz plošč, dokler ne dobimo želenih parametrov, na primer ruski Helioplast, glej sl. na desni. Z vzporedno ali zaporedno povezavo plošč lahko dosežete bodisi večji pretok hladilne tekočine bodisi višjo temperaturo. Stroški modularnega SC so na primer precejšnji. 1 plošča Helioplast stane približno 300 dolarjev. Vendar pa je s preklapljanjem cevovodov s tripotnimi ventili mogoče celoten sistem prenesti iz "pomlad-jesen" v "poletni" način in obratno. Ali na primer "tuš / kuhinja - bazen."

Opomba: modularni SC, kot dražji, so zasnovani za delovanje pri vseh pozitivnih temperaturah ali - od + (10-15) in v oblačnem vremenu.

Kompakten

Omeniti je treba še kompaktne SC. Praviloma se uporabljajo za ogrevanje vode v bazenih, tako da velike umetne strukture ne pokvarijo pokrajine. Cene glede na tehnične parametre so nezaslišane; Mercedes-Benz s svojim "za zvezdico" tukaj, kot pravijo, počiva. Zasnova je preprosta in precej ponovljiva z lastnimi rokami, glejte razdelek o svetlobnih koncentratorjih.

Domači SC

Za samoproizvodnjo so na voljo predvsem ravninski poletni SC za oskrbo s toplo vodo. Sezonski ogrevalni sistemi so se izkazali za tako zapletene in dolgotrajne, da je lažje in bolj donosno kupiti že pripravljeno ploščo. Toda kar zadeva domače izdelke iz improviziranih materialov, obrtniki včasih ustvarijo vzorce, ki so slabši od najboljših industrijskih, razen po videzu, vendar dobesedno stanejo peni. Gremo po vrsti.

škatla, steklo, izolacija

Telo domačega ravnega SC je najbolje narediti iz lesa, vezanega lesa, OSB itd. Trajnost in vzdržljivost mu bo dala dvojna impregnacija z vodno-polimerno emulzijo pred barvanjem. Priporočljivo je, da vzamete debelino dna od 20 mm (po možnosti od 40), tako da zaradi toplotnih deformacij ne nastanejo razpoke. Deska (120-150)x20 bo šla na stranske stene. Spodaj je nezaželeno narediti primer, ker Uhajanje IR skozi steklo se bo povečalo. Zunaj so pobarvani, kot želite, znotraj pa - kot podlaga za "pito", glejte spodaj. Dimenzije v načrtu so izračunane na podlagi količine insolacije in zahtevane moči.

Steklo je bolje vzeti cenejše in lažje, ekološko. Monolitni polikarbonat debeline 4 mm je zelo primeren: njegova prepustnost svetlobe je sprejemljiva, 0,92, cena je nizka, razmeroma majhen lomni količnik pa bo zagotovil majhen stranski odboj. Slabo UV-prepustnost delno izravna nizka toplotna prevodnost. Po površinski odpornosti proti obrabi je polikarbonat eno najboljših organskih stekel, dovolj je za poceni domače izdelke.

Izolirajte telo s peno; za poletni SC je dovolj 20-30 mm. Izolirani so v 2 slojih enake debeline s trakovi alu folije, a o tem v nadaljevanju. Za izolacijo škatle trdnosti je potrebno od znotraj. Če ste brali članke o gradbeni izolaciji, imejte v mislih: pri temperaturni razliki, ki jo daje ravni SC, in pri dovolj visoki zunanji temperaturi o potepanju rosišča ni treba govoriti.

Nepogrešljiv dodatek k izolaciji je tesnjenje vseh spojev in mest cevovodne napeljave s silikonom. Skozi najmanjšo razpoko s tokom zraka bo "izžvižgalo" toliko toplote, da če je kaj smisla od SC, je to le "za videz". Najprej je telo zatesnjeno (pred barvanjem); po namestitvi izmenjevalnika toplote - cevi, steklo pa se položi na "klobaso" tesnilne mase, ki se nanese na četrtino, izbrano vzdolž vrha stranic. Poleg tega so na vrhu pritrjeni z okvirjem, nosilci itd.

pita

"Pita" (glej sliko na desni) je v tem primeru substrat, ki dobro absorbira IR sevanje in hitro, dokler IR kvanti nimajo časa "pobegniti", oddaja toploto izmenjevalniku toplote. Osnova "pite" je aluminijasta plošča. Baker je manj primeren zaradi velike toplotne kapacitete. Dodatni folijski zasloni vrnejo večino "ubežnikov"; les in IR pena nista povsem neprozorna materiala.

Drugi vrhunec "pite" je slikanje. Barvajo skupaj s toplotnim izmenjevalnikom, ki je že nameščen na objemkah. Potrebno je barvati z oljno (počasi sušečo) črno barvo na pigmentu "Sajasti plin"; mogoče ga je kupiti v umetniških trgovinah. Barve na osnovi sintetičnih pigmentov v IR žarkih sploh ne bodo črne.

Po barvanju morate počakati, da se barva posuši na suh dotik, tj. na njem naj po rahlem pritisku s prstom ostane njegov odtis, sam prst pa se ne sme umazati. Nato barvni premaz preluknjamo s penasto palčko ali zelo mehko krtačo. Slednje je boljše, vendar zahteva določeno spretnost, da ne prebijete še vedno mehkega premaza. Posledično dobite film, ki po lastnostih precej spominja na model črnega telesa.

Opomba: zelo dobra možnost je stara tankostenska žigosana grelna baterija. Potem vam ni treba iskati aluminija. Potrebno je le barvati, kot je opisano zgoraj, in ne pustiti, kot je bilo, glej sl.

toplotni izmenjevalnik

Najenostavnejši in najučinkovitejši toplotni izmenjevalnik je spiralni iz tankostenske propilenske cevi, glej sl. na desni. Sam je že podoben modelu blackbody. Bakrena bo še boljša, a veliko dražja. Vendar pa ima ploščati spiralni izmenjevalnik toplote neprijetno lastnost: v katerem koli položaju, razen v strogo vodoravnem, je prezračevanje sčasoma neizogibno: ko se segreje, se zrak, raztopljen v njem, sprosti iz vode in obstaja več kot dovolj naraščajočih lokov. kjer se lahko kopiči. Vendar pa se toplotni izmenjevalnik s ploščato tuljavo lahko uporablja v domačem SC za bazen s kompaktnim koncentratorjem, glejte spodaj.

Najboljši toplotni izmenjevalnik je cik-cak bakrena cev s premerom reže 10-12 mm. Zakaj ravno tako? Kajti za najhitrejše segrevanje vode v rezervoarju mora biti toplotna moč komore SC nekoliko večja od tiste, ki jo je prenosnik toplote z vodo sposoben sprejeti tudi pri dani temperaturni razliki; za samozaposlene SK - 15-25 stopinj. V nasprotnem primeru bo temperatura izhodne vode sprva prenizka in bo morala v sistemu narediti veliko obratov, dokler se rezervoar ne segreje.

Drugi parameter, ki je določil izbiro cevi, je upor proti pretoku vode. S povečanjem lumna cevi s 5 na 10 mm hitro pade, nato pa počasneje. Tretji dejavnik je najmanjši dovoljeni polmer njegovega upogiba, 5 premerov za tankostensko cev brez prevleke (za split klimatske naprave). Takrat je širina cik-cak zank 100 mm, kar je ravno optimalno glede prenosa toplote. In lahko uporabite običajni ročni upogib cevi.

Opomba: ta razmerja veljajo za opisano "pito" na aluminijasti podlagi. Kar zadeva žigosane grelne radiatorje, je bilo vse izračunano pred nami. Kar dobro oddaja toploto, jo dobro absorbira. To je eden od aksiomov termodinamike.

Brez poznavanja teh okoliščin lahko naredite tipične napake, glejte sl. Na levi - debela cev s širokimi zankami ne bo takoj sprejela vse toplote, ki jo ustvari škatla. Slaba učinkovitost, počasno segrevanje. Nasprotno, v sredini je zmogljivost komore za ta izmenjevalnik toplote nezadostna. Učinkovitost je lahko sprejemljiva, vendar se bo rezervoar še dolgo segreval. Poleg tega je nočna mora delo sestavljanja, prepoznavanja in odpravljanja puščanj ("Vsi zatesnjeni spoji puščajo" – eden od Murphyjevih zakonov). Na desni se zdi, da je vse v redu, vključno s pokrovom izmenjevalnika toplote (radiator starega hladilnika). Toda lumen cevi je 3-4 mm, to ni dovolj. IR, ki ni "pridrvel" do vode, nima kam iti, razen zaman zunaj, povečana odpornost na pretok tekočine (voda ni freon) pa zagotavlja nizko učinkovitost in počasno segrevanje.

Opomba: Učinkovitost zgoraj opisanega SC s skrbno izvedbo presega 20%, kar je primerljivo s tovrstnimi industrijskimi modeli.

Spet tank

Čas je, da natančno pogledamo rezervoar za baterijo: brez njega bo od SC malo smisla. Začnimo z izračunom prostornine - od Sonca moramo vzeti vse, kar SC omogoča, in varčevati dlje; to je še posebej pomembno, če je ogrevanje omogočeno tudi iz panela. Majhen rezervoar se bo kmalu segrel in nato bo SC "strelil" brez uspeha, ker. ne more se segrevati v neskončnost. V prevelikem rezervoarju se voda v enem dnevu ne bo imela časa segreti na temperaturo, ki jo lahko zagotovi SC, in spet ne izkoristimo celotnega toplotnega potenciala tega območja. Zakaj vzamemo - za dan? Ker računamo na sezonsko uporabo z ogrevanjem, ponoči pa bo morda že potrebno ogrevanje. Poleti, v državi - za pranje, ne da bi čakali na večer; po možnosti več ljudi.

Naj naši kraji ne bodo popolnoma mračni in dobimo 4 kWh / dan. Potem, glej zgoraj, sonce na 1 kvadrat. m oddaja moč 286 vatov. Vzamemo dimenzije EPP 1x1,5 m (to je na primer, naredite veliko - ne bo slabše), tj. EPP površina - 1,5 kvadratnih metrov. m; Učinkovitost SC bomo vzeli za 20%. Dobimo: 286 W x 1,5 x 0,2 = 85,6 W, to je toplotna moč našega panela. 1 W = 1 J * s, tj. vsako sekundo SC odda v cev (dovod) 85,6 J. In za 12 svetlobnih ur - 85,6 x 12 x 3600 = 3.697.720 J ali 3.697,72 kJ.

Koliko vode lahko sprejme? Odvisno od temperaturne razlike. Vzemimo začetno pri 12 stopinjah (plitva oskrba z vodo spomladi / jeseni ali vodnjak); končna - 45 stopinj, tj. ogrevanje bo 33 stopinj. Toplotna kapaciteta vode je 1 kcal / l ali 4,1868 kJ / l (1 cal - 4,1868 J). Pri segrevanju na 33 stopinj bo 1 liter vode porabil 4,1868 x 33 = 138,1644 kJ. Zmogljivost bo potrebovala le nekaj več kot 26 litrov. Poleti, z visokim položajem sonca in dolgim ​​dnevnim časom - pod 50 litrov. Ali, računajoč na več jasnih dni zapored in dobro toplotno izolacijo rezervoarja - do 200 litrov. Kar se je na splošno zgodilo spontano: amaterji ne izdelujejo rezervoarjev, večjih od soda.

Čakaj, a se ljudje umivajo pod solarno prho? Ogrevanje je še vedno pri njem, jasno je, da so tukaj potrebne vsaj 4 plošče. In ne bi škodilo upoštevati toplotne izgube, vsaj 20% akumulirane čez noč. Tako je, to je tehnika za obhod omejitev trmaste teorije. Mimogrede: "Nič ni bolj praktičnega kot dobra teorija" - to je še vedno isti veliki praktik Edison. Samo tehnični izračuni in izračuni se izkažejo za veliko bolj okorne, zato podajamo preprost rezultat - diagrame rezervoarjev, ki jih poganja voda in z ročnim polnjenjem, glej sl.

Ideja je, da se lahko poleti umijete že po 1,5-2 urah po vklopu SC. To pomeni, da izberemo zgornjo segreto plast vode; pri ročnem polnjenju - z dovodom iz gibljive cevi na plovec. Dolžina gibke povezave mora biti zmerna: če je v polnem rezervoarju prekratka, bo cev stala pokonci, če pa je predolga, če je nivo vode nizek, bo ležala na steni rezervoarja.

Lokacija šob je zasnovana tako, da se pri kakršni koli uporabi topli in hladni tokovi čim manj mešajo, tj. Namerno stratificiramo vodo glede na temperaturo. Najboljša posoda za rezervoar je sod, položen na bok. Takrat bo blato (blato) zasedlo majhen del njegove zmogljivosti. Izolacija - pena od 50 mm. In na najnižji točki celotnega sistema, na vhodu povratka v SC, morate zagotoviti še 1 odtočno cev z zapiralnim ventilom. Ne pozabite tudi - selektivno povratno cev je treba dvigniti nad dno, sicer bo blato kmalu zamašilo SC in ga je težko očistiti. Cevi - navadne vodovodne, od 1/2 do 3/4 palca. Gibljiva povezava - ojačana PVC cev za namakanje; njegov plovec je pena.

Opomba: višina povratnega toka nad dnom se vzame glede na običajno trdoto pitne vode v Ruski federaciji do 12 nemških. stopnje. V skladu s sanitarnimi standardi je njegova mejna vrednost 29 nemških. stopnje. Potem je treba višino povratka vzeti 80-100 mm, vročo dovodno cev pa dvigniti nad njim za enakih 20-30 mm.

O Air Solar SC

Včasih je potrebno od sonca ogreti ne vodo, ampak zrak. Ni potrebno za ogrevanje; na primer za sušenje pridelkov ali žetev. Zaradi nizke toplotne kapacitete zraka mora imeti zasnova zračnega SC številne značilnosti. Več o njih lahko izveste, hkrati pa o uporabi SC za ogrevanje zraka (to je zelo pomembno za sezonske koče), lahko izveste iz videoposnetka:

Video: domače zračno-sončno ogrevanje

Nenavadno domače

Ljubiteljski mojster ne bi bil on, če si ne bi prizadeval narediti vsega na svoj način iz improviziranih smeti. In, moram reči, rezultati so neverjetni. Nemogoče je pregledati vse izvirne domače SC v eni publikaciji, vzemimo 3 primere, tako rekoč, drugačnega znaka.

Na sl. - zrak, tj. lažje kot voda, SC iz pločevink piva. Ne hihitajmo se v pest in ne bodimo ogorčeni: "Ja, ne bom pil toliko!" Poglejmo tehnično. Sama ideja je zelo smiselna: vrzeli med vrstami pločevink približajo sposobnost plošče, da absorbira svetlobo, modelu črnega telesa. Ampak! Materiali - aluminij, les, silikonska tesnilna masa. Njihovi koeficienti toplotnega raztezanja (TEC) se bistveno razlikujejo. Spoji - več kot 200. Osnovni izračun, ob upoštevanju zakona velikih števil, kaže, da če do konca prve sezone delovanja plošča ne pušča veliko, je to čudež.

Toda sončni kolektor iz plastičnih steklenic na sl. spodaj ni videti tako elegantno, je pa precej funkcionalno. V bistvu je to veriga linearnih koncentratorjev svetlobe, glej spodaj. Posode sestavljajo v "klobase", kot pri gradnji rastlinjakov, rastlinjakov, gred itd. lahke konstrukcije iz steklenic, vendar niso nanizane na togo palico, temveč na prozorno PVC cev. Hrbtno stran "klobasic" polepimo z alu folijo, vsaj z rokavom za peko. V tem primeru se uporablja dejstvo, da voda sama precej dobro absorbira IR. Učinkovitost namestitve je nizka, vendar stroški - presodite sami. In za Sun davek še ni sprejet.

Še ena zanimiva domača iz steklenic je uzbekistanski ildar, glej sl. spodaj. Načelo delovanja je enako; v našem prostoru je zelo zaželeno foliranje spodnje površine steklenic. Pri montaži na južnem pobočju strehe okvirji, podporniki, strešne pregrade in ojačitev prečke (nosilni okvir) strehe niso potrebni. Spojev je veliko, vendar se spajajo podobni materiali kot pri TKR, tako da je zanesljivost zadostna. Najmočnejši bo spoj v poz. B, ko sta steklenici postavljeni ena na drugo. Malo ponavljajo "Ildar", a zaman. Očitno je neprijetno, da je tok vode prikazan v nasprotni smeri od termosifona. Toda termosifonski tlak je precej šibkejši od gravitacijskega iz rezervoarja, zato je Ildar precej učinkovit.

Sončni kolektor iz steklenic Ildar

Opomba: v ustekleničenih SK je treba vzeti dolžino 1 "klobase" v srednjih zemljepisnih širinah približno 3 m in jih vzporedno povezati več, koliko steklenic je ali koliko prostora dopušča.

Koncentratorji svetlobe

Koncentrator svetlobe je sistem zrcal ali leč, ki zbira svetlobo z osvetljenega območja in jo preusmerja na določeno mesto. Koncentratorji svetlobe ne naredijo celotne solarne instalacije bolj kompaktne, kot se včasih reče. Plus, natančneje - minus, je, da koeficient prepustnosti svetlobe zbiralnega sistema le redko doseže 0,8; najpogosteje - 0,6-0,7, za domače izdelke pa približno 0,5. Sončni koncentrator ali sončni koncentrator vam omogoča reševanje naslednjih nalog:

  1. Poenostavite zasnovo sprejemnika sevanja, naredite najkompleksnejši del solarnega sistema bolj kompakten in zmanjšajte število spojev, ki zahtevajo tesnjenje v njem.
  2. Povečajte osvetlitev sprejemnika sevanja in s tem povečajte absorpcijo svetlobe.
  3. Povečajte temperaturo hladilne tekočine, kar omogoča boljši izkoristek akumulirane energije.
  4. Poenostavite postopek za usmeritev sprejemnika sevanja na Sonce; v nekaterih primerih je možna ena sama prilagoditev vzdolž poldnevnika in višine.

str. 1 in 3 omogočata v industrijskih inštalacijah doseganje večje splošne učinkovitosti sistema. Težko je narediti takšne instalacije doma, saj. potreben je sistem neprekinjene natančne orientacije na Sonce. Toda str. 2 in 4 sta lahko v pomoč domačemu mojstru.

Opomba: vsak sončni koncentrator zbira samo direktne žarke. Če pričakujete, da boste svojo namestitev uporabljali v oblačnem vremenu, se ne morete ukvarjati s koncentratorji svetlobe.

Glavne sheme sončnih koncentratorjev so prikazane na sl. povsod je 1 zbiralni sistem, 2 sprejemnik svetlobe. Obstajajo tudi kompaktna vozlišča, eno od njih bomo obravnavali spodaj. Medtem pa shemi c) in e) zahtevata neprekinjeno sledenje Soncu; shema c), poleg tega - izdelava paraboličnega ogledala. Satelitski krožnik lahko namestiš, ampak verjetno poznaš cene zanje. Izdelati morate elektroniko, ki krmili natančen 2-koordinatni elektromehanski pogon. Shema Fresnelove leče d) se včasih uporablja za izboljšanje učinkovitosti majhnih sončnih celic, vendar se te razgradijo veliko hitreje, glejte spodaj.

Ukvarjali se bomo z linearnimi koncentratorji, str. a) in b), kot najprimernejša za solarne instalacije lastne izdelave. Shema v obliki polcilindričnega ogledala a) je bila na splošno obravnavana prej, skupaj s steklenicami. Dodamo lahko le, da ga je mogoče usmeriti (glej spodaj) tako vzdolž poldnevnika kot pravokotno nanj, odvisno od tega, kako želite usmeriti tok vode v sprejemni cevi. Ta koncentrator pospeši segrevanje vode, vendar ko je usmerjen vzdolž poldnevnika, znatno skrajša trajanje dnevne svetlobe za sprejemnik, ker. pri vpadnih kotih s strani več kot približno 45 stopinj od normale se svetloba sploh ne zajame. Rerefleksija v njem je vedno enojna. Koeficient prepustnosti svetlobe v sistemu alu folija + PET 0,35 mm je približno 0,7.

Koncentrator poševno vpadnih zrcal b) zajema svetlobo znotraj vpadnih kotov od normale 60 stopinj ali več. Lahko se izvede linearno in pikčasto. Očitno zmanjšanje dnevne svetlobe poleti v južnih regijah je z njim skoraj neopazno. Vendar pa zjutraj in zvečer učinkovitost namestitve močno upade, saj. svetloba takrat doživi do 4-5 odbojev. Za referenco: odbojnost optično poliranega aluminija je 0,86; pocinkano jeklo - približno 0,6.

Kljub temu za tiste, ki to želijo, predstavljamo profil ogledal, glej sl. Korak mreže je izbran na podlagi dejanskih dimenzij namestitve. Upoštevajte, da je potrebna poravnava, čeprav enkratna, vendar natančna: 22. junija ali v dneh, ki so mu najbližji, ob astronomskem (ne pasu!) Opoldne, se krila zmanjšajo / razširijo in zložijo, tako da jedka (svetla pas koncentrirane svetlobe) leži natančno vzdolž sprejemne cevi. Njegov premer je približno 100 mm, material je tanka črna kovina.

Večje zanimanje za domačega mojstra bo najverjetneje ena od vrst kompaktnih neorientacijskih koncentratorjev, glej naslednje. riž. Sploh ga ni treba usmeriti v Sonce: postavljen vodoravno zbira njegove žarke znotraj vpadnih kotov do 75 stopinj od normale, ki je v tem primeru usmerjena v zenit. To pomeni, da zgoraj opisani SC vzamemo iz cevi, zvite v spiralo, ga oskrbimo s tem koncentratorjem in dobimo grelnik vode za bazen.

Da spravimo sončne žarke v točko, koncentratorski pasovi potrebujejo parabolični profil (vložek levo zgoraj na sliki), mi pa imamo razširjen okrogel sprejemnik, tako da se lahko znajdemo s stožčastimi. Katere dimenzije in razmerja je treba ohraniti v tem primeru, je razvidno iz sl. Ekstremni pas (označen z rdečo) skoraj ne poveča učinkovitosti naprave, bolje je brez njega. Prepustnost svetlobe je približno 0,6, zato bo ta koncentrator uporaben le v jasnem poletnem dnevu. Ampak takrat ga potrebuješ.

Baterije

Zdaj pa se posvetimo sončnim kolektorjem (SB). Za začetek malo teorije, brez tega je nemogoče razumeti, kaj in kdaj je v njih dobro in slabo. In kako izbrati pravi SB za nakup ali izdelavo sam.

Načelo delovanja

SB temelji na elementarnem polprevodniškem fotoelektričnem pretvorniku (PVC), glej sl. na desni; če kdo vidi tam "grdo" s šolsko elektrostatiko, upoštevajte: naboji prejemajo energijo iz zunanjega vira - Sonca. Sposobnost polprevodnikov, da prepuščajo električni tok, opisuje pasovna teorija prevodnosti, ki je nastala v tridesetih letih prejšnjega stoletja z deli predvsem sovjetskih fizikov. Stvar je zelo kompleksna, njeno razumevanje zahteva poznavanje kvantne mehanike in vrste drugih disciplin. Zelo poenostavljeno (oprostite fiziku-tehnologu, če ga bere), je načelo delovanja FEP naslednje:

  1. V silicijevem kristalu visoke čistosti so vnesene donorske in akceptorske nečistoče iz kovin, vsaka v svojem območju, katerih atomi se lahko vključijo v kristalno mrežo silicija, ne da bi jo motili; to je t.i. doping. n-območje (katoda) je dopirano z donorji; p-regija (anoda) - akceptorji.
  2. Donatorji ustvarijo presežek elektronov v svoji regiji; akceptorji v lastnih - po velikosti enakih pozitivnih nabojev - luknjah, je to povsem pravilen fizikalni izraz. Elektroni in luknje iz dopantov so ti. manjši nosilci naboja. Luknje niso pozitronski antidelci, so preprosto mesta, kjer manjka elektron. Luknje lahko tavajo (odnašajo) znotraj kristala, ker akceptorji drug drugemu vedno kradejo elektrone.
  3. Elektroni z luknjami se med seboj privlačijo in se želijo medsebojno nevtralizirati (rekombinirati).
  4. V kristalu (tu se na vso moč razigrajo njegove kvantne lastnosti) se ne morejo prosto združevati v končnem časovnem obdobju, zato se v mejni plasti tvorijo veliki prostorski naboji ustreznega predznaka; v celoti je mejna plast električno nevtralna.
  5. Sončna energija tako rekoč izvrže elektrone iz mejne plasti na katodo in na elektrodo zbiralnika negativnega toka.
  6. Luknje ne morejo slediti elektronom, ker lebdijo lahko le znotraj kristala.
  7. Elektroni nimajo druge izbire, kot da gredo skozi električni tokokrog in energijo, prejeto od Sonca, dajo potrošniku, to je električni fototok.
  8. Ko so v območju anode, elektroni prejmejo še en "udarec" kvantov sončne svetlobe, kar jim prepreči ponovno združevanje z luknjami in jih znova in znova izstreli v vezje, medtem ko je kristal osvetljen.

Druga beseda za Kulibine

Domače SB najpogosteje vzamejo radioamaterji in elektroniki. Praviloma razumejo osnove teorije polprevodnikov. Za njih bomo za vsak slučaj razložili, kako se FEP razlikuje od podobne diode in zakaj ne bo uspelo iztisniti pomembnega fototoka iz kristalov diode / tranzistorja:

  • Stopnja dopinga anode in katode sončne celice je za rede velikosti in celo za veliko redov večja kot pri aktivnih elektronskih komponentah.
  • Katoda in anoda sta dopirani približno v enaki meri, kolikor omogoča planarno-epitaksialna tehnologija.
  • Mejno območje je široko (v tem primeru ga lahko imenujemo p-n spoj le z velikim nategom), tako da je več "delovnega prostora" za svetlobne kvante, prostorski naboj v njem pa je zelo velik. Pri proizvodnji komponent elektronskih vezij se nagibajo k temu, da bi povečali hitrost.

Strukturne značilnosti sončne celice izhajajo iz dejstva, da ni sprejemnik električne energije v obliki uporabljene napetosti, temveč njen generator. Iz tega sledijo sklepi, ki so že pomembni za vse uporabnike:

  1. Ker svetlobnih kvantov, ki so vstopili v kristal, je vedno več kot prostih elektronov tam, dodatni kvanti porabijo svojo energijo za vzbujanje atomov kristala, zaradi česar ta sčasoma propada, to je t.i. degradacija ali staranje sončnih celic. Preprosto povedano, SB se obrabi, kot vsaka tehnika, in se čez čas usede, kot vsaka električna baterija.
  2. Prehod električnega toka pri priključitvi sončne celice na porabniški tokokrog pospeši razgradnjo, saj. Tako rekoč prisilno lebdeči v kristalu elektroni zadenejo atome in jih postopoma izbijejo iz njihovih mest.
  3. Zaloga energije v sončni celici je določena s količino prostorskega naboja, sončna svetloba le sproži njegovo prerazporeditev.
  4. FEP in SB, ki jih sestavljajo, se bojijo onesnaženja: postopoma prodirajo (difuzirajo) v kristal in kršijo njegovo strukturo. V zraku so tudi »strupene« primesi, njihova »smrtna« doza za fotoelektrični učinek pa je zanemarljiva.

3. točka zahteva dodatna pojasnila. Namreč: SB ni sposoben oddajati dodatnega toka. Na primer, zagonska baterija (baterija) z zmogljivostjo 90 A / h na kratko oddaja tok 600 A. Teoretično veliko več, dokler ne eksplodira zaradi pregrevanja. Ampak, če specifikacija na SB pravi "Kratki tok (kratek stik) 6A", potem več ni mogoče iztisniti iz tega na noben način.

Opomba, za vsak slučaj: silicija je nemogoče dopirati do neskončnosti, preprosto se bo spremenil v umazano kovino ("visoka" stopnja dopinga je izražena kot decimalni ulomek z veliko ničlami ​​za decimalno vejico). In v kovinah ni notranjega fotoelektričnega učinka. Hallovega učinka je skoraj nemogoče občutiti, vendar je fotoelektrični učinek načeloma nemogoč: prevodni pas kovin je napolnjen z degeneriranim elektronskim plinom, ki preprosto ne prepušča kvantov v notranjost, zato kovine sijejo. Da, cona v tem primeru ni območje prostora, temveč niz stanj delcev, ki jih opisuje sistem kvantnih enačb.

Naprava

Ena sončna celica brez obremenitve ustvari potencialno razliko 0,5 V. Določajo jo kvantne lastnosti silicija in ni odvisna od nobenih zunanjih pogojev. Pod obremenitvijo napetost sončne celice pade, saj. njegov notranji upor je velik. Kvantna mehanika ne prekliče Ohmovega zakona. Zato je napetost akumulatorja vzeta z odstopanjem in pol: če na primer 12 V SB črpamo iz modulov pri 0,5 V, potem vzamemo 36 na pol, kar bo dalo napetost XX (prostega teka) 18 V. Za enoinpolnapetostno preobremenitveno napajanje so izračunani vsi porabniki enosmernega toka. Tok kratkega stika ene sončne celice je od nekaj do sto mA; odvisno od površine izpostavljene (osvetljene) površine elementa.

Moduli (elementi) iz številnih sončnih celic, povezanih na skupnem substratu zaporedno, vzporedno ali oboje; njihova napetost XX in tok kratkega stika sta navedena v specifikaciji izdelka. To je povezano s pogostim napačnim prepričanjem, da je treba, pravijo, SB zaposliti le iz elementov 0,5 V, medtem ko so drugi podstandardni. Nasprotno, moduli vestnega proizvajalca za recimo 6V 4W, tj. pri 6 V in 0,67 A bodo bolj zanesljivi kot samosestavljeni z enakimi parametri. Že zato, ker so tukaj fotonapetostne celice gojene na isti plošči in so njihovi parametri popolnoma enaki.

V tokokrogu sončne baterije SB (glej sliko) so PE moduli povezani v stebre E, ki zagotavljajo zahtevano napetost; praviloma - 12, 24 ali 48 V. Stebri so povezani vzporedno, da dobijo zahtevani delovni tok. Ker moduli v stebrih niso nujno iz istega kristala, notranji upori stebrov so nekoliko različni, tudi napetost pod obremenitvijo »plava«. Skozi stebre, ki so malo močnejši (z manjšim notranjim uporom), bo tekel povratni tok, iz njega pa pride do hitre degradacije sončne celice. Radioamaterji si lahko zapomnijo, da če je dioda celo rahlo odprta "s strani", začne prehajati tudi povratni tok, na tem temelji delovanje tiristorja. Zato so poli blokirani pred "povratkom" z diodami VD. Najpogosteje se uporabljajo diode Schottky, ker. padec napetosti na njih je majhen in dodatno hlajenje pri visokih tokovih ni potrebno. Toda včasih (glej spodaj, o domačih izdelkih SB) je morda potrebna tudi dioda s p-n spojem.

Pri vklopu / izklopu močnih porabnikov se pojavi t.i. prehodni procesi, ki jih spremljajo dodatni tokovi. Samo za nekaj ms, a nežen SB je dovolj, da se hitro usedeš. Zato je za napajanje SB za napajanje močnih naprav potrebna vmesna baterija GB. Nadzoruje porazdelitev tokov v krmilniku SB C; to je nadzorovan vir toka, ki uravnava in omejuje delovni tok SB skupaj s tokom polnjenja baterije. V najenostavnejšem primeru je praznjenje baterije prosto glede na stopnjo porabe. Inverter I pretvori enosmerni tok iz akumulatorja v izmenični tok 220 V 50 Hz ali kar koli drugega, kar je potrebno.

Opomba: snop na desni v diagramu (C, I, GB) lahko služi več ali več SB. Potem dobimo sončno elektrarno (SES).

Zelo pomembne okoliščine, ki izhajajo iz zgoraj navedenega: prvič, baterija mora biti ves čas vključena v tokokrog. Zgraditi SB po "gluhi" shemi UPS, v kateri baterija daje tok samo, ko omrežje ne uspe, pomeni obsoditi SB na hitro degradacijo zaradi dodatnih tokov. Vir baterije v shemi "pretok" se znatno zmanjša, vendar glede tega ne morete storiti ničesar, razen uporabe dragih baterij z gelnim elektrolitom. Torej ni potrebno in še enkrat ni potrebno projektirati SB z računalniškimi UPS-i. Drugič, delovni tok mora biti približno 80% toka kratkega stika. Če je na primer po izračunu tok primarnega tokokroga 12 V pri 100 A, mora biti SB zasnovan za 120 A.

Tretjič, v tem vezju je z globokim praznjenjem akumulatorja možna reverzibilna okvara sistema, ko je vse v redu, vendar ni toka. Zato je v pravih sončnih elektrarnah povezovanje dopolnjeno z alarmom za prekomerno izpraznjenost akumulatorja (piski so še bolj zoprni kot UPS brez omrežja) in avtomatiko, ki izklopi inverter, če lastniki ignorirajo signal. V najdražjih sončnih elektrarnah ima razsmernik več izhodov, napeljava 220 V ima več vej, avtomatika pa izklaplja porabnike v obratnem vrstnem redu glede na njihovo prioriteto; hladilnik, denimo, zadnji.

SB brez trakov se običajno imenuje sončna plošča. Njegova zasnova (glej sliko) zagotavlja predvsem zmanjšanje razgradnje svetlobe, nato - učinkovito uporabo svetlobe in mehansko trdnost. Prvi daje predvsem posebno steklo, ki odreže kvante, ki gotovo ne bodo dali toka; občutljivost sončne celice na žarke različnih območij spektra je bistveno neenakomerna. Film EVA zagotavlja tudi nekaj filtriranja svetlobe, vendar je bolj zasnovan za povečanje učinkovitosti: zmanjša lom svetlobe in stranski odboj, tj. osvetljuje premaz. Steklo, EVA in elementi pod njimi so "zliti" v eno torto brez zračnih rež, zato ta oblika ni za amaterje. PET obloga je najprej mehanski dušilec (kristalni silicij je krhka snov, plošče elementa pa so tanke). Drugič, električno izolira module od telesa plošče, vendar zagotavlja prenos toplote elementov, ki se med delovanjem segrejejo, ker. PET je boljši prevodnik toplote kot druge plastike. Diode so bile že omenjene. Celotno torto damo v močno kovinsko ohišje (služi tudi kot toplotno telo) in skrbno zapremo.

Opomba: v prodaji so tudi fleksibilni SB, glej sl. na desni. Lahko so cenejši in učinkovitejši kot toge plošče enake moči, vendar ne pozabite - ti SB niso zasnovani za pretvorbo izhodnega toka. Prilagodljivi SB se večinoma uporabljajo za napajanje porabnikov enosmernega toka majhne moči v različnih vrstah mobilnih ali oddaljenih nenadzorovanih objektov.

Kupljen SB

Za pripravo na nakup ali izdelavo sončne ali sončne elektrarne morate razumeti koncepte vršnega faktorja, konične in dolgoročne porabe energije. V vsakdanjem življenju je to lažje kot v zapletenih elektroenergetskih sistemih. Recimo, da imate na števčni plošči odklopnike ali vtiče za 25 A. Potem lahko iz omrežja vzamete do 220x25 = 5500 W ali 5,5 kW. To je vaša največja poraba, a če računate električno omrežje za vrh, potem bo izpadlo nerazumno drago: močni porabniki se ne vklopijo dolgo in vse naenkrat.

Pri izračunu električnih omrežij električarji vzamejo picfator \u003d 5; v skladu s tem bo dolgoročna poraba energije 0,2 konice. V našem primeru - 1,1 kW. Če pa je SES izračunan za tako konico, se bo zmogljivost baterije izkazala za preveliko, sama baterija bo draga, njen vir pa bo veliko manjši od običajnega. Da bi zmanjšali stroške SPP, je treba njegov količni faktor vzeti za polovico manjši, 2,5. V SES SB “vleče” dolgotrajno obremenitev, vrhove pa prevzame baterija, t.j. v tem primeru potrebujemo 2,2 kW SB in baterijo, ki lahko oddaja 5,5 kW za eno uro ali 1,1 kW za 12 ur (tema).

Gospodarstvo

Cena SB na trgu je v območju 50-55 rubljev. za 1 W moči za polisilikonske baterije (glej spodaj) in 80-85 rubljev / W za monosilicij. Toda tu se vmešajo dodatne okoliščine:

  • Učinkovitost monosilikonskih SB je več kot dvakrat višja od učinkovitosti polisilicijevih (22-38% v primerjavi z 9-18%) in so bolj trpežne.
  • Moč polisilicijevih SB manj upade v oblačnem vremenu, po preteku življenjske dobe pa se počasneje popolnoma razgradijo.
  • Faktor izkoristka energije (energetski izkoristek) puferske kislinske baterije je 74%, njihove druge vrste, razen strašno dragih litijevih, pa so slabo primerne za puferske SB.

Ob upoštevanju teh dejavnikov in podnebnih razmer Ruske federacije se cena 1 W izravna in znaša približno 130-140 rubljev / W. SB za 1,1 kW bo torej stal nekje okoli 140-150 tisoč rubljev. Kako dolgo bo trajalo? Življenjska doba SB ni na noben način urejena; proizvajalci običajno dajejo 5, 10, 15 in 25 let. Kar po izhodnem nadzoru ne bo trajalo 5 let, gre v prodajo element za elementom za samomontažo. Pozor, naredi sam!

Cena končnega SB seveda raste v skladu z življenjsko dobo. Glede na študijo izjav podjetij in izračunov se SB za 15 let izkažejo za najbolj donosne. Tukaj je zahrbtna subtilnost: SB se proizvajajo v razredih A, B, C in Ungrade (podstandardnih) pogojih. Skladno s tem moč SB do konca življenjske dobe pade za do 5%, 5-30% in več kot 30%. Vendar, če kupite razred A SB za 5 let, potem ne morete pričakovati, da bo zdržal še 25, dokler ne oveni za 30%. Zaradi povečanja obremenitve preostalih uporabnih sončnih celic v celici se proces razgradnje razvija kot plaz: poli trajajo še šest mesecev ali leto, mono - 2-4 mesece.

Torej, nadaljujmo s štetjem. S pravilno izbiro primarne enosmerne napetosti (glej spodaj) bo v 15 letih potrebna 1 zamenjava baterije po ceni približno 70 tisoč rubljev. Plus cevovodi, žice, pnevmatike, stikalni elementi, kovinske konstrukcije ali dela na strehi, to je približno dodatnih 150 tisoč rubljev. Približno 30 tisoč bo stala baterija; v stanovanjskih prostorih je strogo prepovedano odlagati baterije. Imamo:

  1. Sob - 150.000 rubljev.
  2. Baterija - 140.000 rubljev.
  3. Vezanje - 150.000 rubljev.
  4. Polnilna - 30.000 rubljev.

Skupaj 470.000 rubljev. Sončna elektrarna enake zmogljivosti na ključ bo stala približno 1,2-1,5 milijona rubljev. Toda kako upravičeno je eno ali drugo?

Pri 15 letih 15x24x365=131400 ur. V tem času bomo porabili 131.400x1,1=144.540 kW/h. 1 kW / h iz lastne sončne elektrarne bo stala 470.000/144.540 = 3,25 rubljev. Poznate trenutne tečaje (od 3,15 do več kot 6 rubljev). Zdi se, da korist ni zelo dobra, glede na to, da je treba te "pol limone" vzeti nekje drugje, ne da bi se zadolžili po trenutnih posojilnih obrestnih merah. Kljub temu pa je gradnja sončne elektrarne upravičena že v takih primerih:

  • Na oddaljenih težko dostopnih mestih z nestabilnim napajanjem. Življenje je dražje od vseh tarif. Vsaj rastlinjaki in domače živali, ki zagotavljajo hrano in dohodek.
  • V blagovnih kmetijah, ki zahtevajo stalno oskrbo z energijo, iste rastlinjake ali, recimo, perutninske hiše. Na poceni zemljiščih brez infrastrukture je mogoče graditi, stroški sončnih elektrarn pa se lahko takoj izkažejo za nižje od stroškov polaganja napajalnika.
  • V velikih gospodinjstvih sistematično urejanje osnovne meje porabe.
  • V kolektivni rabi. Primer: SPP za največjo moč 15 kW (3 povprečne hiše) bo stala približno 1,5 milijona rubljev. samogradnja ali 2,5 milijona rubljev. Polna izgradnja. "Odvrženi" s sosedi / sorodniki, dobimo enakih 500.000 rubljev. in 5 kW na hišo, vendar stabilno in brez komunikacije z energetskimi podjetji.

Koga vzeti?

Vendar je še prezgodaj za tek "na baterije". Razmere na trgu SB so zelo zapletene: veliko in neurejeno, na meji navala, povpraševanje po vsem svetu povzroča ostro in pogosto nelojalno konkurenco. Svetovni vodja v tem segmentu je Kitajska, in to ne zaradi "kitajskih" cen (sploh niso dampinške), temveč zaradi dejanske kakovosti. Toda Kitajska je zelo dvoumna država; Obstaja veliko kleti na morju Šanghaj-Wuhan, ki se predstavljajo kot zanesljiva državna podjetja. Po drugi strani pa se zahodni "kiti" industrije v paniki pod grožnjo bankrota prepuščajo vsem resnim, četudi le potiskajo blago, ne varčujejo z dobrim imenom.

V Rusiji je v smislu izbire proizvajalca dober izhod. Elektronska in polprevodniška industrija ZSSR in Ruske federacije sta bili vedno na najboljši znanstveni in tehnični ravni; Mimogrede, prvi procesorji Intel so bili narejeni iz sovjetskega silicija, Silicijeva dolina se je takrat še odvijala. Toda vzdolž gredi sovjetsko-ruska elektronika v svetu nikoli ni bila opazna; delal predvsem za vojno. V perestrojki so se v prodaji pojavili izdelki, boljši od tistih v takratnem svetu, vendar je bilo prepozno za tekmovanje z "morskimi psi". Na primer - glej sl. Do sedaj je deloval brezhibno, izračuni za članek so bili narejeni na njem. In pri dražjih in manj zmogljivih vrstnikih Casio in Texas Instruments so se tipke obrabile in se je SB že dolgo usedel.

Trenutno v Ruski federaciji deluje več podjetij, ki imajo čiste prostore, usposobljeno osebje, inženirsko in tehnično osebje ter izkušnje na tem področju. Na površju se obdržijo s pravo tržno taktiko: komponente SB kupijo od zaupanja vrednih kitajskih dobaviteljev, jih prepustijo lastni vhodni kontroli in sestavijo v panele po vseh tehnoloških pravilih. Deklariranim parametrom njihovih izdelkov lahko brezpogojno zaupamo. Teh je po preteklih perturbacijah žal ostalo malo:

  1. Telecom-STV v Zelenogradu, blagovna znamka TSM.
  2. RZMKP, Ryazan, TM RZMP.
  3. NPP "Kvant", Moskva, zložljivi prenosni SB.

V zadnjem času MicroART (TM Invertor) dobro napreduje na trgu SB in zdi se, da ni zaman. Toda v tem segmentu so bili in so bili napačni začetki, zato si morate še vedno podrobneje ogledati Inverter. Obstaja še ena okoliščina: EVA film. Biti mora odporen proti zmrzali, sicer pri temperaturah pod ničlo postane grob, se postopoma lušči in SB odpove. Zato je pri izbiri nujno treba upoštevati temperaturno območje delovanja in dovoljen minimalni čas izpostavljenosti. Ali na koncu - garancijska doba v teh podnebnih razmerah.

Katere vzeti?

Da so izjave, kot je »mono je kul, poli zanič«, bolj čustvene kot upravičene, verjetno že razumete. Mimogrede, razlika med njimi ni tako temeljna. Silicijevi ingoti najvišjega standarda, najbolj enakomerno rekristalizirani, gredo v velike čipe. 1. pogoj - za povprečno stopnjo integracije, 2. - za diskretne komponente in šele 3. - za SB. "Mono" se razlikuje od "poli" v tem, da se v prvem na rezu enega kristala v surovcu (kristalitu) goji več sončnih celic ali 1 velika; v polisilicijevih SB vsaka od majhnih PVC zaseda približno 1 prav tako majhen kristalit.

Vendar pa proizvajalci in goljufi poskušajo izdati popolnoma ničvredne monopole, zamenjajo oznako s podobnim pomenom, vendar s črko "m" na začetku: multikristalni, mikrostrukturni itd. Zato vas spomnimo: polikristalni moduli SB so modri, najpogosteje z opaznimi prelivi (barvni prelivi), na levi na sl. Monokristalna zelo temna do popolnoma črna; preliv, če obstaja, je malo opazen, na desni strani na istem mestu. Toda na splošno je nemogoče določiti kakovost modula z očesnimi ali električnimi meritvami, potrebna je laboratorijska kemična, kristalografska in mikrostrukturna analiza. Kaj trgovci-prevaranti uporabljajo na vso moč.

O primarni napetosti

Najpogosteje je priporočljivo vzeti SB za 12 V. Na primer, lahko vklopite 12-voltne varčne žarnice in ne potrebujete posebnega krmilnika. Prvič, oprema 24, 36 in 48 V DC sploh ni "posebna", to so standardne vrednosti za številne napetosti. Drugič, delež gospodinjk v porabi energije ni nič in potrebujejo ločeno ožičenje. Ampak to ni bistvo.

Preračunano zgoraj - za povprečno hišo potrebujete vmesni akumulator za 5,5 kW vršne moči. Tok iz njega med urnim praznjenjem bo 5500/12 \u003d 458, (3) ali približno 460 A. V prodaji so banke za baterije z zmogljivostjo do 210-240 A / h, od tega zagonske baterije za zaposlena je težka posebna oprema. Da ne omenjam stroškov, ne gre brez paraleliziranja baterij in nič več SB elementov ne mara delati vzporedno z baterijami in iz istih razlogov; to je skupna lastnost vseh virov enosmernega toka. Kot rezultat - baterija za 100-120 tisoč rubljev. zdržal bo največ 5-6 let, v 15 letih pa bo treba 2-3 zamenjave.

In zdaj vzemimo "primarni" DC na 48 V. Bolje bi bilo 60-72, DC do 100 V je varen, samo SB tega ne počnejo. Kar zadeva vpliv na človeško telo, so 50/60 Hz najbolj nevarne frekvence, vendar ni kam iti, njihove vrednosti so se zgodovinsko razvile. Potem dobimo z urnim praznjenjem 5500/48 = 114,58 (6) A in kapaciteto baterije 120 A / h. To je navaden avtomobilski akumulator, poleg tega lahko uporabite trpežne zaprte AGM, GEL, OpzS, če vam ni do denarja zanje. In najslabši od vseh (avto-starter) bo zdržal vsaj 8 let ali celo vseh 15. In stal bo pol manj kot ogromen.

Obstaja še en odtenek. Oglejte si sl. - diagram SES s primarom 48 V. Desno spodaj je glavni stroj za 175 A. Za 12 V potrebujete 700 A. Ste jih videli v prodaji? enosmerni tok? Koliko so? Plus druga visokotokovna stikala, avtomatizacija, žice in pnevmatike. Na splošno, če zavržemo trgovske pribitke, potem 48 V primarni tokokrog zmanjša stroške SES za polovico ali več.

Opomba: in bog ne daj, da povežeš SES z uličnim vhodom! Za svoje stroške in trud boste morali plačati stricem na šalterju. Po števcu morate postaviti paket (to je že naročniško ožičenje in tukaj ste popolni lastnik, samo ne pozabite na TV) in preklopite nazaj s Sonca na splošno omrežje, če ga potrebujete. Recimo, ko zamenjate baterijo ali dolgotrajno slabo vreme.

Sat in domače

Prva stvar, ki jo mora ljubiteljska industrija sončne energije vedeti je, da se zavrnjeni moduli prodajajo naključno, kar 5 zagotovo ne bo trajalo. Tudi če organizirate čisto proizvodnjo doma, so že "zastrupljeni" s počasi delujočim strupom - škodljivimi nečistočami. Poleg tega za izdelavo blagovne znamke "pita" potrebujete komoro z globokim vakuumom, zato boste morali SB sestaviti v prezračevani škatli, kar pomeni, da so elementi podvrženi atmosferskim vplivom. Brez ohmičnega odvajanja toplote se moduli SB razgradijo dobesedno pred našimi očmi. Zato je bolje, da ne računate na življenjsko dobo, daljšo od 2-3 let.

Vendar pa so domači izdelki lahko koristni, saj. 100 W njihove moči bo stalo manj kot 3000 rubljev. Kateri - poglejmo malo nižje, a za zdaj se osredotočimo na tehnologijo montaže. V celoti je prikazan tukaj:

Video: izdelava sončne baterije z lastnimi rokami

Malo je mogoče dodati. Prvič, ne vzemite v delo očitne napake, poslane v razsutem stanju, na levi na sl. Bolje je kupiti konstruktorja, glej sl. na desni. Opremljeni so s talilnimi palicami in posebnimi vodniki, kar močno zmanjša napake pri spajkanju.

Tudi spajkanje z navadnim spajkalnikom s kolofonijskim fluksom (desno na sliki levo) ni potrebno. Kontaktne ploščice modulov so srebrne (silicij ni spajkan), srebrna plast je tanka in se komaj drži. Doma verjetno zdrži le 1-kratno spajkanje (v proizvodnji avtomatskih strojev - 3-krat), poleg tega s spajkalnikom z bronasto ponikljano konico. Ne poskušajte ga pocinkati, s takšnim spajkalnikom se spajkajo.

Vendar mojstri SB spajkajo tudi z navadnimi spajkalniki z vsemi možnimi previdnostnimi ukrepi; kako se vidi tukaj:

Video: kositranje in spajkanje kontaktov

Tretja točka - pred montažo je treba module kalibrirati in drogove sestaviti iz plošč s približno enakimi parametri (glej video spodaj). Skoraj nikoli ni mogoče zaposliti podstandardnih modulov na 48-voltne stebre, zato so domače SB izdelane 12-voltne ali 6-voltne.

Video: kalibracija elementov

Zdaj o primerih, ko je izdelava sončne baterije sama popolnoma smiselna. Prvi je čoln z "gumijastim trakom", opisan zgoraj. Diagram njegove elektrarne je prikazan na sl. spodaj. Enako je primerno za dajanje, le namesto motorja morate vklopiti pretvornik 12VDC / 220VAC 50 Hz pri 200-300 vatov. Za TV, majhen hladilnik in glasbeni center je to dovolj. Stikalo S2 deluje, S1 je za popravilo in zasilno ter za ozimnico.

Stvar je v tem, da se padec napetosti na običajni diodi povečuje z naraščajočim tokom skozi njo. Ne veliko, vendar v kombinaciji z omejevalnim uporom Rp (oba sta zasnovana za svinčeno baterijo 12V 60A / h!) Tokovna preobremenitev SB ne traja več kot 2-3 minute, tudi pri popolnoma "prazni" bateriji. Če se takšna situacija pojavi enkrat na dan, bo SB trajal od 4 let, tj. več kot samopobiranje iz podstandardnih. In bencinski motor bi v tem času pojedel gorivo za količino, ki je veliko večja od stroškov namestitve.

Drugi primer je polnjenje mobilnega telefona. Za njo je bolje kupiti že pripravljen modul za 6V 5W; diagram za to je na sliki:

Stikalo S1 in svetlo bela LED D3 sta testni stikali. Če se želite ukvarjati s solarnimi moduli, vam ponujamo videoposnetke (glejte spodaj). V tem primeru bo očitna poroka po kosih šla tudi v Varnostni svet, cena je poceni. Mimogrede, dobra praksa je delati s sončnimi celicami, preden se lotite velikega SB, in tam bo koristno orodje.

Video: mini solarna baterija za polnjenje telefona - montaža in testiranje

Namestitev in poravnava

Namestitev sončnih kolektorjev in kolektorjev stacionarne izvedbe se najpogosteje izvaja na strehi. Tu sta možni dve rešitvi: bodisi razstavite del strehe in vključite ohišje SC/SB v napajalni tokokrog strešne prečke (njen okvir brez strešne pite) in nato zatesnite režo ali namestite ploščo na izdelane nosilce kovinskih zatičev, ki gredo skozi streho. In špirovci, na katere so padli pritrdilni elementi, so ojačani s prečkami.

Prva metoda je seveda težja in zahteva precej zapletena gradbena dela. Vendar pa ne rešuje le problema vetrne odpornosti plošče. Zelo rahlo segrevanje trupa s podstrešne strani močno zmanjša verjetnost luščenja EVA folije in poveča zanesljivost celotne namestitve. Zato je v krajih s hudimi zmrzali / vetrovi vsekakor bolje.

Kar zadeva mobilne (mobilne) ali prostostoječe talne plošče, so nameščene na tridimenzionalnem okvirju ali stojalu (podporju) iz kovine, lesa itd. Če je plošča na okvirju, jo je treba z nečim obložiti tako da veter, ki piha od zadaj, ne prisili plošče, da pokaže svoje aerodinamične lastnosti, precej dobre.

Orientacija na največjo povprečno letno (sezonsko) osončenost (prilagoditev) fiksnih plošč naj bo čim bolj natančna. Kokoš kljuva zrno za zrnom in peni prihrani rubelj - v tem primeru ti izreki v celoti vplivajo na vračilno dobo namestitve. Azimut je nastavljen točno vzdolž poldnevnika. Če za to uporabljate kompas, morate upoštevati magnetno deklinacijo kraja; v napravah GPS ali GLONASS omogočite ustrezno korekcijo. Lahko tudi premagate opoldansko črto (to je poldnevnik), kot je opisano v šolskih učbenikih o naravoslovju, geografiji, astronomiji ali, recimo, v priročnikih za izdelavo sončne ure.

Nagib plošče v višini α glede na njeno geografsko širino φ je izračunan za različne primere, prilagojen za nagib zemeljske osi β = 23,26 stopinj, zaradi česar se višina Sonca v srednjih zemljepisnih širinah spreminja z letnimi časi. leto:

  • Za poletne instalacije α = φ-β; če je α=<0, панель укладывается горизонтально.
  • Za sezonsko pomlad-poletje-jesen α = φ
  • Za vse leto α = φ + β

Če se v slednjem primeru pokaže α>90 stopinj, ste onkraj arktičnega kroga in ne potrebujete zimske plošče. Poleg tega se zaradi enostavnosti in natančnosti uporablja kot α za izračun dviga severnega roba plošče v dolžinskih enotah kot h = Lsinα, kjer je L dolžina plošče od juga proti severu. Recimo, da je vzdolž meridiana nameščena plošča dolžine 2 m. α je prišel ven pri 30 stopinjah. Potem je treba severni rob (sin 30 stopinj = 0,5) dvigniti za 1 m. Pri sinα = 1 ali tako je plošča postavljena navpično.

Končno

Rusije, kar koli rečete, ni mogoče imenovati država, idealna za razvoj sončne energije. Ni pa velika čast vzeti, kar slabo leži. Toda doseči cilj kljub vsemu in ko je vse proti tebi, je že dolgo velik uspeh, če je le cilj vreden in uporaben. V zgodovini je veliko primerov: Nizozemska, Čile (pridelovanje neplodnih zemljišč), Japonska - industrijski velikan, skoraj popolnoma brez virov surovin, v svetu kot celoti - razvoj HF radijskih valov s strani radioamaterjev (strokovnjakov popolnoma oboroženi s takratnimi teorijami, ki so jih imeli za ničvredne), in v Rusiji - vsaj gradnja transsibirske železnice, ki še vedno nima analogij. Tu se imajo domači ljudje kam potepati, in če se zgodi "ruski sončni čudež", bo to zagotovo njihova velika zasluga.

Kako zgraditi solarni grelnik vode. Pravilneje ga imenujemo parabolični sončni koncentrator. Njegova glavna prednost je, da ogledalo odbija 90 % sončne energije, njegova parabolična oblika pa to energijo koncentrira na eni točki. Ta namestitev bo učinkovito delovala v večini regij Rusije, do 65 stopinj severne zemljepisne širine.

Za sestavo kolektorja potrebujemo nekaj osnovnih stvari: samo anteno, sistem za sledenje soncu in toplotni izmenjevalnik-zbiralnik.

parabolična antena.

Uporabite lahko katero koli anteno - železo, plastiko ali steklena vlakna. Antena mora biti panelna, ne mrežasta. Tu sta pomembna površina in oblika antene. Ne smemo pozabiti, da je grelna moč = površina antene. In da bo moč, ki jo zbere antena s premerom 1,5 m, 4-krat manjša od moči, ki jo zbere antena z zrcalno površino 3 m.

Potrebovali boste tudi vrtljivi mehanizem za sklop antene. Možno ga je naročiti na Ebayu ali Aliexpressu.

Potrebovali boste zvitek aluminijaste folije ali zrcalne folije iz lavsana, ki se uporablja za rastlinjake. Lepilo, s katerim bo film prilepljen na parabolo.

Bakrena cev s premerom 6 mm. Priključki za priključitev tople vode na rezervoar, bazen ali tam, kjer boste uporabljali to zasnovo. Avtor je kupil rotacijski sledilni mehanizem na EBAY za 30 $.

1. korak Prilagoditev antene za fokusiranje sončnega sevanja namesto radijskih valov.

Vse kar morate storiti je, da na zrcalo antene pritrdite zrcalno folijo iz lavsana ali aluminijasto folijo.


Takšen film lahko naročite na Aliexpressu, če ga ne najdete v trgovinah

To je skoraj tako enostavno narediti, kot se sliši. Upoštevati je treba le, da če ima antena na primer premer 2,5 m in je film širok 1 m, potem antene ni treba prekriti s filmom v dveh prehodih, gubah in nepravilnostih. bo nastal, kar bo poslabšalo fokusiranje sončne energije. Narežite ga na majhne trakove in pritrdite na anteno z lepilom. Pred lepljenjem filma se prepričajte, da je antena čista. Če obstajajo mesta, kjer je barva nabrekla, jih očistite z brusnim papirjem. Zgladiti morate vse nepravilnosti. Upoštevajte, da morate LNB odstraniti z mesta, sicer se lahko stopi. Po lepljenju filma in namestitvi antene na svoje mesto ne postavljajte rok ali obraza v bližino točke pritrditve glave - tvegate resne sončne opekline.

Sledilni sistem 2. koraka.

Kot je bilo zgoraj napisano - avtor je kupil sistem za sledenje na Ebayu. Poiščete lahko tudi rotacijske sisteme za sledenje soncu. Toda našel sem preprosto vezje z nizko ceno, ki precej natančno sledi položaju sonca.

Seznam delov:
(prenosov: 450)
* U1/U2 - LM339
* Q1 - TIP42C
*Q2-TIP41C
*Q3-2N3906
*Q4-2N3904
* R1 - 1 meg
* R2 - 1k
* R3 - 10k
* R4 - 10k
* R5 - 10k
* R6 - 4,7k
* R7 - 2,7k
* C1 - 10n keramika
* M - DC motor do 1A
* LED diode - 5 mm 563 nm


Videoposnetek delovanja sončnega sledilnika po shemi iz arhiva

Sam se lahko izdela na podlagi sprednjega pesta avtomobila VAZ.

Za tiste, ki jih zanima, je bila fotografija vzeta od tukaj:

3. korak Ustvarjanje toplotnega izmenjevalnika-zbiralnika

Za izdelavo toplotnega izmenjevalnika boste potrebovali bakreno cev, zvito v obroč in postavljeno v žarišče našega koncentratorja. Toda najprej moramo vedeti velikost žariščne točke krožnika. Če želite to narediti, morate pretvornik LNB odstraniti iz krožnika in pustiti nosilce pretvornika. Zdaj morate ploščo obrniti na sonce, potem ko pritrdite kos plošče na mestu, kjer je pritrjen pretvornik. Desko držite v tem položaju nekaj časa, dokler se ne pojavi dim. To bo trajalo približno 10-15 sekund. Po tem odvijte anteno pred soncem, odstranite ploščo z nosilca. Vse manipulacije z anteno, njeni zavoji, se izvajajo tako, da ne bi pomotoma vtaknili roke v žarišče ogledala - to je nevarno, lahko se močno opečete. Pustimo, da se ohladi. Izmerite velikost zgorelega kosa lesa - to bo velikost vašega toplotnega izmenjevalnika.


Velikost točke ostrenja bo določila, koliko bakrenih cevi potrebujete. Avtor je potreboval 6 metrov cevi z velikostjo točke 13 cm.


Mislim, da je možno, namesto navite cevi lahko postavite radiator iz avtomobilske peči, tam so precej majhni radiatorji. Radiator naj bo počrnjen zaradi boljšega vpijanja toplote. Če se odločite za uporabo cevi, jo poskusite upogniti brez pregibov ali pregibov. Običajno je za to cev napolnjena s peskom, zaprta z obeh strani in upognjena na trnu ustreznega premera. Avtor je v cevko natočil vodo in jo z odprtimi konicami navzgor postavil v zamrzovalnik, da voda ne izteka. Led v cevi bo ustvaril pritisk od znotraj, kar bo preprečilo pregibe. To bo omogočilo upogibanje cevi z manjšim radijem krivine. Zložiti ga je treba vzdolž stožca - vsak zavoj ne sme biti veliko večji v premeru od prejšnjega. Zavoje kolektorja lahko spajkate skupaj za bolj togo zasnovo. In ne pozabite izpustiti vode, ko končate z razdelilnikom, da vas para ali vroča voda ne opeče, potem ko ga postavite nazaj na mesto.

4. korak Sestavite vse skupaj in preizkusite.


Zdaj imate zrcalno parabolo, solarni sledilni modul, nameščen v vodotesno posodo ali plastično posodo, popoln zbiralnik. Vse kar je treba storiti je, da namestite zbiralnik na svoje mesto in ga preizkusite v delovanju. Lahko greste še dlje in izboljšate zasnovo tako, da naredite nekaj podobnega ponvi z izolacijo in jo postavite na zadnjo stran zbiralnika. Sledilni mehanizem mora slediti gibanju od vzhoda proti zahodu, tj. podnevi obrnite, da sledite soncu. In sezonske položaje zvezde (gor / dol) lahko nastavite ročno enkrat na teden. Sledilni mehanizem seveda lahko dodate tudi navpično - takrat boste dobili skoraj samodejno delovanje namestitve. Če nameravate vodo uporabljati za ogrevanje bazena ali kot toplo vodo v vodovodu, boste potrebovali črpalko, ki bo črpala vodo skozi kolektor. Če segrevate posodo z vodo, morate sprejeti ukrepe, da preprečite vrelo vodo in eksplozijo rezervoarja. To lahko storite z uporabo

Glavna naloga sončnega kolektorja je pretvarjanje od sonca prejete energije v električno. Načelo delovanja in zasnova opreme sta preprosta, zato jo je tehnično enostavno izdelati. Prejeto energijo praviloma porabimo za ogrevanje stavb. Izdelava sončnega kolektorja za ogrevanje hiše z lastnimi rokami se mora začeti z izbiro vseh komponent.

    Pokaži vse

    Zasnova in princip delovanja

    Ogrevanje hiše s pretvorbo sončne energije v električno energijo se praviloma uporablja kot dodatni vir toplote in ne kot glavni. Po drugi strani pa, če namestite visoko zmogljivo strukturo in vse naprave v hiši pretvorite v električno energijo, potem lahko preživite le s sončnim kolektorjem.

    Vendar je vredno zapomniti, da je ogrevanje s pomočjo sončnih kolektorjev brez dodatnih virov toplote možno le v južnih regijah. V tem primeru bi moralo biti veliko plošč. Postavljeni morajo biti tako, da nimajo sence (na primer od dreves). Panele je treba postaviti s sprednjo stranjo v smeri, ki je čez dan maksimalno osvetljena s soncem.

    Koncentratorji sončne energije

    Čeprav danes obstaja veliko vrst takšnih naprav, je načelo delovanja za vse enako. Vsaka shema vzame sončno energijo in jo prenese na potrošnika, kar predstavlja vezje s serijsko razporeditvijo naprav. Sestavni deli, ki proizvajajo elektriko, so sončni paneli ali kolektorji.

    Zbiralnik je sestavljen iz cevi, ki so zaporedno povezane z dovodom in odvodom. Lahko so razporejeni tudi v obliki tuljave. Znotraj cevi je tehnološka voda ali mešanica vode in antifriza. Včasih so napolnjene samo z zračnim tokom. Kroženje se izvaja zaradi fizikalnih pojavov, kot so izhlapevanje, spremembe agregatnega stanja, tlaka in gostote.

    Absorberji opravljajo funkcijo zbiranja sončne energije. Imajo obliko trdne črne kovinske plošče ali strukture številnih plošč, ki so med seboj povezane s cevmi.

    Za izdelavo pokrova ohišja se uporabljajo materiali z visoko prepustnostjo svetlobe. Pogosto je to pleksi steklo ali kaljeno navadno steklo. Včasih se uporabljajo polimerni materiali, vendar plastični zbiralniki niso priporočljivi. To je posledica velikega širjenja zaradi segrevanja sonca. Posledično lahko pride do razbremenitve ohišja.

    Če bo sistem deloval le jeseni in spomladi, se lahko voda uporablja kot nosilec toplote. Toda pozimi je je treba zamenjati z mešanico antifriza in vode. V klasičnih izvedbah vlogo hladilne tekočine igra zrak, ki se premika skozi kanale. Lahko so izdelani iz običajnega profiliranega lista.

    Izkušnje pri delovanju samostojno izdelane sončne baterije (3. del sončne baterije).

    Če je treba kolektor namestiti za ogrevanje majhne zgradbe, ki ni priključena na avtonomni ogrevalni sistem zasebne hiše ali centralizirana omrežja, bo zadostoval preprost sistem z enim krogom in grelnim elementom na njegovem začetku. Shema je preprosta, vendar je izvedljivost njene namestitve sporna, saj bo delovala le v sončnem poletju. Vendar za njegovo delovanje niso potrebne obtočne črpalke in dodatni grelci.

    Z dvema vezjema je vse veliko bolj zapleteno, vendar se število dni, ko bo električna energija aktivno proizvedena, večkrat poveča. V tem primeru bo kolektor obdelal samo eno vezje. Večji del obremenitve je ena sama naprava, ki deluje na elektriko ali drugo vrsto goriva.

    Čeprav je zmogljivost naprave neposredno odvisna od števila sončnih dni v letu, cena pa je previsoka, je še vedno zelo priljubljena med prebivalstvom. Nič manj pogosta je proizvodnja sončnih izmenjevalnikov toplote z lastnimi rokami.

    Temperaturna klasifikacija

    Sončne sisteme razvrščamo po različnih kriterijih. Toda v napravah, ki jih je mogoče izdelati neodvisno, bodite pozorni na vrsto hladilne tekočine. Takšne sisteme lahko razdelimo na dve vrsti:

    • uporaba različnih tekočin;
    • zračne strukture.

    Najpogosteje se uporabljajo prvi. So bolj produktivni in vam omogočajo neposredno priključitev kolektorja na ogrevalni sistem. Pogosta je tudi temperaturna klasifikacija. znotraj katerega lahko naprava deluje:

    DIY sončna baterija 11. del

    Zadnji tip solarnih sistemov deluje zaradi zelo kompleksnega principa prenosa sončne energije. Oprema potrebuje veliko prostora. Če ga postavite v podeželsko kočo, bo zasedel pretežni del mesta. Za proizvodnjo energije boste potrebovali posebno opremo, zato bo tak solarni sistem skoraj nemogoče narediti sami.


    DIY izdelava

    Postopek izdelave solarnega grelnika z lastnimi rokami je precej razburljiv, končna zasnova pa bo lastniku prinesla veliko koristi. Zahvaljujoč takšni napravi je mogoče rešiti problem ogrevanja prostorov, ogrevanja vode in drugih pomembnih gospodarskih nalog.

    Materiali za lastno proizvodnjo

    Primer je postopek izdelave grelne naprave, ki bo v sistem dovajala ogrevano vodo. Najcenejši način izdelave sončnega kolektorja je uporaba lesenih blokov in vezanega lesa kot glavnega materiala ter ivernih plošč. Kot alternativo lahko uporabite aluminijaste profile in kovinske pločevine, vendar bodo stali več.

    Vsi materiali morajo biti odporni na vlago, to je izpolnjevati zahteve za zunanjo uporabo. Kakovostno izdelan in nameščen sončni kolektor lahko služi od 20 do 30 let. V zvezi s tem morajo imeti materiali potrebne lastnosti delovanja za uporabo skozi celotno obdobje. Če je ohišje izdelano iz lesa ali iverne plošče, je za podaljšanje življenjske dobe impregnirano z vodno-polimernimi emulzijami in lakom.

    Pregled: Domača sončna plošča (baterija).

    Potrebne materiale za izdelavo lahko kupite na trgu v javni domeni ali pa naredite dizajn iz improviziranih materialov, ki jih najdete v katerem koli gospodinjstvu. Zato je glavna stvar, na katero morate biti pozorni, cena materialov in komponent.

    Ureditev toplotne izolacije

    Za zmanjšanje toplotnih izgub je na dnu škatle položen izolacijski material. Za to lahko uporabite peno, mineralno volno itd. Sodobna industrija ponuja veliko izbiro različnih grelnikov. Na primer, uporaba folije bi bila dobra možnost. Ne bo samo preprečil izgube toplote, ampak bo tudi odseval sončne žarke, kar pomeni, da bo povečalo segrevanje hladilne tekočine.

    V primeru uporabe polistirenske pene ali polistirena za izolacijo lahko izrežemo utore za cevi in ​​jih tako montiramo. Praviloma je absorber pritrjen na dno ohišja in položen na izolacijski material.

    Hladilnik kolektorja

    Hladilnik sončnega kolektorja je vpojni element. Gre za sistem, sestavljen iz cevi, po katerih se giblje hladilna tekočina, in drugih delov, običajno izdelanih iz bakrene pločevine.

    Najboljši material za cevni del je baker. Toda domači obrtniki so izumili cenejšo možnost - polipropilenske cevi, ki so zaviti v spiralno obliko. Priključki se uporabljajo za priključitev na sistem na vhodu in izstopu.

    Improvizirani materiali in sredstva so dovoljeni za uporabo različnih, to je skoraj vseh, ki so na kmetiji. Zbiralnik toplote naredi sam lahko iz starega hladilnika, polipropilenskih in polietilenskih cevi, jeklenih panelnih radiatorjev in drugih improviziranih sredstev. Pomemben dejavnik pri izbiri toplotnega izmenjevalnika je toplotna prevodnost materiala, iz katerega je izdelan.


    Idealna možnost za ustvarjanje domačega zbiralnika vode je baker. Ima najvišjo toplotno prevodnost. Toda uporaba bakrenih cevi namesto polipropilena ne pomeni, da bo naprava proizvedla veliko več tople vode. Pod enakimi pogoji bodo bakrene cevi 15-25% učinkovitejše od namestitve polipropilenskih analogov. Zato je priporočljiva tudi uporaba plastike, poleg tega je veliko cenejša od bakra.

    Pri uporabi bakra ali polipropilena morajo biti vsi priključki (navojni in varjeni) zatesnjeni. Možna razporeditev cevi - vzporedno ali v obliki tuljave. Vrh glavne strukture s cevmi je prekrit s steklom. Z obliko v obliki tuljave se zmanjša število priključkov in s tem možnost nastanka puščanj ter zagotovi enakomerno gibanje hladilne tekočine skozi cevi.

    Za pokrivanje škatle ni mogoče uporabiti samo stekla. Za te namene se uporabljajo prosojni, mat ali valoviti materiali. Uporabite lahko akrilne sodobne analoge ali monolitne polikarbonate.

    Pri izdelavi klasične različice lahko uporabite kaljeno steklo ali pleksi steklo, polikarbonatne materiale itd. Dobra alternativa bi bila uporaba polietilena.

    Pomembno je upoštevati, da uporaba analogov (valovite in matirane površine) pomaga zmanjšati prepustnost svetlobe. V tovarniških modelih se za to uporablja posebno solarno steklo. V svoji sestavi ima malo železa, kar zagotavlja majhne toplotne izgube.

    Akumulacijski rezervoar instalacije

    Za izdelavo rezervoarja za shranjevanje lahko uporabite katero koli posodo s prostornino od 20 do 40 litrov. Uporablja se tudi shema z več rezervoarji, ki so med seboj povezani v en sistem. Zaželeno je izolirati rezervoar, sicer se bo ogrevana voda hitro ohladila.

    Če pogledate, potem v tem sistemu ni kopičenja, ogrevano hladilno tekočino pa je treba uporabiti takoj. Zato se hranilnik uporablja za:

    • vzdrževanje tlaka v sistemu;
    • zamenjava predprostora;
    • distribucija tople vode.

    Seveda sončni kolektor, izdelan doma, ne bo zagotovil kakovosti in učinkovitosti, značilne za tovarniško izdelane modele. Z uporabo samo improviziranih materialov ni vredno govoriti o visoki učinkovitosti. Pri industrijskih modelih so takšni kazalniki večkrat višji. Vendar pa bodo finančni stroški tukaj veliko manjši, saj se uporabljajo improvizirana sredstva. Sončna instalacija, ki jo naredite sami, bo znatno povečala raven udobja v podeželski hiši in zmanjšala stroške drugih energetskih virov.

(Kanada) je razvil vsestranski, zmogljiv, učinkovit in enega najbolj ekonomičnih solarnih paraboličnih koncentratorjev (CSP – Concentrated Solar Power) s premerom 7 metrov, tako za navadne lastnike stanovanj kot za industrijsko uporabo. Podjetje je specializirano za proizvodnjo mehanskih naprav, optike in elektronike, s čimer je ustvarilo konkurenčen izdelek.

Po oceni proizvajalca je solarni koncentrator SolarBeam 7M superioren drugim vrstam solarnih naprav: ploščatim sončnim kolektorjem, vakuumskim kolektorjem, sončnim koncentratorjem tipa »korita«.

Zunanji pogled na sončni koncentrator Solarbeam

Kako deluje?

Samodejni sončni koncentrator sledi gibanju sonca v 2 ravninah in usmeri zrcalo točno na sonce, kar omogoča sistemu, da zbere največ sončne energije od zore do poznega sončnega zahoda. Ne glede na letni čas ali kraj uporabe SolarBeam ohranja natančnost usmerjanja sonca do 0,1 stopinje.

Žarki, ki padajo na sončni koncentrator, so fokusirani v eno točko.

Izračuni in načrtovanje SolarBeam 7M

Stresno testiranje

Za načrtovanje sistema so bile uporabljene metode 3D modeliranja in programskega stresnega testiranja. Testi se izvajajo po metodologiji FEM (Finite Element Analysis) za izračun napetosti in pomikov delov in sklopov pod vplivom notranjih in zunanjih obremenitev z namenom optimizacije in verifikacije konstrukcije. To natančno testiranje zagotavlja, da lahko SolarBeam deluje v ekstremnih vetrovnih in podnebnih razmerah. SolarBeam je uspešno prestal simulacije vetrne obremenitve do 160 km/h (44 m/s).

Obremenitveni test povezave med okvirjem paraboličnega reflektorja in stebrom

Fotografija nosilca pesta Solarbeam

Obremenitveno testiranje nosilca solarnega koncentratorja

Raven proizvodnje

Pogosto visoki stroški izdelave paraboličnih koncentratorjev preprečujejo njihovo množično uporabo v individualni gradnji. Uporaba žigov in velikih segmentov odsevnega materiala je znižala proizvodne stroške. Solartron je uporabil številne inovacije, ki se uporabljajo v avtomobilski industriji, da bi zmanjšal stroške in povečal proizvodnjo.

Zanesljivost

SolarBeam je bil preizkušen v težkih razmerah na severu in zagotavlja visoko zmogljivost in vzdržljivost. SolarBeam je zasnovan za vse vremenske razmere, vključno z visokimi in nizkimi temperaturami okolja, snežno obremenitvijo, poledico in močnim vetrom. Sistem je zasnovan za 20 ali več let delovanja z minimalnim vzdrževanjem.

Parabolično ogledalo SolarBeam 7M lahko sprejme do 475 kg ledu. To je približno enako 12,2 mm debelemu ledenemu pokrovu na celotni površini 38,5 m2.
Instalacija normalno deluje v snežnih padavinah zaradi ukrivljene zasnove sektorjev ogledal in zmožnosti samodejnega izvajanja "samodejnega čiščenja snega".

Zmogljivost (primerjava z vakuumskimi in ploščatimi kolektorji)

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

Učinkovitost nekoncentracijskih sončnih kolektorjev je bila izračunana po naslednji formuli:

Učinkovitost = F Učinkovitost kolektorja - (naklon*Delta T)/G sončnega sevanja

Krivulja zmogljivosti za koncentrator SolarBeam kaže splošno visoko učinkovitost v celotnem temperaturnem območju. Ploščati in vakuumski sončni kolektorji kažejo manjšo učinkovitost, ko so potrebne višje temperature.

Primerjalni grafi Solartrona in ploščatih/vakuumskih sončnih kolektorjev

Učinkovitost (COP) Solartrona kot funkcija temperaturne razlike dT

Pomembno je omeniti, da zgornji diagram ne upošteva toplotne izgube zaradi vetra. Poleg tega zgornji podatki kažejo največjo učinkovitost (opoldne) in ne odražajo učinkovitosti med. Podatki so podani za enega najboljših ploščatih in vakuumskih kolektorjev. Poleg visoke učinkovitosti SolarBeamTM zaradi dvoosnega sledenja soncu proizvede dodatnih 30 % več energije. V geografskih območjih, kjer prevladujejo nizke temperature, je učinkovitost ploščatih in vakuumskih kolektorjev zaradi velike absorberske površine bistveno zmanjšana. SolarBeamTM ima absorpcijsko površino le 0,0625 m2 v primerjavi s površino za pridobivanje energije 15,8 m2, kar ima za posledico nizke toplotne izgube.

Upoštevajte tudi, da bo zaradi sistema sledenja z dvojno osjo pesto SolarBeamTM vedno delovalo z največjo učinkovitostjo. Učinkovita površina zbiralnika SolarBeam je vedno enaka dejanski površini ogledala. Ploščati (fiksni) kolektorji izgubljajo potencialno energijo v skladu s spodnjo enačbo:
PL = 1 - COS i
kjer je PL izguba energije v % največje vrednosti pri premiku v stopinjah)

Nadzorni sistem

Krmilniki SolarBeam uporabljajo tehnologijo "EZ-SunLock". S to tehnologijo je mogoče sistem hitro namestiti in konfigurirati kjerkoli na svetu. Sledilni sistem sledi soncu z natančnostjo 0,1 stopinje in uporablja astronomski algoritem. Sistem ima možnost splošnega dispečerstva preko oddaljenih omrežij.

Nenormalne situacije, v katerih bo "posoda" samodejno parkirana na varnem mestu.

  • Če tlak hladilne tekočine v tokokrogu pade pod 7 PSI
  • Ko je hitrost vetra večja od 75 km/h
  • V primeru izpada električne energije UPS (Uninterruptible Power Supply) premakne krožnik na varno mesto. Ko se napajanje ponovno vzpostavi, se samodejno sledenje soncu nadaljuje.

Spremljanje

V vsakem primeru, zlasti pri industrijskih aplikacijah, je zelo pomembno poznati status vašega sistema, da zagotovite zanesljivost. Preden pride do težave, morate biti opozorjeni.

SolarBeam ima možnost nadzora prek oddaljene nadzorne plošče SolarBeam. Ta plošča je enostavna za uporabo in zagotavlja pomembne podatke o stanju SolarBeam, diagnostiko in proizvodnjo energije.

Oddaljena konfiguracija in upravljanje

SolarBeam je mogoče na daljavo konfigurirati in spreminjati sproti. "Jed" je mogoče nadzorovati na daljavo z uporabo mobilnega brskalnika ali osebnega računalnika, kar poenostavi ali odpravi nadzorne sisteme na kraju samem.

Opozorila

V primeru alarma ali servisne zahteve naprava pošlje e-poštno sporočilo pooblaščenemu servisnemu osebju. Vsa opozorila je mogoče prilagoditi glede na nastavitve uporabnika.

Diagnostika

SolarBeam ima zmožnosti oddaljene diagnostike: sistemske temperature in tlaki, proizvodnja energije itd. Na prvi pogled lahko vidite stanje sistema.

Poročanje in grafikoni

Če so potrebna poročila o proizvodnji energije, jih je mogoče enostavno dobiti za vsako »jed«. Poročilo je lahko v obliki grafikona ali tabele.

Namestitev

SolarBeam 7M je bil prvotno zasnovan za obsežne instalacije CSP, zato je bila namestitev kar se da preprosta. Zasnova omogoča hitro montažo glavnih komponent in ne zahteva optične poravnave, zaradi česar sta namestitev in zagon sistema poceni.

Čas namestitve

Ekipa 3 članov lahko namesti en SolarBeam 7M od začetka do konca v 8 urah.

Zahteve glede namestitve

SolarBeam 7M je širok 7 metrov s 3,5 metra vdolbine. Pri nameščanju več SolarBeam 7M je treba vsakemu sistemu dodeliti površino približno 10 x 20 metrov, da se zagotovi največje zbiranje sončne svetlobe z najmanjšo količino senčenja.

Montaža

Parabolično pesto je zasnovano za montažo na tleh z uporabo mehanskega dvižnega sistema, ki omogoča hitro in enostavno namestitev nosilcev, sektorjev ogledal in nosilcev.

Področja uporabe

Proizvodnja električne energije z napravami ORC (Organic Rankine Cycle).

Industrijske naprave za razsoljevanje vode

Toplotno energijo za obrat za razsoljevanje lahko dobavlja SolarBeam

V kateri koli industriji, kjer je za tehnološki cikel potrebna velika toplotna energija, kot so:

  • Živila (kuhanje, sterilizacija, pridobivanje alkohola, pranje)
  • Kemična industrija
  • Plastika (ogrevanje, izpuh, ločevanje, …)
  • Tekstil (beljenje, pranje, stiskanje, parjenje)
  • Nafta (sublimacija, bistrenje naftnih derivatov)
  • In veliko več

Lokacija namestitve

Primerna lokacija za namestitev so regije, ki prejmejo vsaj 2000 kWh sončne svetlobe na m2 letno (kWh/m2/leto). Za najbolj obetavne proizvajalce menim, da so naslednje regije sveta:

  • Regije nekdanje Sovjetske zveze
  • Jugozahodne ZDA
  • Srednja in Južna Amerika
  • Severna in Južna Afrika
  • Avstralija
  • Sredozemske države v Evropi
  • srednji vzhod
  • Puščavske ravnice Indije in Pakistana
  • Regije Kitajske

Specifikacija modela Solarbeam-7M

  • Največja moč - 31,5 kW (pri moči 1000 W / m2)
  • Stopnja koncentracije energije - več kot 1200-krat (točka 18 cm)
  • Najvišja temperatura fokusa - 800°С
  • Najvišja temperatura hladilne tekočine - 270°С
  • Učinkovitost delovanja - 82%
  • Premer reflektorja - 7m
  • Površina paraboličnega ogledala - 38,5 m2
  • Goriščna razdalja - 3,8m
  • Poraba energije servomotorjev - 48W+48W / 24V
  • Hitrost vetra med delovanjem - do 75km/h (20m/s)
  • Hitrost vetra (v varnem načinu) - do 160 km / h
  • Sledenje soncu po azimutu - 360°
  • Navpično sledenje soncu - 0 - 115°
  • Višina podpore - 3,5 m
  • Teža reflektorja - 476 kg
  • Skupna teža -1083 kg
  • Velikost absorberja - 25,4 x 25,4 cm
  • Površina absorberja -645 cm2
  • Prostornina hladilne tekočine v absorberju - 0,55 litra

Splošne dimenzije reflektorja

 
Članki Avtor: tema:
Testenine s tuno v smetanovi omaki Testenine s svežo tuno v smetanovi omaki
Testenine s tunino v kremni omaki so jed, ob kateri bo vsak pogoltnil jezik, seveda ne le zaradi zabave, ampak zato, ker je noro okusna. Tuna in testenine so med seboj v popolni harmoniji. Seveda morda komu ta jed ne bo všeč.
Pomladni zavitki z zelenjavo Zelenjavni zavitki doma
Torej, če se spopadate z vprašanjem "Kakšna je razlika med sušijem in zvitki?", Odgovorimo - nič. Nekaj ​​besed o tem, kaj so zvitki. Zvitki niso nujno jed japonske kuhinje. Recept za zvitke v takšni ali drugačni obliki je prisoten v številnih azijskih kuhinjah.
Varstvo rastlinstva in živalstva v mednarodnih pogodbah IN zdravje ljudi
Rešitev okoljskih problemov in posledično možnosti za trajnostni razvoj civilizacije so v veliki meri povezani s kompetentno uporabo obnovljivih virov in različnimi funkcijami ekosistemov ter njihovim upravljanjem. Ta smer je najpomembnejši način za pridobitev
Minimalna plača (minimalna plača)
Minimalna plača je minimalna plača (SMIC), ki jo vsako leto odobri vlada Ruske federacije na podlagi zveznega zakona "O minimalni plači". Minimalna plača se izračuna za polno opravljeno mesečno stopnjo dela.