Làm thế nào để tạo ra một bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm bằng tay của chính bạn: hướng dẫn từng bước

Bộ thu năng lượng mặt trời không khí: thiết bị sơ đồ thiết kế

Để tạo ra một bộ thu năng lượng mặt trời không khí từ các phương tiện có trong bất kỳ hộ gia đình nào, bạn cần một ít.

Bạn sẽ cần:

• Ván gỗ, thanh, ván ép;
• Vít, đinh hoặc ốc vít tự khai thác khác;
• Lon sắt đựng đồ uống;
• Sơn đen;
• Thủy tinh.

Trước hết, bạn cần chuẩn bị một hộp gỗ có kích thước theo yêu cầu (dài x rộng). Chiều sâu của hộp phải lớn hơn một chút so với đường kính của lon dự kiến ​​sử dụng. Các bức tường của hộp có thể được gắn chặt bằng vít tự khai thác hoặc bất kỳ ốc vít thích hợp nào. Sau đó, ở trên cùng và dưới cùng của hộp, lùi 10-15 cm so với thành trên và dưới, bạn cần lắp đặt các kệ, dọc theo toàn bộ chiều dài của nó khoan lỗ cho lon bằng đường kính của chúng.

Cần phải khoét lỗ trên lon, cắt bỏ cổ và đáy, như vậy mới có được một đường ống xuyên qua trông giống như một ống dẫn khí nhỏ. Bạn cần kết nối các lon bằng cách đưa lon thứ hai vào đáy trống của lon thứ nhất, lon tiếp theo vào đó, v.v. cho toàn bộ chiều dài của hộp. Sau đó, chèn đường ống thu được từ các lon vào hộp qua các lỗ đã được khoan cho việc này. Vì vậy, cần phải lấp đầy toàn bộ hộp bằng lon, không tính khoảng trống giữa thành trên và kệ trên mà đồ hộp được gắn vào, và khoảng trống giữa kệ dưới và thành dưới.

Các mối nối của kệ trên và kệ dưới với lon phải được gắn chặt bằng vít tự khai thác bằng cách khoan kệ cùng với thành của lon. Không khí từ phòng sẽ đi vào không gian giữa bức tường phía trên của hộp và kệ phía trên, mà cần phải cung cấp các lỗ, tốt nhất là một cặp. Đi qua các hộp và nóng lên, không khí sẽ đi vào một không gian tương tự giữa kệ dưới cùng và tường, từ đó nó sẽ đi vào phòng thông qua các lỗ, ở đây cần cung cấp quạt. Do đó, quá trình lưu thông không khí và sưởi ấm chính thức sẽ diễn ra.

Bản thân hộp và các hộp được lắp đặt cần được tẩy dầu mỡ và sơn bằng sơn mờ đen (bạn có thể sử dụng loại rẻ nhất) để tạo ấn tượng về một cấu trúc duy nhất và tăng tốc độ gia nhiệt.

Công đoạn lắp ráp có trách nhiệm

Bước cuối cùng là lắp ráp vỏ máy, thao tác này sẽ gắn chặt tất cả các thành phần của thiết bị vào một cấu trúc duy nhất. Sử dụng một tấm ván ép và các khối gỗ, bạn cần phải đập hộp thật mạnh. Trong các thanh gỗ đã qua sử dụng, hãy cắt rãnh trước, sau đó bạn sẽ chèn một màn hình polycarbonate vào chúng (độ sâu rãnh khoảng 0,5 cm). Cửa hàng ống có thể được thực hiện sau khi tất cả các bộ phận chính đã được lắp đặt xong. Tiếp theo, trong hộp gỗ đã được lắp ráp sẵn, để tạo túi khí, bạn lót bông khoáng cách nhiệt. Gắn một bảng có cuộn dây lên trên bông khoáng. Gài các mép của bông gòn để cuộn dây không chạm vào thành hộp. Tấm sưởi và tấm polycarbonate cũng phải có khoảng cách giữa chúng và không được chạm vào nhau.

Giai đoạn cuối bao gồm xử lý cơ thể bằng dung dịch thấm nước đặc biệt và tráng men (trừ phần trước).

Bộ thu năng lượng mặt trời từ khung cũ

Đó là tất cả, bộ thu năng lượng mặt trời tự làm đã sẵn sàng. Để kích hoạt nó, hãy đặt nó trên một cấu trúc hỗ trợ, quay phần trước của nó về phía mặt trời để các tia chiếu vào phần phía trước ở góc vuông nhất. Trên mái nhà, lắp đặt một bể để tích nước, nó sẽ đóng vai trò như một bể chứa. Ở phía trên cùng của bể chứa, chạy một ống nối với ống trên cùng của ống góp, tới đáy của ống dưới cùng. Bằng cách kết nối nước theo sơ đồ này, bạn sẽ đảm bảo hoạt động ở chế độ tuần hoàn tự nhiên.Theo định luật vật lý, nước nóng sẽ dâng lên về phía bồn chứa, và nước lạnh bị dịch chuyển sẽ đi vào bộ thu nhiệt để làm nóng trong cuộn dây. Đừng quên rằng cần phải gắn vòi và van vào bồn để hút nước từ bồn, cũng như đổ đầy nước mới vào bồn.

Ống góp khí

Bộ thu khí là một trong những phát triển thành công nhất. Nhưng các tấm pin mặt trời dạng không khí rất hiếm. Những thiết bị như vậy không thích hợp để sưởi ấm gia đình hoặc cung cấp nước nóng. Chúng được sử dụng để điều hòa không khí. Chất mang nhiệt là ôxy, được đốt nóng dưới tác dụng của năng lượng mặt trời. Các tấm pin mặt trời loại này được nhận dạng bằng tấm thép có gân được sơn bóng tối. Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là cung cấp oxy tự nhiên hoặc tự động cho nhà riêng. Oxy với sự trợ giúp của bức xạ mặt trời ấm lên bên dưới bảng điều khiển, do đó tạo ra điều hòa không khí.

Được phép lắp đặt bộ thu khí trong nhà riêng, cơ sở thương mại.

Phân loại nhiệt độ

Thiết bị năng lượng mặt trời cho gia đình thường được phân loại theo loại chất làm mát. Ngày nay trên thị trường thế giới, bạn có thể tìm thấy hệ thống chất lỏng và không khí. Ngoài ra, các bộ thu được phân chia theo chế độ nhiệt độ hoạt động, nghĩa là, sự phân loại được áp dụng theo nhiệt độ đốt nóng tối đa của các phần tử làm việc. Có các loại hệ thống sau:

• nhiệt độ thấp - chất mang nhiệt cho bộ thu năng lượng mặt trời được làm nóng lên đến 50 ℃;
• nhiệt độ trung bình - nhiệt độ của chất lỏng tuần hoàn không vượt quá 80 ℃;
• nhiệt độ cao - nhiệt độ tối đa của vật liệu truyền nhiệt có thể tăng lên đến 300 độ.

Hai lựa chọn đầu tiên phù hợp nhất để sử dụng trong gia đình, trong khi các mẫu bộ thu nhiệt độ cao thường được sử dụng nhiều hơn trong các lĩnh vực sản xuất và công nghiệp của nền kinh tế. Điều này là do thực tế là trong các hệ thống đun nước nhiệt độ cao, quá trình biến đổi quang năng thành nhiệt khá phức tạp. Đồng thời, việc lắp đặt năng lượng mặt trời như vậy chiếm diện tích lớn. Không phải chủ sở hữu bất động sản "dacha" nào cũng có thể mua được một thứ xa xỉ như vậy.

Các loại máy nước nóng năng lượng mặt trời và đặc điểm của chúng

Máy nước nóng năng lượng mặt trời là một bộ thiết bị làm nóng nước sử dụng năng lượng mặt trời. Một tên khác của các thiết bị này là bộ thu năng lượng mặt trời. Không giống như các tấm quang điện sử dụng ánh sáng mặt trời để sản xuất điện, máy sưởi năng lượng mặt trời ngay lập tức nhận được năng lượng nhiệt, chúng truyền sang chất làm mát (nước, chất chống đông, v.v.).

Chúng tạo thành một hệ thống tổng thể bao gồm các yếu tố sau:

• Người sưu tầm. Một bảng điều khiển nhận năng lượng nhiệt và chuyển nó đến chất làm mát.
• Bể chứa. Một thùng chứa trong đó nước nóng được tích tụ và chất làm mát được làm mát được thay thế bằng dòng mới được làm nóng.
• Làm nóng mạch. Hệ thống tản nhiệt thông thường hoặc hệ thống sưởi dưới sàn, nhận ra năng lượng của chất làm mát. Trong một số loại hệ thống, mạch gia nhiệt không được tính vào thể tích của hệ thống thu, nhận năng lượng trong bể chứa, trong trường hợp này là bộ trao đổi nhiệt.

Theo loại hình lưu hành

Sự lưu thông của chất làm mát cho phép bạn nhận năng lượng nhiệt để đổi lại năng lượng được giải phóng vào bầu không khí bên trong ngôi nhà. Có hai loại:

1. Thiên nhiên. Sự chuyển động của các lớp chất lỏng được nung nóng lên phía trên với sự thay thế của chúng bằng các lớp lạnh hơn được sử dụng.Nó không yêu cầu bất kỳ thiết bị nào hoặc sử dụng điện, nhưng phụ thuộc vào nhiều yếu tố - vị trí tương đối của bộ thu, lưu trữ và các yếu tố khác của hệ thống, nhiệt độ, v.v. Chất lỏng vận động không ổn định, có thể tăng giảm.
2. Bị ép. Các dòng chảy được dẫn bởi một máy bơm tuần hoàn. Có một chế độ ổn định với tốc độ dòng chảy không đổi, cho phép bạn cung cấp một chế độ ổn định để sưởi ấm ngôi nhà.

Theo loại nhà sưu tập

Có các thiết kế của bộ thu nhiệt với hiệu quả, khả năng và phương pháp truyền nhiệt khác nhau. Trong số đó:

1. Mở. Các khay hoặc máng xối dài phẳng làm bằng nhựa đen để nước lưu thông. Hiệu quả của các bộ sưu tập mở là rất thấp, nhưng sự đơn giản và rẻ tiền đã góp phần làm cho chúng trở nên phổ biến. Được sử dụng để làm nóng nước cho vòi hoa sen hoặc hồ bơi ngoài trời.
2. Hình ống (phích nước). Phần tử chính là một ống đồng trục có lớp chân không giữa các lớp bên ngoài, giúp cách nhiệt một cách đáng tin cậy bên trong ống. Thiết kế hiệu quả, nhưng tốn kém và không thể sửa chữa.
3. Bằng phẳng. Đây là những thùng kín có bảng điều khiển phía trên trong suốt. Bề mặt bên trong được bao phủ bởi một lớp thu năng lượng nhiệt, truyền nhiệt năng vào nước, di chuyển bên trong các ống được hàn với bộ thu. Một thiết kế đơn giản và hiệu quả, trong đó, để có tác dụng lớn hơn, đôi khi tạo ra chân không để cách nhiệt.

Theo loại mạch tuần hoàn

1. Mở - được sử dụng để cung cấp nước nóng cho một khu dân cư. Chất mang nhiệt trong trường hợp này là nước, được sử dụng cho các nhu cầu khác nhau của gia đình và do đó, nó không còn đi vào mạch điện nữa.
2. Hệ thống mạch đơn - được sử dụng để sưởi ấm gia đình. Chất làm mát được làm nóng theo cách này được sử dụng như một chất phụ gia cho chất làm mát, được làm nóng bằng phương pháp truyền thống. Trong trường hợp này, chất làm mát được làm nóng đi vào hệ thống sưởi ấm, sau đó nó lại được chuyển đến thùng tiếp nhận và đến bộ thu.
3. Hệ thống sưởi ấm hai mạch là linh hoạt nhất. Có thể sử dụng để sưởi ấm vào mùa đông hoặc dùng để cấp nước.

Hệ thống cấp nước và sưởi ấm hai mạch

Bạn cũng có thể chọn một trong những chất làm mát có thể có - nước, dầu hoặc chất chống đông. Sau bộ thu, chất làm mát đi qua bộ trao đổi nhiệt, trong đó nhiệt được truyền đến mạch thứ hai. Chất làm mát thứ hai được sử dụng đã được sử dụng cho mục đích dự kiến ​​của nó - để sưởi ấm hoặc cấp nước.

chất làm mát

Đối với các máy nước nóng như vậy, các chất làm mát khác nhau được sử dụng: chất chống đông, chất lỏng bôi trơn và nước.

Đăng kí

Hệ thống năng lượng mặt trời đang dần phổ biến. Với sự giúp đỡ của họ, họ giải quyết được nhiều vấn đề:

• Đun nóng chất lỏng đến nhiệt độ cần thiết.
• Cải thiện hiệu suất của hệ thống sưởi ấm.
• Máy nước nóng cho hồ bơi, để tắm mùa hè.
• Làm nóng chất lỏng cho các nhu cầu khác.

Bộ hấp thụ, phần quan trọng nhất của hệ thống

Bộ phận của bộ thu năng lượng mặt trời nhận, tích lũy và truyền nhiệt cho chất làm mát được gọi là bộ hấp thụ. Chính từ yếu tố này mà hiệu quả của toàn bộ hệ thống phụ thuộc.

Yếu tố này được làm bằng đồng, nhôm hoặc thủy tinh, tiếp theo là một lớp phủ. Hiệu quả của chất hấp thụ phụ thuộc nhiều vào lớp phủ hơn là vật liệu tạo ra nó. Dưới đây, trong ảnh, bạn có thể thấy những lớp phủ nào có sẵn và chúng có thể hấp thụ nhiệt hiệu quả như thế nào.

Mô tả của hệ thống chỉ ra khả năng hấp thụ tối đa của năng lượng mặt trời rơi trên thiết bị hấp thụ. "α" là phần trăm hấp thụ tối đa có thể. "ε" là phần trăm nhiệt phản xạ.

Theo loại tòa nhà

Máy hấp thụ cũng khác nhau về loại thiết bị, hiện nay chỉ có hai loại:

Lông vũ - sắp xếp như sau. Các tấm kết nối các ống với chất làm mát với nhau. Bản thân các ống có thể được kết nối với nhau thành một hệ thống theo nhiều cách. Đây là một loại chất hấp thụ đơn giản mà bạn có thể tự chế tạo.

Hình trụ - trong trường hợp này, lớp phủ được phủ lên bề mặt thủy tinh của bình và được sử dụng trong bộ thu chân không. Nhờ thiết bị này, nhiệt được tập trung nhiều hơn ngay giữa ống, nơi đặt bộ khử nhiệt, hoặc thanh đốt. Hệ thống này hoạt động với hiệu suất cao hơn so với hệ thống bút.

Có thể sử dụng bộ thu năng lượng mặt trời vào mùa đông không

Để sử dụng thiết bị quanh năm, bạn cần tìm hiểu thêm về cách hoạt động của bộ thu năng lượng mặt trời vào mùa đông. Sự khác biệt chính là chất làm mát. Vì nước có thể đóng băng trong các đường ống mạch, nên nó phải được thay thế bằng chất chống đông. Nguyên tắc làm nóng gián tiếp hoạt động với việc lắp đặt thêm một lò hơi. Tiếp theo, sơ đồ là:

• Sau khi chất chống đông được làm nóng, nó sẽ từ ắc quy nằm bên ngoài vào cuộn dây của bình nước và làm nóng nó.
• Sau đó nước ấm sẽ được cung cấp cho hệ thống, làm mát trở lại.
• Đảm bảo lắp cảm biến áp suất (đồng hồ đo áp suất), lỗ thoát khí, van giãn nở để giảm áp suất dư thừa.
• Như trong phiên bản mùa hè, để cải thiện lưu thông, nó là cần thiết để cung cấp cho sự hiện diện của một máy bơm tuần hoàn.

Bộ thu năng lượng mặt trời trên nóc nhà vào mùa đông

Cách làm máy nước nóng năng lượng mặt trời bằng tay của chính bạn

Thiết bị là một bộ tản nhiệt hình ống, đường kính 1 inch, được đặt trong hộp gỗ. Cấu trúc có thể được cách nhiệt bằng bọt. Với sự trợ giúp của một tấm sắt mạ kẽm, cần phải cách nhiệt bổ sung cho đáy của thiết bị. Đảm bảo sơn màu đen cho các vật liệu để đẩy nhanh quá trình gia nhiệt, ngoại trừ lớp kính phủ sơn màu trắng.

Để làm thùng chứa nước, bạn có thể sử dụng một thùng sắt lớn, được đặt trong thùng làm bằng gỗ hoặc ván ép. Khoảng trống phải được lấp đầy. Đối với điều này, mùn cưa, cát, đất sét trương nở, vv là phù hợp.

Công cụ và vật liệu tự làm cho máy nước nóng

Để cấu tạo một máy nước nóng năng lượng mặt trời, cần có các vật liệu và dụng cụ sau:

• kính có khung;
• xây dựng tông dưới đáy;
• gỗ hoặc ván ép cho hộp dưới thùng;
• khớp nối;
• chất độn cho không gian trống (cát, mùn cưa, vv);
• các góc sắt của lớp lót;
• đường ống cho bộ tản nhiệt;
• dây buộc (ví dụ, kẹp);
• tôn mạ kẽm;
• bồn sắt có thể tích lớn (300 lít là đủ);
• sơn đen, trắng và mạ bạc;
• thanh gỗ.

Quy trình sản xuất máy nước nóng năng lượng mặt trời

Quá trình chế tạo bộ thu năng lượng mặt trời bằng tay của chính bạn không chỉ thú vị mà còn mang lại rất nhiều lợi ích. Thiết bị được tạo ra sẽ cho phép sử dụng hợp lý bức xạ mặt trời để giải quyết các vấn đề kinh tế khác nhau. Các chi tiết cụ thể của việc tạo bộ sưu tập theo từng giai đoạn như sau:

1. Đầu tiên bạn cần làm hộp cho bể, cần được gia cố bằng các thanh.
2. Vật liệu cách nhiệt được áp dụng từ bên dưới, bên trên có lắp đặt một tấm kim loại.
3. Một bộ tản nhiệt được đặt trên cùng, bộ tản nhiệt này phải được cố định đúng cách bằng các chốt đã chuẩn bị sẵn.
4. Các vết nứt nhỏ nhất trên thân kết cấu phải được bôi trơn và bịt kín.
5. Các đường ống và tấm kim loại phải được sơn màu đen.
6. Thùng và thùng được sơn màu bạc và sau khi sấy khô thùng được lắp vào kết cấu bằng gỗ.
7. Không gian trống được lấp đầy bằng chất độn đã chuẩn bị.
8. Để đảm bảo áp suất không đổi, bạn có thể mua một buồng chứa nước có gắn phao, được lắp vào bể chứa nước.
9. Thiết kế nên được đặt trong không gian đầy nắng ở một góc với đường chân trời.
10. Hơn nữa, hệ thống được kết nối với nhau bằng các đường ống (số lượng và vật liệu của chúng phụ thuộc vào quy mô và loại hình của dự án).
11. Để tránh hình thành các ổ khóa không khí, bạn cần bắt đầu nạp đầy từ dưới cùng của bộ tản nhiệt.
12. Theo một hệ thống như vậy, nước nóng di chuyển lên trên, do đó thay thế nước lạnh, sau đó đi vào bộ tản nhiệt và nóng lên.

Nếu mọi thứ được tính toán một cách chính xác, sau một thời gian nước ấm sẽ đi ra từ đường ống thoát. Đừng quên rằng thời tiết nắng là điều kiện tiên quyết. Vì vậy, nhiệt độ bên trong hệ thống máy nước nóng có thể vào khoảng 70 độ. Sự chênh lệch giữa nhiệt độ nước ở đầu vào và đầu ra sẽ là 10-15 độ. Vào ban đêm, nên chặn đường vào của nước, để tránh thất thoát nhiệt.

Hiệu suất của một thiết bị như vậy kém hơn đáng kể so với máy sưởi ở cửa hàng. Hiệu quả của một thiết bị sản xuất tại nhà sẽ thấp hơn nhiều, nhưng nếu không cần thiết phải mua một hệ thống đắt tiền như vậy, bạn có thể tự làm mọi thứ.

Năng lượng mặt trời là một nguồn nhiệt thay thế

Ý tưởng sử dụng năng lượng mặt trời để sưởi ấm không phải là mới.Hơn nữa, tính hiệu quả của việc sử dụng nó đã được chứng minh bởi người Mỹ, người Trung Quốc, người Tây Ban Nha, người Israel và người Nhật Bản.

Thị trường tràn ngập các đề xuất lắp đặt khác nhau để chuyển đổi năng lượng mặt trời và sử dụng thêm cho các nhu cầu của hộ gia đình.

Các hệ thống năng lượng mặt trời được sử dụng tích cực như là nguồn nhiệt chính ở nhiều quốc gia trên thế giới. Ở các vĩ độ của chúng tôi, nó vẫn được sử dụng như một phần bổ sung cho hệ thống sưởi ấm.

Giá thành của các hệ thống phụ thuộc vào loại, khu vực, vật liệu được sử dụng trong sản xuất. Từ năm này qua năm khác, có một xu hướng giảm giá ổn định đối với tất cả các loại lắp đặt năng lượng mặt trời - hệ thống năng lượng mặt trời.

Điều này làm cho chúng dễ tiếp cận hơn với người dân nói chung. Đó chỉ là không phải tất cả mọi người đều sẵn sàng mua hàng như vậy.

Tuy nhiên, nếu muốn, bạn có thể tự tay mình xây dựng một hệ thống sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời hiệu quả với chi phí ít hơn đáng kể.

Một hệ thống sưởi ấm quen thuộc đã thực hiện hoàn hảo các chức năng của nó trong nhiều năm đang ngày càng trở nên đắt đỏ hơn. Nguyên nhân của điều này là do giá các nguồn năng lượng trên toàn thế giới tăng cao. Mong muốn tự nhiên nảy sinh từ chủ sở hữu là tiết kiệm chi phí sưởi ấm, điều này chiếm một phần đáng kể trong ngân sách gia đình.

Vì vậy hệ thống sưởi năng lượng mặt trời có thể thay thế hoàn toàn nhiên liệu rắn thông thường, khí đốt hay bất kỳ loại nào khác. Tất cả phụ thuộc vào loại và kích thước của căn phòng mà nó sẽ được sử dụng.

Một lựa chọn thích hợp cho một vựa lúa không phù hợp cho một tòa nhà dân cư, và một hệ thống đáp ứng nhu cầu của một nơi ở mùa hè không thể đối phó với việc sưởi ấm một ngôi biệt thự 2 tầng.

Thay thế hoàn toàn hệ thống sưởi truyền thống bằng sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời đôi khi có vấn đề.Chủ sở hữu sợ rằng hệ thống có thể không đủ khả năng đáp ứng hoặc không có đủ không gian để lắp đặt số lượng bảng yêu cầu.

Do đó, một hệ thống sưởi ấm kết hợp thường được sử dụng, mà không hoàn toàn từ bỏ thiết bị gas (điện hoặc khác) đã được lắp đặt. Mức độ thay thế sưởi ấm thông thường bằng sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời có thể đạt tới 90%.

Ngoài ra, số ngày nắng hàng năm của khu vực có nhà ở cũng rất quan trọng. Hơn nữa, nhiệt độ trung bình hàng ngày không quá quan trọng.

Nhiều hệ thống lắp đặt hấp thụ ánh sáng hiệu quả vào những ngày đông lạnh giá (các bộ thu năng lượng mặt trời sử dụng chất chống đông làm chất làm mát).

Ngoài hệ thống sưởi, việc lắp đặt năng lượng mặt trời có thể cung cấp nước ấm và điện cho ngôi nhà.

Giá cho các thiết bị nhà máy

Phần lớn chi phí tài chính cho việc xây dựng một hệ thống như vậy thuộc vào việc sản xuất các nhà thu gom. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, ngay cả trong các mô hình công nghiệp của hệ thống năng lượng mặt trời, khoảng 60% chi phí rơi vào yếu tố cấu trúc này. Chi phí tài chính sẽ phụ thuộc vào sự lựa chọn của một loại vật liệu cụ thể.

Cần lưu ý rằng hệ thống như vậy không có khả năng làm nóng phòng, nó chỉ giúp tiết kiệm chi phí bằng cách giúp làm nóng nước trong hệ thống sưởi. Do chi phí năng lượng khá cao dành cho việc đun nước, một bộ thu năng lượng mặt trời được tích hợp vào hệ thống sưởi giúp giảm đáng kể chi phí đó.

Bộ thu năng lượng mặt trời được tích hợp khá đơn giản vào hệ thống cấp nước nóng và sưởi ấm (+)

Để sản xuất nó, các vật liệu khá đơn giản và giá cả phải chăng được sử dụng. Ngoài ra, thiết kế như vậy hoàn toàn không bay hơi và không cần bảo trì. Việc bảo trì hệ thống được giảm xuống thành việc kiểm tra định kỳ và làm sạch kính thu nhiệt để tránh bị nhiễm bẩn.

Ưu điểm và nhược điểm

Tất cả các loại cài đặt đều có đặc điểm tích cực và tiêu cực của chúng. Đối với các bộ thu năng lượng mặt trời cũng vậy, có các chỉ số.

Ưu điểm:

1. Hệ thống đun nóng bằng năng lượng mặt trời giúp tiết kiệm năng lượng cho nước nóng.
2. Có thể giảm một phần chi phí sưởi ấm vào mùa đông bằng cách sử dụng bức xạ mặt trời.

Điểm trừ:

1. Nó sẽ yêu cầu sản xuất một hệ thống cung cấp nhiệt hoàn toàn mới, hệ thống này phải được lắp đặt trong các thiết bị sưởi truyền thống và các thiết bị nước nóng.
2. Hệ thống năng lượng mặt trời không thể đảm bảo sương giá cao điểm. Ở đây bạn sẽ cần sử dụng các thiết bị đốt nhiên liệu hoặc lắp đặt điện để sưởi ấm không gian.

Nó hoạt động như thế nào vào mùa đông?

Trong các hệ thống sưởi ấm, theo quy định, các bộ thu chân không được sử dụng, điều này được xác định bởi các đặc tính kỹ thuật và điều kiện hoạt động của chúng.

Yếu tố chính của chân không bộ thu năng lượng mặt trời là một ống chân không, bao gồm:

• Một ống cách nhiệt làm bằng thủy tinh hoặc vật liệu khác truyền các tia nắng mặt trời mà công suất của chúng bị mất đi ở mức tối thiểu;
• Ống đồng, nhiệt đặt trong lòng ống bảo ôn;
• Lá nhôm và lớp hấp thụ nằm giữa các ống;
• Vỏ của ống cách nhiệt, là một miếng đệm làm kín cung cấp chân không trong không gian bên trong của thiết bị.

Hệ thống hoạt động như sau:

1. Dưới tác động của năng lượng mặt trời, chất mang nhiệt của mạch ống bay hơi và bốc lên, nơi nó ngưng tụ trong bộ trao đổi nhiệt thu, truyền nhiệt của nó sang chất làm mát của mạch ngoài, sau đó chảy xuống và quá trình này được lặp lại.
2. Chất mang nhiệt của mạch ngoài, từ bộ trao đổi nhiệt của bộ thu năng lượng mặt trời, được đưa đến bể chứa, tại đây nhiệt năng nhận được sẽ được chuyển đến bộ phận mang nhiệt của hệ thống cấp nước nóng và sưởi.
3. Việc lưu thông chất làm mát của mạch ngoài được thực hiện bằng cách lắp đặt một máy bơm tuần hoàn và các hệ thống tự động hóa đảm bảo hoạt động của hệ thống ở chế độ tự động.
4. Tổ hợp hệ thống tự động hóa bao gồm bộ điều khiển, cảm biến và điều khiển cung cấp các thông số đã thiết lập về hoạt động của hệ thống (nhiệt độ, lưu lượng chất lỏng trong hệ thống DHW, v.v.)

Để hệ thống này hoạt động hiệu quả và đáp ứng được các nhiệm vụ đặt ra, bao gồm cả trong thời kỳ mùa đông, hệ thống cung cấp việc lắp đặt các nguồn năng lượng dự phòng. Đây có thể là một hệ thống sưởi ấm bổ sung sử dụng chất mang nhiệt, như trong sơ đồ trên, khi chất mang nhiệt của mạch bổ sung được làm nóng bằng cách sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau (khí đốt, nhiên liệu sinh học, điện). Ngoài ra, một nhiệm vụ tương tự có thể được thực hiện bằng cách lắp đặt các bộ phận làm nóng bằng điện trực tiếp vào bể chứa. Hoạt động của các nguồn năng lượng dự phòng được điều khiển bởi hệ thống tự động hóa, bao gồm cả các thiết bị này đang hoạt động, khi cần thiết.

Bộ thu năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của bộ thu dựa trên sự hấp thụ (hấp thụ) nhiệt năng của mặt trời bởi một thiết bị nhận đặc biệt và truyền nó với tổn thất tối thiểu cho chất làm mát. Ống đồng hoặc ống thủy tinh sơn đen được dùng làm máy thu.

Rốt cuộc, người ta biết rằng các vật có màu tối hoặc màu đen sẽ hấp thụ nhiệt tốt nhất. Chất làm mát thường là nước, đôi khi là không khí.Theo thiết kế, bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm gia đình và cung cấp nước nóng gồm các loại sau:

• hàng không;
• phẳng nước;
• máy hút nước.

Trong số những người khác, bộ thu năng lượng mặt trời không khí được phân biệt bởi thiết kế đơn giản và do đó, giá thấp nhất. Nó là một bảng điều khiển - một bộ thu bức xạ mặt trời làm bằng kim loại, được đặt trong một hộp kín. Tấm thép được trang bị các đường gân ở mặt sau để truyền nhiệt tốt hơn và được đặt ở phía dưới với lớp cách nhiệt. Kính trong suốt được lắp ở mặt trước và trên các mặt của hộp có các lỗ hở với mặt bích để kết nối các ống dẫn khí hoặc các tấm khác, như thể hiện trong sơ đồ:

Tôi phải nói rằng việc lắp đặt các bộ thu năng lượng mặt trời có sưởi ấm không khí có đặc điểm riêng của nó. Do hiệu suất thấp, một số tấm tương tự được kết hợp thành pin phải được sử dụng để sưởi ấm không gian. Ngoài ra, bạn chắc chắn sẽ cần một chiếc quạt, vì không khí được làm nóng từ các tấm thu nhiệt đặt trên mái nhà sẽ không tự đi xuống. Sơ đồ của hệ thống không khí được thể hiện trong hình bên dưới:

Điều này thật thú vị: Tán cho mái hiên polycarbonate: chúng tôi nêu tất cả các sắc thái

Bộ thu năng lượng mặt trời hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của bộ thu dựa trên sự hấp thụ (hấp thụ) nhiệt năng của mặt trời bởi một thiết bị nhận đặc biệt và truyền nó với tổn thất tối thiểu cho chất làm mát. Ống đồng hoặc ống thủy tinh sơn đen được dùng làm máy thu.

Rốt cuộc, người ta biết rằng các vật có màu tối hoặc màu đen sẽ hấp thụ nhiệt tốt nhất. Chất làm mát thường là nước, đôi khi là không khí. Theo thiết kế, bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm gia đình và cung cấp nước nóng gồm các loại sau:

• hàng không;
• phẳng nước;
• máy hút nước.

Trong số những người khác, bộ thu năng lượng mặt trời không khí được phân biệt bởi thiết kế đơn giản và do đó, giá thấp nhất. Nó là một bảng điều khiển - một bộ thu bức xạ mặt trời làm bằng kim loại, được đặt trong một hộp kín. Tấm thép được trang bị các đường gân ở mặt sau để truyền nhiệt tốt hơn và được đặt ở phía dưới với lớp cách nhiệt. Kính trong suốt được lắp ở mặt trước và trên các mặt của hộp có các lỗ hở với mặt bích để kết nối các ống dẫn khí hoặc các tấm khác, như thể hiện trong sơ đồ:

Tôi phải nói rằng việc lắp đặt các bộ thu năng lượng mặt trời có sưởi ấm không khí có đặc điểm riêng của nó. Do hiệu suất thấp, một số tấm tương tự được kết hợp thành pin phải được sử dụng để sưởi ấm không gian. Ngoài ra, bạn chắc chắn sẽ cần một chiếc quạt, vì không khí được làm nóng từ các tấm thu nhiệt đặt trên mái nhà sẽ không tự đi xuống. Sơ đồ của hệ thống không khí được thể hiện trong hình bên dưới:

Thiết bị và nguyên lý hoạt động của bộ thu năng lượng mặt trời không khí

Bộ thu khí mặt trời bao gồm một số bộ phận chính:

Sơ đồ công việc của một bộ thu năng lượng mặt trời không khí

• Toàn bộ cấu trúc bộ thu nhiệt được đặt trong một hộp bền và kín, nhất thiết phải được trang bị chất cách nhiệt. Nhiệt đã đi vào bên trong bộ thu không được "rò rỉ" ra bên ngoài.
• Bộ phận chính của bất kỳ bộ thu nào là một tấm pin mặt trời, còn được gọi là bộ hấp thụ hoặc bộ hấp thụ. Nhiệm vụ của tấm pin này là nhận năng lượng mặt trời sau đó truyền ra không khí nên nó phải được làm bằng chất liệu có hệ số dẫn nhiệt cao nhất. Các đặc tính như vậy có sẵn trong cuộc sống hàng ngày là đồng và nhôm, ít hơn là thép.Để truyền nhiệt tốt hơn, phần dưới của bộ hấp thụ được làm càng lớn càng tốt, do đó có thể sử dụng các đường gân, bề mặt gợn sóng, đục lỗ và các phương pháp khác. Để hấp thụ tốt hơn năng lượng mặt trời, phần tiếp nhận của bộ hấp thụ được sơn màu tối mờ.
• Phần trên của tấm thu nhiệt được làm kín bằng vật liệu cách nhiệt trong suốt, có thể là kính cường lực hoặc thủy tinh plexiglass, hoặc thủy tinh polycarbonate.

Bộ thu năng lượng mặt trời được định hướng về phía nam và bề mặt nghiêng để lượng năng lượng mặt trời chạm vào bề mặt là lớn nhất. Như các chuyên gia nói - để cách nhiệt tối đa. Không khí lạnh bên ngoài đi vào bộ phận tiếp nhận một cách tự nhiên hoặc cưỡng bức, đi qua các cánh tản nhiệt của bộ hấp thụ và thoát ra từ bộ phận kia, được trang bị một mặt bích để nối với ống dẫn khí dẫn vào phòng được sưởi ấm. Điều đáng chú ý là có rất nhiều lựa chọn thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời và những điều trên chỉ được trình bày như một ví dụ.

Hệ thống sưởi không khí với sự trợ giúp của bộ thu năng lượng mặt trời không thể thay thế hoàn toàn hệ thống sưởi chính trong vùng khí hậu của chúng ta, nhưng nó sẽ là một trợ giúp rất tốt ngay cả trong những ngày nắng mùa đông lạnh giá.

Cách thức hoạt động của bộ sưu tập - thật đơn giản

Bất kỳ cấu trúc nào được xem xét trong bài để chuyển đổi quang năng thành nhiệt năng đều có hai thành phần chính - bộ trao đổi nhiệt và thiết bị pin bắt sáng. Cái thứ hai dùng để bắt tia nắng mặt trời, cái thứ nhất - biến đổi chúng thành nhiệt.

Bộ thu tiến bộ nhất là chân không. Trong đó, các ống tích lũy được lắp vào nhau, và một khoảng không có không khí được hình thành giữa chúng. Trên thực tế, chúng tôi đang đối phó với một cái phích cổ điển.Bộ thu chân không, do thiết kế của nó, cung cấp cách nhiệt lý tưởng cho thiết bị. Nhân tiện, các đường ống trong đó có hình trụ. Do đó, các tia của Mặt trời chiếu vuông góc với chúng, điều này đảm bảo rằng bộ thu nhận được một lượng lớn năng lượng.

Thiết bị chân không tiên tiến

Cũng có những thiết bị đơn giản hơn - hình ống và phẳng. Ống góp chân không hoạt động tốt hơn chúng về mọi mặt. Vấn đề duy nhất của nó là độ phức tạp của quá trình sản xuất tương đối cao. Bạn có thể lắp ráp một thiết bị như vậy ở nhà, nhưng sẽ tốn rất nhiều công sức.

Chất làm mát trong các bộ thu năng lượng mặt trời để sưởi ấm đang được đề cập là nước, có chi phí thấp, không giống như bất kỳ loại nhiên liệu hiện đại nào và không thải carbon dioxide ra môi trường. Một thiết bị thu và chuyển đổi tia Mặt trời mà bạn có thể tự chế tạo, với thông số hình học là 2x2 mét vuông, có khả năng cung cấp cho bạn khoảng 100 lít nước ấm hàng ngày trong 7-9 tháng. Và các cấu trúc có kích thước lớn cũng có thể được sử dụng để sưởi ấm cho ngôi nhà.

Nếu bạn muốn làm một bộ thu nhiệt để sử dụng quanh năm, bạn sẽ cần phải lắp đặt thêm các bộ trao đổi nhiệt trên nó, hai mạch có chất chống đông và tăng bề mặt của nó. Những thiết bị như vậy sẽ cung cấp cho bạn sự ấm áp trong cả thời tiết nắng và mây.

Sự khác biệt giữa tấm pin mặt trời và tấm thu

Trước khi tiếp tục mô tả về các đặc điểm và phạm vi chính của hệ thống năng lượng mặt trời để làm nóng nước, bạn cần hiểu các tấm pin mặt trời khác với các tấm thu năng lượng như thế nào.

1) Pin năng lượng mặt trời - thiết bị, tạo ra điện từ năng lượng của Mặt trời với sự hỗ trợ của các tế bào quang học có độ nhạy cao, được kết hợp thành một hệ thống tự trị duy nhất.Vì bộ chuyển đổi quang điện tạo ra dòng điện một chiều, nên một bộ biến tần được sử dụng bổ sung, cho phép bạn có được dòng điện xoay chiều phù hợp với nhu cầu sinh hoạt: điện và chiếu sáng.

2) Bộ thu năng lượng mặt trời - một hệ thống phân chia chức năng, nhiệm vụ chính là hấp thụ bức xạ hồng ngoại gần và ánh sáng mặt trời nhìn thấy. Pin tạo ra dòng điện và các bộ thu nhiệt làm nóng chất lỏng bên trong các ống. Đây là sự khác biệt chính của họ.

Chất làm mát cho bộ thu năng lượng mặt trời được lựa chọn có tính đến thời gian trong năm, cũng như các tính năng hoạt động. Đối với các cấu trúc đa chức năng, chất chống đông (antifreeze) thường được sử dụng, và các hệ thống loại theo mùa được đổ đầy nước. Ngày nay, bạn có thể mua một tùy chọn linh hoạt hơn - một bộ thu năng lượng mặt trời lai. Thiết bị này hấp dẫn ở chỗ nó đồng thời tạo ra điện và làm nóng nước. Lợi ích của việc sử dụng nó là rõ ràng: các mô-đun quang điện được làm mát bằng một hệ thống loại bỏ nhiệt tích cực, do đó lượng điện được tạo ra gấp đôi và nguồn nhiệt dư thừa được sử dụng để làm nóng nước.

Làm thế nào để tạo ra một bộ thu năng lượng mặt trời bằng chính tay của bạn

bộ thu năng lượng mặt trời có thể được thực hiện bằng chính tay mình, từ đó có được máy sưởi tự nhiên và tiết kiệm một khoản đáng kể khi trả tiền điện.

Sản xuất sẽ bao gồm một số công đoạn:

• Xác định mục tiêu - nó sẽ là một bộ thu không khí (để sưởi ấm) hoặc một bộ thu nước (để làm nóng nước);
• Loại bỏ các kích thước yêu cầu của bộ thu trong tương lai, chuẩn bị sơ đồ thiết kế;
• Sản xuất thân, vật liệu cách nhiệt;
• Lắp đặt các bộ phận cấu thành của bộ thu nhiệt (ống chân không, là một bộ trao đổi nhiệt tự tạo);
• Thiết bị mở lối vào / lối ra;
• Dán kính của cấu trúc đã hoàn thiện (bạn cũng có thể sử dụng polycarbonate hoặc phim, nhưng kính vẫn tốt hơn).

Bạn có thể sử dụng hầu hết các vật liệu có sẵn trong nhà, ví dụ như vật liệu hấp thụ, việc sử dụng các tấm tôn sơn đen thường thấy.

Thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời

Thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời

Các đơn vị được coi là có thiết kế khá đơn giản. Nói chung, hệ thống bao gồm một cặp ống góp, một buồng trước và một bể chứa. Công việc của bộ thu năng lượng mặt trời được thực hiện theo một nguyên tắc đơn giản: trong quá trình tia nắng mặt trời truyền qua kính, chúng được chuyển hóa thành nhiệt năng. Hệ thống được tổ chức theo cách mà các tia này không thể thoát ra khỏi không gian đóng.

Nhà máy hoạt động theo nguyên lý nhiệt bình. Trong quá trình đun nóng, chất lỏng ấm sẽ trào lên, từ đó chuyển vị trí của nước lạnh và truyền thẳng vào nguồn nhiệt. Điều này cho phép bạn từ chối ngay cả việc sử dụng máy bơm, bởi vì. chất lỏng sẽ tự lưu thông. Việc lắp đặt tích lũy năng lượng mặt trời và lưu trữ bên trong hệ thống trong một thời gian dài.

Các thành phần để lắp ráp cài đặt được đề cập được bán trong các cửa hàng chuyên dụng. Về cốt lõi của nó, một bộ thu như vậy là một bộ tản nhiệt hình ống được lắp đặt trong một hộp đặc biệt làm bằng gỗ, một trong những mặt của nó được làm bằng thủy tinh.

Để sản xuất bộ tản nhiệt nói trên, các đường ống được sử dụng. Thép là vật liệu ống được ưa chuộng. Đầu vào và đầu ra được làm từ các đường ống thường được sử dụng trong hệ thống ống nước. Ống ¾ inch thường được sử dụng, các sản phẩm 1 inch cũng hoạt động tốt.

Lưới được làm từ các ống nhỏ hơn với thành mỏng hơn.Đường kính được khuyến nghị là 16 mm, độ dày thành tối ưu là 1,5 mm. Mỗi vỉ nướng tản nhiệt phải bao gồm 5 ống dài 160 cm mỗi ống.

Bộ thu năng lượng mặt trời

Chế tạo thiết bị từ ván sóng

Đây là một thiết kế bộ thu năng lượng mặt trời thậm chí còn đơn giản hơn. Bạn sẽ xây dựng nó nhanh hơn nhiều.

Giai đoạn đầu tiên. Đầu tiên, làm một hộp gỗ theo cách tương tự như trong phiên bản trước. Tiếp theo, đặt một chùm dọc theo chu vi của bức tường phía sau (khoảng 4x4 cm), và lót bông khoáng ở phía dưới.

Giai đoạn thứ hai. Tạo một lỗ thoát ở phía dưới.

Giai đoạn thứ ba. Đặt tấm tôn lên dầm và sơn lại tấm sau bằng màu đen. Tất nhiên, nếu ban đầu nó là một màu khác.

Giai đoạn thứ tư. Tạo các lỗ trên toàn bộ diện tích của \ u200b \ u200 tấm ván tôn để không khí lưu thông.

Giai đoạn thứ năm. Nếu muốn, bạn có thể tráng men toàn bộ cấu trúc bằng polycarbonate - điều này sẽ làm tăng nhiệt độ gia nhiệt của chất hấp thụ. Nhưng đừng quên rằng bạn cũng cần cung cấp một lối thoát cho luồng không khí từ bên ngoài.

Chi phí hoạt động bổ sung

Việc sử dụng điều này không có nghĩa là chăm sóc hoặc bảo dưỡng ngoài việc làm sạch định kỳ bụi bẩn và tuyết vào mùa đông (nếu nó không tự tan băng). Tuy nhiên, sẽ có một số chi phí liên quan:

Sửa chữa thì mọi thứ có thể thay đổi theo chế độ bảo hành, nhà sản xuất có thể thay thế mà không vấn đề gì, quan trọng là mua ở đại lý ủy quyền và có giấy tờ bảo hành.
Điện, nó được chi khá nhiều cho máy bơm và bộ điều khiển. Đối với cái đầu tiên, bạn chỉ có thể đặt 1 tấm pin mặt trời ở 300 W là đủ (ngay cả khi không có hệ thống pin).
Xả các cuộn dây, nó sẽ cần được thực hiện 5-7 năm một lần

Tất cả phụ thuộc vào chất lượng của nước (nếu nó được sử dụng như một chất mang nhiệt).