Енергийните източници като електричество, въглища и газ постоянно стават все по-скъпи.

Хората трябва да помислят повече за използването по-зелени системиотопление.

Затова е разработен технически иновации в областта на алтернативните източници на топлина. За това са използвани слънчеви колектори.

Слънчев колектор за отопление

Повърхността на това устройство има ниска отразяваща способност, поради което топлината се абсорбира. За отопление на помещения този механизъм използва светлината на слънцето и неговото инфрачервено излъчване.

За загряване на водата и отопление на къщата е достатъчна мощността на обикновен слънчев колектор. Зависи от дизайна на уреда. Човек може самостоятелно да извърши инсталирането на оборудване. За това не е необходимо да използвате скъпи инструменти и материали.

Справка.Коефициент полезно действиепрофесионални устройства са 80—85% . Домашните са много по-евтини, но тяхната ефективност не повече от 60-65%.

Дизайн

Структурата на оборудването е проста. Устройството е правоъгълна плоча, състояща се от няколко слоя:

• покритие от закалено стъкло с антирефлексна рамка;
• абсорбатор;
• изолация на дъното;
• странична изолация;
• тръбопровод;
• стъклена завеса;
• алуминиев устойчив на атмосферни влияния корпус;
• свързващи фитинги.

Системата включва 1-2 колекционери, капацитет за съхранение и аванкамеру. Дизайнът е организиран затворен, така че слънчевите лъчи падат само в него и се превръщат в топлина.

Принцип на действие

Основата на работата на инсталацията е термосифон. Охлаждащата течност вътре в оборудването циркулира сама, което ще помогне да се изостави използването на помпата.

Загрятата вода има тенденция да се издига, като по този начин изтласква студената вода и я транспортира до източника на топлина.

Колекторът е тръбен радиатор, който е монтиран в дървена кутия, едната равнина на която е от стъкло. Тръбите при производството на уреда се използват стоманени. Отклоняването и захранването се извършват от тръби, използвани във водопроводното устройство.

Структурата работи по следния начин:

1. Колекторът преобразува слънчевата енергия в топлина.
2. Течността навлиза в резервоара за съхранениепрез захранващата линия.
3. Циркулацията на охлаждащата течност се осъществява самостоятелно или с помощта на електрическа помпа. Течността в инсталацията трябва да отговаря на няколко изисквания: те няма да се изпаряват при високи температури, да са нетоксични, устойчиви на замръзване. Обикновено се взема дестилирана вода, смесена с гликол в съотношение 6:4.

слънчев концентратор

устройство за съхранение на слънчева енергия има функция на топлоносител.Служи за фокусиране на енергията върху приемника на излъчвателя вътре в продукта.

Има следните видове:

• параболично-цилиндрични концентратори;
• концентратори върху плоски лещи ( леща на френел);
• върху сферични лещи;
• параболични концентратори;
• слънчеви кули.

Хъбове отразяват радиацията от голяма равнина към малкакоето спомага за достигане на високи температури. Течността поглъща топлина и се придвижва към нагревателния обект.

Важно!Цената на устройствата не е евтина, а също изискват постоянна квалифицирана поддръжка. Такова оборудване се използва в хибридни системи, най-често в индустриален мащаб, и ви позволява да увеличите производителността на колектора.

Видове слънчеви колектори

В момента има няколко разновидности на колектори за слънчево отопление.

Плосък монтаж "направи си сам".

Това устройство се състои от панел, в който е монтирана абсорбиращата плоча.Този тип устройство е най-често срещаното. Цената на единиците е достъпна и зависи от вида на покритието, производителя, мощността и отоплителната площ. Цени за оборудване от този тип - от 12 хиляди рубли.

Снимка 1. Пет слънчеви колекториплосък тип, монтиран на покрива на частна къща. Уредите са наклонени.

Обхват на приложение

Подобни колектори често се инсталира в частни домовеза отопление и захранване на помещения топла вода. Уредите се справят с нагряване на вода за летен душв страната. Подходящо е да ги използвате при топло и слънчево време.

Внимание!Колекторна повърхност не може да бъде закрит от други сгради, дървета и къщи.Това има отрицателно въздействие върху производителността. Оборудването се монтира на покрива или фасадата на сградата, както и на всяка подходяща повърхност.

Ще се интересувате още от:

дизайн на плосък колектор

Съставът на устройството:

• защитно стъкло;
• медни тръби;
• топлоизолация;
• абсорбираща повърхност с висока степен на абсорбция;
• алуминиева рамка.

Колекторът, който има тръбна намотка, е класически вариант. Като алтернатива на импровизирани дизайниПриложи:полипропиленов материал, алуминиеви кутии за напитки, гумени градински маркучи.

Дъното и ръбовете на системата трябва да бъдат топлоизолирани.Ако абсорберът е в контакт с тялото, тогава е възможна загуба на топлина. Външната част на устройството е защитена от закалено стъкло със специални свойства. Антифризът се приема като охлаждаща течност.

Принцип на действие

Течността се нагрява и влиза в резервоара за съхранение, от който се придвижва към колектора в охладена форма. Структурата се предлага в две версии.: едноконтурни и двуконтурни. В първия случайтечността отива направо в резервоара, във втория- преминава през тънка тръба през водата в резервоара, загрявайки обема на помещението. Докато се движи, се охлажда и се връща обратно в колектора.

Снимка 2. Схема и принцип на работа на плосък слънчев колектор. Стрелките показват частите на устройството.

Предимства и недостатъци

Единиците от този тип имат следните предимства:

• висока производителност;
• ниска цена;
• дългосрочна експлоатация;
• надеждност;
• възможността за самостоятелно направен монтаж и поддръжка.

Плоските колектори са подходящи за експлоатация в южните райони с топъл климат. Недостатъкът им евисок вятър поради голямата повърхност, следователно силен вятърможе да разруши структурата. Производителността пада при студено зимно време. В идеалния случай уредът трябва да бъде инсталиран от южната страна на обекта или къщата.

Вакуум

устройство се състои от отделни тръби, комбинирани в горната част и образуващи един панел.Всъщност всяка от тръбите е независим колектор. Ефикасно е модерен външен видможе да се използва дори при студено време. Вакуумните устройства са по-сложни в сравнение с плоските, поради което са по-скъпи.

Снимка 3. Слънчев колектор от вакуумен тип. Устройството се състои от много тръби, фиксирани в една конструкция.

Обхват на приложение

Приложи за топла вода и отопление на големи посещения. Най-често се използва в летни вили и в частни домакинства. Монтира се на фасади на сгради, наклонени или плоски покриви, специални поддържащи конструкции. Те функционират в студен климат и с кратък дневен час, без да се компрометира ефективността. Поради високата си ефективност те се използват и върху земеделски земи, промишлени предприятия. Този вид е често срещан в европейските страни.

Дизайн

Устройството включва:

• термосъхранение (резервоар за вода);
• верига за циркулация на топлообменника;
• самият колектор;
• сензори;
• приемник.

Конструкцията на блока е серия от тръбни профили, монтирани успоредно. Приемникът и вакуумните тръби са изработени от мед. Блокът от стъклена тръба е отделен от външната верига, така че дейността на колектора не спира, когато той се повреди 1-2 епруветки.Като допълнителна защита се използва полиуретанова изолация.

Справка.Отличителна черта на колектора е съставът на сплавта, от която са направени тръбите. Това е мед с алуминиево покритие и защитена с полиуретан.

Принцип на действие

Строителни дейности на базата на нулева вакуумна топлопроводимост. Между тръбите се образува безвъздушно пространство, което надеждно задържа топлината, генерирана от слънчевите лъчи.

Вакуумният колектор работи по следния начин:

• енергията на слънцето се получава от тръба вътре във вакуумна колба;
• нагрятата течност се изпарява и се издига до зоната на кондензация на тръбата;
• охлаждащата течност тече надолу от зоната на кондензация;
• цикълът се повтаря отново.

Благодарение на тази работа много по-висок топлопреноси топлинните загуби са ниски. Енергията може да се съхранява благодарение на вакуумния слой, който ефективно улавя топлината.

Снимка 4. Схема на устройството на вакуумен слънчев колектор. Компонентите на устройството са обозначени със стрелки.

Предимства и недостатъци

Предимствата на този тип устройство:

• издръжливост;
• стабилност при работа;
• достъпен ремонт, възможно е да се замени само един елемент, който се е провалил, а не цялата конструкция;
• ниска проходимост, способност да издържат на пориви на вятъра;
• максимално усвояване слънчева енергия.

Оборудването е скъпо, което може да се възстанови само за няколко годинислед употреба. Цената на компонентите също е висока, а подмяната им може да изисква помощта на професионалист. Системата не е в състояние да се самопочисти от лед, сняг, скреж.

Видове вакуумни колектори

Продуктите са два вида:с индиректно и директно подаване на топлина. Функционирането на конструкции с непряко захранване се осъществява от налягането в тръбите.

При устройства с директно подаване на топлина контейнерът за топлоносител и стъклените вакуумни устройства се монтират към рамката под определен ъгъл чрез гумен свързващ пръстен.

Оборудване свързва се с водопроводите чрез вентил за запек, а фиксиращият клапан контролира нивото на водата в резервоара.

Ще се интересувате още от:

Въздух

Водата има много по-висок топлинен капацитет от въздуха. Използването му обаче е свързано с редица ежедневни проблеми по време на работа (корозия на тръбите, контрол на налягането, промяна в агрегатното състояние) Въздушни колектори не толкова причудливи, имат прост дизайн.Устройствата не могат да се считат за пълноценен заместител на други видове, но са в състояние да намалят разходите за комунални услуги.

Обхват на приложение

Този тип оборудване се използва при въздушно отопление на къщи, дренажни системии за възстановяване на въздуха (лечение). Използва се за сушене на селскостопански продукти.

Дизайн

Състои се от:

• адсорбер, топлопоглъщащ панел вътре в кутията;
• външна изолация от закалено стъкло;
• топлоизолация между стената на корпуса и абсорбера;
• запечатан корпус.

Снимка 5. Въздушен слънчев колектор за отопление на къща. Устройството е фиксирано вертикално върху стената на сградата.

Устройството е разположено близо до нагревателния обектпоради големи топлинни загуби във въздухопроводите.

Принцип на действие

За разлика от колекторите за вода, въздух не натрупват топлина, а веднага я освобождават в изолацията. Слънчевата светлина удря външната част на устройството и го загрява, въздухът започва да циркулира в конструкцията и загрява стаята.

Можете сами да проектирате въздушен колектор, използване на импровизирани материали при производството:кутии за бира от мед или алуминий, плоскости от ПДЧ, алуминий и метални листове.

Снимка 6. Схема на устройството на въздушен слънчев колектор. Чертежът показва основните части на устройството.

Предимства и недостатъци

предимства:

• ниска цена на устройството;
• възможност самостоятелна инсталацияи ремонт;
• простота на дизайна.

От недостатъците:ограничен обхват (само отопление), ниска ефективност. През нощта оборудването ще работи за охлаждане на въздуха, ако не е затворено.

Избор на комплект слънчеви колектори за отоплителната система

Избор на устройство зависи от целите, за които ще бъде насочена работата на структурата.Слънчевата система се използва за поддържане на въздух, осигуряване на топла вода, загряване на вода за басейна.

Мощност

За да се изчисли възможната мощност на слънчева система, трябва да знаете 2 параметъра:слънчева изолация в определен регион в точното време на годината и ефективната абсорбционна площ на колектора. Тези числа трябва да се умножат.

Възможно ли е използването на колектора през зимата

Вакуумни устройствасправят се с работа в студен климат. апартаментпоказват ниска производителност при студено време и са по-подходящи за южните райони.

По-малко подходящ за функциониране в студа въздушна структуратъй като през нощта не е в състояние да загрее въздуха.

Проблем с обилните валежи, тъй като през зимата техниката често заспива със сняг и се налага редовно почистване. Мразовит въздух отнема натрупаната топлина, а самият колектор може да се повреди от градушка.

Отчитане на обхвата

В индустрията използването на слънчеви системи е по-често срещано. Слънчевата енергия се използва в работата на електроцентрали, парогенератори, инсталации за обезсоляване на вода. За отопление на вода, отопление на лятна къща или баня в домашни условия, по-често се монтират вакуумни колектори, по-рядко плоски. Въздушните системи помагат за намаляване на разходите за отопление, като загряват въздуха през деня.

Как да изградим слънчев бойлер. По-правилно е да го наречем параболичен слънчев концентратор. Основното му предимство е, че огледалото отразява 90% от слънчевата енергия, а параболичната му форма концентрира тази енергия в една точка. Тази инсталация ще работи ефективно в повечето региони на Русия, до 65 градуса северна ширина.

За да сглобим колектора ни трябват няколко основни неща: самата антена, системата за проследяване на слънцето и топлообменник-колектор.

параболична антена.

Можете да използвате всяка антена - желязна, пластмасова или фибростъкло. Антената трябва да е тип панел, а не мрежеста. Площта и формата на антената са важни тук. Трябва да се помни, че нагревателната мощност = повърхността на антената. И че мощността, събрана от антена с диаметър 1,5 m, ще бъде 4 пъти по-малка от мощността, събрана от антена с огледална площ 3 m.

Ще ви е необходим и въртящ се механизъм за монтажа на антената. Може да се поръча от Ebay или Aliexpress.

Ще ви трябва ролка алуминиево фолио или лавсан огледален филм, използван за оранжерии. Лепило, с което филмът ще бъде залепен към параболата.

Медна тръба с диаметър 6 мм. Фитинги, за свързване топла водакъм резервоара, към басейна, кладенеца или където ще приложите този дизайн. Авторът закупи въртящия се проследяващ механизъм от EBAY за $30.

Стъпка 1 Промяна на антената за фокусиране на слънчевата радиация вместо радиовълни.

Всичко, което трябва да направите, е да прикрепите лавсан огледален филм или алуминиево фолио към огледалото на антената.

Такъв филм може да бъде поръчан на Aliexpress, ако не го намерите в магазините

Това е почти толкова лесно да се направи, колкото звучи. Необходимо е само да се вземе предвид, че ако антената например има диаметър 2,5 m, а филмът е широк 1 m, тогава не е необходимо да покривате антената с филм на два прохода, гънки и неравности ще се образува, което ще влоши фокусирането на слънчевата енергия. Нарежете го на малки ивици и го фиксирайте към антената с лепило. Уверете се, че антената е чиста, преди да залепите филма. Ако има места, където боята е подута, почистете ги с шкурка. Трябва да изгладите всички нередности. Моля, имайте предвид, че конверторът трябва да бъде свален от мястото му, в противен случай може да се разтопи. След като залепите филма и инсталирате антената на място, не поставяйте ръцете или лицето си близо до точката на закрепване на главата - рискувате сериозно слънчево изгаряне.

Стъпка 2 система за проследяване.

Както беше написано по-горе - авторът купи система за проследяване на Ebay. Можете също да потърсите ротационни системи за проследяване на слънцето. Но намерих проста схема с цена на стотинка, която проследява положението на слънцето доста точно.

Списък с части:
(изтегляния: 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 керамика
* M - DC двигател до 1A
* Светодиоди - 5mm 563nm

Видео на работата на слънчевия тракер по схемата от архива

Самият може да бъде направен на базата на предната главина на автомобил VAZ.

За желаещите снимката е взета от тук:

Стъпка 3 Създаване на топлообменник-колектор

За да направите топлообменник, ще ви е необходима медна тръба, навита в пръстен и поставена във фокуса на нашия концентратор. Но първо трябва да знаем размера на фокусната точка на ястието. За да направите това, трябва да извадите конвертора LNB от чинията, като оставите стойките на конвертора. Сега трябва да завъртите плочата на слънце, след като фиксирате парче от дъската на мястото, където е прикрепен конверторът. Задръжте дъската в това положение за известно време, докато се появи дим. Това ще отнеме приблизително 10-15 секунди. След това развийте антената от слънцето, извадете платката от стойката. Всички манипулации с антената, нейните завои се извършват, така че случайно да не поставите ръката си във фокуса на огледалото - това е опасно, можете да се изгорите силно. Оставете да изстине. Измерете размера на изгореното парче дърво - това ще бъде размерът на вашия топлообменник.

Размерът на точката на фокусиране ще определи колко медни тръби са ви необходими. Авторът се нуждаеше от 6 метра тръба с размер на петното 13см.

Мисля, че е възможно вместо навита тръба да сложиш радиатор от автомобилна печка, има доста малки радиатори. Радиаторът трябва да бъде почернен за по-добро усвояване на топлината. Ако решите да използвате тръба, трябва да се опитате да я огънете без прегъвания или прегъвания. Обикновено за това тръбата се напълва с пясък, затваря се от двете страни и се огъва върху някакъв дорник с подходящ диаметър. Авторът наля вода в тръбата и я сложи фризер, отворени краища нагоре, за да се предотврати изтичането на вода. Ледът в тръбата ще създаде налягане отвътре, което ще избегне прегъвания. Това ще позволи на тръбата да бъде огъната с по-малък радиус на огъване. Той трябва да бъде сгънат по конус - всеки завой трябва да бъде не много по-голям в диаметър от предишния. Можете да запоявате завоите на колектора заедно за по-твърд дизайн. И не забравяйте да източите водата, след като приключите с колектора, за да не се опарите от пара или гореща вода, след като го поставите обратно на място.

Стъпка 4 Събиране на всичко и изпробване.

Сега имате огледална парабола, слънчев модул за проследяване, поставен във водоустойчив контейнер, или пластмасов контейнер, пълен колектор. Всичко, което остава да се направи, е да монтирате колектора на място и да го тествате в експлоатация. Можете да отидете по-далеч и да подобрите дизайна, като направите нещо като тиган с изолация и го поставите обратноколектор. Механизмът за проследяване трябва да проследява движението от изток на запад, т.е. обръщайте се през деня, за да следвате слънцето. А сезонните позиции на звездата (нагоре/надолу) могат да се регулират ръчно веднъж седмично. Можете, разбира се, да добавите механизъм за проследяване и вертикално - тогава ще получите почти автоматична работа на инсталацията. Ако планирате да използвате водата за отопление на басейна или като топла вода във ВиК, ще ви е необходима помпа, която ще изпомпва водата през колектора. Ако загрявате съд с вода, трябва да вземете мерки, за да избегнете вряща вода и експлозия на резервоара. Можете да направите това, като използвате Подробности Публикувано: 10/12/2015 08:32

Безплатно стъпка по стъпка ръководствосъдържа цялата необходима информация за създаване на слънчев концентратор от 0,5 kW със собствените си ръце. Отразяващата повърхност на устройството ще има площ от около 1 квадратен метър, а цената на производството му ще струва от $79 до $145, в зависимост от региона на пребиваване.

Sol1, както е наречена слънчевата централа на GoSol, ще заема приблизително 1,5 кубически метра пространство. Работата по производството му ще отнеме около седмица. Материалите за изграждането му ще бъдат железни ъгли, пластмасови кутии, стоманени пръти, а основният работен елемент - отразяващо полукълбо - се предлага да бъде направен от парчета от обикновено огледало за баня.

Соларният концентратор може да се използва за печене, пържене, загряване на вода или консервиране на храна чрез дехидратация. Устройството може да служи и като демонстрация на ефективната работа на слънчевата енергия и ще помогне на много предприемачи в развиващите се страни да започнат собствен бизнес. Освен че ще помогнат за намаляване на вредните емисии в атмосферата, слънчевите концентратори GoSol ще помогнат за намаляване на обезлесяването, като заменят изгорената дървесина с чиста слънчева енергия.

Инструкцията GoSol може да се използва не само за създаване и практическо приложение, но и за продажба на слънчеви концентратори, което ще помогне за значително намаляване на прага за достъп до слънчева енергия, която днес се генерира основно чрез фотоволтаични слънчеви панели. Цената им остава изключително висока високо нивов региони, където често просто не е възможно да се получи енергия по други начини.

Безплатно ръководство за соларен концентратор е достъпно на уебсайта на GoSol и за да го получите, ще трябва да оставите своя имейл адрес, на който ще бъде изпратена актуализирана информация. Ако искате "слънчевата" инициатива да се развива по-бързо и в по-голям мащаб, тогава можете да подкрепите компанията финансово - стартъпът все още приема парични вноски, наградата за които ще зависи от размера на дарението.

Дълго време исках да направя слънчев параболичен концентратор. След като прочетох много литература за направата на калъп за параболично огледало, се спрях на най-простия вариант - сателитна антена. Сателитната антена има параболична форма, която събира отразените лъчи в една точка.

За основа се погрижих за харковските плочи "Вариант". На приемлива за мен цена можех да си купя само продукт от 90 см. Но целта на моя опит е високата температура във фокуса. За постигане на добри резултати е необходима огледална площ – колкото по-голяма, толкова по-добре. Следователно плочата трябва да бъде 1,5 m и за предпочитане 2 m. Асортиментът на харковския производител има тези размери, но те са изработени от алуминий и съответно цените са прекомерни. Трябваше да се гмурна в интернет, в търсене на употребяван продукт. А в Одеса строителите, разглобявайки някакъв обект, ми предложиха сателитна антена с размери 1,36м х 1,2м, изработена от пластмаса. Малко по-малко от това, което исках, но цената беше добра и си поръчах една чиния.

След като получих съда след няколко дни, открих, че е произведен в САЩ, има мощни ребра за втвърдяване (притесних се дали кутията е достатъчно здрава и дали ще доведе след залепване на огледала) и силна ориентация механизъм с много настройки.

Купих и огледала с дебелина 3мм. Поръчах 2 кв.м. - малко с марж. Огледалата се продават основно с дебелина 4 мм., намерих клас С за по-лесно рязане. Реших да направя размера на огледалата за концентратора 2 х 2 см.

След като събрах основните компоненти, започнах да произвеждам стойката за главината. Имаше няколко ъгъла, парчета тръби и профили. Нарязани по размер, заварени, почистени и боядисани. Ето какво се случи:

И така, след като направих стойка, започвам да режа огледала. Огледалата бяха с размери 500 х 500 мм. Първо го разрязах наполовина, а след това с решетка 2 х 2 см. Пробвах куп ножици за стъкло, но сега не е възможно да намеря поне нещо разумно в магазините. Нов стъклорез реже идеално 5-10 пъти и това е....След това можете веднага да го изхвърлите. Може би има някои професионални, но не трябва да ги купувате в магазините за хардуер. Ето защо, ако някой ще прави концентратор от огледала, въпросът за рязане на огледала е най-труден!

Огледалата са изрязани, стативът е готов, започвам да лепя огледалата! Процесът е дълъг и досаден. Моят брой огледала на готовия главина се оказа 2480 броя. Клей избра грешния. Купих специално лепило за огледала - държи добре, но е дебело. При залепване, изстискване на капка върху огледалото и след това притискане към стената на чинията, има вероятност огледалото да се притисне неравномерно (някъде по-силно, някъде по-слабо). Поради това огледалото може да не е залепено плътно, т.е. ще насочи своя слънчев лъч не във фокуса, а около него. И ако фокусът е замъглен, няма какво да очаквате високи резултати. Поглеждайки напред, ще кажа, че фокусът ми се оказа размазан (от което заключавам, че е необходимо да нанеса различно лепило). Въпреки че резултатите от експеримента бяха приятни, фокусът беше с размер около 10 см и все още имаше замъглено петно ​​около 3-5 см. Колкото по-малък е фокусът, толкова по-точно е фокусирането на лъчите, толкова по-висока е съответно температура. Отне ми почти 3 пълни дни да залепя огледалата. Площта на изрязаните огледала беше около 1,5 кв.м. Отначало имаше брак, докато се адаптира - много, по-късно много по-малко. Дефектните огледала вероятно не надвишават 5%.

Слънчевият параболичен концентратор е готов.

По време на измерванията максималната температура във фокуса на концентратора е най-малко 616,5 градуса. Слънчевите лъчи помогнаха да се запали дървена дъска, разтопена калай, оловна тежест и алуминиева кутия за бира. Проведох експеримента на 25 август 2015 г. в Харковска област, град Нова Водолага.

В плановете за следващата година (и може би ще се окаже зимен период) за адаптиране на концентратора за практически нужди. Може би за подгряване на вода, може би за производство на електричество.

Във всеки случай природата е дала на всички ни мощен източник на енергия, просто трябва да се научим как да го използваме. Енергията на слънцето покрива всички нужди на човечеството хиляди пъти. И ако човек може да вземе поне малка част от тази енергия, то това ще бъде най-голямото постижение на нашата цивилизация, благодарение на което ще спасим нашата планета.

По-долу е дадено видео, в което ще видите процеса на производство на слънчев концентратор на базата на сателитна антена и експериментите, направени с помощта на концентратора.

Проблемът с използването на слънчева енергия е занимавал най-добрите умове на човечеството от древни времена. Беше ясно, че Слънцето е най-мощният източник на безплатна енергия, но никой не разбра как да използва тази енергия. Ако вярвате на древните писатели Плутарх и Полибий, тогава първият човек, който на практика използва слънчевата енергия, е Архимед, който с помощта на някои изобретени от него оптични устройства успява да събере слънчевите лъчи в мощен лъч и да изгори римския флот.

По същество устройството, изобретено от великия грък, е първият концентратор на слънчева радиация, който събира слънчевите лъчи в един енергиен лъч. И във фокуса на този концентратор температурата може да достигне 300 ° C - 400 ° C, което е напълно достатъчно, за да запали дървените кораби на римския флот. Може само да се гадае какъв вид устройство е изобретил Архимед, въпреки че според съвременните идеи той имаше само две възможности.

Самото име на устройството - слънчев концентратор - говори само за себе си. Това устройство приема слънчевите лъчи и ги събира в един енергиен лъч. Най-простият концентратор е познат на всички от детството. Това е обикновена двойно изпъкнала леща, която може да изгори различни фигури, надписи, дори цели снимки, когато слънчевите лъчи се събират от такава леща в малка точка върху дървена дъска, лист хартия.

Тази леща принадлежи към така наречените рефракторни концентратори. В допълнение към изпъкналите лещи, лещите и призмите на Френел също принадлежат към този клас концентратори. Концентраторите с дълъг фокус, базирани на линейни лещи на Френел, въпреки ниската им цена, се използват много малко на практика, тъй като са големи. Използването им е оправдано, когато размерите на концентратора не са критични.

Огнеупорен слънчев концентратор

Призматичният концентратор на слънчевата радиация е лишен от този недостатък. Освен това, такова устройство е способно да концентрира част от дифузното лъчение, което значително увеличава мощността на светлинния лъч. Тристранната призма, на основата на която е изграден такъв концентратор, е едновременно приемник на лъчение и източник на енергиен лъч. В този случай предната страна на призмата получава радиация, задната страна отразява и излъчването вече излиза от страничната повърхност. Работата на такова устройство се основава на принципа на пълно вътрешно отражение на лъчите преди те да ударят страничната повърхност на призмата.

За разлика от рефракторните концентратори, рефлексните концентратори работят на принципа на събиране на отразената енергия в енергиен лъч. слънчева светлина. По своя дизайн те се делят на плоски, параболични и параболично-цилиндрични концентратори. Ако говорим за ефективността на всеки от тези видове, тогава най-високата степен на концентрация - до 10 000 - се дава от параболични концентратори. Но за изграждането на слънчеви отоплителни системи се използват главно плоски или параболично-цилиндрични системи.

Параболични (рефлекторни) слънчеви концентратори

Практическо приложение на слънчеви концентратори

Всъщност основната задача на всеки слънчев концентратор е да събира слънчевата радиация в един енергиен лъч. И можете да използвате тази енергия по различни начини. Възможно е загряване на вода с безплатна енергия, като количеството загрята вода ще се определя от размера и дизайна на концентратора. Малки параболични устройства могат да се използват като слънчева фурназа готвене на храна.

Параболичен концентратор като слънчева фурна

Може да се използва за допълнително осветление слънчеви панелиза увеличаване на изходната мощност. И може да се използва като външен източник на топлина за двигатели на Стърлинг. Параболичният концентратор осигурява фокусна температура от около 300°C - 400°C. Ако например стойка за чайник или тигани се постави във фокуса на такова сравнително малко огледало, тогава получавате слънчева фурна, на която можете да готвите храна и да кипвате много бързо. Нагревател с топлоносител, поставен във фокуса, бързо ще загрее дори течаща вода, която след това може да се използва за домакински цели, например за душ, миене на чинии.

Най-простата схема за отопление на вода със слънчев концентратор

Ако двигател на Стърлинг с подходяща мощност се постави във фокуса на параболично огледало, тогава може да се получи малка топлоелектрическа централа. Например Qnergy разработи и пусна двигателите QB-3500 Stirling, които са проектирани да работят със слънчеви концентратори. Всъщност би било по-правилно да ги наречем генератори на електрически ток, базирани на двигатели на Стърлинг. Това устройство произвежда електричествомощност 3500 вата. Изходът на инвертора е стандартно напрежение от 220 волта 50 херца. Това е напълно достатъчно, за да осигури електричество на къща за 4-членно семейство, дача.

Между другото, използвайки принципа на работа на двигателите на Стърлинг, много майстори правят устройства със собствените си ръце, които използват въртеливо или възвратно-постъпателно движение. Например водни помпи за летни вили.

Основният недостатък на параболичния концентратор е, че той трябва да бъде постоянно ориентиран към слънцето. В промишлените хелиеви инсталации се използват специални системи за проследяване, които въртят огледала или рефрактори след движението на слънцето, като по този начин осигуряват приемане и концентрация на максимално количество слънчева енергия. За индивидуална употреба едва ли би било препоръчително да се използват такива проследяващи устройства, тъй като тяхната цена може значително да надвиши цената на обикновен рефлектор на конвенционален статив.

Как да си направим собствен слънчев концентратор

Най-лесният начин да направите домашен слънчев концентратор е да използвате стара сателитна антена. Първо трябва да решите за какви цели ще се използва този хъб и след това въз основа на това да изберете мястото за монтаж и съответно да подготвите основата и крепежните елементи. Измийте старателно антената, подсушете я, залепете огледален филм върху приемащата страна на съда.

За да може филмът да лежи плосък, без бръчки и гънки, той трябва да бъде нарязан на ленти с ширина не повече от 3-5 сантиметра. Ако възнамерявате да използвате концентратора като слънчева фурна, препоръчително е да изрежете дупка в центъра на съда с диаметър около 5 - 7 сантиметра. През този отвор ще бъде прекарана скоба с опора за съдове (горелка). Това ще осигури неподвижността на съда с приготвената храна, когато рефлекторът е обърнат към слънцето.

Ако плочата е с малък диаметър, също се препоръчва да нарежете лентите на парчета с дължина около 10 см. Залепете всяко парче поотделно, като внимателно регулирате ставите. Когато рефлекторът е готов, той трябва да бъде монтиран върху опората. След това ще трябва да определите точката на фокусиране, тъй като оптичната фокусна точка в сателитната антена не винаги съвпада с позицията на приемащата глава.

Самоделен слънчев концентратор - фурна

За да определите фокусната точка, трябва да се въоръжите с тъмни очила, дървена дъска и дебели ръкавици. След това трябва да насочите огледалото директно към слънцето, да хванете слънчев лъч върху дъската и, като приближите или отдалечите дъската от огледалото, да намерите точката, където този слънчев лъч ще има минимален размер - малка точка. Необходими са ръкавици, за да предпазите ръцете си от изгаряния, ако случайно попаднат в зоната на лъча. Е, когато се намери фокусната точка, остава само да я поправите и да монтирате необходимото оборудване.

Настроики самостоятелно производствоима много слънчеви концентратори. По същия начин можете сами да направите двигател на Стърлинг от импровизирани материали. И можете да използвате този двигател за различни цели. Колко въображение, желание и търпение е достатъчно.