Solárny kolektor vyrobený z plastových fliaš: návod na zostavenie solárneho zariadenia krok za krokom

Koncept alternatívnej energie sa pre mnohých majiteľov súkromných domov a letných chát spája s drahými solárnymi panelmi, veternými turbínami či tepelnými čerpadlami. Nikto si ani neuvedomuje, že za pár hodín si za pár drobných postavíte solárny kolektor z plastových fliaš, aby ste sa zásobili teplou vodou počas celého teplého obdobia.

Povieme vám, ako z odpadových materiálov vyrobiť efektívny systém na úpravu sanitárnej vody. V našom článku nájdete podrobný popis návrhov a spôsobov výroby systémov, ktorých fungovanie bolo odskúšané v praxi. Ak vezmete do úvahy naše odporúčania, bez problémov zostavíte užitočné zariadenie pre domácnosť.

Špecifiká používania slnečných kolektorov

Hlavný rozdiel medzi solárnym kolektorom a rôznymi typmi výroby tepla solárne systémy pozostáva z cyklickej práce. Inými slovami, pri absencii slnka nebude tepelná energia.

Je zrejmé, že v tme sa výkon autonómneho teplovodného systému so solárnym kolektorom zníži na nulu. Výroba tepla solárnym kolektorom je určená dĺžkou denného svetla, ktorá závisí od zemepisnej šírky a ročného obdobia.

Domáci solárny kolektor vyrieši nielen otázku dodávky teplej vody do domu, ktorý nie je pripojený k centrálnym sieťam, ale aj problémy s vykurovaním

Klimatické vlastnosti oblasti majú tiež významný vplyv na úroveň výkonu solárneho kolektora. Ak je oblasť charakteristická častými hmlami alebo je slnko často skryté za mrakmi, potom je výkon solárneho kolektora výrazne znížený.

Avšak aj v tomto prípade solárny kolektor na vykurovanie a/alebo ohrev vody zostáva účinný vďaka svojej schopnosti zachytiť aj rozptýlené lúče.

Konštrukčné vlastnosti a princíp činnosti

Hlavným prvkom štandardnej verzie solárneho kolektora je adsorbér vo forme medenej platne s trubicou. Doska sa rýchlo zahrieva pod vplyvom slnečného žiarenia a prenáša teplo do trubice a kvapaliny v nej. Vďaka voľnému alebo nútenému obehu je výsledné teplo ďalej transportované celým systémom.

Pod vplyvom slnečného žiarenia sa medená platňa zahrieva, z ktorej sa teplo prenáša do chladiacej kvapaliny umiestnenej v trubici

Aby sa zvýšila účinnosť adsorbéra, mal by byť vybavený potrebnými fyzikálnymi vlastnosťami. V prvom rade je potrebné zvýšiť absorpčnú schopnosť adsorbéra a minimalizovať odraz slnečného žiarenia. Najjednoduchším riešením by bolo naniesť na adsorbér čiernu farbu.

Aby sa zvýšila účinnosť adsorbéra, musí byť pokrytý priehľadným sklom. Obyčajné sklo odráža časť slnečných lúčov.

Najlepšie je použiť špeciálne sklo s nízkym obsahom železa alebo použiť antireflexnú vrstvu. Aby sa zabránilo kontaminácii skla, telo solárneho kolektora by malo byť vzduchotesné.

Napriek mnohým spôsobom, ako zlepšiť prevádzku a zvýšiť produktivitu solárneho kolektora, v dôsledku nedostatkov v dizajne nie je tento ukazovateľ ani zďaleka ideálny. S prihliadnutím na princíp činnosti solárneho kolektora a metódy na zvýšenie jeho účinnosti sa pokúsime vytvoriť primitívny a lacný model z odpadových materiálov.

Zostavenie jednotky z odpadových materiálov

Okrem toho, že je lacný a ľahko sa montuje, variant vyrobený z plastových fliaš sa líši od štandardných solárnych zariadení tým, že ploché solárne kolektory nefungujú dobre v ranných a večerných hodinách.

Konvexný tvar fliaš zaisťuje takmer vertikálny prienik lúčov aj počas západu a úsvitu, čím zaisťuje účinnosť zariadenia ráno aj večer.

Vďaka vypuklému tvaru plastových fliaš dokáže prístroj aj vo vodorovnej polohe zachytiť lúče vychádzajúceho a zapadajúceho slnka

Existuje niekoľko charakteristických spôsobov, ako vytvoriť dokonale fungujúci systém teplej vody z plastových fliaš:

• Solárny kolektor plní úlohu zásobníka, v ktorom sa ohrieva voda a následne sa vypúšťa;
• Slnečný kolektor je prepojený so zásobníkom pre zabezpečenie ohrevu vody a prirodzenej cirkulácie;
• Plastové zberné fľaše fungujú ako zásobník vody;
• Plastové fľaše fungujú ako uzavreté nádoby na udržanie tepla.

Slnečné kolektory sa tiež môžu líšiť v dizajne. V prvom rade je to spôsobené spôsobom upevnenia fliaš a spôsobom ich umiestnenia.

Možnosť so zásobníkom ohrievanej vody

Na výrobu solárneho kolektora budete potrebovať polypropylénové potrubie s priemerom 50 mm, na ktoré sa budú pripájať plastové fľaše, ktorých počet je určený priemerom potrubia. Pre šablónu bolo odobraných 15 plastových fliaš, takže pracovná kapacita solárneho kolektora bola 30 litrov.

Spoje spájajúce fľaše s propylénovým potrubím sú potiahnuté silikónovým tmelom, zabraňujúcim úniku vody

Na pripojenie fliaš do jedného systému je potrebné vyvŕtať otvory v propylénovom potrubí určenom na zásobovanie teplou vodou. Ideálnym riešením bolo použiť 26mm vrták do dreva.

Pri týchto rozmeroch je zabezpečená maximálna hustota spoja a fľaša sa do otvoru zaskrutkuje silou pozdĺž závitu. Aby sa zabezpečilo maximálne utesnenie spojenia, spoje môžu byť potiahnuté silikónovým tmelom, ale je lepšie použiť tavné lepidlo.

Aby sa dosiahol efekt komunikujúcich nádob, musia byť v hornej časti každej fľaše vytvorené otvory s priemerom asi 2 mm.

Po pripojení fliaš sa na jednej strane potrubia vyreže armatúra, ktorá bude neskôr pripojená k prívodu vody na zásobovanie vodou. Na druhej strane by ste mali nainštalovať kohútik, cez ktorý bude ohriata voda odtekať do zásobníka.

Avšak, pod hmotnosťou naplnenej vody, takéto zariadenie pre domáce použitie solárna energia môže stratiť svoju integritu. Preto by bolo vhodné nainštalovať krabicu. Na jeho výrobu budete potrebovať dosku šírky 150 mm.

Pre zvýšenie účinnosti solárneho kolektora môžete na dno krabice položiť penový plast alebo polystyrén s hrúbkou 50 mm a zakryť fóliou.

Po inštalácii solárneho kolektora na mieste jeho ďalšieho použitia je potrebné plastové fľaše natrieť na čierno, aby účinnejšie absorbovali slnečné svetlo.

Pri čiernej farbe sa zvyšuje nasiakavosť plastu a zvyšuje sa účinnosť ohrevu vody.

Je lepšie použiť matnú farbu a aplikovať ju striekaním z aerosólovej nádoby. Zostáva iba zakryť box sklom, čím sa zvýši jeho tesnosť a napojiť ho na systém prívodu studenej vody a systém na vypúšťanie teplej vody pripravenej na použitie do akumulačnej nádrže.

Z praktických skúseností je známe, že plast neznáša vysoké teploty, ktoré vedú k jeho deformácii. Počas jasných slnečných dní môže teplota ohrievanej vody prekročiť 65 stupňov, čo povedie k deformácii plastu.

V tomto ohľade je lepšie odmietnuť dodatočné utesnenie škatule sklom alebo ho používať výlučne v zamračenom počasí.

Spôsob s cirkuláciou ohriatej vody

Systém solárnych kolektorov je podobný prvej možnosti, má však množstvo konštrukčných rozdielov.

Na vytvorenie zberača budete potrebovať nasledujúce nástroje a materiály:

• PVC rúrka s priemerom 20 mm s rohmi a T-kusmi;
• Valčeková rezačka rúr;
• Zrážacie frézy;
• Primer (čistiaci prostriedok);
• Plastové fľaše;
• Tetrapacky na mlieko alebo džús;
• Papiernický nôž;
• Kartón;
• Žiaruvzdorná matná čierna farba;
• Zásobník.

Na inštaláciu budeme potrebovať PVC rúrku s priemerom 20 mm. Vodorovná časť potrubia by mala byť rozrezaná na časti, do ktorých budú pripevnené uholníky a T-kusy zváraním za studena.Spodná časť solárneho kolektora bude vyzerať úplne rovnako. Konečným výsledkom je uzavretý systém, ale to prvé.

Vlastnosti lepenia PVC rúr

Ak chcete získať vysoko kvalitný rez, je lepšie použiť rezačka rúrvybavené valčekmi. Po rezaní je potrebné vnútro rúry zraziť pomocou špeciálnych skosovacích fréz.

Po zmeraní hĺbky T-kusov a uhlov je potrebné umiestniť značku na koniec pripájaného potrubia a ošetriť konce rúr a tvaroviek základným náterom (čistiacim prostriedkom).

Vďaka plynulému pohybu reznej časti vám valčeková rezačka rúr umožňuje vyhnúť sa deformáciám prierezu a tvorbe otrepov pozdĺž okraja pri rezaní

Ďalším krokom je nanesenie a rozotretie lepidla okolo vonkajšej strany potrubia a vnútornej strany tvarovky. Lepidlo sa musí nanášať štetcom a jeho veľkosť by mala byť menšia ako priemer rúrok. Zostáva len vložiť potrubie do pripraveného odpaliska alebo rohu a otočiť ho o štvrť otáčky, aby sa lepidlo rovnomerne rozložilo.

Malo by sa vziať do úvahy, že práca na lepení jedného rohu alebo odpaliska by mala byť dokončená nie dlhšie ako 30 sekúnd. Po upevnení je potrebné odstrániť zvyšky lepidla.

Postup výroby slnečného kolektora

Po príprave hornej rúrky a pripevnení zvislých rúrok k nej môžete začať pripravovať plastové fľaše. Prezentovaný model solárneho kolektora má 4 vertikálne rúrky dlhé 105 cm, na túto dĺžku rúrky sa zmestí 5 plastových fliaš. To znamená, že na zostavenie kolektora budete potrebovať 20 rovnakých plastových fliaš.

Z každej fľaše je potrebné odstrániť dno. Na to si vyrobte jednoduchú šablónu z 30 cm dlhého kartónu stočeného do tuby.Pomocou šablóny a pomocného noža odstráňte spodok fliaš. Po príprave fliaš môžete začať vyrábať absorbér, ktorý bude absorbovať slnečnú energiu.

Použitie jednoduchej kartónovej šablóny vám umožní rýchlo odrezať a získať fľaše rovnakej veľkosti

Ako absorbér používame použité džúsové alebo mliečne tetra balenia. Musia byť narezané, dôkladne umyté a vysušené. Na zlepšenie ich absorpčnej schopnosti naneste matnú čiernu farbu. Najjednoduchší spôsob, ako to urobiť, je použiť sprejovú farbu z plechovky.

Sekvenčné navliekanie plastových fliaš uľahčuje umiestnenie zložených tetra balení do nich

Po príprave fliaš a tetrapakov môžete začať s montážou solárneho zariadenia. Najprv musíte na vertikálnu trubicu navliecť plastovú fľašu hrdlom napred a vložiť do nej Tetra Pak. Podobným spôsobom sú všetky fľaše navlečené na zvislé rúrky, ktoré sa potom musia pripojiť k odpaliskám a rohom spodnej rúrky, podobne ako horná.

Aby bol vyrobený solárny kolektor tuhosť, je potrebné preň vytvoriť podperu.

Obyčajný drevený panel dodáva konštrukcii tuhosť a uľahčuje presun solárneho kolektora na miesto jeho prevádzky

Kolektor môžete ako v prvom prípade umiestniť do drevenej škatule, ale už nie je potrebné ho izolovať. Pretože každá z plastových fliaš je akýmsi malým izolovaným zásobníkom, ktorý sa zahrievaním zvnútra prenáša teplo do vody cirkulujúcej cez rúrky.

Vlastnosti umiestnenia a pripojenia

Pre maximálnu možnú absorpciu slnečného žiarenia musí byť kolektor orientovaný južným smerom. Malý uhol sklonu 10-15 stupňov stačí na to, aby kolektor efektívne pracoval takmer v akejkoľvek polohe slnka.

Spodná časť potrubia musí byť pripojená k spodnej časti akumulačnej nádrže a horná časť - približne k jej strednej časti. Studená voda z polymérovej nádoby bude prúdiť spodnou rúrkou do kolektora, kde sa ohreje a stúpa hornou rúrkou do nádrže.

Tak dôjde k prirodzenému obehu vody cez domáci systém. Pre zabezpečenie vysokej intenzity cirkulácie vody by mala byť nádrž umiestnená tesne nad solárnym kolektorom vo vzdialenosti minimálne 0,3 m od neho.

Pri správnom napojení solárneho kolektora na zásobník je zabezpečená prirodzená cirkulácia vody

Malo by sa vziať do úvahy, že keď studená voda vstupuje do nádrže z vodovodného systému, aktívne sa mieša, čo znižuje účinnosť kolektora. Tomu sa dá predísť vybavením vstupu do nádrže turbulentným reduktorom, čo je upchatá trubica s viacerými otvormi.

Voda plynulo preteká cez reduktor, čím studená voda zostáva v spodných vrstvách, odkiaľ je odoberaná do solárneho kolektora.

Použitie turbulentného reduktora pomáha zabrániť zmiešaniu studenej a teplej vody v zásobnej nádrži

Je zrejmé, že solárny kolektor zabezpečuje ohrev vody iba počas dňa za slnečného počasia. Preto je dôležité šetriť teplou vodou na použitie počas dňa a večera. K tomu je potrebné izolovať zásobník.

Závery a užitočné video na túto tému

Video 1. Takto sa objavili prvé solárne systémy z plastových fliaš:

Video 2. Takmer zadarmo zariadenie na ohrev vody v akcii:

Solárny kolektor vyrobený z plastových nádob na nápoje je lacným riešením na prípravu teplej vody. V prípade dlhotrvajúceho nepriaznivého počasia, najmä na jar a jeseň, je však vhodné do zásobníka namontovať vykurovacie teleso. V tomto prípade sa solárny kolektor stane súčasťou kompletného systému, čo umožní za výhodných podmienok ušetriť peniaze.

Povedzte nám o svojich skúsenostiach so stavbou domáceho solárneho systému z plastových fliaš. Je možné, že vo svojom arzenáli máte informácie a možnosti dizajnu, ktoré môžu byť užitočné pre návštevníkov stránky. Napíšte komentáre do blokového formulára nižšie, pýtajte sa, zdieľajte fotografie a užitočné informácie.