Najpopularniejszym sposobem wykorzystania energii słonecznej do podgrzewania wody jest stworzenie płaskich lub próżniowych kolektorów słonecznych. Jednak nadal istnieją metody o dość wysokim współczynniku wydajności, które pomagają wykorzystywać energię słoneczną do podgrzewania wody. W tym artykule rozważymy jedną z tych metod, a mianowicie stworzenie koncentratora słonecznego do dostarczania ciepłej wody.
Aby stworzyć system podgrzewania wody za pomocą odbłyśnika słonecznego, autor potrzebował następujących materiałów:
1) paraboliczna antena satelitarna
2) folia lustrzana
3) rura miedziana
4) sól
5) czarna farba żaroodporna
6) włókno krystaliczne mulitowe
Rozważ podstawy systemu i etapy tworzenia koncentratora słonecznego.
Główną zaletą takiego systemu jest jego wyższa wydajność: wysokiej jakości reflektory skupiają dużą gęstość światła słonecznego w jednym punkcie, co pozwala zamienić wodę w parę w kilka sekund.
Aby zademonstrować moc wizualną takich systemów, zalecamy przeczytanie następującego materiału wideo:
Jak pokazano na filmie, mały koncentrator słoneczny może spalać drewno, topić ołów, to znaczy temperatura występująca w punkcie koncentracji światła słonecznego jest dość wysoka.
Jednak ten system ma wiele wad, które musisz znać przed podjęciem decyzji o budowie takiego systemu.
Aby reflektor był stale obracany w stronę słońca, konieczne jest zainstalowanie specjalnych systemów śledzenia, które dostosowują reflektor względem słońca w ciągu dnia. Te urządzenia śledzące są dość drogie i zużywają sporo energii.
Skuteczność koncentratora zależy w dużym stopniu od czystości powierzchni odbijającej, dlatego lustra wymagają utrzymywania ich w czystości.
Jeśli te niedociągnięcia Cię nie przerażają, to aby zbudować koncentrator, potrzebujesz parabolicznej anteny satelitarnej, i nie jest szczególnie ważne, czy jest to koncentracja bezpośrednia, czy przesunięta model. Najważniejsze jest poprawna parabola, która skupi wszystkie złapane promienie w jednym punkcie. Zasadniczo możesz nawet zrobić pozór anteny z arkuszy kartonu, ale skuteczność takiego systemu jest bardzo zależna od jakości paraboli.
Po oczyszczeniu powierzchni anteny autor przystąpił do wklejenia jej folią lustrzaną. Najlepiej jest użyć metalicznej folii z warstwą klejącą, aby utworzyć lustrzaną powierzchnię. Wklejanie powierzchni za pomocą takiej folii jest dość proste na zasadzie samoprzylepnej tapety, ale możesz również użyć kawałków lustra, aby stworzyć odblaskową powierzchnię na antenie.
Ponieważ sama antena satelitarna ma zakrzywiony kształt, nie jest całkowicie uzasadnione, aby nakleić pojedynczy kawałek filmu. Dlatego przed wklejeniem autor pociął film na cienkie paski. Dzięki takiemu podejściu możliwe było przyklejenie całej powierzchni anteny dość równomiernie i jakościowo.
Po tym, jak antena uzyska powierzchnię lustra, konieczne jest określenie punktu skupienia, będzie to miejsce koncentracji odbitego światła słonecznego z powierzchni anteny. Zazwyczaj punkt ostrości na antenie słonecznej znajduje się tylko w obszarze konwertera, ale jeśli sam zbudowałeś parabolę, najłatwiej jest określić punkt ostrości za pomocą metody eksperymentalnej. Należy wziąć kawałek sklejki grubszej i stopniowo odsuwać ją od piasty, aż plamka na nim zmniejszy się, gdy tylko będzie minimalna, będzie to punkt skupienia promieni słonecznych. Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, że ciepło jest skoncentrowane w tym miejscu, dlatego należy zachować ostrożność i nosić sprzęt ochronny: skórzane rękawiczki, maskę spawalniczą lub okulary przeciwsłoneczne.
Następnie musisz wykonać wymiennik ciepła, który będzie raportował temperaturę do wody. W tym celu autor użył miedzianej rury. Wbił w nią sól i zaczął jeszcze bardziej owijać się wokół rury. Sól wewnątrz miedzianej rurki jest potrzebna, aby rura nie spłaszczyła się podczas nawijania.
Autor zauważa, że w celu wykorzystania maksymalnej energii słonecznej wymiennik ciepła nie szkodzi malowaniu na czarno. Ponieważ wymiennik ciepła będzie narażony na wysokie temperatury, do malowania konieczne jest użycie żaroodpornej farby.
Ponadto, aby zwiększyć wydajność, konieczne jest zaizolowanie radiatora, aby nie ochładzał się od wiatru.
Poniżej znajduje się schemat izolowanego radiatora:
Użyj materiałów ogniotrwałych do izolacji radiatora, ponieważ w tym miejscu skoncentruje się wysoka temperatura. Autor tego koncentratora zastosował w tym celu włókno krystaliczne mulitu, które jest stosowane w piecach gazowych i piecach muflowych. Szkło powinno być również hartowane, aby nie deformować się od temperatury.
Radiator został wykonany na zasadzie chłodzonych wodą grzejników do komputerów. Jest produkowany zgodnie z rozmiarem punktu skupienia piasty.
Poniżej przedstawiono schemat połączeń dla koncentratora słonecznego:
Autor przypomina również, że rury i zbiornik muszą być również izolowane w celu zwiększenia wydajności.