Sončni kolektorji in kolektorji: teorija, aplikacije, domači delavci

Vsebina

1. Beseda Kulibinovim
2. Kaj lahko pričakujete?
3. Zbiratelji
4. Nakup IC
5. Domači SK
6. Koncentratorji svetlobe
7. Baterije
8. Kupljeno SB
9. Sat in domači izdelki
10. Namestitev in poravnava
11. Končno

Zanimanje za alternativno energijo nenehno narašča. Razlogov za to je veliko in povsem objektivnih. Najmočnejši in stabilnejši vir čiste energije je Sonce. Čeprav so stroški reciklirane sončne energije še vedno slabši od tistih, proizvedenih v industrijskem merilu, mnogi pretvorniki v toploto ali elektriko – sončne celice – kupujejo ali izdelujejo z lastnimi rokami. Hiša s sončnimi kolektorji, ki proizvajajo elektriko, in generatorji toplote – sončnimi kolektorji – na strehi, v teh dneh v krajih s precej ostrim podnebjem ni redka, glej sl. Še več, še vedno ni nič, kar bi nadomestilo takšno prednost sončnega sevanja, kot je popolna neodvisnost od tehnogenega okolja in naravnih nesreč.

Hiša s sončno toploto in elektriko

Slika za ponazoritev ni zastonj posneta "zima": sodobni modeli sončnih kolektorjev so sposobni oskrbeti ogrevalni sistem s hladilno tekočino s temperaturo +85 stopinj Celzija na oblačen dan z zunanjo zmrzaljo -20. Takšne sončne elektrarne so sicer cenovno ugodne, vendar za izdelavo potrebujejo razvito proizvodno bazo. Če je naloga zagotoviti oskrbo s toplo vodo v državi ali v podeželski hiši v topli sezoni, ko je avtonomno ogrevanje izklopljeno, je povsem mogoče, da za to z lastnimi rokami naredite sončni kolektor. In če imate spretnosti domačega mojstra na srednji ravni – namestitev, ki bo ogrevalnemu kotlu pomagala prihraniti precejšnjo količino goriva pozimi, lastniki pa denar za to. Možne so tudi druge uporabe domačih sončnih kolektorjev; vsaj – ogrevanje vode v bazenu. Cene tovrstnih vzorcev blagovnih znamk so očitno nerodne v primerjavi z njihovimi zmožnostmi in tam ni ničesar, česar sami ne bi mogli storiti.

Z avtonomnim sončnim napajanjem je stvar bolj zapletena. Recimo naravnost: javnih sončnih elektrarn, ki v vseh pogledih presegajo tradicionalne termoelektrarne, hidroelektrarne in jedrske elektrarne, danes ni. Dokler se proizvodnja sončne električne energije ne prenese v vesolje in se v ta namen ne uporablja njen celotni spekter, je to težko mogoče. V Evraziji so skrajni severni točki, kjer se izkaže, da je doba povračila velikih sončnih elektrarn vsaj nekoliko krajša od njihove življenjske dobe, otoki Egejskega morja in Turkmenistan.

Posamezna kupljena sončna elektrarna pa je lahko donosna tudi na srednje visokih zemljepisnih širinah , če je treba skrbno preučiti izvedljivost in izbrati ustrezen model; ne nazadnje pri tem igra stabilnost oskrbe z električno energijo na določenem območju. Koncept sončne baterije z lastnimi rokami ima lahko zelo natančen in pozitiven ekonomski pomen za lastnika, če se upoštevajo nekateri enostavni in brezplačni pogoji za njegovo izdelavo in delovanje, v naslednjih primerih:

• Če je baterija na dacha izpostavljena soncu (osvetljena) samo za čas obiska, glejte spodaj.
• Za polnjenje mobilnih telefonov ali napajanje radijskih sprejemnikov, prenosnikov itd. daleč od civilizacije.
• V podeželski hiši za stalno bivanje – za oskrbo z električno energijo z nizko porabo energije, nezahtevne in ne vitalne, vendar dolgo delujoče porabnike: svetilke, notranje in zunanje, prenosniki, računalniki z UPS itd. Na pultu se še vedno veliko "navijajo", a če se zanesete samo nanje, se zapletenost ustvarjanja in stroški gradnje sončne elektrarne bistveno zmanjšajo.
• 

  Napihljiv čoln na sončni pogon

  Za lovce, ribiče, turiste, naravoslovce, krajinske in živalske fotografe ter druge, ki veliko časa preživijo v naravi, kot dovolj mobilen in močan vir energije. Oglejte si, na primer, sl. na desni; na to ladjo se bomo vrnili kasneje. Križarjenje po mirni vodi v oblačnem dnevu – od 30 km; na jasen dan poleti je praktično neomejen. Premik je tako tih, da vam omogoča, da se približate razdalji streljanja ali odstrela tako previdnim pticam, kot so divje gosi.

Kako lahko pridobite ali si izdelate te uporabne pripomočke, da pozneje ne boste obžalovali zapravljenega denarja? O tem govori ta članek. Z nekaj dodatka o sončnih koncentratorjih ali sončnih koncentratorjih. Te naprave zbirajo sončno sevanje v gost žarek, preden ga oddajo za pretvorbo. V nekaterih primerih je nemogoče na kakršen koli drug način doseči zahtevane tehnične parametre naprave.

Na splošno je gradivo razdeljeno na 5 oddelkov s pododdelki:

1. Pomembne značilnosti uporabe sončne energije.
2. Sončni kolektorji (SC), kupljeni in domači.
3. Sončni koncentratorji.
4. Sončne celice (SAT) v istem vrstnem redu.
5. Pravilna namestitev in poravnava SC in SB.
6. Sklep v zaključku.

Beseda Kulibinovim

Amaterji izdelujejo sončne baterije iz različnih priročnih materialov: polprevodniške diode, tranzistorji, razstavljeni dopolnilni usmerniki selena in cuproxa, samooksidirane bakrene plošče na električnem štedilniku itd. Največ, kar lahko napajate iz njih, je sprejemnik ali predvajalnik z trenutna poraba do 50-70 mA pri srednji glasnosti. Več je v osnovi nemogoče; zakaj – glej sektu. približno soboto.

Vendar bi bilo popolnoma neumno kriviti tiste, ki imajo radi tehnične poskuse. Thomas Alva Edison je nekoč dejal: »Vsi vemo, da je to nemogoče. Obstaja neved, ki tega ne ve. Izum je on. " Vsekakor pa se dotik subtilnosti visokih tehnologij in globin snovi (in SB je viden primer obeh) daje znanje in sposobnost njihove uporabe, tj. hitra pamet. In so kapital, ki se nikoli ne amortizira in katerega donosnost je višja od vseh drugih vrednostnih papirjev.

Kljub temu so tudi najbolj splošne teoretične osnove vsega nadaljnjega gradiva takšne, da se najbolj "malo na prste" ne vlije v članke, temveč v knjige. Zato se bomo še naprej omejili na tiste vzorce za različne priložnosti, ki jih lahko izdelamo samostojno doma, ne da bi popolnoma pozabili, kaj so učili v šoli (mimogrede, kar nekaj jih je); to je prva stvar. Drugič, omejili se bomo na naprave, ki dejansko oddajajo toploto ali tok, primerne za domače in gospodarske potrebe. Nato boste morali vzeti nekaj avtorjevih izjav o veri ali pa se obrniti na temeljne vire.

Kaj lahko pričakujete?

Tu je primer telefonskega pogovora z vodjo trgovine podjetja, ki prodaja SB: "In pod kakšnimi pogoji vaša baterija razvije deklarirano zmogljivost?" – "Za vse!" – "In v Murmansku (onstran polarnega kroga) tudi pozimi?" – tišina, ugasnejo luči.

Zdaj pa si oglejmo zgornji zemljevid na sl. spodaj. Tam je določeno območje Ruske federacije glede osončenosti posebej za potrebe sončne energije. Ne za kmete, rastline so se v milijardah let evolucije življenja naučile bolj ekonomično uporabljati sončno svetlobo. Recimo, da živimo v kraju, kjer pretok sončne energije znaša 4 kW / h na 1 kvadratni meter. m na dan. V srednjih zemljepisnih širinah, od pomladanskega do jesenskega enakonočja, in ob upoštevanju spremembe višine Sonca čez dan in glede na letni čas, bo trajalo, da bo dnevna svetloba približno 14 ur. Natančneje, za določeno geografsko lokacijo lahko izračunate s pomočjo spletnih kalkulatorjev, obstaja nekaj.

Viri sončne energije v Rusiji

Nato pretok sončne energije preide v krog 4/14 = 0,286 kW / kvadrat. m ali 286 W / m² m. Z 25-odstotno učinkovitostjo sončne elektrarne (kar je dober kazalnik) bo s kvadrata mogoče odstraniti 71,5 W močne, toplotne ali električne. Če srednjeročna poraba energije (glejte spodaj) zahteva 2 kW (to je tipičen primer), potem je potrebna plošča pretvornika s površino 2000 / 71,5 = 27,97 ali 28 kvadratnih metrov. m; je 7×4 m. Izkoristek je 25% – ali ni podcenjen? Da, iz plošč lahko iztisnete več. Veliko naslednjega gradiva je namenjenega natančno temu.

Opomba: za referenco – sončna konstanta, tj. gostota sončnega pretoka sonca v celotnem spektru sevanja od ultra dolgih radijskih valov do supertrdega gama sevanja v vesolju na Zemljini orbiti znaša 1365,7 W / m2. m. Na ekvatorju opoldne v dneh enakonočja (sonce je v zenitu) – približno 1 kW / kvadrat. m. Trgovci tega pogosto ne vedo, vendar morate imeti v mislih.

V redu, kaj pa obljube proizvajalcev? Plošča je na primer 1×1,5 m in zanjo je navedena moč 1 kW. Zdi se, da ni v nasprotju s fiziko in astronomijo, vendar je v srednjih zemljepisnih širinah pod plaščem ozračja videti očitno nerealno. Pravilno izjavi, ne laži. Na njihovi preskusni mizi pod posebnimi svetilkami so merili le moč. Če hočejo biti iskreni z mano do konca, naj pridejo in jih osvetlijo na moji plošči in za to vzamejo elektriko kamorkoli.

Kartica pod prvo je potrebna za dodatno določitev cenovne kategorije ali izbire zasnove predlagane instalacije. SB in zlasti SC, ki lahko delujejo v oblačnem vremenu, so težji in dražji od tistih, ki delujejo samo v neposredni svetlobi. 365×24 = 8760 ur na leto. Ob upoštevanju dejstva, da je poletna dolžina na visokih zemljepisnih širinah daljša, se lahko SC ali SB v ocenjeni življenjski dobi povrne v Jakutsk ali Anadyr, ne pa v Moskovski regiji ali Rjazanu. Tisti. Upoštevajte tudi, da sončna energija kot koristna pomoč običajnim ljudem ni mogoča le v Sahari ali puščavi Mojave.

Vmesni seštevek

Iz tega oddelka sledi pomemben zaključek za vse, kar sledi: ko iščete ploščo za nakup ali ponovitev, vas najprej zanima področje površine, ki učinkovito zazna (ali absorbira) svetlobo, in jo uporabite samo za izračun vse ostalo. Poleg tega se lahko izkaže, da bo v skladu s trženjem in dojemanjem potrošnikov panel, ki se zdi najslabši v tem primeru, bolj donosen kot tisti "kul".

Zbiratelji

Načelo delovanja

Učinek tople grede je v središču dela katerega koli SC. Njeno bistvo je dobro znano: vzemite odprto kamero na eni strani s površino, ki absorbira svetlobo. Zapremo ga s pokrovom, ki je prozoren za vidno svetlobo (po možnosti tudi ultravijolično, UV), vendar dobro odbija toplotno (infrardeče, IR) sevanje. Te pogoje v veliki meri izpolnjuje silikatno steklo in pleksi steklo; skoraj v celoti – kremenčevo steklo in druga mineralna stekla na osnovi taljenega kremena.

Opomba: na splošno ni pravilno, da UV-prepustna očala imenujemo mineralna, ker silikatno steklo je tudi mineralno. Bolje bi bilo, če bi ohranili prejšnje ime "kremenčevo steklo", ker večina naboja za taljenje UV-prozornih stekel je zdrobljen kremen. Obstajajo tudi turmalinska očala, vendar ne za vsakdanje življenje – na njih se stopijo kristali dragih kamnov.

Sončna svetloba, ki vstopa v kamero, jo bo absorbirala in kamera se bo segrela. Da se izognemo toplotnim izgubam, mu bomo zagotovili toplotno izolacijo. Potem se bo toplotna energija spremenila v IR, skozi pokrov pa bo šla ven in se ne bo mogla razpršiti. Zdaj IK nima druge izbire, kot da ogreva izmenjevalnik toplote s hladilno tekočino, nameščeno znotraj, ali z zrakom, ki se piha skozi komoro. Če jih ni, bo temperatura v notranjosti naraščala, dokler temperaturna razlika znotraj in zunaj ne "potisne" odvečne toplote skozi toplotno izolacijo in se vzpostavi termodinamično ravnovesje.

Model črnega telesa

Kaj je črno telo

Za boljše razumevanje morate vedeti, kako deluje piramidalni ali igelni model črnega telesa (BBT); ker ne rabimo drugih, je nadalje, če govorimo o modelu črnega telesa, "piramidna igla" povsod izpuščena. V runetu in na splošno na internetu res ne najdete ničesar o tem, toda v laboratorijski praksi in tehnologiji se takšni uspešno uporabljajo. Kako deluje, je razvidno iz sl. na desni. In v tem primeru bo absorpcija svetlobe v SC boljša, bolj ko bo njen premaz ali konfiguracija same absorpcijske površine (ESP) po lastnostih bližje modelu črnih teles.

Opomba: Črno telo imenujemo telo, ki absorbira elektromagnetno sevanje katere koli frekvence. Lesne saje, npr. – ne črno telo, pri fotografiranju z IR filtrom je videti svetlo sivo. Piramidalno-igelni model črnega telesa lahko absorbira vsaka, ne samo elektromagnetna nihanja. Torej, v akustiki se piramide iz penaste gume uporabljajo za lepljenje notranjih površin komor za merjenje zvoka.

Nakup IC

Če se odločite za nakup sončnega kolektorja, se boste morali soočiti s cenovnim vtičem za 1 kvadratni meter. m absorpcijske površine v višini 2.000-80.000 rubljev. Upoštevajte, da so prikazani samo skupni stroški in če je območje EPP predpisano, je to v drobnem tisku. Prav tako morate pri izbiri modela vsekakor vprašati, ali je opremljen z zalogovnikom in elementi za vezanje, več o njih glejte spodaj. Poskusimo ugotoviti, kaj pojasnjuje to neskladje in ali je vedno upravičeno.

Opomba: V teoriji je življenjska doba IC neomejena. Praktično – pri bolj ali manj spodobnih modelih s pravilnim delovanjem traja vsaj 15 let. Zato z razumno izbiro ni težav z povračilom, če le podnebje omogoča njihovo uporabo.

Vrste in namen

V vsakdanjem življenju se najbolj uporabljajo SC 3 vrst oblikovanja, glej sliko. Na levi je ravna SC, v sredini je vakuumska, na desni je kompaktna. Vse jih je mogoče izvajati tako v prostem toku, v cirkulaciji termosifona kot v tlaku. Prvi so 1,5-5 krat cenejši od tlačnih kolegov, ker v njih je lažje zagotoviti trdnost in tesnost. Prosti pretočni ventili hladilno tekočino segrevajo razmeroma počasi, zato so bolj namenjeni oskrbi s toplo vodo v topli sezoni. Jermen je preprost in poceni; včasih kombinirana s ploščo v eni strukturi.

Sončni kolektorji za gospodinjstvo

Tlačni medij črpa obtočna črpalka (zaradi česar so hlapni) ali pa se voda iz pipe dovaja v izmenjevalnik toplote. To seveda zahteva močnejšo in zanesljivejšo zasnovo ter zapletene hlapne cevi in ​​krmilnik, ki jih nadzoruje. Temu primerno raste tudi cena. Toda samo hladilniki pod tlakom so primerni za ogrevanje hiše v hladni sezoni, ker hitro segrejte. Večina modelov je celoletnih; ki se prodajajo v Ruski federaciji, ob upoštevanju podnebnih razmer, so najpogosteje zasnovani za delo skupaj z ogrevalnim kotlom, tj. so pomožne naprave.

Tlačni SC so neposrednega in posrednega ogrevanja. V prvem primeru je SC priključen neposredno na krog CO (ogrevalni sistem). V drugem se prvo vezje SC, ki prejema sončno energijo, napolni z antifrizom, sekundarna hladilna tekočina pa se ogreva v toplotnem izmenjevalniku 2. kroga.

Slednji so seveda dražji, tk. sposoben delati v zmrzali v vseh podnebjih. Prvi se uporabljajo predvsem za ogrevanje spomladi in jeseni. Kljub temu je SC za neposredno ogrevanje (enosmerno), ki je verjetno koristen za posamezne CO: v izven sezone pri zelo nizki moči izkoristek kotla na trda goriva močno pade. Toda ravno v tem času bo toplotna moč SC za hišo zadostna, enokrožni so relativno poceni. Zagotoviti je treba le ustrezne zaporne in razdelilne ventile v CO, jeseni pa se SC pred resničnim hladnim vremenom odklopi in izprazni.

Stanovanje

Ravna sončna kolektorska naprava

Shema ravninskega SC je prikazana na sliki. na desni; načelo delovanja je popolnoma skladno z zgoraj opisanim. Učinkovite so praviloma le v topli sezoni. Učinkovitost, odvisno od zasnove, znaša od 8 do 60%, voda se dozira s temperaturo do 45-50 stopinj. Tlačne so izjemno redke, zaradi zapletenosti zasnove pa so nekonkurenčne vakuumskim. Tesnila izmenjevalnika toplote so zasnovana tako, da se od leta 2007 polnijo samo z vodo poleti ni potrebe po antifrizu. Na ceno (poudarjamo – za 1 kvadratni meter EPP; vsakič se morate preračunati v skladu s specifikacijami) v glavnem vplivajo naslednji dejavniki:

• Premaz (prozorna izolacija) stekla.
• Nekakšen kozarec sam.
• Zasnova in kakovost vpojne plošče.

Steklena prevleka igra vlogo predvsem kot antirefleksni film v optičnih napravah: zmanjša lom svetlobe na vmesniku med mediji in izgubo svetlobe do bočnega odboja. V pravilno nameščenih poletnih SC (glej na koncu, pred zaključkom) so te izgube majhne ali pa so v južnih regijah popolnoma nevidne. Poleg tega prevleko drgne prah, ki ga piha veter in ga garancija pogosto ne krije. Zato je pokritost prva stvar, pri kateri lahko prihranite. Če je opazna razlika v ceni zaradi pokritosti za modele s podobnimi tehničnimi podatki, vzemite tistega "golega", najverjetneje ne boste razočarani.

Steklo je sam po sebi najpomembnejši element, pri katerem morate najprej izbirati:

1. Mineral – prenaša UV, kar močno poveča učinek tople grede.
2. Teksturiran (strukturiran) – ima na površini poseben mikroreljef, ki zagotavlja skoraj enako učinkovitost pri neposredni in razpršeni svetlobi, t.j. v jasnem in oblačnem vremenu.
3. Mineralno strukturirano – združuje obe lastnosti in poleg tega praktično ne daje bočnega odboja v dokaj širokem vpadnem kotu brez antirefleksije.
4. Silikat z dodatki – strukturiran ali ne, ne prepušča UV, slabo odseva IR in daje pomemben bočni odsev brez antirefleksne prevleke. Z njim ne bi smeli računati na učinkovitost večjo od 20%.
5. Ekološko – ob kakršnih koli izboljšavah v 5-7 letih bo največ postalo motno od prahu, vendar nekatere njegove vrste lahko zagotovijo največje vrednosti učinkovitosti.

Na podlagi tega je treba za SC za trajno uporabo izbrati mineralno strukturirano steklo. Omogoča vam, da porabite manj prostora in pogosto na koncu izkoristite stroške celotne namestitve. V vikend hiši sta pomembna tudi stopnja ogrevanja vode in začetni stroški kolektorja, zato je tam primernejši SC s pleksi steklom. Namestitev bo poleg poceni bolj kompaktna in enostavnejša; ob delavnikih in pozimi jo lahko pokrijemo s prevleko ali celo odnesemo v hišo, zato odpornost proti obrabi v tem primeru ni odločilni dejavnik.

Lastnosti prevlek, ki absorbirajo svetlobo

Pod dobrim steklom je učinkovitost SC malo odvisna od zasnove absorpcijske plošče (absorberja). Ne to – vpojna prevleka (črnjenje) EPP. Lastnosti različnih prevlek s sončnimi absorberji so prikazane na sl. na desni. Pravilnost – kot vedno, učinkovitejši, dražji. Tudi tu je treba izračunati različne modele in doseči minimalne stroške 1 kvadratnega metra. m plošča. In na splošno se je pri vseh izračunih SC treba spomniti, kako ottenash – največji prihranek dosežemo z zmanjšanjem zahtevane površine plošče (plošč). Hkrati se preverijo tudi prodajalci: če je recimo v specifikaciji razglašena selektivna barva in obljubijo 75-odstotni izkoristek, jih pošljite na testno stojnico pod svetilkami, je vroče hudiča. Navsezadnje je jasno, da učinkovitost celotne instalacije ne more biti večja od učinkovitosti njenega dela.

Glede rezervoarja

Rezervoar za SC je potreben ne samo zaradi udobja. Zgornji zemljevid prikazuje povprečne letne vrednosti osončenosti. Pri poletni namestitvi jih je mogoče pri izračunu povečati za približno 1,7-krat, pri sezonski pomlad-poletje-jesen pa za 25%. Toda to bo le povprečna vrednost, zdaj glede na sezono. In glede na vreme lahko količina osončenja iz dneva v dan "skače" za 1,5-3 krat, odvisno od lokalnega podnebja. Ogrevana voda, ki se nabere v rezervoarju, bo v jasnem vročem dnevu prevzela odvečno toploto in jo vrnila v oblačnem. Posledično se dejanska učinkovitost naprave poveča za četrtino na tretjino. In na koncu je v srednjem pasu Ruske federacije pogosto mogoče kompetentno priklicati lokalne podatke v srednjem pasu Ruske federacije za polovico ali več zmanjšati zahtevano površino EPP glede na površino, določeno z zgornjim približnim izračunom. V skladu s tem – in stroški namestitve.

Spodaj opisani vakuumski SC ne delujejo brez hranilnika toplote. V njih je bodisi vključen v končni konstrukt bodisi je vključen v komplet za dostavo. Toda pri ploščatih SC je situacija ravno obratna in je podobna stanju s fotografsko opremo v času agonije "mokre" filmske fotografije. Nato so na primer za odličen zrcalno-refleksni fotoaparat "Minolta" z zoom objektivom zahtevali kar 190 dolarjev. In najbolj smeten povečevalnik je stal približno 600 dolarjev. To pomeni, da ste vzeli enega, brez drugega ne gre, zato obrnite žepe navzven.

Kar zadeva ravno SC, so cene neobveznih ali priporočenih rezervoarjev z blagovno znamko zanje predrage, preprosto grde. Zato, če veste, kako se valjati, je bolje, da rezervoar naredite sami, pri čemer ohranite le njegovo prostornino, predpisano v specifikaciji za ploščo. In ne verjemite grožnjam trgovcev – domačega rezervoarja ni mogoče narediti nič slabšega kot "podjetje". Kako – več o tem naprej, v poglavju o domačih izdelkih.

Sesalnik

Vakuumski SC lahko segrejejo hladilno tekočino na 80-85 stopinj, njihova učinkovitost doseže 74%, le najcenejši pa so pod 50%. To je deloma določeno z zasnovo vpojne plošče z vrsto cevi; presledki med njimi delujejo kot model črnega telesa, le vzdolž ene koordinate. Toda glavno vlogo pri zagotavljanju visoke učinkovitosti tukaj igra dejstvo, da je izmenjevalnik toplote v vakuumski bučki ali sistemu takih bučk. Bistvo tukaj ni v toplotni izolaciji (za sevanje vakuum tega sploh ne zagotavlja), temveč v odsotnosti konvekcije zraka v komori. To omogoča optimalno porazdelitev temperature po površini izmenjevalnika toplote. V plinsko napolnjeni komori jo izenačijo konvekcijski tokovi.

Na sl. prikazuje napravo 2 najpogostejših tipov vakuumskih SC. Levo – poletje z eno konturo ali sezonsko. Nekaj ​​takega je prikazano zgoraj na sl. s tipi SK ruske "Dachnitsa". Napolnjena s takšno vodo ima izstopno temperaturo pod 60 stopinj. Tu je še posebej jasno vidna vloga vakuuma: če zrak teče v bučko, bo njegova konvekcija izenačila temperaturo notranje cevi in ​​v njej ne bo "termosifona".

Naprava za sesanje sončnih kolektorjev

Ovoj bučke je izdelan iz različnih vrst kozarcev, glej zgoraj. Notranja cev je sprejemnik energije (PE) in izmenjevalnik toplote. Veliko polemik, vse do medsebojnih žalitev in blatenja na forumih, postavlja vprašanje: kaj je bolje očrniti – notranjo cev na zunanji strani ali notranjo površino lupine? Z vidika najvišje učinkovitosti – PE. Hkrati so IR izgube minimalne, saj obloga je izdelana iz visoko odsevnega IR stekla. Natanko tako so razporejene naprave za merjenje osončenosti – aktinometri, le tam so namesto cevi krogle.

Zato je za kraje z nizko osončenostjo in sijajem s počrnjenjem PE bolje vzeti poceni vakuumski prosti pretok, vendar v južnih regijah s povprečno letno osončenostjo več kot 4 kW * h / dan z sevanja več kot 2000 ur / leto, lahko vre na vrhuncu poletja, kar skoraj vedno pomeni razbremenitev in popolno odpoved. Tu bo sistem z zatemnitvijo lupine od znotraj bolj zanesljiv.

Z zatemnitvijo lupine od znotraj se izvedejo tlačne zaščite (vstavljeni zgoraj levo na sliki). V tem primeru je za nekaj uhajanja MC skozi lupino njegova visoka koncentracija vzdolž osi bučke kar je potrebno za dobro in hitro segrevanje močnega vodnega toka. Poleg tega je v najučinkovitejših enosmernih tlačnih glavah SC črna tudi osrednja (dovodna) cev, ki pa jo ogreva predvsem naraščajoči tok okoli nje.

Na desni na sl. – dvokrožni SC s toplotno cevjo in dvojno bučko iz stekla različnih razredov. To so tiste, ki skozi celo leto napajajo CO s hladilno tekočino s temperaturo 90 stopinj: koncentracija IR na toplotni cevi zagotavlja izhlapevanje hladilne tekočine 1. kroga. Kar pa mimogrede sploh ni voda. Zato dvosmerni SC niso predmet samopopravljanja. Učinkovitost stane, v tem primeru pa veliko. Zato pri poglabljanju v cenike posebno pozornost namenjamo:

• Ali dobavitelj izračuna namestitev na podlagi meritev na kraju samem.
• Ali je pas vključen v komplet za dostavo (glejte spodaj).
• Ali strokovnjaki podjetja namestitev priključijo na obstoječi CO.
• Ali so deklarirani parametri v tem primeru zajamčeni?
• Kako dolgo traja garancija?
• Ali in koliko je predvidenih in izrednih vzdrževalnih del.

Priključek in cevovodi

Za preprečevanje zmrzovanja in razpok v zimskem času so vseletne SC tlačne glave napolnjene z antifrizom. Poenostavljen diagram njihove povezave je prikazan levo na sliki: krmilnik glede na temperaturno razmerje na dovodu, povratku in v rezervoarju po želji "zavrti" obtočno črpalko.

Priključitev tlačnih sončnih kolektorjev

Tlačni solarni sistemi so opremljeni z zalogovnikom s toplotno izolacijo. V Ruski federaciji so najbolj prodani sistemi zasnovani za priključitev na delujoči CO s kotlom. Solarni grelnik vode mora biti načrtovan v skladu s sredino na sl. Poleg dodatne tuljave za priključitev kotla (v rezervoarju na vrhu) je spodnja, ki jo poganja SC, razdeljena na 2 dela; zgornji je približno dvakrat večji od spodnjega in je navit v stožcu, na dnu rezervoarja. Spodnja spirala vzbuja konvektivni tok vode, zgornja pa vanjo prenaša toploto.

Takšna rešitev je potrebna, da temperatura povratka kotla ne pade pod 45 stopinj, sicer lahko v njej izpade kisli kondenzat, ki kotel hitro ustavi. Ko sonce ne sije in SC kotlu nikakor ne more pomagati, se v stožčasti spirali oblikuje vodna ključavnica, ki ne dovoli, da se hladna "blazina" dvigne do tuljave kotla.

Poleg posebnega rezervoarja, ko je SC vklopljen v domačem CO, so zanj potrebni tudi cevovodi, na desni strani na sl. Prejšnji cevovod kotla (ni prikazan na sliki) je popolnoma ohranjen! Kotel "občuti" delo SC samo kot ogrevanje vremena! Dejanski postopek priključitve sončnega sistema na CO je preprost: dovod in povrat CO sta odklopljena od kotla in priključena na rezervoar SC. Ustrezne šobe kotla so povezane s priključki zgornjega izmenjevalnika toplote rezervoarja SC.

O modularni IC

Zgoraj opisani sistemi so integralni konstrukti. V prodaji pa so tudi modularni SC, ki jih zaposlujejo s plošč, dokler ne dobimo zahtevanih parametrov, na primer ruski Helioplast, glej sliko. na desni. Če vzporedno ali zaporedno priključite plošče, lahko dosežete večji pretok hladilne tekočine ali višjo temperaturo. Stroški modularnega SC so na primer precejšnji. 1 panel "Helioplast" stane približno 300 USD. S preklopom cevovodov s trosmernimi ventili pa je mogoče celoten sistem iz načina "pomlad-jesen" prenesti v "poletje" in obratno. Ali na primer "tuš / kuhinja – bazen".

Opomba: modularni SC so dražji in so zasnovani za delovanje pri vseh pozitivnih temperaturah ali – od + (10-15) in v oblačnem vremenu.

Kompakten

Ostaja omeniti kompaktne SC-je. Praviloma se uporabljajo za ogrevanje vode v bazenih, tako da velike umetne konstrukcije ne pokvarijo pokrajine. Cene glede na tehnične parametre so neverjetne; Mercedes-Benz s svojo "zvezdo", tu, kot pravijo, počiva. Zasnova je preprosta in popolnoma ponovljiva z lastnimi rokami, glejte poglavje o koncentratorjih svetlobe.

Domači SK

Za samoizdelavo je na voljo večina vseh ravnih podeželskih hiš za oskrbo s toplo vodo. Sezonsko ogrevanje se izkaže za tako zapleteno in dolgotrajno, da je lažje in bolj donosno kupiti že pripravljeno ploščo. Toda pri domačih izdelkih iz odpadnih materialov obrtniki včasih ustvarijo vzorce, ki so slabši od najboljših industrijskih, razen na videz, vendar stanejo dobesedno peni. Gremo po vrsti.

Škatla, steklo, izolacija

Telo domačega ploskega SC je najbolje izdelano iz lesa, vezanega lesa, OSB itd. Trajnost in trpežnost mu bo dala dvojna impregnacija z vodno-polimerno emulzijo pred barvanjem. Priporočljivo je vzeti debelino dna od 20 mm (po možnosti od 40), tako da zaradi toplotnih deformacij ne nastanejo razpoke. Na bočne stene gre plošča (120-150) x20. Neželeno je, da telo spodaj. Uhajanje IR skozi steklo se bo povečalo. Zunaj barvajte, kot želite, znotraj pa kot substrat za "torto", glejte spodaj. Dimenzije v načrtu se izračunajo glede na količino izolacije in zahtevano moč.

Steklo je bolje vzeti cenejše in lažje, organsko. Monolitni polikarbonat z debelino 4 mm je zelo primeren: sprejem svetlobe je sprejemljiv, 0,92, cena je nizka, razmeroma nizek lomni količnik pa bo zagotovil majhen bočni odboj. Slab prenos UV se delno kompenzira z nizko toplotno prevodnostjo. Kar zadeva površinsko odpornost na obrabo, je polikarbonat eno najboljših organskih stekel; dovolj bo za poceni domače steklo.

Telo izolirajte s peno; za poletni SC zadostuje 20-30 mm. Izolirajte v dva sloja enake debeline s tesnili iz aluminijaste folije, vendar več o tem spodaj. Škatlo je treba izolirati za trdnost od znotraj. Če ste brali članke o izolaciji stavb, upoštevajte: pri temperaturni razliki, ki jo zagotavlja ravno SC, in ob dovolj visoki zunanji temperaturi ni treba govoriti o potepanju rosišča.

Domači sončni kolektor absorber svetlobe

Nepogrešljiv dodatek k izolaciji je tesnjenje vseh spojev in cevovodov s silikonom. Skozi najmanjšo razpoko s tokom zraka bo "požvižgalo" toliko toplote, da bo, če bo od SC-a kaj smisla, le "zaradi videza". Najprej je telo zatesnjeno (pred barvanjem); po namestitvi izmenjevalnika toplote – cevi in ​​steklo se postavi na "klobaso" tesnilne mase, ki se nanese na četrtino, izbrano na vrhu strani. Poleg tega so pritrjeni od zgoraj z okvirjem, nosilci itd.

Pita

"Pita" (glej sliko na desni) je v tem primeru podlaga, ki dobro in hitro absorbira IR-sevanje, dokler IR-kvanti ne dobijo časa, da "uidejo" in oddajo toploto izmenjevalniku toplote. Osnova "pite" je aluminijasta plošča. Baker je zaradi svoje visoke toplotne zmogljivosti manj primeren. Dodatni folijski zasloni vrnejo večino "ubežnikov" nazaj; les in pena za IR – materiali niso popolnoma neprozorni.

Drugi vrhunec "pite" je slikanje. Sočasno so barvani z izmenjevalnikom toplote, ki je že nameščen na objemkah. Na pigmentu "plinske saje" je treba barvati z oljno (počasi sušilno) črno barvo; lahko ga kupite v trgovinah z umetninami. Črnila na osnovi sintetičnih pigmentov v infrardečih žarkih sploh ne bodo črna.

Po barvanju morate počakati, da se barva posuši na suh dotik, tj. po rahlem pritisku s prstom naj na njem ostane njegov odtis, sam prst pa se ne sme umazati. Nato barvni premaz prebodemo z brisačem iz penaste gume ali z zelo mehko krtačo. Slednje je boljše, vendar zahteva nekaj spretnosti, da še vedno ne prebode še vedno mehke prevleke. Rezultat je film, ki je po lastnostih precej podoben modelu črnih teles.

Opomba: zelo dobra možnost je stara ogrevana baterija z vtisnjenimi stenami. Potem ni treba iskati aluminija. Samo barvati je treba, kot je opisano zgoraj, in ne puščati, kot je bilo, glej sliko.

Toplotni izmenjevalnik

Najenostavnejši in najučinkovitejši izmenjevalnik toplote je spiralni izmenjevalnik toplote iz tankostenske propilenske cevi, glej sl. na desni. Že sam je podoben modelu BBT. Bakreni bo še boljši, a veliko dražji. Vendar ima ploski spiralni izmenjevalnik toplote neprijetno lastnost: v katerem koli položaju, razen pri strogo vodoravnem, je prezračevanje sčasoma neizogibno: pri segrevanju se zrak, raztopljen v njem, sprosti iz vode in naraščajočih lokov je več kot dovolj, kjer lahko se kopiči. Kljub temu lahko v domačem SC za bazen s kompaktnim koncentratorjem uporabimo ravno spiralni izmenjevalnik toplote, glej spodaj.

Cevni sončni kolektor

Najboljši toplotni izmenjevalnik je cik-cak, izdelan iz bakrene cevi z lumenom premera 10-12 mm. Zakaj ravno tako? Ker mora biti za najhitrejše segrevanje vode v rezervoarju toplotna moč komore SC nekoliko višja od tiste, ki jo toplotni izmenjevalnik z vodo lahko sprejme pri dani temperaturni razliki; za domači SC – 15-25 stopinj. V nasprotnem primeru bo sprva temperatura izhodne vode prenizka in med ogrevanjem rezervoarja bo morala v sistemu narediti veliko vrtljajev.

Drugi parameter, ki je določil izbiro cevi, je odpornost na pretok vode. S povečanjem lumna cevi s 5 na 10 mm pade hitro in nato počasneje. Tretji dejavnik je najmanjši dovoljeni polmer upogibanja, 5 premerov za tankostensko cev brez prevleke (za split klimatske naprave). Potem je širina cik-cak zank 100 mm, kar je ravno optimalno z vidika prenosa toplote. Lahko pa uporabite običajni ročni upogibnik cevi.

Opomba: ta razmerja veljajo za opisano "torto" na aluminijasti podlagi. Kar zadeva žigosane grelne radiatorje, je bilo vse izračunano pred nami. Kar toploto dobro oddaja, jo dobro absorbira. To je eden od aksiomov termodinamike.

Brez poznavanja teh okoliščin lahko naredite tipične napake, glejte sl. Na levi – debela cev s širokimi zankami ne bo sprejela vse toplote, ki jo ustvarja škatla hkrati. Slaba učinkovitost, počasno ogrevanje. Nasprotno, v središču je zmogljivost komore za ta izmenjevalnik toplote nezadostna. Učinkovitost je lahko sprejemljiva, vendar se bo rezervoar vseeno dolgo ogreval. Poleg tega je to košmarno delo pri sestavljanju, prepoznavanju in odpravljanju puščanja ("Vsi zatesnjeni sklepi tečejo" je eden od Murphyjevih zakonov). Na desni – zdi se, da je vse v redu, vključno s prevleko toplotnega izmenjevalnika (radiator starega hladilnika). Toda zračnost cevi je 3-4 mm, to ni dovolj. IK, ki se ni potisnil do vode, nima kam, razen zaman zunaj, povečana odpornost proti toku tekočine (voda ni freon) pa zagotavlja nizek izkoristek in počasno ogrevanje.

Neučinkoviti izmenjevalniki toplote domačih sončnih kolektorjev

Opomba: Učinkovitost zgoraj opisanega SC z gladkim dizajnom presega 20%, kar je primerljivo s tovrstnimi industrijskimi modeli.

Spet tank

Čas je, da se natančno lotimo rezervoarja za akumulator: brez njega SC ne bo veliko koristil. Začnimo z izračunom prostornine – od Sonca moramo vzeti vse, kar omogoča SC, in ga obdržati dlje; to je še posebej pomembno, če gre tudi ogrevanje s plošče. Majhen rezervoar se bo kmalu ogrel in nato bo SC "požgal" brez uporabe, ker ne more se ogreti do neskončnosti. V prevelikem rezervoarju voda ne bo imela časa, da se segreje do temperature, ki jo je SC sposoben zagotoviti v enem dnevu, in spet ne uporabljamo v celoti toplotnega potenciala tega območja. Zakaj ga vzamemo – čez en dan? Ker računamo na sezonsko uporabo z ogrevanjem, do noči pa bo morda že treba ogrevanje. Poleti na dachi – za pranje, ne da bi čakali na večer; po možnosti za več oseb.

Naj kraji, ki jih imamo, niso povsem mračni in dobimo 4 kW * h / dan. Nato glej zgoraj, Sonce za 1 kvadrat. m izlije moč 286 vatov. Vzemimo dimenzije EPG 1×1,5 m (to je na primer, če naredite veliko, ne bo slabše), tj. EPG površina – 1,5 kvadratnih metrov m; Učinkovitost SC je 20%. Dobimo: 286 W x 1,5 x 0,2 = 85,6 W, to je toplotna moč naše plošče. 1 W = 1 J * s, tj. SC vsako sekundo dovede v cev 85,6 J. (dovod). In za 12 svetlobnih ur – 85,6 x 12 x 3600 = 3 697 720 J ali 3 697,72 kJ.

Koliko vode lahko sprejme? Odvisno od temperaturne razlike. Vzemimo začetnih 12 stopinj (plitva oskrba z vodo spomladi / jeseni ali vodnjak); zadnji je 45 stopinj, t.j. ogrevanje bo 33 stopinj. Toplotna zmogljivost vode – 1 kcal / l ali 4,1868 kJ / l (1 kal – 4,1868 J). Ko se segreje za 33 stopinj, bo 1 liter vode porabil 4,1868 x 33 = 138,1644 kJ. Prostornina bo potrebovala le nekaj več kot 26 litrov. Poleti z visokim sončnim položajem in dolgim ​​dnevnim časom – pod 50 litrov. Ali računamo na nekaj jasnih dni zapored in dobro toplotno izolacijo rezervoarja – do 200 litrov. Kar se je na splošno zgodilo spontano: amaterji tankov ne delajo večjih kot iz cevi.

Počakajte, ampak ali se ljudje ne perejo pod sončno prho? Ogrevanje je za zdaj neumno, jasno je, da so tukaj potrebne vsaj 4 plošče. In ne bi škodilo upoštevanju toplotnih izgub, vsaj 20% akumulirane čez noč. Tako je, tehnika je premagovanje omejitev trmaste teorije. Mimogrede: "Nič ni bolj praktičnega kot dobra teorija" – to je isti veliki zdravnik Edison. Samo tehnični izračuni in izračuni se izkažejo za veliko bolj okorne, zato dajemo le rezultat – sheme rezervoarjev, ki se napajajo iz vodovoda in z ročnim polnjenjem, glejte sliko.

Sheme rezervoarjev za domače sončne kolektorje

Ideja je, da se lahko poleti umiva po 1,5-2 urah po vklopu SC. To pomeni, da izberemo zgornjo ogrevano plast vode; v primeru ročnega polnjenja – s sesanjem fleksibilne cevi na plovec. Dolžino prožne povezave je treba jemati zmerno: če je v polnem rezervoarju prekratka, se cev drži in predolga z nizkim nivojem vode leži na steni rezervoarja.

Razporeditev šob je zasnovana tako, da se vroči in hladni tokovi v kateri koli aplikaciji čim manj mešajo, tj. vodo namerno razslojujemo glede na temperaturo. Najboljše plovilo za cisterno je sod, položen na bok. Potem bo blato (blato) zavzelo majhen del svoje zmogljivosti. Izolacija – polistiren od 50 mm. Na najnižji točki celotnega sistema, na vhodu povratka v SC, je treba zagotoviti še 1 odtočno cev z zapornim ventilom. Ne pozabite tudi – izbirno cev za vračanje je treba dvigniti nad dno, sicer bo blato kmalu zamašilo SC in ga je težko očistiti. Cevi so običajne vodovodne cevi, 1/2 do 3/4 palcev. Prilagodljiva povezava – PVC-ojačana cev za namakanje; njen plovec je stiropor.

Opomba: dvig povratnega toka nad dnom je odvisen od običajne trdote pitne vode v Ruski federaciji do 12 it. stopinj. V skladu s sanitarnimi standardi je njegova mejna vrednost 29 nemških. stopinj. Nato je treba dvig povratnega toka dvigniti za 80-100 mm in vročo dovodno cev dvigniti nad njo za enakih 20-30 mm.

O zračno-sončnem SC

Včasih je treba ogreti ne vodo iz Sonca, temveč zrak. Ni potrebno za ogrevanje; na primer za sušenje ali obiranje. Zaradi nizke toplotne zmogljivosti zraka mora imeti zasnova zračnega SC številne lastnosti. Več informacij o njih in hkrati o uporabi SC za ogrevanje zraka (za sezonsko dačo je to zelo pomembno) lahko izveste iz videoposnetka:

Video: domače sončno-zračno ogrevanje

Nenavadni domači izdelki

Zračni sončni kolektor iz aluminijastih pločevink

Amaterski mojster ne bi bil on, če si ne bi prizadeval, da bi vse naredil po svoje iz improviziranih smeti. Moram reči, da so rezultati neverjetni. Nemogoče je pregledati vse originalne domače SC v eni publikaciji, vzemimo 3 za primere, tako rekoč drugačnega znaka.

Na sl. – zrak, tj. lažje kot voda, SK iz pločevink za pivo. Ne hihitajmo se v pest in ne ogorčeni: "Ne bom toliko pil!" Oglejmo si tehnični pogled. Sama ideja je dokaj smiselna: prepadi med vrstami pločevink približajo sposobnost plošče, da absorbira svetlobo, bližje modelu črnih teles. Ampak! Materiali – aluminij, les, silikonska tesnilna masa. Njihovi koeficienti toplotnega raztezanja (TCR) se bistveno razlikujejo. Spoji – več kot 200. Osnovni izračun, ki upošteva zakon velikega števila, kaže, da če do konca prve sezone delovanja plošča ne teče veliko, je to čudež.

In tu je sončni kolektor iz plastičnih steklenic na sl. spodaj izgleda ne tako elegantno, a povsem izvedljivo. V bistvu je to veriga linearnih koncentratorjev svetlobe, glej spodaj. Posode so sestavljene v "klobase", tako kot pri gradnji rastlinjakov, gredic, gazebov itd. lahke zgradbe iz steklenic, vendar niso nanizane na trdo palico, temveč na prozorno PVC cev. Zadnja stran "klobas" je prilepljena z aluminijasto folijo, vsaj s pekačem. V tem primeru se uporablja dejstvo, da voda sama dobro absorbira IR. Učinkovitost namestitve je nizka, a stroški – presodite sami. In za Sonce davek še ni sprejet.

Domač sončni kolektor iz plastičnih steklenic

Drug zanimiv domač izdelek iz steklenic je uzbekistanski "Ildar", glej sliko. spodaj. Načelo delovanja je enako; na našem območju je zelo zaželeno folirati spodnjo površino steklenic. Ko so nameščeni na južnem strešnem pobočju, niso potrebni okvirji, podporniki, pregrade za strehe in ojačitev strešnega nosilca (nosilni okvir). Spojev je veliko, toda materiali, podobni TCR, so spojeni, zato je zanesljivost zadostna. Najmočnejši bo sklep v poz. B, ko so steklenice naložene ena na drugo. Ponovitev "Ildar" ni dovolj, a zaman. Očitno je neprijetno, da je pretok vode prikazan nasproti termosifonskega. Toda termosifonska glava je veliko šibkejša od gravitacijske glave iz rezervoarja, zato je Ildar precej učinkovit.

Sončni kolektor iz steklenic "Ildar"

Opomba: v steklenicah SC je treba na srednjih zemljepisnih širinah približno 3 m vzeti dolžino 1 "klobase", vzporedno pa povežite toliko steklenic ali čim več prostora.

Koncentratorji svetlobe

Koncentrator svetlobe je sistem ogledal ali leč, ki zbira svetlobo z osvetljenega območja in jo preusmeri na določeno mesto. Koncentratorji svetlobe ne naredijo celotne sončne elektrarne bolj kompaktne, kot včasih pišejo. Plus ali bolje rečeno minus je, da koeficient prepustnosti svetlobe zbiralnega sistema le redko doseže 0,8; najpogosteje – 0,6-0,7, za domače izdelke – približno 0,5. Sončni koncentrator ali sončni koncentrator vam omogoča, da rešite naslednje naloge:

1. Da bi poenostavili zasnovo sprejemnika sevanja, naredili najbolj zapleten del sončnega sistema bolj kompaktnim in zmanjšali število spojev, ki zahtevajo tesnjenje v njem.
2. Povečajte osvetlitev sprejemnika sevanja in s tem povečajte absorpcijo svetlobe.
3. Povečajte temperaturo hladilne tekočine, kar omogoča popolnejšo uporabo nakopičene energije.
4. Poenostavite postopek usmerjanja sprejemnika sevanja proti Soncu; v nekaterih primerih je možna ena sama poravnava vzdolž poldnevnika in višine.

Str. 1 in 3 omogočata, da industrijske naprave dosežejo večjo splošno učinkovitost sistema. Težko je takšne instalacije narediti doma, ker potreben je sistem neprekinjene natančne orientacije na Sonce. Toda str. 2 in 4 lahko pomagata domačemu obrtniku.

Opomba: kateri koli sončni koncentrator zbira samo neposredne žarke. Če nameravate svojo nastavitev uporabiti tudi v oblačnem vremenu, vam ni treba opraviti s koncentratorji svetlobe.

Glavne sheme sončnih koncentratorjev so prikazane na sl. povsod je 1 – zbiralni sistem, 2 – sprejemnik svetlobe. Obstajajo tudi kompaktna pesta, enega od njih bomo obravnavali spodaj. Medtem shemi c) in e) zahtevata neprekinjeno sledenje Soncu; shema c), poleg tega – izdelava paraboličnega ogledala. Lahko prilagodite satelitsko anteno, vendar verjetno poznate cene zanje. In narediti morate elektroniko, ki nadzoruje natančen dvoosni elektromehanski pogon. Shema s Fresnelovo lečo d) se včasih uporablja za povečanje učinkovitosti majhnih sončnih celic, ki pa se veliko hitreje razgradijo, glej spodaj.

Ukvarjali se bomo z linearnimi koncentratorji, str. a) in b), kot najprimernejša za samostojne sončne elektrarne. Shema v obliki polvaljnega ogledala a) je bila na splošno obravnavana prej, skupaj s steklenicami. Dodate lahko le, da ga lahko usmerite (glejte spodaj) tako vzdolž poldnevnika kot pravokotno nanj, odvisno od tega, kako želite usmeriti tok vode v sprejemni cevi. Ta koncentrator pospešuje ogrevanje vode, vendar ko je usmerjen vzdolž poldnevnika, znatno zmanjša dolžino dnevne svetlobe sprejemnika, ker pri vpadnih kotih s strani več kot približno 45 stopinj od normale svetloba sploh ne ujame. Premislek v njem je vedno enkraten. Prepustnost svetlobe v sistemu 0,35 mm aluminijasta folija + PET je približno 0,7.

Koncentrator poševnih vpadnih ogledal b) ujame svetlobo znotraj vpadnih kotov od normalne vrednosti 60 stopinj ali več. Lahko se izvede linearno in točkovno. Vidno zmanjšanje dnevnih ur poleti v južnih regijah je z njim skoraj neopazno. Zjutraj in zvečer pa učinkovitost namestitve močno pade. svetloba nato doživi do 4-5 ponovnih odsevov. Za referenco: odbojnost optično poliranega aluminija je 0,86; pocinkano jeklo – približno 0,6.

Kljub temu za tiste, ki želijo izdelati takšen profil ogledal, glejte sliko. Razmik mreže je izbran na podlagi dejanskih dimenzij naprave. Prosimo, upoštevajte, da je poravnava potrebna, čeprav enkratna, vendar natančna: 22. junija ali v prihodnjih dneh ob astronomskem (ne conskem!) Opoldnu se krila potegnejo / razširijo in upognejo, tako da se kavstična koncentrirana svetloba) leži natančno vzdolž sprejemne cevi … Njegov premer je približno 100 mm, material je tanka črna kovina.

Profil sončnega koncentratorja s poševnimi padajočimi ogledali

Najverjetneje bo ena od vrst kompaktnih neusmerljivih koncentratorjev bolj zanimiva za domačega gradbenika, glej naprej. sl. Sploh ni treba, da je usmerjen v Sonce: nameščen vodoravno, zbira svoje žarke v vpadnih kotih do 75 stopinj od normale, ki je v tem primeru usmerjena v zenit. To pomeni, da vzamemo zgoraj opisani SC iz cevi, zvite v spiralo, ga dobavimo s tem koncentratorjem in dobimo grelnik vode za bazen.

Kompakten ne orientiran sončni koncentrator

Za zmanjšanje sončnih žarkov na točko potrebujejo koncentratorski pasovi parabolični profil (vstavljen zgoraj levo na sliki), vendar je naš sprejemnik dolg in okrogel, tako da se lahko s stožčastimi rešitvami dobro znajdete. Katere mere in razmerja je treba hkrati vzdrževati, je razvidno iz sl. Ekstremni pas (označen z rdečo) skoraj ne poveča učinkovitosti naprave, bolje je storiti brez njega. Prepustnost svetlobe je približno 0,6, zato bo ta koncentrator uporaben le v jasnem poletnem dnevu. Potem pa je potreben bazen.

Baterije

Zdaj pa se lotimo sončnih kolektorjev (SB). Za začetek – malo teorije, brez tega ne morete razumeti, kaj je dobrega in slabega v njih in kdaj. In kako izbrati pravi SB za nakup ali to storiti sami.

Načelo delovanja

SB temelji na osnovnem polprevodniškem fotoelektričnem pretvorniku (PEC), glej sliko. na desni; če nekdo tam vidi "nezložljive škatle" s šolsko elektrostatiko, upoštevajte: naboji dobivajo energijo iz zunanjega vira – Sonca. Sposobnost polprevodnikov, da prepuščajo električni tok, opisuje pasovna teorija prevodnosti, ki so jo v 30-ih letih prejšnjega stoletja ustvarila dela predvsem sovjetskih fizikov. Ta stvar je zelo zapletena, za njeno razumevanje je potrebno znanje iz kvantne mehanike in številnih drugih disciplin. Na zelo poenostavljen način (odpustite fiziku-tehnologu, če ga bere) je načelo FEP naslednje:

Naprava s fotoelektričnim pretvornikom (FEP)

1. V visokočistni silicijev kristal se vnesejo vsak v svojem območju donorne in akceptorske nečistoče iz kovin, katerih atomi se lahko vgradijo v silikonsko kristalno mrežo, ne da bi jo motili; to je tako imenovano. legiranje. n-regija (katoda), dopirana z darovalci; p-regija (anoda) – sprejemniki.
2. Darovalci na svojem območju ustvarijo presežek elektronov; akceptorji v svojih – enakih jim po velikosti pozitivnih nabojev – luknjah, to je povsem pravilen fizični izraz. Elektroni in luknje iz legirajočih aditivov so tako imenovani. manjšinski prevozniki. Luknje niso antidelci, pozitroni, so preprosto kraji, kjer manjka elektron. Luknje lahko tavajo (odplavajo) znotraj kristala, ker akceptorji ves čas prestrezajo elektrone drug drugega.
3. Elektrone z luknjami privlači drug drugega in se želi medsebojno nevtralizirati (rekombinirati).
4. V kristalu (tu se njegove kvantne lastnosti z veliko močjo igrajo) se v končnem časovnem obdobju ne morejo prosto kombinirati, zato v mejni plasti nastanejo veliki vesoljski naboji ustreznega znaka; na splošno je mejna plast električno nevtralna.
5. Sončna energija tako rekoč izvrže elektrone iz mejne plasti v katodo in na elektrodo kolektorja negativnega toka.
6. Luknje ne morejo slediti elektronom, ker lahko lebdi znotraj kristala.
7. Elektrom ne preostane drugega, kot da gredo skozi električni tokokrog in potrošniku dajo energijo, prejeto od Sonca, to je električni foto tok.
8. Ko pridejo v anodno območje, elektroni prejmejo še en "udarec" iz kvante sončne svetlobe, ki jim preprečuje, da bi se rekombinirali z luknjami in jih vedno znova spuščajo v vezje, medtem ko kristal sveti.

Še beseda Kulibinov

Najpogosteje radijski amaterji in inženirji elektronike prevzamejo doma narejene SB. Praviloma razumejo osnove teorije polprevodnikov. Zanje bomo za vsak slučaj razložili, kako se FEP razlikuje od podobne diode in zakaj ne bo uspelo iztisniti pomembnega fototoka iz kristalov diod / tranzistorjev:

• Stopnja dopiranja anode in katode iz PVC je velikostna in celo veliko večja od aktivnih elektronskih komponent.
• Katoda in anoda sta dopirani v približno enaki stopnji, kot omogoča ravninsko-epitaksialna tehnologija.
• Mejno območje je široko (v tem primeru ga je mogoče imenovati pn križišče le z velikim raztežajem), tako da je več "delovnega prostora" za svetlobne kvante in je prostorski naboj v njem zelo velik. Pri izdelavi komponent elektronska vezja ponavadi delajo nasprotno, da bi izboljšala zmogljivost.

Značilnosti strukture PVC temeljijo na dejstvu, da ni sprejemnik električne energije v obliki uporabljene napetosti, temveč njegov generator. Zato sledijo zaključki, ki so že pomembni za vsakega uporabnika:

1. Ker Vedno je več kvantov svetlobe, ki so padle v kristal, kot je tam prostih elektronov, odvečne kvante porabijo svojo energijo za vzbujanje atomov kristala, zaradi česar se sčasoma poslabša, to je tako imenovano. razgradnjo ali staranje FEP. Preprosto povedano, SB se obrabi kot katera koli oprema in sčasoma sede, kot katera koli električna baterija.
2. Prehod električnega toka, ko je FEP priključen na potrošniški krog, pospeši razgradnjo, ker elektroni, ki tako rekoč plujejo v kristal, zadenejo atome in jih postopoma odbijejo s svojih mest.
3. Zalogo energije v PVC-ju določa volumetrični naboj; sončna svetloba samo sproži njegovo prerazporeditev.
4. FEP in SB, ki jih sestavljajo, se bojijo kontaminacije: postopoma prodirajo (difundirajo) v kristal in kršijo njegovo strukturo. V zraku so tudi "strupene" nečistoče in njihov "smrtonosni" odmerek za fotoelektrični učinek je zanemarljiv.

Točka 3 zahteva dodatna pojasnila. SB namreč ne more oddajati presežnih tokov. Na primer, zaganjalna baterija (akumulatorska baterija) z zmogljivostjo 90 A / h ustvari kratkoročni tok 600 A. Teoretično še več, dokler ne eksplodira zaradi pregrevanja. Če pa v specifikaciji SB piše "Tok kratkega stika (kratek stik) 6A", potem več iz njega in nikakor ne iztisnite.

Upoštevajte, za vsak slučaj: silicija ni mogoče dopirati v nedogled, preprosto se bo spremenil v umazano kovino ("visoka" stopnja dopinga je izražena kot decimalni ulomek z veliko ničlami ​​za decimalno vejico). In v kovinah ni notranjega fotoefekta. Hallovega učinka je težko začutiti, vendar je fotoefekt v bistvu nemogoč: prevodni pas kovin je napolnjen z izrojenim elektronskim plinom, preprosto ne prepušča kvantov, zato kovine sijejo. Da, območje v tem primeru ni območje vesolja, temveč niz stanj delcev, ki jih opisuje sistem kvantnih enačb.

Naprava

En PVC brez obremenitve ustvari potencialno razliko 0,5 V. Določajo ga kvantne lastnosti silicija in ni odvisen od zunanjih pogojev. Pod obremenitvijo napetost PV pade, ker njegov notranji odpor je velik. Kvantna mehanika ne prekliče Ohmovega zakona. Zato se napetost akumulatorja vzame z eno in pol mejo: če se na primer 12 V SB zaposli iz 0,5 V modulov, se vzame 36 na pol, kar bo dalo napetost XX (brez obremenitve) 18 V. Za eno in pol prenapetost se izračunajo vsi porabniki enosmernega toka. Tok kratkega stika enega FEP je od nekaj do sto mA; odvisna je od površine izpostavljene (osvetljene) površine elementa.

Moduli (elementi) iz številnih PVC-jev, ki so povezani na skupni substrat zaporedoma, vzporedno ali ta in ta, pridejo v prodajo in za montažo; njihova XX napetost in tok kratkega stika sta navedena v specifikaciji izdelka. S tem je pogosta napačna predstava, da naj bi SB rekrutirali le iz 0,5 V elementov, drugi pa so podstandardni. Nasprotno, moduli izvesnega proizvajalca za recimo 6V 4W, tj. pri 6 V in 0,67 A bodo zanesljivejši od samosestavljenih z enakimi parametri. Čeprav samo zato, ker tukaj PVC pridelujejo na eni plošči in se njihovi parametri popolnoma ujemajo.

V vezju sončne baterije SB (glej sliko) so moduli PE priključeni na stebre E, ki zagotavljajo potrebno napetost; ponavadi 12, 24 ali 48 V. Polovi so povezani vzporedno, da se dobi potreben obratovalni tok. Ker moduli v stebrih niso nujno iz istega kristala, notranji upori stebrov so nekoliko drugačni in napetost "plava" pod obremenitvijo. Skozi nekoliko močnejše stebre (z nižjim notranjim uporom) bo stekel povratni tok in iz njega hitro pride do razgradnje FEP. Radioamaterjem se lahko spomnite, da če se dioda celo rahlo odpre "s strani", začne oddajati tudi obratni tok, to je osnova delovanja tiristorja. Zato so stebri blokirani pred "povratkom" z diodami VD. Najpogosteje se uporabljajo Schottkyjeve diode, ker padec napetosti na njih je majhen in pri visokih tokovih ne potrebujejo dodatnega hlajenja. Toda včasih (glejte spodaj o doma narejenih SB) boste morda potrebovali tudi diodo s pn spojem.

Električni shematski prikaz sončne baterije z jermenom

Pri vklopu / izklopu močni porabniki, tako imenovani. prehodni procesi, ki jih spremljajo zunanji tokovi. Le nekaj milisekund, vendar je dovolj nežen posed, da se hitro spustite. Zato SB potrebuje vmesno baterijo za napajanje zmogljivih naprav. Krmilnik C nadzoruje porazdelitev tokov v SB; gre za nadzorovani vir toka, ki uravnava in omejuje obratovalni tok SB skupaj s polnilnim tokom akumulatorja. V najpreprostejšem primeru je praznjenje baterije brezplačno glede na raven porabe. Pretvornik I pretvori enosmerni tok iz akumulatorja v izmenični tok 220 V 50 Hz ali karkoli je potrebno.

Opomba: pas na desni strani diagrama (C, I, GB) lahko služi več ali več SB. Nato dobimo sončno elektrarno (SES).

Zelo pomembne okoliščine, ki izhajajo iz zgoraj navedenega: najprej je treba baterijo stalno vključevati v vezje. Izdelati SB po shemi "gluhega" UPS-a, pri katerem baterija oddaja tok le, ko se omrežje izgubi, pomeni obsoditi SB na hitro degradacijo zaradi dodatnih tokov. Življenjska doba baterije v shemi "pretoka" se bistveno zmanjša, vendar s tem ne morete storiti ničesar, razen če uporabite drage baterije z gelnim elektrolitom. Torej ni potrebe in spet ni potrebe po oblikovanju SB z računalniškim UPS-jem. Drugič, obratovalni tok naj vzame približno 80% toka kratkega stika. Če je na primer v skladu z izračunom tok primarnega kroga 12 V 100 A, mora biti SB zasnovan za 120 A.

Tretjič, v tej shemi je pri globokem praznjenju baterije možna reverzibilna okvara sistema, ko je vse v redu, vendar ni toka. Zato je v resničnem SES jermen dopolnjen z alarmom za prekomerno praznjenje baterije (zasliši se še bolj gnusno kot UPS brez omrežja) in avtomatizacijo, ki pretvornik izklopi, če lastniki signal niso upoštevali. V najdražjih SPP ima pretvornik več izhodov, 220 V ožičenje ima več vej in avtomatizacija odklopi potrošnike v obratnem vrstnem redu glede na njihovo prednost; hladilnik, npr. zadnji.

Zasnova električnega solarnega panela

Sobo brez vezave običajno imenujemo sončna plošča. Njegova zasnova (glej sliko) zagotavlja najprej zmanjšanje razgradnje svetlobe, nato pa učinkovito uporabo svetlobe in mehanske trdnosti. Prvi daje predvsem poseben kozarec, ki odreže kvante, ki zagotovo ne bodo oddale toka; občutljivost PEC na žarke različnih spektralnih con je bistveno neenakomerna. EVA film ponuja tudi nekaj filtriranja svetlobe, vendar je bolj namenjen izboljšanju učinkovitosti: zmanjšuje lom svetlobe in bočni odboj, tj. antirefleksni premaz. Steklo, EVA in elementi pod njim so "oblikovani" v eno samo pito brez zračnih rež, zato ta zasnova ni za ljubitelje. Obloga iz PET je najprej mehanski dušilec (kristalni silicij je krhka snov in plošče elementov so tanke). Drugič, električno izolira module iz telesa plošče, vendar zagotavlja prenos toplote elementov, ki se med delovanjem segrejejo, ker PET toploto prevaja bolje kot druge umetne snovi. O diodah je bilo že rečeno. Celotna torta je postavljena v trpežno kovinsko ohišje (služi tudi kot hladilno telo) in skrbno zaprta.

Prilagodljiva sončna celica

Opomba: Na prodaj so tudi prilagodljivi SB-ji, glejte sliko. na desni. Lahko so cenejši in učinkovitejši od togih plošč z enako močjo, vendar ne pozabite – ti SB niso namenjeni pretvorbi dovedenega toka. Prilagodljivi SB se večinoma uporabljajo za napajanje porabnikov enosmernega toka v različnih mobilnih ali oddaljenih brez nadzora prostorih.

Kupljeno SB

Za pripravo na nakup ali izdelavo SB ali SES morate obvladati koncepte največjega faktorja, največje in dolgoročne porabe energije. V vsakdanjem življenju je lažje kot v zapletenih elektroenergetskih sistemih. Recimo, da imate na plošči števca odklopnike ali vtiče za napetost 25 A. Potem lahko iz omrežja vzamete do 220×25 = 5500 W ali 5,5 kW. To je vaša največja poraba, če pa računate na električno omrežje za največjo vrednost, se bo izkazalo za nerazumno drago: močni potrošniki se ne vklopijo dolgo in naenkrat.

Električarji pri izračunu električnih omrežij vzamejo pickfator = 5; zato bo dolgoročna poraba energije 0,2-krat večja od najvišje. V našem primeru znaša 1,1 kW. Če pa se za tak vrh izračuna SES, se izkaže, da je zmogljivost baterije prevelika, sama baterija je draga in njen vir je veliko manjši od običajnega. Da bi zmanjšali stroške SES, je treba njegov največji faktor vzeti za polovico manj, 2,5. V SES SB "potegne" dolgoročno obremenitev, vrhove pa prevzame baterija, t.j. v tem primeru potrebujemo 2,2 kW napajalnika in baterijo, ki lahko 12 ur (ponoči) odda 5,5 kW na uro ali 1,1 kW.

Gospodarstvo

Cena SB na trgu se giblje med 50-55 rubljev. za 1 W moči za polisilicijeve baterije (glej spodaj) in 80-85 rubljev / W za monosilicijeve baterije. Toda tu vplivajo dodatne okoliščine:

• Učinkovitost monosilicijevih SB je več kot dvakrat večja od polisilicijevih (22-38% v primerjavi z 9-18%) in so bolj trpežne.
• Moč polisilicijevih SB v oblačnem vremenu manj upada in se po izteku njihove življenjske dobe popolnoma počasneje razgradijo.
• Faktor izkoristka energije (energijska učinkovitost) puferske kislinske baterije je 74%, druge vrste le-teh, razen strašno dragih litijevih, pa so slabo primerne za pufriranje SB.

Ob upoštevanju teh dejavnikov in podnebnih razmer v Ruski federaciji je cena 1 W izravnana in znaša približno 130-140 rubljev / W SB za 1,1 kW bo tako stal nekje 140-150 tisoč rubljev. Kako dolgo bo trajalo? Pogoji delovanja Varnostnega sveta niso nikakor urejeni; proizvajalci običajno dajo 5, 10, 15 in 25 let. To po zadnjem pregledu ne bo trajalo 5 let, se prodaja po posameznih postavkah za samosestavljanje. Upoštevajte, domači ljudje!

Cena končnega SB seveda raste v skladu z življenjsko dobo. Po proučitvi izjav in izračunov podjetja se SB izkaže za najdonosnejšega 15 let. Tukaj je zahrbtna prefinjenost: SB je na voljo v pogojih razreda A, razreda B, razreda C in nenadgradnje (podstandard). Skladno s tem se moč SB do konca življenjske dobe zmanjša za do 5%, 5-30% in več kot 30%. Če pa kupite SB razred A pet let, potem ne morete pričakovati, da bo trajal še 25, dokler ne posuši za 30%. Zaradi povečanja obremenitve preostalih uporabnih PV v elementu se proces razgradnje razvije kot plaz: traja še šest mesecev ali leto in mono – 2-4 mesece.

Torej, razmislimo naprej. S pravilno izbiro primarne konstantne napetosti (glej spodaj) bo v 15 letih potrebna 1 zamenjava baterije po ceni približno 70 tisoč rubljev. Plus jermen, žice, pnevmatike, preklopni elementi, kovinske konstrukcije ali dela na strehi, to je približno 150 tisoč rubljev več. Baterija bo stala približno 30 tisoč; kategorično je nemogoče postaviti baterijo v stanovanjske prostore. Imamo:

1. Sub – 150.000 rubljev.
2. Delniška banka – 140.000 rubljev.
3. Trak – 150.000 rubljev.
4. Polnilna baterija – 30.000 rubljev.

Skupaj 470.000 RUB SPP na ključ enake zmogljivosti bo stal približno 1,2-1,5 milijona rubljev. Toda kako upravičeno je to ali ono?

V 15 letih 15х24х365 = 131.400 ur. V tem času bomo porabili 131 400×1,1 = 144 540 kW / h. 1 kW / h iz lastne sončne elektrarne bo stala 470.000 / 144.540 = 3,25 rubljev. Poznate trenutne cene (od 3,15 do več kot 6 rubljev). Zdi se, da korist ni zelo velika, saj je treba te "pol limone" vzeti nekam drugam, ne da bi se zadolžili po trenutnih posojilnih obrestnih merah. Kljub temu je gradnja SES zase že upravičena v takih primerih:

• Na oddaljenih, težko dostopnih mestih z nestabilnim napajanjem. Življenje je dražje od katere koli tarife. Vsaj rastlinjaki in domače živali, ki zagotavljajo hrano in dohodek.
• Na komercialnih kmetijah, ki zahtevajo neprekinjeno oskrbo z električno energijo, se uporabljajo enaki rastlinjaki ali na primer kokošnjake. Na poceni zemljiščih je mogoče graditi brez infrastrukture, stroški sončne elektrarne pa se lahko takoj izkažejo za manjše od stroškov postavitve napajalnika.
• V velikih gospodinjstvih, ki sistematično presegajo osnovno mejo porabe.
• Skupna uporaba. Primer: SPP za vrh 15 kW (3 povprečne hiše) bo stal približno 1,5 milijona rubljev. s samogradnjo ali 2,5 milijona rubljev. Popolna gradnja. Po "vrženju" s sosedi / sorodniki dobimo enakih 500.000 rubljev. in 5 kW na dom, vendar stabilno in brez kakršne koli komunikacije z energetskimi podjetji.

Od koga vzeti?

Vendar je še prezgodaj, da bi se potegovali za baterije. Na varnostnem trgu so razmere zelo težke: visoko in neurejeno povpraševanje po robu po vsem svetu ustvarja močno in pogosto nelojalno konkurenco. Svetovni vodja v tem segmentu je Kitajska, in to ne po zaslugi "kitajskih" cen (sploh niso dampinške), temveč dejanski kakovosti. Toda Kitajska je zelo kontroverzna država; Obstaja veliko obalnih kleti Shanghai-Wuhan, ki se predstavljajo kot zanesljiva državna podjetja. Po drugi strani pa zahodni "kitovi" v industriji v paniki pred grožnjo bankrota gredo ven, samo da bi dobili blago, ne da bi prizanesli svojemu dobremu imenu.

Solarni inženirski kalkulator

V Rusiji je glede izbire proizvajalca dober izhod. Elektronska in polprevodniška industrija ZSSR in Ruske federacije sta bila vedno na najboljši ravni glede znanstvene in tehnične ravni; Mimogrede, prvi Intelovi procesorji so bili narejeni iz sovjetskega silicija, Silicijeva dolina se je takrat še razvijala. Toda na gredi sovjetsko-ruska elektronika v svetu ni bila nikoli opazna; delal predvsem za vojno. V času perestrojke so v prodaji blesteli izdelki, boljši od takratnih svetovnih, vendar je bilo prepozno za tekmovanje z "morskimi psi". Na primer – glej sliko. Zaenkrat deluje brezhibno, na njem so bili narejeni izračuni za članek. In njegova dražja in manj sposobna vrstnika Casio in Texas Instruments sta že dolgo obrabila ključe in se usedla.

Trenutno v Ruski federaciji deluje več podjetij s čistimi sobami, usposobljenim osebjem, inženirskim in tehničnim osebjem ter izkušnjami na tem področju. Ostajajo na površju zahvaljujoč pravilni tržni taktiki: SB komponente kupujejo pri zaupanja vrednih kitajskih dobaviteljih, jih prenašajo skozi lastni dohodni nadzor in po vseh tehnoloških pravilih sestavljajo v plošče. Deklariranim parametrom njihovih izdelkov lahko brezpogojno zaupate. Na žalost jih po preteklih motenih ni več veliko:

1. Telecom-STV v Zelenogradu, blagovna znamka TSM.
2. RZMKP, Ryazan, TM RZMP.
3. NPP "Kvant", Moskva, zložljivi prenosni SB.

V zadnjem času MicroART (TM "Inverter") dobro napreduje na trgu SB in zdi se, da ni zaman. Toda v tem segmentu je bilo in je bilo napačnih zagonov, zato si morate natančneje ogledati Inverter. Obstaja še ena okoliščina: EVA film. Biti mora odporen proti zmrzali, sicer se pri nižjih temperaturah strdi, postopoma lušči in SB odpove. Zato je pri izbiri nujno treba upoštevati območje delovne temperature in dovoljeni najmanjši čas izpostavljenosti. Ali navsezadnje garancijsko obdobje v danih podnebnih razmerah.

Katere jemati?

Da so izjave, kot je "mono je kul, poli zanič", prej čustvene kot utemeljene, ste verjetno že jasni. Mimogrede, razlika med njima ni tako temeljna. Za velike sekance se uporabljajo silikonski prašiči najvišje kakovosti, najbolj enakomerno prekristalizirani. 1. pogoj – za srednjo integracijo, 2. – za diskretne komponente in šele 3. – za SB. "Mono" se od "poly" razlikujejo po tem, da v prvem na rezu enega kristala v slepi obliki (kristalit) zraste več FEP ali 1 velik; V polisilicijevih SB majhni PVC-ji zasedajo približno 1 tudi fin kristalit.

Polikristalni in monokristalni moduli sončnih celic

Vendar lopovski proizvajalci in trgovci poskušajo izdati povsem neuporabne monopolije, pri čemer oznako nadomestijo s podobnimi po pomenu, a na začetku s črko "m": večkristalni, mikrostrukturni itd. Zato vas opozarjamo: polikristalni SB moduli so modre barve, najpogosteje z opazno mavričnostjo (odtenki barv), na levi strani na sl. Monokristalni zelo temen do popolnoma črn; irisanje, če obstaja, ni prav opazno, na desni na istem mestu. Kakovost modula na splošno ni mogoče določiti z očmi ali z električnimi meritvami; potrebna je laboratorijska kemična, kristalografska in mikrostrukturna analiza. Kaj trgovci-prevaranti z mogočno in glavno uporabo.

O primarni napetosti

Najpogosteje je priporočljivo vzeti SB 12 V. Tako lahko vklopite 12-voltne žarnice za gospodinjstvo in ne potrebujete posebnega krmilnika. Prvič, enosmerna oprema za 24, 36 in 48 V sploh ni "posebna", to so standardne vrednosti številnih napetosti. Drugič, delež gospodinj v porabi energije sploh ni nič in potrebujejo ločeno ožičenje. A to ni glavno.

Zgoraj je izračunano – za povprečno hišo potrebujete vmesno baterijo za največ 5,5 kW. Tok iz njega z urnim praznjenjem bo 5500/12 = 458, (3) ali približno 460 A. V široki prodaji so pločevinke za baterije z zmogljivostjo do 210–240 A / h, iz katerih so zagonske baterije zaposlena je težka posebna oprema. Da ne omenjamo stroškov, je vzporedno z baterijo nepogrešljivo in noben SB element ne bi rad delal vzporedno z baterijo in iz istih razlogov; to je skupna lastnost vseh virov enosmernega toka. Kot rezultat – baterija za 100-120 tisoč rubljev. bo trajal največ 5-6 let, v 15 letih pa bo treba 2-3 zamenjave.

In zdaj vzemimo "primarni" enosmerni tok 48 V. Bolje bi bilo do 60-72, enosmerni tok do 100 V je varen, le SB tega ne počne. Kar zadeva vpliv na človeško telo, so 50/60 Hz najbolj nevarne frekvence, le kam nikamor, njihove vrednote so se razvile v zgodovini. Nato dobimo z urnim praznjenjem 5500/48 = 114,58 (6) A in zmogljivost baterije je 120 A / h. To je navadna avtomobilska baterija, poleg tega pa lahko uporabite dolgotrajno zatesnjene AGM, GEL, OpzS, če vas denar ne moti. In najslabše od vsega (samodejni zaganjalnik) bo trajalo vsaj 8 let ali celo vseh 15. In stalo bo polovico cene velikega.

Shema sončne elektrarne z vmesno baterijo 48 V

Obstaja še en odtenek. Oglejte si sl. – SES vezje s primarnim 48 V. Spodaj desno – glavni stroj za 175 A. Za 12 V boste potrebovali 700 A. Ste že videli take v prodaji? Enosmerni tok? Koliko so? Plus druga visokotokovna stikala, avtomatizacija, žice in vodili. Če na splošno zavržemo trgovinske pribiteke, 48 V primarni tokokrog zniža stroške SES za polovico ali več.

Opomba: in ne daj Bože, da priključite SPP na ulični vhod! Stricem na pultu bomo morali plačati njihove stroške in delo. Za števec je treba postaviti paketno vrečko (to je naročniška napeljava in tukaj ste popoln mojster, ne pozabite na TB) in se nenadoma preklopite s Sonca na splošno omrežje. Na primer pri zamenjavi baterije ali dolgotrajnem slabem vremenu.

Sat in domači izdelki

Prva stvar, ki jo mora vedeti amaterska sončna energija, je, da so zavrženi moduli razpršeni v prodaji, kar 5 zagotovo ne bo delovalo. Tudi če doma organizirate čisto proizvodnjo, so že "zastrupljeni" s počasi delujočim strupom – škodljivimi nečistočami. Poleg tega za izdelavo "torte" z blagovno znamko potrebujete komoro z globokim vakuumom, zato boste SB morali sestaviti v prezračevani škatli, kar pomeni, da so elementi izpostavljeni atmosferskim vplivom. Brez odvajanja ohmične toplote se SB moduli dobesedno razgradijo pred našimi očmi. Zato je bolje, da ne računate na življenjsko dobo, daljšo od 2-3 let.

Vendar pa je DIY lahko koristen kot 100 W njihove moči bo stalo manj kot 3000 rubljev. Katere – poglejmo malo spodaj, za zdaj pa se ustavimo na tehnologiji sestavljanja. Tukaj je prikazano v celoti:

Video: izdelava sončne baterije z lastnimi rokami

Konstruktorji za samosestavljanje sončnih kolektorjev

Lahko dodate malo. Najprej ne vzemite v delo očitnih odpadkov, poslanih v razsutem stanju, na levi strani na sliki. Bolje kupiti konstruktor, glej sliko. na desni. Dopolnjeni so s svinčniki s fluksom in posebnimi vodniki, kar močno zmanjša zavrnitve spajkanja.

Nepravilna montaža sončnih kolektorjev

Spajkanje z običajnim spajkalnikom s kolofonskim tokom (desno na sliki levo) prav tako ni potrebno. Kontaktne blazinice modulov so posrebrene (silicij ni spajkan), srebrna plast je tanka in komaj drži. Doma verjetno zdrži le 1-kratno spajkanje (pri proizvodnji avtomatskih strojev – 3-krat) in s spajkalnikom z ponikljano bronasto konico. Ne poskušajte ga kositriti, s takim spajkalnikom se suho spajkajo.

Vendar pa mojstri SB spajajo tudi z običajnimi spajkalniki z najrazličnejšimi previdnostnimi ukrepi; kako – si lahko ogledate tukaj:

Video: kontakti za kositranje in spajkanje

Tretja točka – pred montažo je treba kalibrirati module, stebre pa sestaviti iz plošč s približno enakimi parametri (glej video spodaj). Skoraj nikoli ni mogoče zbrati modulov za 48-voltne stebre iz podstandardnih modulov, zato so doma narejeni SB-ji 12-voltni ali 6-voltni.

Video: Kalibracijski elementi

Zdaj pa o primerih, ko je povsem smiselno, da sami naredite sončno baterijo. Prvi je zgoraj opisani čoln z "gumijastim trakom". Diagram njegove elektrarne je prikazan na sliki. spodaj. Enako je primerno za poletno rezidenco, le namesto motorja morate vklopiti pretvornik 12VDC / 220VAC 50 Hz za 200-300 vatov. Za televizor, majhen hladilnik in glasbeni center je to dovolj. Stikalo S2 deluje, S1 je za popravila in nujne primere ter za zimsko skladiščenje.

Električni diagram mobilne sončne elektrarne z majhno močjo

Stvar je v tem, da padec napetosti na običajni diodi narašča s povečevanjem toka skozi njo. Ne veliko, vendar v kombinaciji z omejevalnim uporom Rp (oba sta zasnovana za svinčeno akumulator 12V 60A / h!), Preobremenitev SB s tokom traja tudi pri popolnoma "praznem" akumulatorju največ 2-3 minute . Če se takšna situacija pojavi enkrat na dan, bo SB služil vsaj 4 leta, tj. več kot samopobiranje podstandardnih. In bencinski motor bi v tem času porabil gorivo za veliko več kot stroški namestitve.

Drugi primer je polnjenje mobilnega telefona. Zanjo je bolje kupiti že pripravljen modul za 6V 5W; shema zanjo – na sliki:

Polnjenje mobilnega telefona iz sončne baterije

Stikalo S1 in svetlo bela LED D3 sta preizkusna. Če se želite poigrati s solarnimi moduli, vam ponujamo videoposnetke (glejte spodaj). V tem primeru bo očitna zakonska zveza šla tudi v SB, cena je poceni. Mimogrede, to je dobra praksa za delo s sončnimi celicami, preden vzamete veliko sat, in bo koristna naprava.

Video: mini sončna celica za polnjenje telefona – montaža in testiranje

Namestitev in poravnava

Namestitev sončnih kolektorjev in kolektorjev stacionarne konstrukcije se najpogosteje izvaja na strehi. Obstajata dve možni rešitvi: bodisi razstavite del strehe in telo SK / SB vključite v močnostni tokokrog strešnega nosilca (njegov okvir brez strešne pite), nato zatesnite režo ali pa ploščo namestite na izdelane nosilce kovinskih zatičev, ki gredo skozi streho. In špirovce, na katere so padli pritrdilni elementi, je treba okrepiti s prečkami.

Prva metoda je seveda težja in zahteva precej zapletena gradbena dela. Vendar pa rešuje ne le problem odpornosti vetra na ploščo. Zelo rahlo segrevanje ohišja s podstrešne strani močno zmanjša verjetnost luščenja EVA filma in poveča zanesljivost celotne namestitve. Zato je v krajih z močnimi zmrzali / vetrovi vsekakor bolje.

Kar zadeva premične (premične) ali samostoječe talne plošče, so te nameščene na volumetričnem okvirju ali stojalu (nosilcu) iz kovine, lesa itd. Če je plošča na okvirju, jo je treba obložiti z nečim tako da veter, ki piha od zadaj, ne prisili plošče, da pokaže njihove aerodinamične lastnosti, kar dobro.

Fiksne plošče je treba čim natančneje usmeriti (poravnati) na največjo letno povprečno (sezonsko) osončenost. Kokoš ugrizne zrno in prihrani peni rubelj – v tem primeru ti izreki v celoti vplivajo na dobo povračila namestitve. Azimut je postavljen natančno vzdolž poldnevnika. Če za to uporabljate kompas, morate upoštevati magnetno deklinacijo kraja; v napravah GPS ali GLONASS – omogočite ustrezen popravek. Lahko tudi premagate opoldansko črto (to je poldnevnik), kot je opisano v šolskih učbenikih o naravni zgodovini, geografiji, astronomiji ali recimo v vodnikih za izdelavo sončne ure.

Nagib plošče v nadmorski višini α, odvisno od zemljepisne širine φ, se izračuna za različne primere s korekcijo naklona zemeljske osi β = 23,26 stopinj, zaradi česar je višina Sonca na srednjih zemljepisnih širinah spremembe glede na letni čas:

• Za poletne instalacije α = φ-β; če je α = <0, je plošča položena vodoravno.
• Za sezonsko pomlad-poletje-jesen α = φ
• Za celoletno α = φ + β

Če v zadnjem primeru izstopi α> 90 stopinj, ste za polarnim krogom in ne potrebujete zimske plošče. Nadalje se zaradi enostavnosti in natančnosti glede na kot α dvig severnega roba plošče izračuna v dolžinskih enotah kot h = Lsinα, kjer je L dolžina plošče od juga proti severu. Recimo, da je vzdolž poldnevnika nameščena plošča, dolga 2 m. α je izstopil pri 30 stopinjah. Nato je treba severni rob (sin 30 stopinj = 0,5) dvigniti za 1 m. Pri sinα = 1 ali tako je plošča postavljena navpično.

Končno

Karkoli že rečete, Rusije ne moremo imenovati za idealno državo za razvoj sončne energije. Vendar je malo časti vzeti tisto, kar je slabo. A priti do zastavljenega cilja kljub vsemu in ko je vse proti vam, je velik uspeh že dolgo, če je le cilj vreden in koristen. V zgodovini je veliko primerov: Nizozemska, Čile (gojenje badlands), Japonska – industrijski velikan, skoraj popolnoma brez virov surovin, v svetu kot celoti – razvoj HF radijskih valov s strani radioamaterjev (strokovnjaki v celoti oboroženi s teorijami tistega časa, ki so jih imeli za ničvredne), v Rusiji pa vsaj gradnjo Transsibirske železnice, ki še vedno nima analogov. Tukaj imajo ljudje, ki jih delajo sami, pohajkovanje in če se bo zgodil "ruski sončni čudež", bo to zagotovo njihova velika zasluga.