Les sources d'énergie telles que l'électricité, le charbon et le gaz deviennent de plus en plus chères.

Les gens doivent réfléchir davantage à l'utilisation des systèmes plus verts chauffage.

Par conséquent, il a été développé innovation technique dans le domaine des sources de chaleur alternatives. Des capteurs solaires ont été utilisés pour cela.

Capteur solaire pour le chauffage

La surface de cet appareil a une faible réflectivité, grâce à laquelle la chaleur est absorbée. Pour le chauffage des locaux ce mécanisme utilise la lumière du soleil et son rayonnement infrarouge.

Pour chauffer l'eau et chauffer la maison, la puissance d'un simple capteur solaire suffit. Cela dépend de la conception de l'unité. Une personne peut effectuer indépendamment l'installation de l'équipement. Pour cela, vous n'avez pas besoin d'utiliser des outils et des matériaux coûteux.

Référence. Coefficient action utile appareils professionnels est 80—85% . Les produits faits maison sont beaucoup moins chers, mais leur efficacité pas plus de 60-65 %.

Concevoir

La structure de l'équipement est simple. Le dispositif est une plaque rectangulaire constituée de plusieurs couches :

• couvercle en verre trempé antireflet encadré ;
• absorbeur;
• isolation inférieure;
• isolation latérale;
• pipeline;
• rideau de verre;
• boîtier en aluminium résistant aux intempéries;
• ferrures de raccordement.

Le système comprend 1-2 collecteurs, capacité de stockage et avankameru. La conception est organisée de manière fermée, de sorte que les rayons du soleil ne tombent que dedans et se transforment en chaleur.

Principe d'opération

La base du fonctionnement de l'installation est un thermosiphon. Le liquide de refroidissement à l'intérieur de l'équipement circule tout seul, ce qui contribuera à abandonner l'utilisation de la pompe.

L'eau chauffée a tendance à monter, poussant ainsi l'eau froide et la transportant vers la source de chaleur.

Le collectionneur est radiateur tubulaire, qui est monté dans une boîte en bois, dont un plan est en verre. Les tuyaux dans la fabrication de l'unité sont en acier utilisé. Le détournement et l'alimentation sont assurés par des tuyaux utilisés dans l'appareil de plomberie.

La structure fonctionne comme ceci :

1. Le collecteur convertit l'énergie solaire en chaleur.
2. Le liquide entre dans le réservoir de stockage par la ligne d'alimentation.
3. La circulation du liquide de refroidissement se produit indépendamment ou à l'aide d'une pompe électrique. Le liquide de l'installation doit répondre à plusieurs exigences : il ne s'évapore pas à haute température, il est non toxique, il résiste au gel. Prenez habituellement de l'eau distillée mélangée à du glycol dans un rapport de 6:4.

concentrateur solaire

dispositif de stockage d'énergie solaire a la fonction de caloporteur. Sert à concentrer l'énergie sur l'émetteur récepteur à l'intérieur du produit.

Il existe les types suivants :

• concentrateurs paraboliques-cylindriques;
• concentrateurs sur lentilles plates ( Lentille de Fresnel);
• sur lentilles sphériques ;
• concentrateurs paraboliques;
• tours solaires.

Moyeux réfléchir le rayonnement d'un grand plan vers un petit ce qui permet d'atteindre des températures élevées. Le liquide absorbe la chaleur et se déplace vers l'objet chauffant.

Important! Le prix des appareils n'est pas bon marché, et aussi ils nécessitent un entretien qualifié constant. Un tel équipement est utilisé dans les systèmes hybrides, le plus souvent à l'échelle industrielle, et permet d'augmenter les performances du collecteur.

Types de capteurs solaires

Actuellement, il existe plusieurs variétés de capteurs solaires thermiques.

Installation à plat, à faire soi-même

Cet appareil se compose d'un panneau dans lequel la plaque absorbante est montée. Ce type d'appareil est le plus courant. Le coût des unités est abordable et dépend du type de revêtement, du fabricant, de la puissance et de la zone de chauffage. Les prix des équipements de ce type - à partir de 12 mille roubles.

Photo 1. Cinq capteurs solaires type plat, installé sur le toit d'une maison privée. Les appareils sont inclinés.

Champ d'application

Collectionneurs similaires souvent installé chez les particuliers pour le chauffage et l'alimentation des locaux eau chaude. Les appareils font face au chauffage de l'eau pour douche d'été dans le pays. Il convient de les faire fonctionner par temps chaud et ensoleillé.

Attention! Surface du collecteur ne peut pas être obscurci par d'autres bâtiments, arbres et maisons. Cela a un impact négatif sur les performances. L'équipement est monté sur le toit ou la façade du bâtiment, ainsi que sur toute surface appropriée.

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conception de collecteur plat

La composition de l'appareil:

• verre de protection;
• des tuyaux de cuivre;
• isolation thermique;
• surface absorbante à haut degré d'absorption;
• cadre en aluminium.

Le collecteur, qui a un serpentin tubulaire, est une option classique. Comme alternative à conceptions de fortune appliquer: polypropylène, canettes en aluminium, tuyaux d'arrosage en caoutchouc.

Le fond et les bords du système doivent être isolés thermiquement. Si l'absorbeur est en contact avec le corps, une perte de chaleur est possible. La partie extérieure de l'appareil est protégée par un verre trempé aux propriétés particulières. L'antigel est utilisé comme liquide de refroidissement.

Principe de fonctionnement

Le liquide est chauffé et pénètre dans le réservoir de stockage, d'où il se déplace vers le collecteur sous une forme refroidie. La structure est disponible en deux versions.: simple circuit et double circuit. Dans le premier cas le liquide va directement dans le réservoir, dans la seconde- passe à travers un tube fin à travers l'eau du réservoir, réchauffant le volume de la pièce. En se déplaçant, il se refroidit et retourne dans le collecteur.

Photo 2. Schéma et principe de fonctionnement d'un capteur solaire de type plat. Les flèches indiquent les parties de l'appareil.

Avantages et inconvénients

Les unités de ce type présentent les avantages suivants :

• haute performance;
• faible coût;
• fonctionnement à long terme;
• fiabilité;
• la possibilité d'une installation et d'une maintenance personnalisées.

Les capteurs plats sont adaptés à une exploitation dans les zones méridionales avec climat chaud. Leur inconvénient est vent élevé dû à la grande surface, donc vent fort peut détruire la structure. Les performances chutent par temps froid en hiver. Idéalement, l'unité devrait être installée du côté sud du site ou de la maison.

Vide

dispositif se compose de tubes séparés, combinés en haut et formant un seul panneau. En fait, chacun des tubes est un collecteur indépendant. C'est efficace aspect moderne utilisable même par temps froid. Les appareils à vide sont plus complexes par rapport aux appareils plats, ils sont donc plus chers.

Photo 3. Capteur solaire sous vide. L'appareil se compose de nombreux tubes fixés dans une structure.

Champ d'application

Appliquer pour l'alimentation en eau chaude et le chauffage des grandes visites. Le plus souvent utilisé dans les chalets d'été et dans les ménages privés. Monté sur les façades des bâtiments, en pente ou toits plats, structures de soutien spéciales. Ils fonctionnent dans les climats froids et avec de courtes heures de clarté sans compromettre l'efficacité. En raison de leur efficacité élevée, ils sont également utilisés sur les terres agricoles et les entreprises industrielles. Ce type est courant dans les pays européens.

Concevoir

L'appareil comprend :

• stockage thermique (réservoir d'eau);
• circuit de circulation de l'échangeur de chaleur ;
• le collecteur lui-même ;
• capteurs ;
• destinataire.

La conception de l'unité est une série de profilés tubulaires installés en parallèle. Le récepteur et les tubes à vide sont en cuivre. Le bloc de tubes de verre est séparé du circuit extérieur, de sorte que l'activité du collecteur ne s'arrête pas en cas de défaillance 1-2 tubes. Une isolation en polyuréthane est utilisée comme protection supplémentaire.

Référence. Une caractéristique distinctive du collecteur est la composition de l'alliage à partir duquel les tuyaux sont fabriqués. ce cuivre recouvert d'aluminium et protégé par du polyuréthane.

Principe de fonctionnement

Les travaux de construction basé sur la conductivité thermique sous vide zéro. Un espace sans air est formé entre les tubes, qui retient de manière fiable la chaleur générée par les rayons du soleil.

Le collecteur de vide fonctionne comme ceci :

• l'énergie du soleil est reçue par un tube à l'intérieur d'une fiole à vide ;
• le liquide chauffé s'évapore et monte dans la zone de condensation du tuyau;
• le liquide de refroidissement s'écoule de la zone de condensation ;
• le cycle se répète à nouveau.

Grâce à ce travail transfert de chaleur beaucoup plus élevé et la perte de chaleur est faible. L'énergie peut être stockée grâce à la couche sous vide, qui capte efficacement la chaleur.

Photo 4. Schéma du dispositif d'un capteur solaire sous vide. Les composants de l'appareil sont indiqués par des flèches.

Avantages et inconvénients

Les avantages de ce type d'appareil :

• durabilité;
• stabilité en fonctionnement;
• réparation abordable, il est possible de remplacer un seul élément défaillant, et non toute la structure;
• faible dérive, capacité à résister aux rafales de vent;
• absorption maximale énergie solaire.

L'équipement est cher, ce qui ne peut être récupéré qu'en quelques années après utilisation. Le prix des composants est également élevé et leur remplacement peut nécessiter l'aide d'un professionnel. Le système n'est pas capable de s'auto-nettoyer de la glace, de la neige et du gel.

Types de collecteurs de vide

Les produits sont de deux types : avec apport de chaleur indirect et direct. Le fonctionnement des ouvrages à alimentation indirecte s'effectue à partir de la pression dans les canalisations.

Dans les appareils à alimentation directe en chaleur, le récipient caloporteur et les appareils à vide en verre sont montés sur le cadre sous un certain angle, à travers un anneau de liaison en caoutchouc.

Équipement se connecte aux conduites d'eau via une valve de constipation, et la vanne de fixation contrôle le niveau d'eau dans le réservoir.

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Air

L'eau a une capacité calorifique beaucoup plus élevée que l'air. Cependant, son utilisation est associée à un certain nombre de problèmes quotidiens lors de l'exploitation (corrosion des canalisations, contrôle de la pression, changement d'état des granulats). pas si fantaisiste, avoir un design simple. Les appareils ne peuvent pas être considérés comme un remplacement à part entière des autres types, mais ils sont capables de réduire les coûts des services publics.

Champ d'application

Ce type d'équipement est utilisé dans le chauffage de l'air des maisons, les systèmes de drainage et pour récupération d'air (traitement). Il est utilisé pour le séchage des produits agricoles.

Concevoir

Comprend :

• un adsorbeur, un panneau absorbant la chaleur à l'intérieur du boîtier ;
• isolation extérieure en verre trempé;
• isolation thermique entre la paroi du boîtier et l'absorbeur ;
• boîtier étanche.

Photo 5. Capteur solaire à air pour le chauffage d'une maison. L'appareil est fixé verticalement sur le mur du bâtiment.

L'appareil est situé à proximité de l'objet chauffant en raison des grandes pertes de chaleur dans les conduites d'air.

Principe de fonctionnement

Contrairement aux collecteurs d'eau, l'air n'accumule pas de chaleur, mais la libère immédiatement dans l'isolant. La lumière du soleil frappe la partie extérieure de l'appareil et la réchauffe, l'air commence à circuler dans la structure et chauffe la pièce.

Vous pouvez concevoir vous-même un collecteur d'air, utilisant des matériaux improvisés dans la fabrication: canettes de bière en cuivre ou en aluminium, panneaux d'aggloméré, feuilles d'aluminium et de métal.

Photo 6. Schéma du dispositif d'un capteur solaire à air. Le dessin montre les principales parties de l'appareil.

Avantages et inconvénients

Avantages :

• faible coût de l'appareil;
• possibilité auto-installation et réparer;
• simplicité de conception.

Parmi les lacunes : portée limitée (uniquement chauffage), faible rendement. La nuit, l'équipement fonctionnera pour refroidir l'air s'il n'est pas fermé.

Choisir un ensemble de capteurs solaires pour le système de chauffage

Sélection de l'appareil dépend des objectifs pour lesquels le travail de la structure sera dirigé. Le système solaire est utilisé pour soutenir l'air, fournir de l'eau chaude, chauffer l'eau de la piscine.

Du pouvoir

Pour calculer la production possible d'un système solaire, il faut connaître 2 paramètres : l'insolation solaire dans une certaine région au bon moment de l'année et la zone d'absorption effective du capteur. Ces nombres doivent être multipliés.

Est-il possible d'utiliser le collecteur en hiver

Appareils à vide faire face au travail dans les climats froids. appartement affichent de faibles performances par temps froid et conviennent mieux aux régions du sud.

Moins adapté pour fonctionner dans le froid structure aérienne comme la nuit, il n'est pas en mesure de chauffer l'air.

Problème avec de fortes pluies, car en hiver, l'équipement s'endort souvent avec de la neige et un nettoyage régulier est nécessaire. L'air givré enlève la chaleur accumulée et le collecteur lui-même peut être endommagé par la grêle.

Considération de la portée

Dans l'industrie, l'utilisation de systèmes solaires est plus courante. L'énergie solaire est utilisée dans le fonctionnement des centrales électriques, des générateurs de vapeur, des usines de dessalement de l'eau. Pour chauffer de l'eau, chauffer une maison d'été ou un bain dans des conditions domestiques, des collecteurs sous vide sont plus souvent installés, moins souvent des collecteurs plats. Les systèmes d'air aident à réduire les coûts de chauffage en chauffant l'air pendant la journée.

Comment construire un chauffe-eau solaire. Il est plus correct de l'appeler un concentrateur solaire parabolique. Son principal avantage est que le miroir réfléchit 90% de l'énergie solaire, et sa forme parabolique concentre cette énergie en un point. Cette installation fonctionnera efficacement dans la plupart des régions de Russie, jusqu'à 65 degrés de latitude nord.

Pour assembler le collecteur, nous avons besoin de quelques éléments de base : l'antenne elle-même, le système de suivi du soleil et l'échangeur de chaleur-collecteur.

antenne parabolique.

Vous pouvez utiliser n'importe quelle antenne - fer, plastique ou fibre de verre. L'antenne doit être de type panneau et non maillée. La surface et la forme de l'antenne sont importantes ici. Il faut rappeler que la puissance de chauffe = la surface de l'antenne. Et que la puissance captée par une antenne d'un diamètre de 1,5 m sera 4 fois inférieure à la puissance captée par une antenne avec une surface de miroir de 3 m.

Vous aurez également besoin d'un mécanisme rotatif pour l'assemblage de l'antenne. Il peut être commandé sur Ebay ou Aliexpress.

Vous aurez besoin d'un rouleau de papier d'aluminium ou d'un film miroir lavsan utilisé pour les serres. Colle avec laquelle le film sera collé à la parabole.

Tube en cuivre d'un diamètre de 6 mm. Raccords, pour connexion eau chaude au réservoir, à la piscine, au puits ou à l'endroit où vous appliquerez cette conception. L'auteur a acheté le mécanisme de suivi rotatif sur EBAY pour 30 $.

Étape 1 Modification de l'antenne pour focaliser le rayonnement solaire au lieu des ondes radio.

Tout ce que vous avez à faire est de fixer un film miroir lavsan ou une feuille d'aluminium sur le miroir de l'antenne.

Un tel film peut être commandé sur Aliexpress, si vous ne le trouvez pas dans les magasins

C'est presque aussi facile à faire qu'il y paraît. Il faut seulement tenir compte du fait que si l'antenne, par exemple, a un diamètre de 2,5 m et que le film mesure 1 m de large, il n'est pas nécessaire de recouvrir l'antenne d'un film en deux passes, plis et irrégularités se formera, ce qui aggravera la focalisation de l'énergie solaire. Coupez-le en petites bandes et fixez-le à l'antenne avec de la colle. Assurez-vous que l'antenne est propre avant de coller le film. S'il y a des endroits où la peinture est gonflée, nettoyez-les avec du papier de verre. Vous devez lisser toutes les irrégularités. Veuillez noter que le LNB doit être retiré de sa place, sinon il risque de fondre. Après avoir appliqué le film et installé l'antenne en place, n'approchez pas vos mains ou votre visage du point de fixation de la tête - vous risquez de graves coups de soleil.

Système de suivi de l'étape 2.

Comme il a été écrit ci-dessus - l'auteur a acheté un système de suivi sur Ebay. Vous pouvez également rechercher des systèmes de suivi du soleil rotatifs. Mais j'ai trouvé un circuit simple avec un prix d'un centime qui suit assez précisément la position du soleil.

Liste des pièces:
(téléchargements : 450)
* U1/U2 - LM339
* Q1 - TIP42C
*Q2-TIP41C
*Q3-2N3906
*Q4-2N3904
* R1 - 1 Mo
* R2 - 1k
* R3 - 10k
* R4 - 10k
* R5 - 10k
* R6 - 4.7k
* R7 - 2.7k
* C1 - céramique 10n
* M - Moteur à courant continu jusqu'à 1A
* LED - 5mm 563nm

Vidéo du fonctionnement du suiveur solaire selon le schéma de l'archive

Lui-même peut être fabriqué sur la base du moyeu avant d'une voiture VAZ.

Pour ceux que ça intéresse, la photo a été prise ici :

Étape 3 Création d'un échangeur-collecteur

Pour fabriquer un échangeur de chaleur, vous aurez besoin d'un tube de cuivre roulé en anneau et placé au foyer de notre concentrateur. Mais nous devons d'abord connaître la taille du point focal de la parabole. Pour ce faire, vous devez retirer le convertisseur LNB de la parabole, en laissant les supports de convertisseur. Vous devez maintenant tourner la plaque au soleil, après avoir fixé un morceau de la planche à l'endroit où le convertisseur est fixé. Maintenez la planche dans cette position pendant un moment jusqu'à ce que de la fumée apparaisse. Cela prendra environ 10-15 secondes. Après cela, dévissez l'antenne du soleil, retirez la carte du support. Toutes les manipulations avec l'antenne, ses tours, sont effectuées afin que vous ne mettiez pas accidentellement votre main dans le foyer du miroir - c'est dangereux, vous pouvez vous brûler gravement. Laissez refroidir. Mesurez la taille du morceau de bois brûlé - ce sera la taille de votre échangeur de chaleur.

La taille du point focal déterminera la quantité de tubes en cuivre dont vous avez besoin. L'auteur avait besoin de 6 mètres de tuyau avec une taille de spot de 13 cm.

Je pense que c'est possible, au lieu d'un tube enroulé, vous pouvez mettre un radiateur d'un poêle de voiture, il y a des radiateurs assez petits. Le radiateur doit être noirci pour une meilleure absorption de la chaleur. Si vous décidez d'utiliser un tube, vous devez essayer de le plier sans plis ni plis. Habituellement, pour cela, le tube est rempli de sable, fermé des deux côtés et plié sur un mandrin d'un diamètre approprié. L'auteur a versé de l'eau dans le tuyau et l'a mis dans congélateur, ouvrez les extrémités vers le haut pour empêcher l'eau de s'échapper. La glace dans le tube créera une pression de l'intérieur, ce qui évitera les plis. Cela permettra au tuyau d'être plié avec un rayon de courbure plus petit. Il doit être plié le long d'un cône - chaque tour ne doit pas avoir un diamètre beaucoup plus grand que le précédent. Vous pouvez souder les spires du collecteur ensemble pour une conception plus rigide. Et n'oubliez pas de vidanger l'eau une fois que vous avez terminé avec le collecteur afin de ne pas vous ébouillanter par la vapeur ou l'eau chaude après l'avoir remis en place.

Étape 4 Assemblez le tout et essayez-le.

Vous avez maintenant une parabole miroir, un module de suivi solaire placé dans un récipient étanche, ou un récipient en plastique, un collecteur complet. Il ne reste plus qu'à installer le collecteur en place et à le tester en fonctionnement. Vous pouvez aller plus loin et améliorer la conception en fabriquant quelque chose comme une casserole avec isolation et en la mettant dessus retour collectionneur. Le mécanisme de suivi doit suivre le mouvement d'est en ouest, c'est-à-dire tourner pendant la journée pour suivre le soleil. Et les positions saisonnières de l'étoile (haut/bas) peuvent être ajustées manuellement une fois par semaine. Vous pouvez, bien sûr, également ajouter un mécanisme de suivi verticalement - vous obtiendrez alors un fonctionnement presque automatique de l'installation. Si vous prévoyez d'utiliser l'eau pour le chauffage de la piscine ou comme eau chaude dans la plomberie, vous aurez besoin d'une pompe qui pompera l'eau à travers le collecteur. Si vous chauffez un récipient d'eau, vous devez prendre des mesures pour éviter l'ébullition de l'eau et l'explosion du réservoir. Vous pouvez le faire en utilisant Détails Publié : 10/12/2015 08:32

Libre guide étape par étape contient toutes les informations nécessaires pour créer un concentrateur solaire de 0,5 kW de vos propres mains. La surface réfléchissante de l'appareil aura une surface d'environ 1 mètre carré, et le coût de sa production coûtera de 79 $ à 145 $, selon la région de résidence.

Sol1, comme la centrale solaire de GoSol est nommée, occupera environ 1,5 mètre cube d'espace. Les travaux sur sa fabrication prendront environ une semaine. Les matériaux pour sa construction seront des coins en fer, des boîtes en plastique, des barres d'acier, et l'élément de travail principal - un hémisphère réfléchissant - est proposé d'être fabriqué à partir de morceaux d'un miroir de salle de bain ordinaire.

Le concentrateur solaire peut être utilisé pour la cuisson, la friture, le chauffage de l'eau ou la conservation des aliments par déshydratation. L'appareil peut également servir de démonstration du fonctionnement efficace de l'énergie solaire et aidera de nombreux entrepreneurs des pays en développement à démarrer leur propre entreprise. En plus d'aider à réduire les émissions nocives dans l'atmosphère, les concentrateurs solaires GoSol contribueront à réduire la déforestation en remplaçant le bois brûlé par de l'énergie solaire propre.

L'instruction GoSol peut être utilisée non seulement pour créer et application pratique, mais aussi pour la vente de concentrateurs solaires, ce qui contribuera à abaisser significativement le seuil d'accès à l'énergie solaire, aujourd'hui majoritairement produite par des panneaux solaires photovoltaïques. Leur coût reste extrêmement haut niveau dans des régions où il est souvent tout simplement impossible d'obtenir de l'énergie par d'autres moyens.

Un manuel de concentrateur solaire gratuit est disponible sur le site Web de GoSol, et pour le recevoir, vous devrez laisser votre adresse e-mail à laquelle des informations mises à jour seront envoyées. Si vous souhaitez que l'initiative "solaire" progresse plus rapidement et à plus grande échelle, vous pouvez soutenir financièrement l'entreprise - la startup accepte toujours les contributions en espèces, dont la récompense dépendra du montant du don.

Pendant longtemps, j'ai voulu faire un concentrateur solaire parabolique. Après avoir lu beaucoup de littérature sur la fabrication d'un moule pour un miroir parabolique, j'ai opté pour l'option la plus simple - une antenne parabolique. L'antenne parabolique a une forme parabolique qui recueille les rayons réfléchis en un point.

Pour la base, je me suis occupé des plaques de Kharkov "Variante". À un prix acceptable pour moi, je ne pouvais acheter qu'un produit de 90 cm. Mais le but de mon expérience est Chauffer au point. Pour la réalisation bons résultats zone miroir est nécessaire - plus il y en a, mieux c'est. Par conséquent, la plaque doit mesurer 1,5 m et de préférence 2 m. L'assortiment du fabricant de Kharkov a ces tailles, mais elles sont en aluminium et, par conséquent, les prix sont exorbitants. J'ai dû plonger dans Internet, à la recherche d'un produit d'occasion. Et à Odessa, les constructeurs, démontant un objet, m'ont offert une antenne parabolique de 1,36 mx 1,2 m, en plastique. Un peu en deçà de ce que je voulais, mais le prix était bon et j'ai commandé une assiette.

Après avoir reçu le plat en quelques jours, j'ai découvert qu'il était fabriqué aux États-Unis, qu'il avait de puissantes nervures de renforcement (je me demandais si le boîtier était assez solide et s'il conduirait après le collage des miroirs), et une forte orientation mécanisme avec de nombreux paramètres.

J'ai aussi acheté des miroirs de 3 mm d'épaisseur. J'ai commandé 2 m². - un peu avec une marge. Les miroirs sont vendus majoritairement avec une épaisseur de 4 mm., j'ai trouvé un grade C pour faciliter la découpe. J'ai décidé de faire la taille des miroirs pour le concentrateur 2 x 2 cm.

Après avoir collecté les principaux composants, j'ai commencé à fabriquer le support du moyeu. Il y avait plusieurs coins, morceaux de tuyaux et profilés. Coupé sur mesure, soudé, nettoyé et peint. Voici ce qui s'est passé :

Alors, après avoir pris position, je commence à tailler des miroirs. Les miroirs mesuraient 500 x 500 mm. Tout d'abord, je l'ai coupé en deux, puis avec une grille de 2 x 2 cm, j'ai essayé un tas de coupe-verre, mais maintenant, il n'est plus possible de trouver au moins quelque chose de sensé dans les magasins. Un nouveau coupe-verre coupe parfaitement 5 à 10 fois, et c'est tout ... Après cela, vous pouvez le jeter immédiatement. Il y en a peut-être des professionnels, mais vous ne devriez pas les acheter dans les quincailleries. Par conséquent, si quelqu'un veut fabriquer un concentrateur à partir de miroirs, la question de la découpe des miroirs est la plus difficile !

Les miroirs sont découpés, le trépied est prêt, je commence à coller les miroirs ! Le processus est long et fastidieux. Mon nombre de miroirs sur le moyeu fini s'est avéré être de 2480 pièces. Clay a choisi le mauvais. J'ai acheté une colle spéciale pour les miroirs - elle tient bien, mais elle est épaisse. Lorsque vous collez, pressez une goutte sur le miroir puis appuyez dessus contre le mur de la plaque, il y a une chance de presser le miroir de manière inégale (quelque part plus fort, quelque part plus faible). Pour cette raison, le miroir peut ne pas être collé étroitement, c'est-à-dire dirigera son rayon de soleil non pas vers le foyer, mais autour de lui. Et si la mise au point est floue, il n'y a rien à attendre de résultats élevés. Pour l'avenir, je dirai que ma mise au point s'est avérée floue (d'où je conclus qu'il a fallu appliquer une colle différente). Bien que les résultats de l'expérience aient été satisfaisants, la mise au point avait une taille d'environ 10 cm et il y avait encore une tache floue d'environ 3 à 5 cm chacune. Plus la mise au point est petite, plus la mise au point des rayons est précise, plus la Température. Il m'a fallu presque 3 jours complets pour coller les miroirs. La surface des miroirs coupés était d'environ 1,5 m². Il y a eu un mariage, au début, jusqu'à ce qu'il s'adapte - beaucoup, plus tard beaucoup moins. Les rétroviseurs défectueux ne dépassaient probablement pas 5 %.

Le concentrateur solaire parabolique est prêt.

Lors des mesures, la température maximale au foyer du concentrateur était d'au moins 616,5 degrés. Les rayons du soleil ont contribué à mettre le feu à une planche de bois, à de l'étain fondu, à un poids en plomb et à une canette de bière en aluminium. J'ai mené l'expérience le 25 août 2015 dans la région de Kharkov, la ville de Novaya Vodolaga.

Dans les plans pour l'année prochaine (et peut-être que ça se passera dans période hivernale) pour adapter le concentrateur aux besoins pratiques. Peut-être pour chauffer de l'eau, peut-être pour produire de l'électricité.

Dans tous les cas, la nature nous a donné à tous une puissante source d'énergie, il suffit d'apprendre à l'utiliser. L'énergie du soleil couvre mille fois tous les besoins de l'humanité. Et si une personne peut prendre au moins une petite partie de cette énergie, alors ce sera la plus grande réalisation de notre civilisation, grâce à laquelle nous sauverons notre planète.

Vous trouverez ci-dessous une vidéo dans laquelle vous verrez le processus de fabrication d'un concentrateur solaire basé sur une antenne parabolique et les expériences qui ont été faites à l'aide du concentrateur.

Le problème de l'utilisation de l'énergie solaire a occupé les meilleurs esprits de l'humanité depuis les temps anciens. Il était clair que le Soleil est la source d'énergie gratuite la plus puissante, mais personne ne comprenait comment utiliser cette énergie. Si vous en croyez les anciens écrivains Plutarque et Polybe, alors la première personne à utiliser pratiquement l'énergie solaire fut Archimède, qui, à l'aide de certains dispositifs optiques qu'il a inventés, a réussi à collecter les rayons du soleil en un faisceau puissant et à brûler la flotte romaine.

Essentiellement, l'appareil inventé par le grand Grec était le premier concentrateur de rayonnement solaire, qui collectait les rayons du soleil en un seul faisceau d'énergie. Et au foyer de ce concentrateur, la température pouvait atteindre 300°C - 400°C, ce qui est largement suffisant pour enflammer les navires en bois de la flotte romaine. On ne peut que deviner quel type d'appareil Archimède a inventé, même si, selon les idées modernes, il n'avait que deux options.

Le nom même de l'appareil - un concentrateur solaire - parle de lui-même. Cet appareil reçoit les rayons du soleil et les collecte en un seul faisceau d'énergie. Le concentrateur le plus simple est familier à tout le monde depuis l'enfance. Il s'agit d'une lentille biconvexe ordinaire, qui pouvait graver diverses figures, inscriptions, voire des images entières, lorsque les rayons du soleil étaient collectés par une telle lentille en un petit point sur planche de bois, feuille de papier.

Cette lentille appartient aux soi-disant réfracteurs concentrateurs. Outre les lentilles convexes, les lentilles de Fresnel et les prismes appartiennent également à cette classe de concentrateurs. Les concentrateurs à longue focale basés sur des lentilles de Fresnel linéaires, malgré leur faible coût, sont pratiquement très peu utilisés, car ils ont grandes tailles. Leur utilisation est justifiée là où les dimensions du concentrateur ne sont pas critiques.

Concentrateur solaire réfractaire

Le concentrateur prismatique du rayonnement solaire est dépourvu de ce défaut. De plus, un tel dispositif est également capable de concentrer une partie du rayonnement diffus, ce qui augmente significativement la puissance du faisceau lumineux. Le prisme trièdre, sur la base duquel un tel concentrateur est construit, est à la fois un récepteur de rayonnement et une source de faisceau d'énergie. Dans ce cas, la face avant du prisme reçoit le rayonnement, la face arrière réfléchit et le rayonnement émerge déjà de la face latérale. Le fonctionnement d'un tel dispositif est basé sur le principe de la réflexion interne totale des rayons avant qu'ils n'atteignent la face latérale du prisme.

Contrairement aux concentrateurs réfracteurs, les concentrateurs réflexes fonctionnent sur le principe de la collecte de l'énergie réfléchie dans un faisceau d'énergie. lumière du soleil. Selon leur conception, ils sont divisés en concentrateurs plats, paraboliques et paraboliques-cylindriques. Si nous parlons de l'efficacité de chacun de ces types, le degré de concentration le plus élevé - jusqu'à 10 000 - est donné par les concentrateurs paraboliques. Mais pour la construction de systèmes de chauffage solaire, on utilise principalement des systèmes plats ou paraboliques-cylindriques.

Concentrateurs solaires paraboliques (réflecteurs)

Application pratique des concentrateurs solaires

En fait, la tâche principale de tout concentrateur solaire est de collecter le rayonnement du soleil en un seul faisceau d'énergie. Et vous pouvez utiliser cette énergie de différentes manières. Il est possible de chauffer de l'eau avec de l'énergie gratuite, et la quantité d'eau chauffée sera déterminée par la taille et la conception du concentrateur. De petits dispositifs paraboliques peuvent être utilisés comme four solaire pour la cuisson des aliments.

Concentrateur parabolique comme four solaire

Peut être utilisé pour un éclairage supplémentaire panneaux solaires pour augmenter la puissance de sortie. Et il peut être utilisé comme source de chaleur externe pour les moteurs Stirling. Le concentrateur parabolique fournit une température focale d'environ 300°C à 400°C. Si, par exemple, un support pour une bouilloire ou des poêles à frire est placé au centre d'un miroir aussi petit, vous obtenez un four solaire sur lequel vous pouvez cuire des aliments et faire bouillir de l'eau très rapidement. Un appareil de chauffage avec un caloporteur placé au foyer chauffera rapidement même l'eau courante, qui pourra ensuite être utilisée à des fins domestiques, par exemple pour se doucher, faire la vaisselle.

Le schéma le plus simple pour chauffer l'eau avec un concentrateur solaire

Si un moteur Stirling de puissance appropriée est placé au foyer d'un miroir parabolique, une petite centrale thermique peut être obtenue. Par exemple, Qnergy a développé et lancé les moteurs QB-3500 Stirling, qui sont conçus pour fonctionner avec des concentrateurs solaires. En fait, il serait plus correct de les appeler des générateurs de courant électrique basés sur des moteurs Stirling. Cette unité produit électricité puissance de 3500 watts. La sortie de l'onduleur est une tension standard de 220 volts 50 hertz. C'est largement suffisant pour fournir de l'électricité à une maison pour une famille de 4 personnes, une datcha.

Soit dit en passant, en utilisant le principe de fonctionnement des moteurs Stirling, de nombreux artisans fabriquent des appareils de leurs propres mains qui utilisent un mouvement de rotation ou de va-et-vient. Par exemple, les pompes à eau pour les chalets d'été.

Le principal inconvénient d'un concentrateur parabolique est qu'il doit être constamment orienté vers le soleil. Dans les installations industrielles d'hélium, des systèmes de suivi spéciaux sont utilisés qui font tourner des miroirs ou des réfracteurs en suivant le mouvement du soleil, assurant ainsi la réception et la concentration de la quantité maximale d'énergie solaire. Pour un usage individuel, il ne serait guère conseillé d'utiliser de tels dispositifs de repérage, car leur coût peut largement dépasser le coût d'un simple réflecteur sur un trépied classique.

Comment fabriquer son propre concentrateur solaire

La façon la plus simple de fabriquer un concentrateur solaire maison est d'utiliser une vieille antenne parabolique. Vous devez d'abord décider à quelles fins ce moyeu sera utilisé, puis, sur cette base, choisir le site d'installation et préparer la base et les fixations en conséquence. Lavez soigneusement l'antenne, séchez-la, collez un film miroir sur la face réceptrice de la parabole.

Pour que le film soit à plat, sans rides ni plis, il doit être coupé en bandes d'une largeur maximale de 3 à 5 centimètres. Si vous avez l'intention d'utiliser le concentrateur comme four solaire, il est recommandé de percer un trou au centre de la plaque d'un diamètre d'environ 5 à 7 centimètres. À travers ce trou, un support avec un support pour la vaisselle (brûleur) sera passé. Cela garantira l'immobilité du récipient avec les aliments cuits lorsque le réflecteur est tourné vers le soleil.

Si la plaque est de petit diamètre, il est également recommandé de couper les bandes en morceaux d'environ 10 cm de long et de coller chaque morceau séparément en ajustant soigneusement les joints. Lorsque le réflecteur est prêt, il doit être installé sur le support. Après cela, il sera nécessaire de déterminer le point de mise au point, car le point de mise au point optique sur l'antenne parabolique ne coïncide pas toujours avec la position de la tête de réception.

Concentrateur solaire fait maison - four

Pour déterminer le point focal, vous devez vous armer de lunettes noires, d'une planche de bois et de gants épais. Ensuite, vous devez diriger le miroir directement vers le soleil, capter un rayon de soleil sur le tableau et, en rapprochant ou en éloignant le tableau du miroir, trouver le point où ce rayon de soleil aura la taille minimale - un petit point. Des gants sont nécessaires pour protéger vos mains des brûlures si elles tombent accidentellement dans la zone du faisceau. Eh bien, lorsque le point de mise au point est trouvé, il ne reste plus qu'à le réparer et à monter l'équipement nécessaire.

Choix auto-fabrication il existe de nombreux concentrateurs solaires. De la même manière, vous pouvez fabriquer vous-même un moteur Stirling à partir de matériaux improvisés. Et vous pouvez utiliser ce moteur à diverses fins. Combien d'imagination, de désir et de patience suffisent.