Bộ thu năng lượng mặt trời từ chai nhựa: hướng dẫn từng bước để lắp ráp thiết bị năng lượng mặt trời

Bộ thu năng lượng mặt trời là gì

Một số thiết kế đã được phát triển và được cấp bằng sáng chế:

1. Bằng phẳng.
2. Hình ống.
3. ống chân không.
4. Thermosyphons.

Dễ chế tạo nhất một bộ thu năng lượng mặt trời tự làm với thiết kế phẳng hoặc hình ống.

Làm thế nào để lắp ráp cài đặt? Một khối gom (số lượng của chúng đã được biết gần đúng từ các phép tính được thực hiện theo phương pháp trên) bao gồm các phần tử sau:

• Một tập hợp các phần tử hình ống bằng đồng hoặc nhôm;
• tấm thấm nước;
• Vỏ cách nhiệt kín;
• Nắp đậy, có thể được làm bằng polyme chịu nhiệt hoặc thủy tinh cường lực trong suốt.

Hiệu quả của lớp cách nhiệt xác định hiệu quả của bộ thu. Nó có thể tăng lên nếu trong mạch cung cấp một mạch lưu trữ, có thể cung cấp nhiệt vào những ngày nhiều mây hoặc cho hoạt động của hệ thống làm mát.

Quá trình sản xuất và lắp đặt tiếp theo các bộ thu năng lượng mặt trời có thể thực hiện không chỉ cho mái nhà, mà còn cho các bức tường phía nam của tòa nhà. Trong trường hợp này, vỏ được có lỗ để tạo điều kiện cho luồng không khí lưu thông. Khi không khí được làm nóng lên đến đỉnh tường, nó sẽ được dẫn đến các ống thông gió của tòa nhà để phân phối.

Các loại bộ thu năng lượng mặt trời

Thiết bị tiêu chuẩn có dạng một tấm kim loại, được đặt trong hộp nhựa hoặc thủy tinh. Bề mặt của tấm này tích tụ năng lượng mặt trời, giữ nhiệt và truyền nó cho các nhu cầu khác nhau của gia đình: sưởi ấm, đun nước, v.v. Có một số loại bộ thu tích hợp.

Tích lũy

Bộ thu lưu trữ còn được gọi là phích nước. Một bộ thu năng lượng mặt trời tự làm như vậy mà không cần máy bơm là lợi nhuận cao nhất. Khả năng của nó không chỉ cho phép làm nóng nước mà còn duy trì nhiệt độ ở mức cần thiết trong một thời gian.

Một bộ thu năng lượng mặt trời như vậy để sưởi ấm bao gồm một số bể chứa đầy nước, được đặt trong một hộp cách nhiệt. Các bể được đậy bằng nắp kính, qua đó tia nắng mặt trời xuyên qua và làm nóng nước. Phương án này là kinh tế nhất, dễ vận hành và bảo trì, nhưng hiệu quả của nó vào mùa đông gần như bằng không.

bằng phẳng

P đại diện cho một tấm kim loại lớn - chất hấp thụ, nằm bên trong một hộp nhôm có nắp thủy tinh.Bộ thu năng lượng mặt trời phẳng tự làm sẽ hiệu quả hơn khi sử dụng nắp kính. Hấp thụ năng lượng mặt trời thông qua kính chống mưa đá, truyền ánh sáng tốt và thực tế không phản chiếu ánh sáng.

Bên trong hộp có lớp cách nhiệt, có tác dụng giảm thất thoát nhiệt một cách đáng kể. Bản thân tấm có hiệu suất thấp, vì vậy nó được phủ một lớp bán dẫn vô định hình, làm tăng đáng kể tốc độ tích lũy nhiệt năng.

Khi bạn tự tay chế tạo bộ thu năng lượng mặt trời cho hồ bơi, thiết bị tích hợp phẳng thường được ưu tiên hơn. Tuy nhiên, nó không tệ hơn đối phó với các nhiệm vụ khác, chẳng hạn như: sưởi ấm nước cho nhu cầu sinh hoạt và sưởi ấm không gian. Phẳng là tùy chọn được sử dụng rộng rãi nhất. Tốt hơn là tự chế tạo một bộ hấp thụ cho bộ thu năng lượng mặt trời từ đồng.

Chất lỏng

Ngay từ cái tên, rõ ràng chất làm mát chính trong chúng là chất lỏng. Một bộ thu năng lượng mặt trời nước tự làm được chế tạo theo sơ đồ sau. Thông qua một tấm kim loại hấp thụ năng lượng mặt trời, nhiệt được truyền qua các đường ống gắn vào nó vào một bể chứa nước hoặc chất lỏng không đóng băng hoặc trực tiếp đến người tiêu dùng.

Có hai đường ống được gắn vào tấm. Thông qua một trong số chúng, nước lạnh được cung cấp từ bể, và qua bể thứ hai, chất lỏng đã được làm nóng đi vào bể. Các đường ống phải có lỗ đầu vào và đầu ra. Một sơ đồ sưởi ấm như vậy được gọi là đóng cửa.

Khi nước nóng được cung cấp trực tiếp để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng, một hệ thống như vậy được gọi là vòng hở.

Những loại không tráng men thường được sử dụng để làm nóng nước trong hồ bơi, vì vậy việc lắp ráp các bộ thu nhiệt năng lượng mặt trời như vậy bằng tay của bạn không cần phải mua các vật liệu đắt tiền - cao su và nhựa sẽ làm được.Những cái tráng men có hiệu suất cao hơn, vì vậy chúng có thể sưởi ấm ngôi nhà và cung cấp nước nóng cho người tiêu dùng.

Hàng không

Các thiết bị không khí tiết kiệm hơn các thiết bị tương tự ở trên sử dụng nước làm chất mang nhiệt. Không khí không đóng băng, không rò rỉ, không sôi như nước. Nếu rò rỉ xảy ra trong một hệ thống như vậy, nó không gây ra nhiều vấn đề, nhưng khá khó để xác định nó đã xảy ra ở đâu.

Sản xuất tự làm không tốn kém cho người tiêu dùng. Tấm pin mặt trời, được bao phủ bằng kính, làm nóng không khí giữa nó và tấm cách nhiệt. Nói một cách đại khái, đây là một bộ thu phẳng với không gian cho không khí bên trong. Không khí lạnh đi vào bên trong và dưới tác động của năng lượng mặt trời, không khí ấm được cung cấp cho người tiêu dùng.

Các tùy chọn như vậy bền và đáng tin cậy và dễ bảo trì hơn các thiết bị sử dụng chất lỏng làm chất làm mát. Để duy trì nhiệt độ không khí mong muốn trong hầm hoặc để sưởi ấm nhà kính bằng bộ thu năng lượng mặt trời, chỉ cần một tùy chọn như vậy là phù hợp.

Cấu tạo ống linh hoạt

Để tạo ra một bộ thu năng lượng mặt trời đáng tin cậy, chỉ những vật liệu chất lượng cao mới được sử dụng. Vì mục đích này, ống nhựa kim loại hoặc ống thông thường được sử dụng để tưới tiêu là phù hợp. Bộ thu có thể được tạo thành từ một số mô-đun. Các đường ống phải được đặt và cố định chặt chẽ trong chúng.

Thiết kế này là đơn giản nhất. Nhược điểm chính của nó là cần phải sử dụng một máy bơm. Kể từ khi lưu thông tự nhiên là không thể trong một thiết kế như vậy. Nếu các đường ống quá dài, lực cản thủy lực sẽ lớn hơn lực cản do chênh lệch nhiệt độ tạo ra.

Lưu ý rằng việc lắp đặt máy bơm không xuất hiện bất kỳ vấn đề nào. Hơn nữa, một hệ thống như vậy trả tiền khá nhanh chóng.

Lắp đặt hồ bơi

Phiên bản được xem xét của bộ thu nhiệt cũng có thể được sử dụng để làm nóng nước trong hồ bơi. Nó phải được kết nối với hệ thống lọc có thiết bị bơm. Chất lỏng lưu thông bên trong sẽ được làm nóng trước khi vào bể bơi.

Có những lựa chọn cho phép từ chối lắp đặt bể chứa. Phương pháp này có thể được thực hiện nếu nước nóng được thiết kế dành riêng để sử dụng vào ban ngày với một lượng nhỏ. Ví dụ, chiều dài của mạch là một trăm năm mươi mét. Trong trường hợp này, chỉ số của đường kính trong là mười sáu milimét. Trong thiết kế này, ba mươi lít chất lỏng được đặt. Nếu thiết kế gồm nhiều ngăn nối thành một hệ thống thì lượng nước nóng sẽ nhiều hơn rất nhiều.

Bộ thu năng lượng mặt trời - nước hoặc không khí

Mỗi loại máy sưởi đều hoạt động hiệu quả, chỉ khác nhau về mục đích chính và nguyên tắc hoạt động:

• Bộ thu nước - được sử dụng để đáp ứng nhu cầu về nước nóng và hệ thống sưởi dưới sàn nhiệt độ thấp. Hiệu quả công việc trong giai đoạn mùa đông giảm sút rõ rệt. Chân không được làm nóng gián tiếp và các tấm thu nhiệt được kết nối với một bể đệm tiếp tục tích nhiệt trong suốt cả năm. Nhược điểm chính là chi phí cao của bộ thu năng lượng mặt trời, lắp đặt và đường ống.
• Ống thông gió - có thiết kế đơn giản và thiết bị có thể được chế tạo độc lập nếu muốn. Mục đích chính: sưởi ấm không gian. Tất nhiên, có những chương trình cho phép sử dụng nhiệt nhận được để cung cấp nước nóng, nhưng đồng thời, hiệu suất của bộ thu khí giảm gần một nửa.Ưu điểm: chi phí bộ và lắp đặt thấp.

Hệ thống sưởi không khí bằng năng lượng mặt trời chỉ hoạt động vào ban ngày. Hệ thống sưởi không khí bắt đầu ngay cả khi trời nhiều mây, có nhiều mây và khi mưa. Hoạt động của máy sưởi không khí trong mùa đông không dừng lại.

Điều này thật thú vị: Sự khác biệt giữa phòng tắm kiểu Nga và phòng tắm hơi kiểu Phần Lan (video)

Từ ống đồng

Một bộ sưu tập với một thanh ngoằn ngoèo bằng đồng, được bọc bên trong bằng các tấm cùng chất liệu, cực kỳ hiệu quả. Có lẽ là hiệu quả nhất trong số những cái mà chúng tôi tìm thấy trên mạng. Các ống, dải được hàn bằng loại mỏ hàn tự sinh đặc biệt ở các đường nối, mối nối, nên công đoạn hấp đồng là công đoạn tốn nhiều công sức nhất, mất 2 ngày.

Đồng bị hóa đen bằng cách đặt nó trong bể chứa kali persulfat:

Vỏ được cách nhiệt, giấy bạc được gắn vào bức tường phía sau để phản xạ nhiệt. Tất cả các kẽ hở đều được bịt kín cẩn thận:

Cấu trúc đã được di chuyển vào vị trí này, vì nó được bọc bằng màng bám thông thường, và chỉ sau khi vận chuyển và kết nối mới được lắp đặt kính:

Kết quả: trong điều kiện khí hậu nóng miền Nam, dưới các tia trực tiếp, đồng trở nên nóng, nước sôi lên, thậm chí còn có dấu vết nóng chảy của các phần tử cấu trúc pôlôni rất đáng chú ý. Nên trộn chất lỏng lạnh vào vòi hoa sen có bộ hấp thụ năng lượng mặt trời loại này, cần phải cung cấp thùng riêng hoặc nguồn cung cấp từ vòi.

Sản xuất chất hấp thụ

Chúng tôi lắp ráp các ống như sau:

1. Bức tường bao phủ phía trên của chiếc lọ (trong đó có một lỗ) được cắt bằng kéo kim loại thành "cánh hoa", được uốn cong vào trong. Rất tiện lợi để uốn cong các “cánh hoa” bằng cách đặt lon lên một ống nhựa có đường kính lớn nhất có thể (để luồn vào bên trong lon).
2. Ở đáy của mỗi lon có một mũi khoan hình nón, bạn cần tạo 3 lỗ có đường kính 20 mm, sao cho tâm của chúng nằm ở các đỉnh của một tam giác đều.
3. Bây giờ bạn có thể thu thập các ống từ lon - 8 chiếc. trong mỗi. Các lon phải được bịt kín bằng chất bịt kín ống khói ở nhiệt độ cao như Vữa chịu nhiệt cao. Chế phẩm này nên được áp dụng cho bề mặt đã được tẩy dầu mỡ và làm ẩm trước đó. Chế phẩm được san bằng ngón tay, đeo găng tay cao su, cũng phải được làm ẩm bằng nước.

Để các ống hoàn toàn đồng đều, trong quá trình lắp ráp, các hộp phải được đặt trong khuôn mẫu được đập xuống từ hai tấm ván và có dạng một góc bằng nhau. Nó được lắp đặt ở một góc nhỏ so với phương thẳng đứng (bạn có thể dựa vào tường).

Trên ống mới được lắp ráp, nằm trong khuôn mẫu, một trọng lượng phải được lắp đặt từ trên cao cho đến khi chất bịt kín được đóng rắn hoàn toàn.

Bộ thu năng lượng mặt trời là gì?

Về cốt lõi, đây là thiết bị khí hậu được sử dụng để sản xuất nước nóng với việc sử dụng sau đó trong hệ thống ống nước và hệ thống sưởi. Nguyên tắc hoạt động của một hệ thống như vậy là thay đổi tỷ trọng của nước trong quá trình làm nóng của nó, do đó chất lỏng nóng được đẩy lên.

Sự khác biệt chính giữa các hệ thống như vậy là tài nguyên thiên nhiên được sử dụng để sưởi ấm, đặc biệt là năng lượng mặt trời, hoàn toàn miễn phí. Và một bộ thu năng lượng mặt trời được thiết kế phù hợp cho phép bạn trích xuất năng lượng này ngay cả trong những ngày băng giá hoặc trong thời tiết nhiều mây. Vì vậy, việc sử dụng một thiết bị như vậy là có thể không chỉ trong mùa hè, mà ngay cả trong mùa thu và mùa đông.

Thiết bị thu năng lượng mặt trời

Thiết kế của một hệ thống thu năng lượng mặt trời hoàn chỉnh nhất thiết phải bao gồm một số yếu tố cơ bản - đó là:

• một thiết bị để chiết xuất năng lượng mặt trời;
• thùng chứa để tích nước nóng;
• Bộ trao đổi nhiệt;
• cấu trúc cách nhiệt, làm giảm tốc độ làm mát của chất làm mát.

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.

Đặc điểm của bộ thu năng lượng mặt trời chân không để sưởi ấm trong nhà vào mùa đông

Bộ thu năng lượng mặt trời chân không là một thiết bị khá phức tạp. Phần tử làm việc chính được thể hiện bằng một bóng đèn hấp thụ ánh sáng đắt tiền có bề mặt trong suốt, trong đó có ống. Cơ sở của công việc là nguyên lý của một cái phích. Bình chân không cho phép ánh sáng mặt trời truyền vào bên trong lòng ống, nơi không có không khí, giúp bạn tiết kiệm đến 95% nhiệt lượng.

Bộ thu năng lượng mặt trời chân không. Đắt hơn, nhưng hoạt động ngay cả trong mùa đông

Đáy của chân không bên trong ống cho bộ thu năng lượng mặt trời chiếm chất chống đông, chất này chuyển sang trạng thái khí khi đun nóng. Ở phần trên của nó, nhiệt được truyền đến bộ thu nhiệt với chất làm mát. Đồng thời, chất chống đông lạnh và ngưng tụ, trở lại trạng thái ban đầu.

Bộ thu năng lượng mặt trời chân không được đặc trưng bởi hiệu suất cao trong điều kiện ánh sáng kém và nhiệt độ dưới -37 ° C. Nó đã được thiết kế đặc biệt cho các vĩ độ phía bắc và có thể hoạt động trong điều kiện không có bức xạ mặt trời trực tiếp. Để hoạt động hiệu quả, cấu trúc cần được chăm sóc liên tục, bao gồm làm sạch bề mặt của nó khỏi bị nhiễm bẩn.

Nhược điểm chính là chi phí xây dựng cao. Nếu ít nhất một ống bị hỏng, việc sửa chữa sẽ gặp khó khăn vì tất cả các sản phẩm đều được lắp nối tiếp.

Đề án "mùa hè"

Tùy chọn này là thuận tiện cho một mùa hè tắm. Nếu nó sẽ được đặt trên đường phố, thì thùng chứa nước nóng nên được gắn ở đó.

Nếu chúng ta đang nói về hệ thống dây điện bên trong tòa nhà, thì thùng chứa chất lỏng phải được lắp đặt trong nhà.

Đề án đang được xem xét hoạt động trên cơ sở lưu thông tự nhiên. Bộ thu nhiệt phải được gắn bên dưới bể chứa, nơi nước ấm sẽ tích tụ, khoảng một mét. Điều này là do mật độ khác nhau của chất lỏng nóng và lạnh. Để kết nối bộ thu với bể, cần sử dụng các đường ống có tiết diện từ 0,75 inch trở lên.

Để giữ nước ở trạng thái ấm có hiệu quả, các bức tường của bể chứa phải được cách nhiệt. Vì mục đích này, cần sử dụng bông khoáng. Độ dày của nó ít nhất phải là 10 cm. Nếu có mái che phía trên lò hơi, cần phải sử dụng thêm polyetylen để cách nhiệt.

Đề án này không được gọi là "mùa hè" để làm gì. Nó chỉ có thể đun nóng nước vào mùa ấm. Trong thời gian lạnh, chất lỏng phải được xả ra khỏi hệ thống. Nếu không, đóng băng nó có thể làm hỏng đường ống đã sử dụng.

Quá trình lắp ráp một bộ thu năng lượng mặt trời tự chế

Việc bắt đầu lắp ráp sản phẩm năng lượng mặt trời này bắt đầu bằng việc chế tạo cuộn dây. Nếu bạn cố gắng nhặt một cuộn dây làm sẵn, việc lắp ráp cuối cùng sẽ mất ít thời gian hơn nhiều. Cuộn dây đã chọn phải được rửa rất kỹ dưới vòi nước (tốt nhất là nước nóng) để rửa sạch tất cả các tắc nghẽn từ bên trong và loại bỏ cặn freon. Nếu bạn không tìm thấy ống phù hợp, thì bạn có thể mua số lượng phù hợp trong cửa hàng. Nhưng trong trường hợp này, bạn sẽ phải tự tạo cuộn dây. Để làm cho nó, hãy cắt các ống theo chiều dài cần thiết. Tiếp theo, sử dụng quá trình chuyển đổi góc, hàn chúng dưới dạng cấu trúc cuộn dây. Hơn nữa, để bộ thu nhiệt có thể được kết nối với hệ thống cấp nước, hàn ¾ đường ống dẫn nước chuyển tiếp trên các cạnh của cuộn dây. Có một số tùy chọn cho hình dạng và thiết kế của cuộn dây, ví dụ, bạn có thể hàn các ống ở dạng "bậc thang" (nếu bạn định thực hiện tùy chọn này, sau đó mua bộ điều hợp không góc, bạn sẽ cần tees) .

Lắp ráp bộ thu năng lượng mặt trời

Sau đó, trên một tấm kim loại đã chuẩn bị trước, bạn phủ một lớp phủ chọn lọc bằng sơn đen mờ, bạn nên làm điều này ít nhất một vài lớp. Chờ luồng không khí làm khô sơn và bắt đầu hàn cuộn dây (mặt chưa sơn). Toàn bộ cấu trúc cuộn dây phải được hàn dọc theo toàn bộ chiều dài của các ống, bằng cách này, bạn đảm bảo truyền nhiệt hiệu quả nhất và kết quả là truyền nhiệt tối đa đến hệ thống cấp nước. Nếu bạn làm đúng mọi thứ, bộ thu năng lượng mặt trời mà bạn đã lắp ráp sẽ hoạt động như dự kiến.

Bộ sưu tập phẳng

Bộ thu năng lượng mặt trời phẳng là một khung kim loại, trên đó, khi nhìn từ dưới lên, được cố định:

• tấm thân;
• lớp cách nhiệt;
• lớp phản chiếu (không có trong tất cả các mô hình);
• tấm thu nhiệt (tản nhiệt hay còn gọi là tấm hấp phụ), trong đó các ống trao đổi nhiệt được hàn vào;
• nắp truyền sáng trong suốt (kính cường lực với độ truyền sáng 95% hoặc polycarbonate không kém trong suốt).

Ngoài ra trên thân máy còn có một đầu ra và một ống dẫn vào - chất làm mát lưu thông qua chúng.

Có những mô hình mở - không có nắp. Ưu điểm duy nhất của chúng là giá thành rẻ, nhưng chúng rất kém hiệu quả và hoàn toàn không thể hoạt động ở nhiệt độ thấp. Do không có lớp phủ nên lớp phủ hấp thụ nhanh chóng bị phá hủy, vì vậy các bộ thu nhiệt mở phục vụ trong nhiều mùa, và do đặc tính của chúng, chúng có thể được sử dụng để làm nóng nước trong hồ bơi hoặc trong vòi hoa sen. Chúng vô dụng để sưởi ấm.

Nguyên lý hoạt động của tấm thu năng lượng mặt trời phẳng như sau: tia nắng mặt trời truyền gần như hoàn toàn qua lớp kính bảo vệ trên cùng. Từ các tia này, tấm tản nhiệt nóng lên. Nhiệt, tất nhiên, được tỏa ra, nhưng hầu như không phát ra: thủy tinh trong suốt đối với tia nắng mặt trời, nó không cho nhiệt đi qua (vị trí "c" trong sơ đồ). Nó chỉ ra rằng năng lượng nhiệt không bị tiêu tán, nhưng được lưu trữ bên trong bảng điều khiển. Từ nhiệt này, các ống trao đổi nhiệt được đốt nóng, và từ chúng nhiệt được truyền đến chất làm mát lưu thông qua chúng.

Quy tắc về vị trí của người thu gom phẳng

Các bộ thu kiểu này phải được đặt ở vị trí góc 90o so với tia sáng tới. Góc này được đặt càng chính xác thì hệ thống thu nhiệt càng nhiều. Rõ ràng là không thực tế nếu liên tục duy trì góc này trên một mái cố định, nhưng bạn cần định vị bảng sao cho ánh sáng chiếu vào càng lâu càng tốt.Có những thiết bị khá đắt tiền có thể thay đổi vị trí của bảng điều khiển so với mặt trời, duy trì góc tới tối ưu của tia nắng mặt trời. Chúng được gọi là hệ thống theo dõi.

Giá cả phụ thuộc vào cái gì

Giá của một tấm thu phẳng phần lớn phụ thuộc vào vật liệu được sử dụng. Vì vậy, cơ thể có thể là nhôm hoặc thép mạ kẽm. Thân máy bằng nhôm được ưa chuộng hơn, nhưng chi phí cao hơn. Ngoài ra còn có các trường hợp polyme. Chúng được đặc trưng bởi độ bền và độ tin cậy cao.

Các ống trao đổi nhiệt và vật liệu của tấm thu nhiệt có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất. Chúng là nhôm (những tấm như vậy rẻ hơn) và đồng. Đồng đắt hơn, nhưng cũng bền hơn, chúng cũng có hiệu suất cao hơn. Đối với Nga, ngay cả đối với các khu vực phía nam của nó, nó là mong muốn sử dụng chúng. Vì sự cách nhiệt, ngay cả ở phía nam, hiếm khi quá mức, nó không phải lúc nào cũng đủ để sưởi ấm.

Lớp phủ của tấm thu nhiệt cũng rất quan trọng: càng gần với màu đen tuyệt đối thì tia phản xạ càng ít và dẫn đến nhiều nhiệt hơn. Vì vậy, các nhà công nghệ không ngừng nghiên cứu để cải tiến lớp phủ này.

Trong những mẫu đầu tiên, nó là một lớp sơn đen thông thường, nhưng ngày nay nó là một lớp sơn niken đen.

Ống góp nhựa

Trong một loại riêng biệt, các bộ thu năng lượng mặt trời bằng nhựa có thể được phân biệt. Ở phiên bản đơn giản nhất, đây là hai tấm polycarbonate, được gắn trên một khung nhôm. Giữa chúng, các xương sườn được hàn hoặc hàn, tạo ra một mê cung trong bảng điều khiển cho dòng chảy của nước. Đầu vào nằm ở trên cùng của bảng điều khiển và đầu ra ở dưới cùng.Nước lạnh được đổ vào ngăn trên, đi qua mê cung, nóng lên và thoát ra với nhiệt độ cao hơn qua ngăn dưới. Hệ thống được sử dụng để làm nóng nước vào mùa hè. Do sức cản thủy lực thấp, nó hoạt động rất tốt trong hệ thống dòng chảy trọng lực. Loại máy nước nóng năng lượng mặt trời này là một lựa chọn lý tưởng để cung cấp nước nóng cho ngôi nhà vào mùa hè trong mùa vườn.

Nhưng đôi khi các bộ thu chính thức để sưởi ấm được gọi là bộ thu năng lượng mặt trời bằng nhựa. Chỉ là trong chúng, nắp trên không được làm bằng thủy tinh mà bằng polycarbonate hoặc nhựa khác có khả năng truyền ánh sáng mặt trời tốt. Các mô hình như vậy ít rủi ro hơn: nhựa bền hơn thủy tinh (thậm chí được tôi luyện).

Trang bị hệ thống tự động hóa hệ thống làm việc với bộ thu năng lượng mặt trời

Các chi tiết cụ thể về hoạt động của các lắp đặt năng lượng mặt trời, dữ liệu ban đầu thay đổi liên tục (mùa, điều kiện thời tiết, v.v.) không đảm bảo tính ổn định của các thông số (nhiệt độ, lưu lượng sóng mang nhiệt và các thông số khác), đòi hỏi phải bao gồm các hệ thống điều khiển trong sơ đồ cài đặt.

Các thiết bị điện tử như bộ điều khiển, dựa trên phân tích nhiệt độ ở những vị trí nhất định của sơ đồ lắp đặt, đưa ra lệnh đóng / mở van, bật / tắt bộ phận bơm để chọn chuyển động tối ưu của chất làm mát dọc theo mạch. Vì vậy, ví dụ, nếu nhiệt độ của nước trong bình chứa của chất làm mát bị vượt quá, bộ điều khiển sẽ dừng chuyển động của nó dọc theo mạch, dừng sự mất nhiệt có thể được thải ra môi trường qua bộ thu nhiệt.

Nguyên lý làm việc của máy sưởi năng lượng mặt trời

Trước khi bắt tay vào sản xuất hệ thống năng lượng mặt trời tự chế, cần nghiên cứu thiết kế các bộ thu năng lượng mặt trời do nhà máy sản xuất - không khí và nước.Loại trước được sử dụng để sưởi ấm không gian trực tiếp, loại sau được sử dụng làm máy nước nóng hoặc chất làm mát không đóng băng - chất chống đông.

Phần tử chính của hệ mặt trời là bản thân bộ thu năng lượng mặt trời, được cung cấp trong 3 phiên bản:

1. Máy nước nóng phẳng. Nó là một hộp kín, cách nhiệt từ bên dưới. Bên trong có một bộ phận thu nhiệt (chất hấp thụ) làm bằng một tấm kim loại, trên đó cố định một cuộn dây đồng. Từ phía trên phần tử được đóng bởi kính mạnh.
2. Thiết kế của ống góp làm nóng không khí tương tự như phiên bản trước, chỉ có không khí được bơm bởi quạt lưu thông qua các ống thay vì chất làm mát.
3. Thiết bị của một bộ thu chân không hình ống về cơ bản khác với các mô hình phẳng. Thiết bị bao gồm các bình thủy tinh siêu bền, nơi đặt các ống đồng. Đầu của chúng được kết nối với 2 đường - cung cấp và trở lại, không khí được bơm ra khỏi các bình.

Phép cộng. Có một loại máy đun nước chân không khác, trong đó các bình thủy tinh được đậy kín và đổ đầy chất đặc biệt bay hơi ở nhiệt độ thấp. Trong quá trình bay hơi, chất khí sẽ hấp thụ một lượng nhiệt lớn truyền cho nước. Trong quá trình trao đổi nhiệt, môi chất lại ngưng tụ và chảy xuống đáy bình, như hình vẽ bên.

Thiết bị gồm một ống chân không được làm nóng trực tiếp (bên trái) và một bình được cung cấp năng lượng bằng bay hơi / ngưng tụ chất lỏng

Các loại bộ thu nhiệt được liệt kê sử dụng nguyên tắc truyền trực tiếp nhiệt của bức xạ mặt trời (nói cách khác - cách nhiệt) sang chất lỏng hoặc không khí đang chảy. Một máy nước nóng phẳng hoạt động như thế này:

1. Nước hoặc chất chống đông được bơm tuần hoàn sẽ di chuyển qua bộ trao đổi nhiệt bằng đồng với tốc độ 0,3-0,8 m / s (mặc dù cũng có các mô hình trọng lực cho vòi sen ngoài trời).
2. Các tia nắng mặt trời làm nóng tấm hấp thụ và ống cuộn dây được kết nối chặt chẽ với nó. Nhiệt độ của chất làm mát chảy ra tăng từ 15-80 độ tùy thuộc vào mùa, thời gian trong ngày và thời tiết đường phố.
3. Để loại trừ thất thoát nhiệt, bề mặt đáy và mặt bên của thân được cách nhiệt bằng bọt polyurethane hoặc bọt polystyrene ép đùn.
4. Lớp kính trên cùng trong suốt thực hiện 3 chức năng: bảo vệ lớp phủ chọn lọc của chất hấp thụ, không cho gió thổi qua cuộn dây và nó tạo ra một lớp kín khí giữ nhiệt.
5. Chất làm mát nóng đi vào bộ trao đổi nhiệt của bể chứa - bể đệm hoặc lò hơi gia nhiệt gián tiếp.

Do nhiệt độ của nước trong mạch của thiết bị dao động theo sự thay đổi của mùa và theo ngày nên bộ thu năng lượng mặt trời không thể được sử dụng để sưởi ấm và nước nóng sinh hoạt trực tiếp. Năng lượng nhận được từ mặt trời được chuyển đến chất làm mát chính thông qua cuộn dây của bồn chứa - bình tích áp (lò hơi).

Hiệu quả của các thiết bị dạng ống được tăng lên do chân không và thành phản chiếu bên trong mỗi bình. Các tia sáng mặt trời tự do đi qua lớp không có không khí và đốt nóng ống đồng có chất chống đông, nhưng nhiệt không thể thắng chân không và đi ra bên ngoài, do đó tổn thất là nhỏ nhất. Một phần khác của bức xạ đi vào tấm phản xạ và được tập trung vào đường nước. Theo các nhà sản xuất, hiệu quả của việc lắp đặt đạt 80%.

Khi nước trong bể được làm nóng đến nhiệt độ thích hợp, các bộ trao đổi nhiệt năng lượng mặt trời chuyển sang bể bằng van ba chiều