Cara membuat kolektor surya untuk pemanasan dengan tangan Anda sendiri: panduan langkah demi langkah

Kolektor surya udara: perangkat skema desain

Untuk membuat kolektor surya udara dari sarana yang ada di rumah tangga mana pun, Anda perlu sedikit.

Anda akan perlu:

• Papan kayu, batangan, kayu lapis;
• Sekrup, paku, atau pengencang lainnya yang dapat disadap sendiri;
• Kaleng besi untuk minuman;
• cat hitam;
• Kaca.

Pertama-tama, Anda perlu menyiapkan kotak kayu dengan dimensi yang diperlukan (panjang x lebar). Kedalaman kotak harus sedikit lebih besar dari diameter kaleng yang direncanakan untuk digunakan. Dinding kotak dapat diikat dengan sekrup self-tapping atau pengencang yang sesuai. Kemudian, di bagian atas dan bawah kotak, mundur 10-15 sentimeter dari dinding atas dan bawah, Anda perlu memasang rak, di sepanjang panjangnya lubang bor untuk kaleng sama dengan diameternya.

Hal ini diperlukan untuk memotong lubang di kaleng, memotong leher dan bagian bawah, sehingga mendapatkan pipa tembus yang terlihat seperti saluran udara kecil. Anda perlu menghubungkan kaleng dengan memasukkan kaleng kedua ke bagian bawah kosong kaleng pertama, yang berikutnya ke dalamnya, dan seterusnya untuk seluruh panjang kotak. Kemudian masukkan pipa yang dihasilkan dari kaleng ke dalam kotak melalui lubang yang dibor untuk ini. Jadi, perlu untuk mengisi seluruh kotak dengan kaleng, tidak termasuk ruang antara dinding atas dan rak atas tempat kaleng dipasang, dan ruang antara rak bawah dan dinding bawah.

Sambungan rak atas dan bawah dengan kaleng harus diikat dengan sekrup self-tapping dengan mengebor rak bersama dengan dinding kaleng. Udara dari ruangan akan memasuki ruang antara dinding atas kotak dan rak atas, yang perlu diberi lubang, lebih disukai pasangan. Melewati kaleng dan memanas, udara akan memasuki ruang yang sama antara rak bawah dan dinding, dari mana ia akan memasuki ruangan melalui lubang, di sini perlu menyediakan kipas angin. Dengan demikian, proses penuh sirkulasi udara dan pemanasan harus dilakukan.

Kotak itu sendiri dan kaleng yang dipasang perlu dikurangi dan dicat dengan cat matte hitam (Anda dapat menggunakan yang termurah) untuk menciptakan kesan struktur tunggal dan meningkatkan laju pemanasan.

Tahap perakitan yang bertanggung jawab

Langkah terakhir adalah merakit kasing, yang akan mengikat semua komponen perangkat menjadi satu struktur. Menggunakan selembar kayu lapis dan balok kayu, Anda perlu merobohkan kotak yang kuat. Di batang kayu bekas, potong alur terlebih dahulu, lalu Anda akan memasukkan layar polikarbonat ke dalamnya (kedalaman alur sekitar 0,5 cm). Outlet tabung dapat dibuat setelah semua komponen utama dipasang. Selanjutnya, di kotak kayu yang sudah dirakit, untuk membuat kantong udara, Anda meletakkan insulasi wol mineral. Pasang panel dengan gulungan di atas wol mineral. Selipkan ujung-ujung kapas agar gulungan tidak menyentuh dinding kotak. Panel pemanas dan panel polikarbonat juga harus memiliki jarak antara keduanya dan tidak saling bersentuhan.

Tahap terakhir terdiri dari perawatan tubuh dengan larutan anti air khusus dan pelapisan (kecuali untuk bagian depan).

Kolektor surya dari bingkai lama

Itu saja, kolektor surya do-it-yourself sudah siap. Untuk mengaktifkannya, letakkan di atas struktur pendukung, putar bagian depannya ke arah matahari sehingga sinar jatuh di bagian depan dengan sudut paling kanan. Di atap, pasang tangki untuk akumulasi air, itu akan berfungsi sebagai reservoir. Ke bagian atas tangki, jalankan selang yang terhubung ke tabung atas manifold, ke bagian bawah tabung bawah. Dengan menghubungkan air sesuai dengan skema ini, Anda akan memastikan operasi dalam mode sirkulasi alami.Menurut hukum fisika, air panas akan naik ke arah tangki, dan air dingin yang dipindahkan akan masuk ke kolektor untuk pemanasan di koil. Jangan lupa bahwa perlu memasang selang dan katup ke tangki untuk mengambil air dari tangki, serta mengisinya dengan yang baru.

Manifold udara

Kolektor udara adalah salah satu perkembangan paling sukses. Tapi panel surya tipe udara sangat jarang. Perangkat semacam itu tidak cocok untuk pemanas rumah atau pasokan air panas. Mereka digunakan untuk pendingin udara. Pembawa panas adalah oksigen, yang dipanaskan di bawah pengaruh energi matahari. Panel surya jenis ini diidentifikasi dengan panel baja bergaris yang dicat dengan warna gelap. Prinsip pengoperasian perangkat ini adalah pasokan oksigen alami atau otomatis ke rumah-rumah pribadi. Oksigen dengan bantuan radiasi matahari menghangat di bawah panel, sehingga menciptakan AC.

Diperbolehkan memasang pengumpul udara di rumah-rumah pribadi, tempat komersial.

Klasifikasi suhu

Peralatan solar untuk rumah sering diklasifikasikan menurut jenis pendinginnya. Hari ini di pasar dunia Anda dapat menemukan sistem cairan dan udara. Selain itu, kolektor dibagi sesuai dengan rezim suhu operasi, yaitu klasifikasi diterapkan sesuai dengan suhu pemanasan maksimum elemen kerja. Ada beberapa jenis sistem berikut:

• suhu rendah — pembawa panas untuk kolektor surya dipanaskan hingga 50℃;
• suhu sedang - suhu cairan yang bersirkulasi tidak melebihi 80℃;
• suhu tinggi - suhu maksimum bahan perpindahan panas dapat naik hingga 300 derajat.

Dua opsi pertama paling cocok untuk digunakan di rumah, sedangkan model kolektor suhu tinggi lebih sering digunakan di sektor ekonomi manufaktur dan industri. Hal ini disebabkan fakta bahwa dalam sistem pemanas air suhu tinggi, proses mengubah energi matahari menjadi panas cukup rumit. Pada saat yang sama, instalasi surya semacam itu menempati area yang luas. Tidak setiap pemilik real estat "dacha" mampu membeli kemewahan seperti itu.

Jenis pemanas air tenaga surya dan karakteristiknya

Pemanas air tenaga surya adalah seperangkat peralatan untuk memanaskan air menggunakan energi matahari. Nama lain untuk perangkat ini adalah kolektor surya. Tidak seperti panel fotovoltaik yang menggunakan sinar matahari untuk menghasilkan listrik, pemanas surya segera menerima energi panas, yang mereka transfer ke pendingin (air, antibeku, dll.).

Mereka membentuk keseluruhan sistem yang terdiri dari elemen-elemen berikut:

• Pengumpul. Panel yang menerima energi panas dan mentransfernya ke pendingin.
• Tangki penyimpanan. Sebuah wadah di mana air panas terakumulasi dan pendingin yang didinginkan digantikan oleh aliran yang baru dipanaskan.
• Sirkuit pemanas. Sistem radiator konvensional atau pemanas di bawah lantai, mewujudkan energi cairan pendingin. Pada beberapa jenis sistem, rangkaian pemanas tidak termasuk dalam volume sistem kolektor, menerima energi di tangki penyimpanan, yang dalam hal ini adalah penukar panas.

Menurut jenis sirkulasi

Sirkulasi cairan pendingin memungkinkan Anda menerima energi panas sebagai imbalan atas energi yang dilepaskan ke atmosfer internal rumah. Ada dua jenis:

1. Alami. Pergerakan lapisan cairan yang dipanaskan ke atas dengan penggantiannya dengan lapisan yang lebih dingin digunakan.Itu tidak memerlukan perangkat apa pun atau penggunaan listrik, tetapi tergantung pada banyak faktor - posisi relatif kolektor, penyimpanan dan elemen lain dari sistem, suhu, dll. Pergerakan cairan tidak stabil, bisa bertambah dan berkurang.
2. Dipaksa. Aliran diarahkan oleh pompa sirkulasi. Ada mode stabil dengan laju aliran konstan, yang memungkinkan Anda menyediakan mode pemanasan rumah yang stabil.

Menurut tipe kolektor

Ada desain kolektor dengan efisiensi, kemampuan, dan metode perpindahan panas yang berbeda. Diantara mereka:

1. Membuka. Baki datar panjang atau talang yang terbuat dari plastik hitam tempat air bersirkulasi. Efisiensi kolektor terbuka sangat rendah, tetapi kesederhanaan dan murahnya berkontribusi pada popularitas mereka. Digunakan untuk memanaskan air untuk outdoor shower atau kolam renang.
2. berbentuk tabung (termosifon). Elemen utamanya adalah tabung koaksial dengan lapisan vakum di antara lapisan luar, yang secara andal mengisolasi isi tabung. Desainnya efisien, tetapi mahal dan tidak dapat diperbaiki.
3. Datar. Ini adalah wadah tertutup dengan panel atas transparan. Permukaan bagian dalam ditutupi dengan lapisan penerima energi panas, yang mentransfernya ke air, yang bergerak di dalam tabung yang disolder ke penerima. Sebuah desain sederhana dan efektif, di mana, untuk efek yang lebih besar, ruang hampa kadang-kadang dibuat untuk isolasi termal.

Menurut jenis sirkuit sirkulasi

1. Terbuka - digunakan untuk menyediakan air panas ke area perumahan. Pembawa panas dalam hal ini adalah air, yang digunakan untuk berbagai kebutuhan rumah tangga dan, karenanya, tidak lagi memasuki sirkuit.
2. Sistem sirkuit tunggal - digunakan untuk pemanas rumah. Pendingin yang dipanaskan dengan cara ini digunakan sebagai aditif pada pendingin yang dipanaskan dengan metode tradisional. Dalam hal ini, pendingin yang dipanaskan masuk ke sistem pemanas, setelah itu dipindahkan lagi ke tangki penerima dan ke kolektor.
3. Sistem pemanas sirkuit ganda adalah yang paling serbaguna. Dimungkinkan untuk menggunakannya untuk pemanasan di musim dingin atau untuk pasokan air.

Pasokan air sirkuit ganda dan sistem pemanas

Anda juga dapat memilih salah satu pendingin yang memungkinkan - air, oli, atau antibeku. Setelah kolektor, pendingin melewati penukar panas, di mana panas dipindahkan ke sirkuit kedua. Pendingin kedua yang digunakan sudah digunakan untuk tujuan yang dimaksudkan - untuk pemanasan atau pasokan air.

pendingin

Untuk pemanas air seperti itu, berbagai pendingin digunakan: antibeku, cairan pelumas, dan air.

Aplikasi

Tata surya secara bertahap mendapatkan popularitas. Dengan bantuan mereka, mereka memecahkan banyak masalah:

• Memanaskan cairan ke suhu yang diperlukan.
• Meningkatkan kinerja sistem pemanas.
• Pemanas air untuk kolam renang, untuk mandi musim panas.
• Pemanasan cairan untuk kebutuhan lain.

Penyerap, bagian terpenting dari sistem

Bagian dari kolektor surya yang menerima, mengakumulasi dan mentransfer panas ke pendingin disebut absorber. Dari elemen inilah efisiensi seluruh sistem bergantung.

Elemen ini terbuat dari tembaga, aluminium atau kaca, diikuti dengan pelapis. Efektivitas penyerap lebih bergantung pada lapisan daripada bahan dari mana ia dibuat. Di bawah, di foto, Anda dapat melihat lapisan apa yang tersedia dan seberapa efektif mereka dapat menyerap panas.

Gambaran sistem menunjukkan kemungkinan penyerapan maksimum energi matahari yang jatuh pada absorber. "α" adalah persentase penyerapan maksimum yang mungkin. "ε" adalah persentase panas yang dipantulkan.

Berdasarkan tipe bangunan

Peredam juga berbeda dalam jenis perangkat, sekarang hanya ada dua jenis:

Bulu - disusun sebagai berikut. Pelat menghubungkan tabung dengan pendingin satu sama lain. Tabung itu sendiri dapat saling berhubungan menjadi satu sistem dalam beberapa cara. Ini adalah jenis penyerap sederhana yang bisa Anda buat sendiri.

Berbentuk silinder - dalam hal ini, pelapis diterapkan pada permukaan kaca labu dan digunakan dalam pengumpul vakum. Berkat perangkat ini, panas lebih terkonsentrasi tepat di tengah tabung tempat penghilang panas, atau batang, berada. Sistem ini bekerja dengan efisiensi yang lebih tinggi daripada sistem pena.

Apakah mungkin menggunakan kolektor surya di musim dingin?

Untuk penggunaan perangkat sepanjang tahun, Anda perlu mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja kolektor surya di musim dingin. Perbedaan utama adalah pendingin. Karena air dapat membeku di pipa sirkuit, itu harus diganti dengan antibeku. Prinsip pemanasan tidak langsung bekerja dengan pemasangan boiler tambahan. Selanjutnya, diagramnya adalah:

• Setelah antibeku memanas, ia akan mengalir dari baterai yang terletak di luar ke dalam koil tangki air dan memanaskannya.
• Kemudian air hangat akan disuplai ke sistem, didinginkan kembali.
• Pastikan untuk memasang sensor tekanan (pengukur tekanan), ventilasi udara, katup ekspansi untuk menghilangkan tekanan berlebih.
• Seperti pada versi musim panas, untuk meningkatkan sirkulasi, perlu disediakan pompa sirkulasi.

Kolektor surya di atap rumah di musim dingin

Cara membuat pemanas air tenaga surya dengan tangan Anda sendiri

Perangkat itu adalah radiator berbentuk tabung, dengan diameter 1 inci, ditempatkan di dalam kotak kayu. Struktur dapat diisolasi secara termal dengan busa. Dengan bantuan lembaran besi galvanis, bagian bawah perangkat juga perlu diisolasi. Pastikan untuk mengecat bahan dengan warna hitam untuk mempercepat proses pemanasan, kecuali penutup kaca yang dicat putih.

Sebagai wadah air, Anda bisa menggunakan tong besi berukuran besar yang ditaruh di dalam kotak yang terbuat dari kayu atau triplek. Ruang kosong harus diisi. Untuk ini, serbuk gergaji, pasir, tanah liat yang diperluas, dll. Cocok.

Alat dan bahan sendiri untuk pemanas air

Untuk membangun pemanas air tenaga surya, bahan dan alat berikut diperlukan:

• kaca dengan bingkai;
• karton konstruksi di bawah bagian bawah;
• kayu atau kayu lapis untuk kotak di bawah tong;
• kopel;
• pengisi untuk ruang kosong (pasir, serbuk gergaji, dll.);
• sudut besi lapisan;
• pipa untuk radiator;
• pengencang (misalnya, klem);
• lembaran besi galvanis;
• tangki besi dengan volume besar (300 liter sudah cukup);
• cat hitam, putih dan perak berlapis;
• batang kayu.

Proses pembuatan pemanas air tenaga surya

Proses membuat kolektor surya dengan tangan Anda sendiri tidak hanya mengasyikkan, tetapi juga membawa banyak manfaat. Perangkat yang dibuat akan memungkinkan penggunaan radiasi matahari secara rasional untuk menyelesaikan berbagai masalah ekonomi. Adapun spesifikasi pembuatan kolektor secara bertahap adalah sebagai berikut:

1. Pertama, Anda perlu membuat kotak untuk tangki, yang perlu diperkuat dengan palang.
2. Bahan isolasi panas diterapkan dari bawah, di atasnya dipasang lembaran logam.
3. Radiator ditempatkan di atas, yang harus diperbaiki dengan benar dengan pengencang yang sudah disiapkan.
4. Retakan terkecil di tubuh struktur harus diolesi dan disegel.
5. Pipa dan lembaran logam harus dicat hitam.
6. Laras dan kotak dicat perak dan setelah kering, tangki dipasang di struktur kayu.
7. Ruang kosong diisi dengan pengisi yang disiapkan.
8. Untuk memastikan tekanan konstan, Anda dapat membeli ruang aqua dengan pelampung, yang dipasang di tangki penyimpanan air.
9. Desain harus ditempatkan di tempat yang cerah dengan sudut ke cakrawala.
10. Selanjutnya, sistem ini dihubungkan oleh pipa (jumlah dan bahannya tergantung pada ukuran dan jenis proyek).
11. Untuk menghindari pembentukan kantong udara, Anda harus mulai mengisi dari bagian bawah radiator.
12. Menurut sistem seperti itu, air yang dipanaskan bergerak ke atas, sehingga menggantikan air dingin, yang kemudian memasuki radiator dan memanas.

Jika semuanya dihitung dengan benar, setelah beberapa saat air hangat akan keluar dari pipa outlet. Jangan lupa bahwa cuaca cerah adalah prasyarat. Jadi, suhu di dalam sistem pemanas air bisa sekitar 70 derajat. Perbedaan suhu air di saluran masuk dan keluar akan menjadi 10-15 derajat. Di malam hari, disarankan untuk memblokir akses air, untuk menghindari kehilangan panas.

Kinerja perangkat semacam itu secara signifikan lebih rendah daripada pemanas toko. Efisiensi perangkat buatan sendiri akan jauh lebih rendah, tetapi jika tidak perlu membeli sistem yang begitu mahal, Anda dapat melakukan semuanya sendiri.

Energi matahari merupakan sumber panas alternatif

Gagasan menggunakan energi matahari untuk pemanasan bukanlah hal baru.Selain itu, kemanfaatan penggunaannya telah dibuktikan oleh orang Amerika, Cina, Spanyol, Israel, dan Jepang.

Pasar penuh dengan tawaran berbagai instalasi untuk mengkonversi energi matahari dan penggunaan lebih lanjut untuk kebutuhan rumah tangga.

Tata surya secara aktif digunakan sebagai sumber panas utama di banyak negara di dunia. Di garis lintang kami, itu masih digunakan sebagai tambahan untuk sistem pemanas.

Biaya sistem tergantung pada jenis, area, bahan yang digunakan dalam pembuatan. Dari tahun ke tahun, ada tren penurunan harga yang stabil untuk semua jenis instalasi surya - tata surya.

Hal ini membuat mereka lebih mudah diakses oleh masyarakat umum. Hanya saja tidak semua orang siap untuk melakukan pembelian seperti itu.

Tetapi, jika diinginkan, Anda dapat membangun sistem pemanas surya yang efisien dengan tangan Anda sendiri, menghabiskan lebih sedikit uang.

Sistem pemanas yang sudah dikenal yang telah menjalankan fungsinya dengan sempurna selama bertahun-tahun menjadi semakin mahal. Alasan untuk ini adalah kenaikan global dalam harga sumber daya energi di seluruh dunia. Keinginan alami yang muncul dari pemilik adalah untuk menghemat pemanas, yang menghabiskan sebagian besar anggaran keluarga.

Jadi sistem pemanas surya dapat sepenuhnya menggantikan bahan bakar padat biasa, gas atau lainnya. Itu semua tergantung pada jenis dan ukuran ruangan yang akan digunakan.

Pilihan yang cocok untuk lumbung tidak cocok untuk bangunan tempat tinggal, dan sistem yang memenuhi kebutuhan tempat tinggal musim panas tidak dapat mengatasi pemanasan rumah 2 lantai.

Penggantian lengkap pemanas tradisional dengan pemanas matahari terkadang bermasalah.Pemilik khawatir bahwa sistem mungkin tidak dapat mengatasi atau tidak ada cukup ruang untuk memasang jumlah panel yang diperlukan.

Oleh karena itu, sistem pemanas gabungan sering digunakan, tanpa sepenuhnya meninggalkan peralatan gas (listrik atau lainnya) yang terpasang. Tingkat penggantian pemanas konvensional dengan pemanas matahari bisa mencapai 90%.

Juga, jumlah hari cerah tahunan di area tempat tinggal itu berada adalah penting. Apalagi suhu rata-rata harian tidak begitu penting.

Banyak instalasi secara efektif menyerap cahaya pada hari-hari musim dingin yang membekukan (pengumpul surya menggunakan antibeku sebagai pendingin).

Selain pemanas, instalasi surya mampu menyediakan air hangat dan listrik untuk rumah.

Harga untuk peralatan pabrik

Bagian terbesar dari biaya keuangan untuk pembangunan sistem semacam itu jatuh pada pembuatan kolektor. Ini tidak mengherankan, bahkan dalam sampel industri tata surya, sekitar 60% dari biaya jatuh pada elemen struktural ini. Biaya keuangan akan tergantung pada pilihan bahan tertentu.

Perlu dicatat bahwa sistem seperti itu tidak dapat memanaskan ruangan, itu hanya akan membantu menghemat biaya dengan membantu memanaskan air dalam sistem pemanas. Mengingat biaya energi yang cukup tinggi yang dihabiskan untuk memanaskan air, kolektor surya yang terintegrasi ke dalam sistem pemanas secara signifikan mengurangi biaya tersebut.

Kolektor surya cukup terintegrasi ke dalam sistem pemanas dan pasokan air panas (+)

Untuk pembuatannya, bahan yang cukup sederhana dan terjangkau digunakan. Selain itu, desain ini benar-benar tidak mudah menguap dan tidak memerlukan perawatan. Pemeliharaan sistem dikurangi menjadi pemeriksaan berkala dan pembersihan kaca kolektor dari kontaminasi.

Keuntungan dan kerugian

Semua jenis instalasi memiliki karakteristik positif dan negatifnya. Untuk kolektor surya juga ada indikatornya.

Kelebihan:

1. Sistem pemanas surya menghemat energi untuk air panas.
2. Bagian dari biaya pemanasan di musim dingin dapat dikurangi dengan menggunakan radiasi matahari.

Minus:

1. Ini akan membutuhkan pembuatan sistem pasokan panas yang sama sekali baru, yang harus dipasang di instalasi pemanas tradisional dan perangkat air panas.
2. Tata surya tidak dapat menjamin puncak salju. Di sini Anda perlu menggunakan perangkat yang membakar bahan bakar atau instalasi listrik untuk pemanas ruangan.

Bagaimana cara kerjanya di musim dingin?

Dalam sistem pemanas, sebagai aturan, pengumpul vakum digunakan, ini ditentukan oleh karakteristik teknis dan kondisi operasinya.

Elemen utama dari ruang hampa kolektor surya adalah tabung vakum, yang terdiri dari:

• Tabung isolasi yang terbuat dari kaca atau bahan lain yang mentransmisikan sinar matahari dengan kehilangan daya yang minimal;
• Tembaga, pipa panas ditempatkan di bagian dalam tabung isolasi;
• Aluminium foil dan lapisan penyerap terletak di antara tabung;
• Penutup tabung isolasi, yang merupakan paking penyegel yang menyediakan vakum di ruang internal perangkat.

Sistem bekerja sebagai berikut:

1. Di bawah pengaruh energi matahari, pembawa panas dari sirkuit tabung menguap dan naik, di mana ia mengembun di penukar panas kolektor, mentransfer panasnya ke pendingin sirkuit eksternal, dan kemudian mengalir ke bawah, dan prosesnya berulang.
2. Pembawa panas dari sirkuit eksternal, dari penukar panas kolektor surya, diumpankan ke tangki penyimpanan, di mana energi panas yang diterima ditransfer ke pembawa panas dari sistem pemanas dan pasokan air panas.
3. Sirkulasi pendingin sirkuit eksternal dilakukan dengan memasang pompa sirkulasi dan sistem otomasi yang memastikan pengoperasian sistem dalam mode otomatis.
4. Kompleks sistem otomasi mencakup pengontrol, sensor, dan kontrol yang menyediakan parameter yang ditetapkan dari operasi sistem (suhu, aliran fluida dalam sistem DHW, dll.)

Agar sistem ini menjadi efisien dan mengatasi tugas yang ditetapkan, termasuk selama periode musim dingin, sistem menyediakan instalasi sumber energi yang berlebihan. Ini mungkin sistem pemanas tambahan menggunakan pembawa panas, seperti pada diagram di atas, ketika pembawa panas dari sirkuit tambahan dipanaskan dengan menggunakan berbagai jenis bahan bakar (gas, biofuel, listrik). Juga, tugas serupa dapat dilakukan dengan memasang elemen pemanas listrik langsung ke tangki penyimpanan. Pengoperasian sumber energi cadangan dikendalikan oleh sistem otomasi, termasuk perangkat ini dalam pengoperasiannya, jika diperlukan.

Bagaimana cara kerja kolektor surya?

Prinsip pengoperasian kolektor didasarkan pada penyerapan (penyerapan) energi panas matahari oleh perangkat penerima khusus dan transfernya dengan kerugian minimal ke pendingin. Tabung tembaga atau kaca yang dicat hitam digunakan sebagai penerima.

Bagaimanapun, diketahui bahwa benda yang memiliki warna gelap atau hitam paling baik diserap oleh panas. Pendingin paling sering adalah air, terkadang udara.Secara desain, kolektor surya untuk pemanas rumah dan pasokan air panas adalah dari jenis berikut:

• udara;
• air datar;
• vakum air.

Antara lain, kolektor surya udara dibedakan oleh desainnya yang sederhana dan, karenanya, harga terendah. Ini adalah panel - penerima radiasi matahari yang terbuat dari logam, tertutup dalam wadah tertutup. Lembaran baja untuk perpindahan panas yang lebih baik dilengkapi dengan rusuk di sisi belakang dan diletakkan di bagian bawah dengan insulasi termal. Kaca transparan dipasang di bagian depan, dan di sisi kasing ada bukaan dengan flensa untuk menghubungkan saluran udara atau panel lain, seperti yang ditunjukkan pada diagram:

Saya harus mengatakan bahwa pemasangan kolektor surya dengan pemanas udara memiliki karakteristiknya sendiri. Karena efisiensinya yang rendah, perlu menggunakan beberapa panel serupa yang digabungkan menjadi baterai untuk pemanas ruangan. Selain itu, Anda pasti akan membutuhkan kipas angin, karena udara panas dari pengumpul yang terletak di atap tidak akan turun dengan sendirinya. Diagram rangkaian sistem udara ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Ini menarik: Kanopi untuk teras polikarbonat: kami menyatakan semua nuansa

Bagaimana cara kerja kolektor surya?

Prinsip pengoperasian kolektor didasarkan pada penyerapan (penyerapan) energi panas matahari oleh perangkat penerima khusus dan transfernya dengan kerugian minimal ke pendingin. Tabung tembaga atau kaca yang dicat hitam digunakan sebagai penerima.

Bagaimanapun, diketahui bahwa benda yang memiliki warna gelap atau hitam paling baik diserap oleh panas. Pendingin paling sering adalah air, terkadang udara. Secara desain, kolektor surya untuk pemanas rumah dan pasokan air panas adalah dari jenis berikut:

• udara;
• air datar;
• vakum air.

Antara lain, kolektor surya udara dibedakan oleh desainnya yang sederhana dan, karenanya, harga terendah. Ini adalah panel - penerima radiasi matahari yang terbuat dari logam, tertutup dalam wadah tertutup. Lembaran baja untuk perpindahan panas yang lebih baik dilengkapi dengan rusuk di sisi belakang dan diletakkan di bagian bawah dengan insulasi termal. Kaca transparan dipasang di bagian depan, dan di sisi kasing ada bukaan dengan flensa untuk menghubungkan saluran udara atau panel lain, seperti yang ditunjukkan pada diagram:

Saya harus mengatakan bahwa pemasangan kolektor surya dengan pemanas udara memiliki karakteristiknya sendiri. Karena efisiensinya yang rendah, perlu menggunakan beberapa panel serupa yang digabungkan menjadi baterai untuk pemanas ruangan. Selain itu, Anda pasti akan membutuhkan kipas angin, karena udara panas dari pengumpul yang terletak di atap tidak akan turun dengan sendirinya. Diagram rangkaian sistem udara ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Perangkat dan prinsip pengoperasian kolektor surya udara

Kolektor udara surya terdiri dari beberapa bagian utama:

Skema kerja kolektor surya udara

• Seluruh struktur kolektor ditempatkan dalam wadah yang tahan lama dan tertutup rapat, yang harus dilengkapi dengan isolator termal. Panas yang masuk ke dalam kolektor tidak boleh "bocor" ke luar.
• Bagian utama dari setiap kolektor adalah panel surya, yang juga disebut penyerap atau penyerap. Tugas panel ini adalah menerima energi matahari kemudian mentransfernya ke udara, sehingga harus terbuat dari bahan dengan konduktivitas termal tertinggi. Sifat-sifat seperti itu yang tersedia dalam kehidupan sehari-hari adalah tembaga dan aluminium, lebih jarang baja.Untuk perpindahan panas yang lebih baik, bagian bawah penyerap dibuat sebesar mungkin, sehingga rusuk, permukaan bergelombang, perforasi, dan metode lainnya dapat digunakan. Untuk penyerapan energi matahari yang lebih baik, bagian penerima dari penyerap dicat dengan warna matte gelap.
• Bagian atas kolektor ditutup rapat dengan insulasi transparan, yang dapat berupa kaca temper atau kaca plexiglass, atau kaca polikarbonat.

Kolektor surya berorientasi ke selatan dan permukaannya miring sehingga jumlah energi matahari maksimum mengenai permukaan. Seperti yang dikatakan para ahli - untuk insolasi maksimum. Udara luar yang dingin secara alami atau paksa masuk ke bagian penerima, melewati sirip penyerap dan keluar dari bagian lain, dilengkapi dengan flensa untuk bergabung dengan saluran udara yang menuju ke ruang yang dipanaskan. Perlu dicatat bahwa ada banyak pilihan desain kolektor surya dan di atas hanya ditampilkan sebagai contoh.

Pemanasan udara dengan bantuan kolektor surya tidak dapat sepenuhnya menggantikan pemanas utama di zona iklim kita, tetapi ini akan menjadi bantuan yang sangat baik bahkan pada hari-hari cerah musim dingin yang beku.

Cara kerja kolektor - sederhana

Salah satu struktur yang dipertimbangkan dalam artikel untuk mengubah energi matahari menjadi energi panas memiliki dua komponen utama - penukar panas dan perangkat baterai penangkap cahaya. Yang kedua berfungsi untuk menangkap sinar matahari, yang pertama - untuk mengubahnya menjadi panas.

Kolektor paling progresif adalah vakum. Di dalamnya, akumulator-pipa dimasukkan satu sama lain, dan ruang tanpa udara terbentuk di antara mereka. Faktanya, kita sedang berhadapan dengan termos klasik.Kolektor vakum, karena desainnya, menyediakan isolasi termal perangkat yang ideal. Omong-omong, pipa di dalamnya memiliki bentuk silinder. Oleh karena itu, sinar Matahari mengenai mereka secara tegak lurus, yang menjamin bahwa kolektor menerima sejumlah besar energi.

Perangkat vakum progresif

Ada juga perangkat yang lebih sederhana - berbentuk tabung dan datar. Manifold vakum mengungguli mereka dalam segala hal. Satu-satunya masalah adalah kompleksitas manufaktur yang relatif tinggi. Anda dapat merakit perangkat seperti itu di rumah, tetapi itu akan membutuhkan banyak usaha.

Pendingin di kolektor surya untuk pemanasan yang dimaksud adalah air, yang harganya sedikit, tidak seperti bahan bakar modern, dan tidak memancarkan karbon dioksida ke lingkungan. Perangkat untuk menangkap dan mengubah sinar matahari, yang dapat Anda buat sendiri, dengan parameter geometris 2x2 meter persegi, mampu memberi Anda sekitar 100 liter air hangat setiap hari selama 7-9 bulan. Dan struktur berukuran besar juga dapat digunakan untuk memanaskan rumah.

Jika Anda ingin membuat kolektor untuk penggunaan sepanjang tahun, Anda perlu memasang penukar panas tambahan di atasnya, dua sirkuit dengan zat antibeku dan meningkatkan permukaannya. Perangkat semacam itu akan memberi Anda kehangatan baik dalam cuaca cerah maupun berawan.

Perbedaan antara panel surya dan kolektor

Sebelum melanjutkan deskripsi karakteristik utama dan ruang lingkup tata surya untuk memanaskan air, Anda perlu memahami bagaimana panel surya berbeda dari kolektor.

1) Baterai surya - perangkat, yang menghasilkan listrik dari energi Matahari dengan bantuan fotosel yang sangat sensitif, digabungkan menjadi satu sistem otonom.Karena konverter fotovoltaik menghasilkan arus searah, inverter juga digunakan, yang memungkinkan Anda mendapatkan arus bolak-balik yang sesuai untuk kebutuhan rumah tangga: listrik dan penerangan.

2) Kolektor surya - sistem pemisahan fungsional, tugas utamanya adalah penyerapan radiasi inframerah dekat dan sinar matahari yang terlihat. Baterai menghasilkan arus dan kolektor memanaskan cairan di dalam tabung. Ini adalah perbedaan utama mereka.

Pendingin untuk kolektor surya dipilih dengan mempertimbangkan waktu dalam setahun, serta fitur operasi. Untuk struktur multifungsi, antibeku (antibeku) biasanya digunakan, dan sistem tipe musiman diisi dengan air. Hari ini Anda dapat membeli opsi yang lebih serbaguna - kolektor surya hibrida. Perangkat ini menarik karena secara bersamaan menghasilkan listrik dan memanaskan air. Keuntungan penggunaannya jelas: modul fotovoltaik didinginkan oleh sistem penghilang panas aktif, yang menghasilkan listrik dua kali lebih banyak, dan sumber panas berlebih dihabiskan untuk memanaskan air.

Cara membuat kolektor surya dengan tangan Anda sendiri

kolektor surya dapat dibuat dengan tangan Anda sendiri, sehingga memperoleh pemanas alami dan menghemat jumlah yang signifikan saat membayar listrik.

Produksi akan terdiri dari beberapa tahap:

• Definisi tujuan - itu akan menjadi pengumpul udara (untuk pemanasan) atau pengumpul air (untuk memanaskan air);
• Penghapusan dimensi yang diperlukan dari kolektor masa depan, persiapan skema desain;
• Pembuatan bodi, insulasinya;
• Pemasangan elemen penyusun kolektor (tabung vakum, yang merupakan penukar panas buatan sendiri);
• Perangkat bukaan pintu masuk/keluar;
• Kaca dari struktur jadi (Anda juga dapat menggunakan polikarbonat atau film, tetapi kaca masih lebih baik).

Anda dapat menggunakan sebagian besar bahan yang tersedia di rumah, misalnya sebagai penyerap, penggunaan papan bergelombang yang dicat hitam sering ditemukan.

Desain kolektor surya

Desain kolektor surya

Unit yang dipertimbangkan memiliki desain yang cukup sederhana. Secara umum, sistem ini mencakup sepasang kolektor, ruang depan, dan tangki penyimpanan. Pekerjaan kolektor surya dilakukan sesuai dengan prinsip sederhana: dalam proses melewatkan sinar matahari melalui kaca, mereka diubah menjadi panas. Sistem ini diatur sedemikian rupa sehingga sinar-sinar ini tidak dapat keluar dari ruang tertutup.

Pabrik beroperasi sesuai dengan prinsip thermosyphon. Dalam proses pemanasan, cairan hangat mengalir ke atas, memindahkan air dingin dari sana dan mengarahkannya ke sumber panas. Ini memungkinkan Anda untuk menolak bahkan penggunaan pompa, karena. cairan akan bersirkulasi dengan sendirinya. Instalasi mengumpulkan energi matahari dan menyimpannya di dalam sistem untuk waktu yang lama.

Komponen untuk merakit instalasi yang dimaksud dijual di toko khusus. Pada intinya, kolektor semacam itu adalah radiator berbentuk tabung yang dipasang di kotak khusus yang terbuat dari kayu, yang salah satu mukanya terbuat dari kaca.

Untuk pembuatan radiator tersebut, pipa digunakan. Baja adalah bahan pipa yang disukai. Saluran masuk dan saluran keluar terbuat dari pipa yang secara tradisional digunakan dalam pipa ledeng. Pipa inci biasanya digunakan, produk 1 inci juga berfungsi dengan baik.

Parut terbuat dari pipa yang lebih kecil dengan dinding yang lebih tipis.Diameter yang disarankan adalah 16 mm, ketebalan dinding optimal adalah 1,5 mm. Setiap panggangan radiator harus memiliki 5 pipa dengan panjang masing-masing 160 cm.

Kolektor surya

Membuat perangkat dari papan bergelombang

Ini adalah desain kolektor surya yang lebih sederhana. Anda akan membangunnya lebih cepat.

Tahap pertama. Pertama, buat kotak kayu dengan cara yang sama seperti pada versi sebelumnya. Selanjutnya, letakkan balok di sepanjang dinding belakang (sekitar 4x4 cm), dan letakkan wol mineral di bagian bawah.

Fase kedua. Buat lubang keluar di bagian bawah.

Tahap ketiga. Letakkan papan bergelombang di atas balok dan cat ulang yang terakhir dengan warna hitam. Tentu saja, jika awalnya warnanya berbeda.

Tahap keempat. Buat lubang di seluruh area papan bergelombang untuk aliran udara.

Tahap kelima. Jika mau, Anda dapat melapisi seluruh struktur dengan polikarbonat - ini akan meningkatkan suhu pemanasan penyerap. Namun jangan lupa bahwa Anda juga perlu menyediakan outlet untuk aliran udara dari luar.

Biaya operasional tambahan

Penggunaan ini tidak menyiratkan perawatan atau pemeliharaan apa pun selain pembersihan kotoran dan salju secara berkala di musim dingin (jika tidak mencair sendiri). Namun, akan ada beberapa biaya terkait:

Perbaikan, segala sesuatu yang dapat diubah dalam garansi, pabrikan dapat diganti tanpa masalah, penting untuk membeli dealer resmi dan memiliki dokumen garansi.
Listrik, cukup banyak dihabiskan untuk pompa dan pengontrol. Untuk yang pertama, Anda hanya dapat memasang 1 panel surya pada 300 W dan itu akan cukup (bahkan tanpa sistem baterai).
Pembilasan kumparan, itu perlu dilakukan setiap 5-7 tahun sekali

Itu semua tergantung pada kualitas air (jika digunakan sebagai pembawa panas).