Las fuentes de energía como la electricidad, el carbón y el gas son cada vez más caras.

La gente necesita pensar más en usar sistemas más verdes calefacción.

Por lo tanto, se desarrolló innovación técnica en el campo de las fuentes de calor alternativas. Para ello se han utilizado colectores solares.

Colector solar para calefacción

La superficie de este dispositivo tiene baja reflectividad, por lo que se absorbe calor. Para calefacción de espacios este mecanismo utiliza la luz del sol y su radiación infrarroja.

Para calentar el agua y calentar la casa basta con la potencia de un simple colector solar. Depende del diseño de la unidad. Una persona puede realizar de forma independiente la instalación de equipos. Para esto, no necesita usar herramientas y materiales costosos.

Referencia. Coeficiente acción útil dispositivos profesionales es 80—85% . Los caseros son mucho más baratos, pero su eficiencia no más del 60-65%.

Diseño

La estructura del equipo es simple. El dispositivo es una placa rectangular que consta de varias capas:

• cubierta de vidrio templado antirreflectante enmarcada;
• amortiguador;
• aislamiento inferior;
• aislamiento lateral;
• tubería;
• cortina de cristal;
• estuche de aluminio resistente a la intemperie;
• accesorios de conexión.

El sistema incluye 1-2 coleccionistas, capacidad de almacenamiento y avankameru. El diseño está organizado cerrado, por lo que los rayos del sol caen solo en él y se convierten en calor.

Principio de funcionamiento

La base del funcionamiento de la instalación es un termosifón. El refrigerante del interior del equipo circula por sí solo, lo que ayudará a abandonar el uso de la bomba.

El agua calentada tiende a subir, empujando así al agua fría y transportándola a la fuente de calor.

el coleccionista es radiador tubular, que está montado en una caja de madera, uno de los cuales está hecho de vidrio. Las tuberías en la fabricación de la unidad se utilizan acero. El desvío y el suministro se realizan mediante tuberías utilizadas en el dispositivo de plomería.

La estructura funciona así:

1. El colector convierte la energía solar en calor.
2. El fluido ingresa al tanque de almacenamiento a través de la línea de suministro.
3. La circulación del refrigerante se produce de forma independiente o con la ayuda de una bomba eléctrica.. El líquido en la instalación debe cumplir varios requisitos: no se evaporará a altas temperaturas, no será tóxico, será resistente a las heladas. Por lo general, tome agua destilada mezclada con glicol en una proporción de 6:4.

concentrador solar

dispositivo de almacenamiento de energía solar tiene la función de portador de calor. Sirve para concentrar la energía en el emisor receptor del interior del producto.

Existen los siguientes tipos:

• concentradores cilíndricos-parabólicos;
• concentradores en lentes planas ( lente de Fresnel);
• en lentes esféricos;
• concentradores parabólicos;
• torres solares.

concentradores reflejar la radiación de un plano grande a uno pequeño lo que ayuda a alcanzar altas temperaturas. El líquido absorbe calor y se mueve hacia el objeto de calentamiento.

¡Importante! El precio de los dispositivos no es barato, y además requieren un mantenimiento especializado constante. Dicho equipo se utiliza en sistemas híbridos, con mayor frecuencia a escala industrial, y le permite aumentar el rendimiento del colector.

Tipos de colectores solares

Actualmente, existen varias variedades de colectores de calefacción solar.

Instalación plana, hágalo usted mismo

Este dispositivo consta de un panel en el que se monta la placa absorbente. Este tipo de dispositivo es el más común. El costo de las unidades es asequible y depende del tipo de recubrimiento, fabricante, potencia y área de calefacción. Precios para equipos de este tipo - de 12 mil rublos.

Foto 1. Cinco colectores solares tipo plano, instalado en el techo de una casa particular. Los electrodomésticos están inclinados.

Ámbito de aplicación

Coleccionistas similares a menudo instalado en casas particulares para calefacción y suministro de habitaciones agua caliente. Los electrodomésticos hacen frente al calentamiento del agua para ducha de verano en el país. Es apropiado operarlos en un clima cálido y soleado.

¡Atención! Superficie del colector no puede ser ocultado por otros edificios, árboles y casas. Esto tiene un impacto negativo en el rendimiento. El equipo se monta en el techo o fachada del edificio, así como en cualquier superficie adecuada.

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diseño de colector plano

La composición del dispositivo:

• vidrio protector;
• tubos de cobre;
• aislamiento térmico;
• superficie absorbente con alto grado de absorción;
• marco de aluminio.

El colector, que tiene un serpentín tubular, es una opción clásica. Como alternativa a diseños improvisados aplicar: material de polipropileno, latas de aluminio para bebidas, mangueras de caucho para jardín.

El fondo y los bordes del sistema deben estar aislados térmicamente. Si el absorbedor está en contacto con el cuerpo, es posible que se produzca una pérdida de calor. La parte exterior del dispositivo está protegida por vidrio templado con propiedades especiales. El anticongelante se toma como refrigerante.

Principio de operación

El líquido se calienta y entra al tanque de almacenamiento, desde donde se mueve al colector en forma enfriada. La estructura está disponible en dos versiones.: circuito simple y circuito doble. En el primer caso el líquido va directo al tanque, en el segundo- pasa a través de un tubo delgado a través del agua en el tanque, calentando el volumen de la habitación. A medida que se mueve, se enfría y regresa al colector.

Foto 2. Esquema y principio de funcionamiento de un colector solar de tipo plano. Las flechas indican las partes del dispositivo.

Ventajas y desventajas

Las unidades de este tipo tienen las siguientes ventajas:

• alto rendimiento;
• bajo costo;
• operación a largo plazo;
• fiabilidad;
• la posibilidad de instalación y mantenimiento hechos a sí mismos.

Los colectores planos son adecuados para operar en áreas del sur con clima cálido. Su inconveniente es alta resistencia al viento debido a la gran superficie, por lo tanto viento fuerte puede destruir la estructura. El rendimiento cae en climas fríos de invierno. Idealmente, la unidad debe instalarse en el lado sur del sitio o casa.

Vacío

dispositivo consta de tubos separados, combinados en la parte superior y formando un solo panel. De hecho, cada uno de los tubos es un colector independiente. es eficiente aspecto moderno utilizable incluso en climas fríos. Los dispositivos de vacío son más complejos en relación con los planos, por lo que son más caros.

Foto 3. Colector solar tipo vacío. El dispositivo consta de muchos tubos fijados en una estructura.

Ámbito de aplicación

Aplicar para suministro de agua caliente y calefacción de grandes visitas. Se utiliza con mayor frecuencia en casas de verano y en hogares privados. Montados en las fachadas de los edificios, inclinados o techos planos, estructuras especiales de soporte. Funcionan en climas fríos y con pocas horas de luz sin comprometer la eficiencia. Debido a la alta eficiencia, también se utilizan en tierras agrícolas, empresas industriales. Este tipo es común en los países europeos.

Diseño

El dispositivo incluye:

• almacenamiento térmico (tanque de agua);
• circuito para la circulación del intercambiador de calor;
• el coleccionista mismo;
• sensores;
• receptor.

El diseño de la unidad es una serie de perfiles tubulares instalados en paralelo. El receptor y los tubos de vacío están hechos de cobre. El bloque de tubos de vidrio está separado del circuito exterior, para que la actividad del colector no se detenga cuando falla. 1-2 tubos. El aislamiento de poliuretano se utiliza como protección adicional.

Referencia. Una característica distintiva del colector es la composición de la aleación a partir de la cual se fabrican las tuberías. Este es Cobre revestido de aluminio y protegido con poliuretano.

Principio de operación

Trabajo de construcción basado en conductividad térmica de vacío cero. Se forma un espacio sin aire entre los tubos, que retiene de manera confiable el calor generado por los rayos del sol.

El colector de vacío funciona así:

• la energía del sol es recibida por un tubo dentro de un frasco de vacío;
• el líquido calentado se evapora y sube al área de condensación de la tubería;
• el refrigerante fluye hacia abajo desde la zona de condensación;
• el ciclo se repite de nuevo.

gracias a este trabajo transferencia de calor mucho mayor y la pérdida de calor es baja. La energía se puede almacenar debido a la capa de vacío, que captura el calor de manera efectiva.

Foto 4. Esquema del dispositivo de un colector solar de vacío. Los componentes del dispositivo se indican mediante flechas.

Ventajas y desventajas

Las ventajas de este tipo de dispositivo:

• durabilidad;
• estabilidad en funcionamiento;
• reparación asequible, es posible reemplazar solo un elemento que ha fallado, y no toda la estructura;
• viento bajo, la capacidad de soportar ráfagas de viento;
• máxima absorción energía solar.

El equipo es caro, que solo se puede recuperar en unos pocos años. después de su uso. El precio de los componentes también es elevado y su reemplazo puede requerir la ayuda de un profesional. El sistema no es capaz de autolimpiarse de hielo, nieve, escarcha.

Tipos de colectores de vacío

Los productos son de dos tipos: con suministro de calor indirecto y directo. El funcionamiento de las estructuras con suministro indirecto se realiza a partir de la presión en las tuberías.

En los dispositivos con suministro de calor directo, el contenedor del portador de calor y los dispositivos de vacío de vidrio se montan en el marco en un cierto ángulo, a través de un anillo de conexión de goma.

Equipo se conecta a las líneas de agua a través de una válvula de estreñimiento, y la válvula de fijación controla el nivel de agua en el tanque.

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Aire

El agua tiene una capacidad calorífica mucho mayor que el aire. Sin embargo, su uso está asociado a una serie de problemas cotidianos durante el funcionamiento (corrosión de tuberías, control de presión, cambio de estado físico). no tan caprichoso, tiene un diseño simple. Los dispositivos no pueden considerarse un reemplazo completo para otros tipos, pero pueden reducir los costos de los servicios públicos.

Ámbito de aplicación

Este tipo de equipo se utiliza en calefacción de aire de casas, sistemas de drenaje y para recuperación de aire (tratamiento). Se utiliza para el secado de productos agrícolas.

Diseño

Consiste en:

• un adsorbedor, un panel absorbente de calor dentro de la caja;
• aislamiento externo de vidrio templado;
• aislamiento térmico entre la pared de la carcasa y el absorbedor;
• carcasa sellada.

Foto 5. Colector solar de aire para calentar una casa. El dispositivo se fija verticalmente en la pared del edificio.

El dispositivo está ubicado cerca del objeto de calentamiento. debido a las grandes pérdidas de calor en las líneas de aire.

Principio de operación

A diferencia de los colectores de agua, el aire no acumula calor, sino que lo libera inmediatamente en el aislamiento. La luz del sol incide en la parte exterior del dispositivo y lo calienta, el aire comienza a circular en la estructura y calienta la habitación.

Puede diseñar un colector de aire usted mismo, utilizando materiales improvisados ​​en la fabricación: latas de cerveza de cobre o aluminio, paneles de aglomerado, aluminio y chapas metálicas.

Foto 6. Esquema del dispositivo de un colector solar de aire. El dibujo muestra las partes principales del dispositivo.

Ventajas y desventajas

ventajas:

• bajo costo del dispositivo;
• posibilidad autoinstalación y reparación;
• sencillez de diseño.

De las deficiencias: alcance limitado (solo calefacción), baja eficiencia. Por la noche, el equipo funcionará para enfriar el aire si no está cerrado.

Elegir un conjunto de colectores solares para el sistema de calefacción.

Selección de dispositivo depende de los objetivos a los que se dirigirá el trabajo de la estructura. El sistema solar se utiliza para apoyar el aire, proporcionar agua caliente, calentar el agua para la piscina.

Energía

Para calcular la salida posible de un sistema solar, necesitas saber 2 parámetros: la insolación solar en una determinada región en el momento adecuado del año y el área de absorción efectiva del colector. Estos números deben ser multiplicados.

¿Es posible usar el colector en invierno?

Dispositivos de vacío hacer frente al trabajo en climas fríos. departamento muestran un bajo rendimiento en climas fríos y son más adecuados para las regiones del sur.

Menos adecuado para funcionar en el frío. estructura aerea ya que por la noche no es capaz de calentar el aire.

Problemas con las fuertes lluvias, porque en invierno el equipo a menudo se duerme con nieve y se requiere una limpieza regular. El aire helado se lleva el calor acumulado y el granizo puede dañar el colector.

Consideración del alcance

En la industria, el uso de sistemas solares es más común. La energía solar se utiliza en el funcionamiento de centrales eléctricas, generadores de vapor, plantas desalinizadoras de agua. Para calentar agua, calentar una casa de verano o un baño en condiciones domésticas, los colectores de vacío se instalan con mayor frecuencia, y con menos frecuencia los planos. Los sistemas de aire ayudan a reducir el costo de la calefacción al calentar el aire durante el día.

Cómo construir un calentador de agua solar. Es más correcto llamarlo concentrador solar parabólico. Su principal ventaja es que el espejo refleja el 90% de la energía solar, y su forma parabólica concentra esta energía en un punto. Esta instalación funcionará de manera efectiva en la mayoría de las regiones de Rusia, hasta los 65 grados de latitud norte.

Para montar el colector necesitamos unas cosas básicas: la propia antena, el sistema de seguimiento solar y el intercambiador-colector de calor.

antena parabólica.

Puede usar cualquier antena: hierro, plástico o fibra de vidrio. La antena debe ser tipo panel, no malla. El área y la forma de la antena son importantes aquí. Debe recordarse que la potencia de calentamiento = el área de superficie de la antena. Y que la potencia captada por una antena de 1,5 m de diámetro será 4 veces menor que la potencia captada por una antena con un área de espejo de 3 m.

También necesitará un mecanismo giratorio para el montaje de la antena. Se puede pedir en Ebay o Aliexpress.

Necesitará un rollo de papel de aluminio o película de espejo lavsan utilizada para invernaderos. Pegamento con el que se pegará la película a la parábola.

Tubo de cobre con un diámetro de 6 mm. Racores, para conexión agua caliente al tanque, a la piscina, pozo, o donde aplicarás este diseño. El autor compró el mecanismo de seguimiento giratorio en EBAY por $30.

Paso 1 Modificación de la antena para enfocar la radiación solar en lugar de las ondas de radio.

Todo lo que tiene que hacer es colocar una película de espejo lavsan o papel de aluminio en el espejo de la antena.

Tal película se puede pedir en Aliexpress, si no la encuentra en las tiendas

Esto es casi tan fácil de hacer como parece. Solo es necesario tener en cuenta que si la antena, por ejemplo, tiene un diámetro de 2,5 m, y la película tiene 1 m de ancho, entonces no es necesario cubrir la antena con una película en dos pasadas, pliegues e irregularidades. se formará, lo que empeorará la focalización de la energía solar. Córtalo en tiras pequeñas y fíjalo a la antena con pegamento. Asegúrese de que la antena esté limpia antes de pegar la película. Si hay lugares donde la pintura está hinchada, límpielos con papel de lija. Necesitas suavizar todas las irregularidades. Tenga en cuenta que el LNB debe retirarse de su lugar, de lo contrario, podría derretirse. Después de pegar la película e instalar la antena en su lugar, no coloque las manos ni la cara cerca del punto de fijación de la cabeza; corre el riesgo de quemarse con el sol.

Paso 2 sistema de seguimiento.

Como se escribió anteriormente, el autor compró un sistema de seguimiento en Ebay. También puede buscar sistemas rotativos de seguimiento solar. Pero encontré un circuito simple con un precio de centavo que rastrea la posición del sol con bastante precisión.

Lista de partes:
(descargas: 450)
* U1/U2 - LM339
* Q1-TIP42C
*Q2-TIP41C
*Q3-2N3906
*Q4-2N3904
* R1 - 1 mega
* R2 - 1k
* R3 - 10k
* R4 - 10k
* R5 - 10k
* R6 - 4.7k
* R7 - 2.7k
* C1 - 10n cerámica
* M - Motor CC hasta 1A
* LED - 5 mm 563 nm

Vídeo del funcionamiento del seguidor solar según el esquema del archivo

En sí mismo se puede hacer sobre la base del eje delantero de un automóvil VAZ.

Para los interesados, la foto fue tomada desde aquí:

Paso 3 Creación de un intercambiador-colector de calor

Para hacer un intercambiador de calor, necesitará un tubo de cobre enrollado en un anillo y colocado en el foco de nuestro concentrador. Pero primero necesitamos saber el tamaño del punto focal del plato. Para hacer esto, debe quitar el convertidor LNB del plato, dejando los soportes del convertidor. Ahora debe girar la placa al sol, después de fijar una pieza de la placa en el lugar donde está conectado el convertidor. Sostenga el tablero en esta posición por un tiempo hasta que aparezca humo. Esto tomará aproximadamente 10-15 segundos. Después de eso, desenrosque la antena del sol, retire la placa del soporte. Todas las manipulaciones con la antena, sus giros, se llevan a cabo para que no meta accidentalmente la mano en el foco del espejo; esto es peligroso, puede quemarse gravemente. Deja que se enfríe. Mida el tamaño de la pieza de madera quemada; este será el tamaño de su intercambiador de calor.

El tamaño del punto de enfoque determinará la cantidad de tubería de cobre que necesita. El autor necesitaba 6 metros de tubería con un tamaño de punto de 13 cm.

Creo que es posible, en lugar de un tubo en espiral, puedes poner un radiador de la estufa de un automóvil, hay radiadores bastante pequeños. El radiador debe estar ennegrecido para una mejor absorción de calor. Si decide usar un tubo, debe intentar doblarlo sin torceduras ni torceduras. Habitualmente, para ello, el tubo se llena de arena, se cierra por ambos lados y se dobla sobre algún mandril de un diámetro adecuado. El autor vertió agua en la tubería y la puso en congelador, abra los extremos hacia arriba para evitar que se escape el agua. El hielo en el tubo creará presión desde el interior, lo que evitará torceduras. Esto permitirá doblar la tubería con un radio de curvatura más pequeño. Debe doblarse a lo largo de un cono: cada giro no debe tener un diámetro mucho mayor que el anterior. Puede soldar las vueltas del colector para obtener un diseño más rígido. Y no olvide drenar el agua después de que haya terminado con el colector para que no se queme con el vapor o el agua caliente después de volver a colocarlo en su lugar.

Paso 4 Ponerlo todo junto y probarlo.

Ahora tienes una parábola reflejada, un módulo de seguimiento solar colocado en un contenedor impermeable, o un contenedor de plástico, un colector completo. Todo lo que queda por hacer es instalar el colector en su lugar y probarlo en funcionamiento. Puede ir más allá y mejorar el diseño haciendo algo como una sartén con aislamiento y poniéndola espalda coleccionista. El mecanismo de seguimiento debe seguir el movimiento de este a oeste, es decir, girar durante el día para seguir al sol. Y las posiciones estacionales de la estrella (arriba/abajo) se pueden ajustar manualmente una vez por semana. Por supuesto, también puede agregar un mecanismo de seguimiento verticalmente; luego obtendrá un funcionamiento casi automático de la instalación. Si planea usar el agua para calentar la piscina o como agua caliente en las tuberías, necesitará una bomba que bombee el agua a través del colector. Si calienta un recipiente con agua, debe tomar medidas para evitar que hierva el agua y que explote el tanque. Puedes hacerlo usando Detalles Publicado: 12/10/2015 08:32

Gratis guía paso por paso contiene toda la información necesaria para crear un concentrador solar de 0,5 kW con tus propias manos. La superficie reflectante del dispositivo tendrá un área de aproximadamente 1 metro cuadrado, y el costo de su producción costará de $79 a $145, dependiendo de la región de residencia.

Sol1, como se llama la planta solar de GoSol, ocupará aproximadamente 1,5 metros cúbicos de espacio. El trabajo en su fabricación tomará alrededor de una semana. Los materiales para su construcción serán cantoneras de hierro, cajas de plástico, barras de acero, y se propone que el principal elemento de trabajo, un hemisferio reflectante, esté hecho de piezas de un espejo de baño común.

El concentrador solar se puede utilizar para hornear, freír, calentar agua o conservar alimentos por deshidratación. El dispositivo también puede servir como demostración del funcionamiento eficiente de la energía solar y ayudará a muchos empresarios de países en desarrollo a iniciar su propio negocio. Además de ayudar a reducir las emisiones dañinas a la atmósfera, los concentradores solares GoSol ayudarán a reducir la deforestación al reemplazar la madera quemada con energía solar limpia.

La instrucción GoSol se puede usar no solo para crear y aplicación práctica, sino también para la venta de concentradores solares, lo que ayudará a bajar significativamente el umbral de acceso a la energía solar, que hoy en día se genera principalmente a través de paneles solares fotovoltaicos. Su costo sigue siendo extremadamente nivel alto en regiones donde a menudo simplemente no es posible obtener energía de otras formas.

Un manual gratuito del concentrador solar está disponible en el sitio web de GoSol, y para recibirlo deberá dejar su dirección de correo electrónico a la que se le enviará la información actualizada. Si desea que la iniciativa "solar" se mueva más rápido y a mayor escala, entonces puede apoyar financieramente a la empresa: la startup aún acepta contribuciones en efectivo, cuya recompensa dependerá del monto de la donación.

Durante mucho tiempo quise hacer un concentrador parabólico solar. Después de leer mucha literatura sobre cómo hacer un molde para un espejo parabólico, me decidí por la opción más simple: una antena parabólica. La antena parabólica tiene una forma parabólica que recoge los rayos reflejados en un punto.

Para la base, cuidé las placas de Jarkov "Variante". A un precio aceptable para mí, solo pude comprar un producto de 90 cm. Pero el objetivo de mi experiencia es la alta temperatura en el foco. Para lograr buenos resultados, se necesita un área de espejo: cuanto más grande, mejor. Por lo tanto, la placa debe ser de 1,5 m, y preferiblemente de 2 m. El surtido del fabricante de Jarkov tiene estos tamaños, pero están hechos de aluminio y, en consecuencia, los precios son exorbitantes. Tuve que sumergirme en Internet, en busca de un producto usado. Y en Odessa, los constructores, desmantelando algún objeto, me ofrecieron una antena parabólica de 1,36m x 1,2m, hecha de plástico. Un poco menos de lo que quería, pero el precio era bueno y pedí un plato.

Habiendo recibido el plato en un par de días, descubrí que estaba hecho en los EE. UU., tiene fuertes nervaduras rígidas (me preocupaba si la caja era lo suficientemente fuerte y si se doblaría después de pegar los espejos) y una fuerte orientación. Mecanismo con muchos ajustes.

También compré espejos, de 3 mm de espesor. Pedí 2 metros cuadrados. - un poco con un margen. Los espejos se venden principalmente con un espesor de 4 mm., encontré un grado C para que sea más fácil de cortar. Decidí hacer el tamaño de los espejos para el concentrador 2 x 2 cm.

Después de recopilar los componentes principales, comencé a fabricar el soporte para el buje. Había varios rincones, trozos de tubería y perfiles. Cortado a medida, soldado, limpiado y pintado. Esto es lo que sucedió:

Entonces, habiendo hecho una parada, empiezo a cortar espejos. Los espejos tenían un tamaño de 500 x 500 mm. Primero lo corté por la mitad y luego con una rejilla de 2 x 2 cm, probé un montón de cortadores de vidrio, pero ahora no es posible encontrar al menos algo sensato en las tiendas. Un cortador de vidrio nuevo corta perfectamente de 5 a 10 veces, y eso es todo ... Después de eso, puede tirarlo inmediatamente. Quizás haya algunos profesionales, pero no deberías comprarlos en ferreterías. Por lo tanto, si alguien va a hacer un concentrador a partir de espejos, ¡la cuestión de cortar espejos es la más difícil!

Los espejos están cortados, el trípode está listo, ¡estoy empezando a pegar los espejos! El proceso es largo y tedioso. Mi número de espejos en el cubo terminado resultó ser de 2480 piezas. Clay eligió el equivocado. Compré un pegamento especial para espejos: se mantiene bien, pero es espeso. Al pegar, exprimir una gota en el espejo y luego presionarlo contra la pared de la placa, existe la posibilidad de presionar el espejo de manera desigual (en algún lugar más fuerte, en algún lugar más débil). Debido a esto, es posible que el espejo no esté bien pegado, es decir, dirigirá su rayo de sol no hacia el foco, sino a su alrededor. Y si el foco está borroso, no hay nada que esperar resultados elevados. De cara al futuro, diré que mi enfoque resultó borroso (de lo que concluyo que fue necesario aplicar un pegamento diferente). Aunque los resultados del experimento fueron satisfactorios, el foco tenía un tamaño de unos 10 cm, y todavía había un punto borroso de unos 3-5 cm cada uno. Cuanto más pequeño sea el foco, más preciso será el enfoque de los rayos, y correspondientemente mayor será el temperatura. Me tomó casi 3 días completos pegar los espejos. El área de los espejos cortados era de aproximadamente 1,5 m2. Hubo matrimonio, al principio, hasta que se adaptó, mucho, después mucho menos. Los espejos defectuosos probablemente no superaron el 5%.

El concentrador solar parabólico está listo.

Durante las mediciones, la temperatura máxima en el foco del concentrador fue de al menos 616,5 grados. Los rayos del sol ayudaron a prender fuego a una tabla de madera, estaño fundido, un peso de plomo y una lata de cerveza de aluminio. Realicé el experimento el 25 de agosto de 2015 en la región de Kharkov, la ciudad de Novaya Vodolaga.

En los planes para el próximo año (y tal vez resulte en período de invierno) para adaptar el concentrador a las necesidades prácticas. Quizás para calentar agua, quizás para generar electricidad.

En cualquier caso, la naturaleza nos ha brindado a todos una poderosa fuente de energía, solo debemos aprender a usarla. La energía del sol cubre mil veces todas las necesidades de la humanidad. Y si una persona puede tomar al menos una pequeña parte de esta energía, entonces este será el mayor logro de nuestra civilización, gracias al cual salvaremos nuestro planeta.

A continuación se muestra un vídeo en el que se verá el proceso de fabricación de un concentrador solar basado en una antena parabólica, y los experimentos que se realizaron utilizando el concentrador.

El problema del uso de la energía solar ha ocupado las mejores mentes de la humanidad desde la antigüedad. Estaba claro que el Sol es la fuente más poderosa de energía libre, pero nadie entendía cómo usar esta energía. Si le crees a los escritores antiguos Plutarco y Polibio, entonces la primera persona en usar prácticamente la energía solar fue Arquímedes, quien, usando algunos dispositivos ópticos que inventó, logró recolectar los rayos del sol en un poderoso haz y quemar la flota romana.

En esencia, el dispositivo inventado por el gran griego fue el primer concentrador de radiación solar, que recogió los rayos del sol en un solo haz de energía. Y en el foco de este concentrador, la temperatura podría alcanzar los 300 °C - 400 °C, lo que es suficiente para encender los barcos de madera de la flota romana. Uno solo puede adivinar qué tipo de dispositivo inventó Arquímedes, aunque, según las ideas modernas, solo tenía dos opciones.

El mismo nombre del dispositivo, un concentrador solar, habla por sí mismo. Este dispositivo recibe los rayos del sol y los recoge en un solo haz de energía. El concentrador más simple es familiar para todos desde la infancia. Esta es una lente biconvexa ordinaria, que podría quemar varias figuras, inscripciones, incluso imágenes completas, cuando los rayos del sol fueran recogidos por una lente de este tipo en un pequeño punto en tabla de madera, hoja de papel.

Esta lente pertenece a los llamados concentradores refractores. Además de las lentes convexas, las lentes Fresnel y los prismas también pertenecen a esta clase de concentradores. Los concentradores de foco largo basados ​​en lentes Fresnel lineales, a pesar de su bajo coste, se utilizan prácticamente muy poco, ya que son de gran tamaño. Su uso está justificado cuando las dimensiones del concentrador no son críticas.

Concentrador solar refractario

El concentrador prismático de radiación solar está privado de esta deficiencia. Además, dicho dispositivo también es capaz de concentrar parte de la radiación difusa, lo que aumenta significativamente la potencia del haz de luz. El prisma triédrico, sobre la base del cual se construye dicho concentrador, es tanto un receptor de radiación como una fuente de un haz de energía. En este caso, la cara frontal del prisma recibe radiación, la cara posterior refleja y la radiación ya está saliendo por la cara lateral. El funcionamiento de un dispositivo de este tipo se basa en el principio de la reflexión interna total de los rayos antes de que incidan en la cara lateral del prisma.

A diferencia de los concentradores refractores, los concentradores reflejos funcionan según el principio de recolectar la energía reflejada en un haz de energía. luz del sol. Según su diseño, se dividen en concentradores planos, parabólicos y parabólico-cilíndricos. Si hablamos de la efectividad de cada uno de estos tipos, los concentradores parabólicos dan el mayor grado de concentración, hasta 10,000. Pero para la construcción de sistemas de calefacción solar, se utilizan principalmente sistemas planos o cilíndricos parabólicos.

Concentradores solares parabólicos (reflectores)

Aplicación práctica de concentradores solares

En realidad, la tarea principal de cualquier concentrador solar es recoger la radiación del sol en un solo haz de energía. Y puedes usar esta energía de varias maneras. Es posible calentar agua con energía gratuita y la cantidad de agua calentada estará determinada por el tamaño y el diseño del concentrador. Los pequeños dispositivos parabólicos se pueden utilizar como horno solar para cocinar alimentos.

Concentrador parabólico como horno solar

Se puede utilizar para iluminación adicional. paneles solares para aumentar la potencia de salida. Y se puede utilizar como fuente de calor externa para motores Stirling. El concentrador parabólico proporciona una temperatura de enfoque de aproximadamente 300°C - 400°C. Si, por ejemplo, se coloca un soporte para una tetera o sartenes en el foco de un espejo relativamente pequeño, obtendrá un horno solar en el que puede cocinar alimentos y hervir agua muy rápidamente. Un calentador con un portador de calor colocado en el foco calentará rápidamente incluso el agua corriente, que luego se puede usar para fines domésticos, por ejemplo, para ducharse o lavar los platos.

El esquema más simple para calentar agua con un concentrador solar.

Si se coloca un motor Stirling de potencia adecuada en el foco de un espejo parabólico, se puede obtener una pequeña central térmica. Por ejemplo, Qnergy ha desarrollado y lanzado los motores Stirling QB-3500, que están diseñados para trabajar con concentradores solares. De hecho, sería más correcto llamarlos generadores de corriente eléctrica basados ​​en motores Stirling. Esta unidad produce electricidad potencia de 3500 watios. La salida del inversor es un voltaje estándar de 220 voltios 50 hercios. Esto es suficiente para proporcionar electricidad a una casa para una familia de 4, una casa de campo.

Por cierto, utilizando el principio de funcionamiento de los motores Stirling, muchos artesanos fabrican dispositivos con sus propias manos que utilizan un movimiento de rotación o alternativo. Por ejemplo, bombas de agua para casas de verano.

La principal desventaja de un concentrador parabólico es que debe estar constantemente orientado hacia el sol. En las instalaciones industriales de helio se utilizan sistemas especiales de seguimiento que hacen girar espejos o refractores siguiendo el movimiento del sol, asegurando así la recepción y concentración de la máxima cantidad de energía solar. Para uso individual, difícilmente sería aconsejable utilizar dichos dispositivos de seguimiento, ya que su costo puede superar significativamente el costo de un simple reflector en un trípode convencional.

Cómo hacer tu propio concentrador solar

La forma más fácil de hacer un concentrador solar casero es usar una antena parabólica vieja. Primero debe decidir para qué fines se utilizará este centro y luego, en función de esto, elija el sitio de instalación y prepare la base y los sujetadores en consecuencia. Lave bien la antena, séquela, pegue una película de espejo en el lado receptor del plato.

Para que la película quede plana, sin arrugas ni pliegues, debe cortarse en tiras de no más de 3-5 centímetros de ancho. Si pretende utilizar el concentrador como horno solar, se recomienda cortar un agujero en el centro de la placa con un diámetro de unos 5 - 7 centímetros. Por este orificio se pasará una ménsula con soporte para platos (quemador). Esto asegurará la inmovilidad del recipiente con los alimentos cocinados cuando el reflector esté orientado hacia el sol.

Si la placa es de diámetro pequeño, también se recomienda cortar las tiras en trozos de unos 10 cm de largo, pegar cada pieza por separado, ajustando con cuidado las juntas. Cuando el reflector esté listo, se debe instalar en el soporte. Después de eso, será necesario determinar el punto de enfoque, ya que el punto de enfoque óptico en la antena parabólica no siempre coincide con la posición del cabezal receptor.

Concentrador solar casero - horno

Para determinar el punto focal, debe armarse con anteojos oscuros, una tabla de madera y guantes gruesos. Luego, debe dirigir el espejo directamente hacia el sol, atrapar un rayo de sol en el tablero y, acercando o alejando el tablero del espejo, encuentre el punto donde este rayo de sol tendrá el tamaño mínimo: un punto pequeño. Se necesitan guantes para proteger sus manos de quemaduras si caen accidentalmente en el área del haz. Bueno, cuando se encuentra el punto de enfoque, solo queda arreglarlo y montar el equipo necesario.

Opciones fabricación propia hay muchos concentradores solares. De la misma manera, usted mismo puede hacer un motor Stirling con materiales improvisados. Y puede usar este motor para una variedad de propósitos. Cuanta imaginación, ganas y paciencia es suficiente.