Vastavalt tööpõhimõttele on päikesekontsentraatorid väga erinevad. Lisaks on termilised päikeseelektrijaamad mitmete funktsioonide tõttu palju tõhusamad kui fotogalvaanilised elektrijaamad.

Päikesekontsentraatori ülesanne on suunata päikesekiired jahutusvedelikuga anumale, milleks võib olla näiteks õli või vesi, mis neelavad hästi päikeseenergiat. Kontsentreerimismeetodid on erinevad: parabool-silindrilised kontsentraatorid, paraboolpeeglid või torni tüüpi heliotsentrilised installatsioonid.

Mõnes kontsentraatoris on päikesekiirgus fokuseeritud piki fookusjoont, teistes - fookuspunktis, kus asub vastuvõtja. Kui päikesekiirgus peegeldub suuremalt pinnalt väiksemale pinnale (vastuvõtja pinnale), saavutatakse kõrge temperatuur, jahutusvedelik neelab soojust, liikudes läbi vastuvõtja. Süsteem tervikuna sisaldab ka salvestusosa ja energia ülekandesüsteemi.

Pilvestel perioodidel väheneb kontsentraatorite efektiivsus oluliselt, kuna fokuseeritakse ainult otsest päikesekiirgust. Just sel põhjusel saavutavad sellised süsteemid kõrgeima efektiivsuse piirkondades, kus insolatsiooni tase on eriti kõrge: kõrbetes, ekvaatori ümbruses. Päikesekiirguse kasutamise efektiivsuse tõstmiseks on kontsentraatorid varustatud spetsiaalsete jälgimisseadmetega, jälgimissüsteemidega, mis tagavad kontsentraatorite kõige täpsema orientatsiooni päikese suunas.

Kuna päikesekontsentraatorite maksumus on kõrge ja jälgimissüsteemid nõuavad perioodilist hooldust, piirdub nende kasutamine peamiselt tööstuslike elektritootmissüsteemidega.

Selliseid paigaldisi saab kasutada hübriidsüsteemides koos näiteks süsivesinikkütusega, siis vähendab salvestussüsteem toodetava elektri maksumust. See saab võimalikuks, kuna põlvkond toimub ööpäevaringselt.

Paraboolsed küna päikesekontsentraatorid on kuni 50 meetrit pikad, näevad välja nagu piklik peegelparabool. Selline kontsentraator koosneb nõgusate peeglite massiivist, millest igaüks kogub paralleelseid päikesekiiri ja fokuseerib need kindlasse punkti. Mööda sellist parabooli asub jahutusvedelikuga toru nii, et kõik peeglitelt peegelduvad kiired on sellele keskendunud. Soojuskadude vähendamiseks on toru ümbritsetud klaastoruga, mis on venitatud piki silindri fookusjoont.

Sellised kontsentraatorid on paigutatud ridadesse põhja-lõuna suunal ning loomulikult on need varustatud päikesejälgimissüsteemidega. Liinisse fokusseeritud kiirgus soojendab jahutusvedeliku ligi 400 kraadini, see läbib soojusvahetiid, tekitades auru, mis paneb pöörlema ​​generaatori turbiini.

Ausalt öeldes tuleb märkida, et toru asemel võib asuda ka fotosilm. Hoolimata asjaolust, et fotogalvaaniliste elementide puhul võivad kontsentraatorid olla väiksemad, on see aga täis efektiivsuse langust ja ülekuumenemise probleemi, mille lahendamiseks on vaja välja töötada kvaliteetne jahutussüsteem.

California kõrbes 80ndatel ehitati 9 elektrijaama paraboolsetele künakontsentraatoritele koguvõimsusega 354 MW. Seejärel ehitas sama ettevõte (Luz International) Deggettisse ka 13,8 MW SEGS I hübriidjaama, mis sisaldas täiendavaid maagaasi ahjusid. Üldiselt oli firma 1990. aasta seisuga ehitanud hübriidelektrijaamu koguvõimsusega 80 MW.

Päikesetootmise arendamine paraboolsetes elektrijaamades toimub Maailmapanga rahastamisel Marokos, Mehhikos, Alžeerias ja teistes arengumaades.

Sellest tulenevalt järeldavad eksperdid, et tänapäeval on parabool-silindrilised elektrijaamad nii tasuvuse kui ka efektiivsuse poolest madalamad kui torni- ja taldrikutüüpi päikeseelektrijaamad.

on satelliitantennitaolised paraboolpeeglid, mis suunavad päikesekiired vastuvõtjale, mis asub iga sellise taldri fookuses. Samal ajal ulatub selle küttetehnoloogiaga soojuskandja temperatuur 1000 kraadini. Vedel jahutusvedelik suunatakse kohe generaatorisse või mootorisse, mis ühendatakse vastuvõtjaga. Siin kasutatakse näiteks Stirlingi ja Braytoni mootoreid, mis võivad selliste süsteemide jõudlust märkimisväärselt suurendada, kuna optiline efektiivsus on kõrge ja algkulud madalad.

Paraboolplaadi tüüpi päikeseelektrijaama kasuteguri maailmarekord on 29% kasutegur, mis saavutatakse soojusenergia muundamisel elektrienergiaks Rancho Mirage'i plaatjaamal, mis on kombineeritud Stirlingi mootoriga.

Tänu oma modulaarsele disainile on plaaditüüpi päikesesüsteemid väga paljulubavad, nende abil on lihtne saavutada vajalikke võimsustasemeid nii avaliku elektrivõrguga ühendatud hübriidtarbijate kui ka autonoomsete tarbijate jaoks. Näiteks võib tuua Georgia osariigis asuva projekti STEP, mis koosneb 114-st 7-meetrise läbimõõduga paraboolpeeglist.

Süsteem toodab keskmise, madala ja kõrge rõhuga auru. Madala rõhuga auruga varustatakse kudumisvabriku kliimaseade, keskmise rõhuga auruga tarnitakse kudumistööstus ise ja kõrgsurveauruga tarnitakse otse elektrienergia tootmiseks.

Loomulikult pakuvad Stirlingi mootoriga kombineeritud taldrikujulised päikesekontsentraatorid huvi suurte energiafirmade omanikele. Nii töötab Science Applications International Corporation koostöös kolme energiaettevõttega välja süsteemi, mis kasutab Stirlingi mootorit ja paraboolpeegleid, mis suudavad toota 25 kW elektrit.

Keskse vastuvõtjaga päikeseenergiatornides on päikesekiirgus suunatud vastuvõtjale, mis asub torni tipus.. Torni ümber on paigutatud suur hulk heliostaadi helkurid. Heliostaadid on varustatud kaheteljelise päikesejälgimissüsteemiga, tänu millele on need alati pööratud nii, et kiired koonduvad fikseeritult jahutusradiaatorile.

Vastuvõtja neelab soojusenergiat, mis seejärel pöörleb generaatori turbiini.

Vastuvõtjas ringlev vedel jahutusvedelik kannab auru üle soojusakumulaatorisse. Tavaliselt töötab veeaur temperatuuriga 550 kraadi, õhk ja muud gaasilised ained temperatuuriga kuni 1000 kraadi, orgaanilised vedelikud madala keemistemperatuuriga - alla 100 kraadi ja vedel metall - kuni 800 kraadi.

Sõltuvalt jaama otstarbest võib aur elektri tootmiseks turbiini pöörata või kasutada seda otse mõnes tootmises. Vastuvõtja temperatuur varieerub vahemikus 538 kuni 1482 kraadi.

Solar One'i tornijaam Lõuna-Californias, üks esimesi omataolisi tehaseid, tootis algselt elektrit vee-aurusüsteemi kaudu, andes 10 MW. Seejärel moderniseeriti see ja täiustatud vastuvõtja, mis töötab nüüd sulasooladel, ja soojussalvestussüsteem muutusid palju tõhusamaks.

See on viinud selleni, et soojussalvestite tornid tähistasid läbimurret päikesekontsentraatorite tehnoloogias: sellises elektrijaamas saab elektrit toota vastavalt vajadusele, kuna soojussalvestisüsteem suudab soojust salvestada kuni 13 tundi.

Sulasoola tehnoloogia võimaldab salvestada päikesesoojust temperatuuril 550 kraadi ning elektrit saab nüüd toota igal kellaajal ja iga ilmaga. Tornjaam "Solar Two" võimsusega 10 MW sai seda tüüpi tööstuslike elektrijaamade prototüübiks. Tulevikus 30-200 MW võimsusega tööstusjaamade ehitamine suurtele tööstusettevõtetele.

Väljavaated on kolossaalsed, kuid arengut pärsib vajadus suurte alade järele ja tööstusliku mastaabiga tornjaamade ehitamise märkimisväärsed kulud. Näiteks 100 megavatise tornjaama mahutamiseks on vaja 200 hektarit, 1000 megavatti elektrit tootva tuumajaama jaoks aga vaid 50 hektarit. Väikese võimsusega parabool-silindrilised jaamad (moodultüüpi) on omakorda kuluefektiivsemad kui tornjaamad.

Seega sobivad torn- ja paraboolkontsentraatorid elektrijaamadele võimsusega 30 MW kuni 200 MW, mis on ühendatud võrku. Moodulkontsentraatorid sobivad vaid mõne megavati nõudvate võrkude autonoomse toiteallikana. Nii torn- kui ka paelsüsteemide tootmine on kallis, kuid annab väga kõrge efektiivsuse.

Nagu näete, on parabool-silindrilised kontsentraatorid lähiaastate kõige lootustandvama päikesekontsentraatori tehnoloogiana optimaalsel kohal.

Huvi alternatiivenergia vastu kasvab pidevalt. Sellel on palju põhjuseid ja üsna objektiivseid. Kõige võimsam ja stabiilsem puhta energia allikas on päike. Kuigi taaskasutatud päikeseenergia maksumus jääb endiselt alla tööstuslikus mastaabis toodetavale energiale, ostavad või valmistavad selle soojus- või elektrimuundurid – päikesepaneelid – paljud oma kätega. Maja, mille katusel on elektrit tootvad päikesepaneelid ja soojusgeneraatorid - päikesekollektorid, pole tänapäeval üsna karmi kliimaga kohtades haruldane, vt joon. Pealegi ei asenda miski sellist Päikese kiirguse väärikust nagu täielik sõltumatus inimtegevusest ja loodusõnnetustest.

Illustreeriv pilt on tehtud "talvel" mitte ilmaasjata: päikesekollektorite kaasaegsed mudelid suudavad pilves päeval, kui väljas on -20 pakasega, anda küttesüsteemi jahutusvedelikku, mille temperatuur on +85 kraadi Celsiuse järgi. Oma hinnaga on sellised päikesejaamad üsna taskukohased, kuid nende valmistamiseks on vaja arenenud tootmisbaasi. Kui ülesandeks on sooja veevarustuse tagamine maamajas või maamajas soojal aastaajal, kui autonoomne küte on välja lülitatud, siis on täiesti võimalik oma kätega valmistada selleks sobiv päikesekollektor. Ning kesktasemel kodumeistri oskuste olemasolul paigaldus, mis aitab küttekatlal talvel arvestatava kütust kokku hoida ja selle pealt hoiavad omanikud kokku. Omatehtud päikesekollektoreid on võimalik kasutada ka muul viisil; vähemalt vesi basseinis soojendatakse. Seda tüüpi kaubamärgiga disainilahenduste hinnad on nende võimalustega võrreldes selgelt naeruväärsed ja pole midagi, mida ei saaks ise teha.

Autonoomse päikeseenergia toiteallikaga on asi keerulisem. Olgem ausad: üldkasutatavaid päikeseelektrijaamu, mis on igas mõttes paremad kui traditsioonilised soojuselektrijaamad, hüdroelektrijaamad ja tuumajaamad, tänapäeval ei eksisteeri. Ja seni, kuni Päikeselt toodetud elektrit ei kanta kosmosesse ja selle spektrit ei kasutata selleks täielikult ära, on see vaevalt võimalik. Euraasias on äärmuslikeks põhjapoolseteks punktideks, kus suurte päikeseelektrijaamade tasuvusaeg on nende kasutuseast vähemalt veidi lühem, Egeuse mere saared ja Türkmenistan.

Üksikostetav päikeseelektrijaam võib aga olla kasumlik ka keskkõrgetel laiuskraadidel, eeldusel, et tehakse põhjalik tasuvusuuring ja sobiv mudel; selles ei mängi viimast rolli piirkonna toiteallika stabiilsus. Ja isetegemise päikesepatarei kontseptsioonil võib olla omaniku jaoks üsna kindel ja positiivne majanduslik tähendus, kui on täidetud mõned lihtsad ja tasuta tingimused selle valmistamiseks ja kasutamiseks järgmistel juhtudel:

Kuidas neid kasulikke seadmeid ise osta või valmistada, et hiljem raisatud raha ei kahetse? Sellest see artikkel räägibki. Väikese lisandiga päikesekontsentraatorite ehk päikesekontsentraatorite kohta. Need seadmed koguvad päikesekiirguse tihedaks kiireks enne selle muundamiseks edastamist. Mõnel juhul on paigalduse nõutavaid tehnilisi näitajaid võimatu muul viisil saavutada.

Üldiselt on materjal jagatud 5 alajaotistega osaks:

1. Päikeseenergia kasutamise põhijooned.
2. Päikesekollektorid (SC), ostetud ja isetehtud.
3. Päikesekontsentraatorid.
4. Päikesepaneelid (SAT), samas järjekorras.
5. SC ja SB õige paigaldamine ja joondamine.
6. Järeldus kokkuvõttes.

Sõna Kulibinidele

Amatöörid valmistavad päikesepatareisid mitmesugustest improviseeritud materjalidest: pooljuhtdioodid, transistorid, lahtivõetud veevoolueelsed seleeni- ja vaskoksiidi alaldid, elektripliidil iseseisvalt oksüdeeritud vaskplaadid jne. Nendest saab toidet maksimaalselt tarbitavast vastuvõtjast või pleierist. vool kuni 50-70 mA keskmise helitugevusega. Rohkem on põhimõtteliselt võimatu; miks – vaata lõik. SB kohta.

Täiesti rumal oleks aga tehniliste katsetuste austajaid süüdistada. Thomas Alva Edison ütles kord: "Kõik teavad, et seda on võimatu teha. On võhik, kes seda ei tea. Tema on see, kes selle leiutise teeb." Igal juhul kõrgtehnoloogiate peensuste ja mateeria sügavuste puudutamine (ja SB on mõlema nähtav näide) annab teadmisi ja oskust neid rakendada, s.t. kiire mõistus. Ja need on kapital, mis ei lange kunagi alla ja mille tootlus on suurem kui mis tahes väärtpaberid.

Sellegipoolest on kogu edasise materjali ka kõige üldisemad teoreetilised alused sellised, et kõige "veidi näppude peale" ei tule artikleid - raamatutes. Seetõttu piirdume edaspidi nende erinevateks puhkudeks mõeldud näidistega, mida saab iseseisvalt kodus valmistada, unustamata täielikult koolis õpetatut (neid on muide päris palju); see on esimene. Teiseks piirdume kodu- ja majapidamisvajadusteks sobivate seadmetega, mis annavad reaalselt soojust või voolu. Seejärel peate kasutama mõnda autori väidet usu kohta või pöörduma fundamentaalsete allikate poole.

Mida võib oodata?

Siin on näide telefonivestlusest SB-sid müüva ettevõtte müügijuhiga: "Ja mis tingimustel arendab teie aku deklareeritud võimsust?" - "Iga!" - "Ja Murmanskis (pool polaarjoont) ka talvel?" - vaikus, katkesta toru.

Vaatame nüüd ülemist kaarti joonisel fig. allpool. Seal - Vene Föderatsiooni tsoneerimine insolatsiooni jaoks spetsiaalselt päikeseenergia vajaduste jaoks. Mitte põllumeeste jaoks on taimed miljardite eluaastate jooksul õppinud päikesevalgust säästlikumalt kasutama. Oletame, et elame kohas, kus päikeseenergia voog on 4 kW / h 1 ruutkilomeetri kohta. m päevas. Keskmistel laiuskraadidel kevadisest sügisese pööripäevani ning võttes arvesse Päikese seisu kõrguse muutust päevasel ajal ja vastavalt aastaajale, jääb päevavalguse kestuseks umbes 14 tundi. Täpsemalt, konkreetse geograafilise punkti kohta saate arvutada veebikalkulaatoritega, neid on.

Siis läheb Päikese energiavoog ringile 4/14 = 0,286 kW/sq. m ehk 286 W/sq. m. Kui päikesejaama kasutegur on 25% (ja see on hea näitaja), on võimalik väljakult eemaldada 71,5 W soojus- või elektrienergiat. Kui keskmise pikkusega pikaajaline energiatarbimine (vt allpool) vajab 2 kW (see on tüüpiline juhtum), siis on vaja muunduri paneeli pindalaga 2000 / 71,5 = 27,97 või 28 ruutmeetrit. m; see on 7x4 m. Kasutegur 25% – kas see on alahinnatud? Jah, paneelidest saab rohkem välja pigistada. Märkimisväärne osa järgnevast materjalist on pühendatud sellele, kuidas täpselt.

Märge: võrdluseks - päikesekonstant, s.o. Päikese energiavoo tihedus kogu kiirgusspektris ülipikkadest raadiolainetest ülikõva gammakiirguseni, kosmoses Maa orbiidil on 1365,7 W/sq. m. Ekvaatoril pööripäeva keskpäeval (Päike oma seniidis) - umbes 1 kW / ruutmeetri kohta. m. Kaupmehed seda sageli ei tea, kuid peaksite meeles pidama.

No kuidas on siis tootjate lubadustega? Paneel on näiteks 1x1,5 m ja selle võimsuseks on deklareeritud 1 kW. Tundub, et see pole füüsika ja astronoomia vastu, kuid keskmistel laiuskraadidel atmosfääri kasuka all tundub selgelt ebareaalne. Neil on õigus, nad ei valeta. Mõõdetud võimsust ainult nende katsestendil spetsiaalsete laternate all. Kui nad tahavad minuga lõpuni ausad olla, siis las nad tulevad ja valgustavad neid minu paneelil ja nad võtavad selle jaoks elektrit kõikjal.

Esimese all olevat kaarti on vaja täiendavalt hinnakategooria või kavandatava paigalduse kujunduse valiku määramiseks. Pilves ilmaga töötav SB ja eriti SC on keerulisemad ja kallimad kui need, mis töötavad ainult otsese valguse käes. Aastas 365x24 = 8760 tundi. Võttes arvesse asjaolu, et suvel on kõrgetel laiuskraadidel päevavalgustundide kestus pikem, võib SC või SB eeldatava tööea jooksul tasuda Jakutskis või Anadõris, kuid mitte Moskva piirkonnas ega Rjazanis. Need. Samuti pidage meeles, et päikeseenergia kui tavaenergia kasulik toetus on võimalik mitte ainult Saharas või Mojave kõrbes.

Vahesumma

Sellest jaotisest tuleneb kõige jaoks oluline järeldus: ostmiseks või kordamiseks paneeli otsides huvitage eelkõige selle pinna pindala, mis tõhusalt tajub (või neelab) valgust, ja arvutage sellest ainult kõik muu. . Pealegi võib selguda, et turundus- ja tarbijaideede kohaselt tuleb just sel juhul halvim paneel kasumlikum kui “lahe”.

kollektsionäärid

Toimimispõhimõte

Iga SC töö põhineb kasvuhooneefektil. Selle olemus on hästi teada: võtame valgust neelava pinnaga ühelt poolt avatud kambri. Sulgeme kaanega, mis on nähtavale valgusele läbipaistev (soovitavalt ka ultraviolett, UV), kuid peegeldab hästi soojust (infrapuna, IR) kiirgust. Need tingimused vastavad suures osas silikaatklaasile ja pleksiklaasile; peaaegu täielikult - kvartsklaas ja muud sulatatud kvartsil põhinevad mineraalklaasid.

Märge: Üldiselt on vale nimetada UV-kiirgust läbilaskvaid mineraalklaase mineraalklaasiks. ka silikaatklaas on mineraalne. Parem oleks säilitada endine nimetus "kvartsklaas", sest. suurem osa UV-läbipaistva klaasi sulatamise laengust on purustatud kvarts. On ka turmaliiniklaase, aga mitte igapäevaeluks - nende peale sulatatakse maha vääriskivide kristalle.

Kaamerasse sisenev päikesevalgus neeldub kaamerasse ja kaamera kuumeneb. Soojuskadude vältimiseks varustame selle soojusisolatsiooniga. Siis muutub soojusenergia IR-ks, kuid see ei saa läbi kaane välja minna ega hajuda. Nüüd ei jää IR-l muud üle, kui soojendada sisse pandud soojusvahetit soojuskandjaga või läbi kambri puhutud õhku. Kui neid pole, tõuseb temperatuur sees, kuni sise- ja välistemperatuuri erinevus "surub" liigse soojuse läbi soojusisolatsiooni ja tekib termodünaamiline tasakaal.

Mis on AChT

Et paremini mõista, peate teadma, kuidas musta keha (must keha) püramiid- ehk nõelmudel töötab; kuna me ei vaja teisi, siis lisaks, kui räägime musta keha mudelist, jätame "püramiid-nõel" mudeli kõikjalt välja. Runetis ja Internetis üldiselt ei leia te selle kohta midagi, kuid laboripraktikas ja -tehnoloogias kasutatakse selliseid edukalt. Kuidas see toimib, selgub jooniselt fig. paremal. Ja sel juhul on valguse neeldumine SC-s seda parem, mida rohkem on selle kattekiht või efektiivselt neelava pinna (EAS) konfiguratsioon omaduste poolest lähedasem musta keha mudelile.

Märge: Must keha on keha, mis neelab mis tahes sagedusega elektromagnetkiirgust. Puidu tahm, nt. - mitte must keha, läbi IR-filtri pildistades tundub see helehall. Püramiid-nõelaga musta keha mudel on võimeline neelama mis tahes, mitte ainult elektromagnetilist vibratsiooni. Niisiis kleebitakse akustikas vahtkummist püramiidid helikambrite sisepindadele.

Ostetud SC

Kui otsustate osta päikesekollektori, peate arvestama 1 ruutmeetri hinnaharuga. m neelamisala 2000-80 000 rubla ulatuses. Ja pidage meeles, et välimuselt kuvatakse ainult lõplik maksumus ja EPP ala, kui see on ette nähtud, on väikeses kirjas. Samuti tuleks mudelit valides kindlasti küsida, kas see on varustatud akumulatsioonipaagi ja torustiku elementidega, nende kohta vaata lähemalt allpool. Proovime välja mõelda, mis seletab sellist lahknevust ja kas see on alati õigustatud.

Märge: teoreetiliselt on SC kasutusiga piiramatu. Praktikas on enam-vähem korralike mudelite puhul õige töö korral see vähemalt 15 aastat. Seega mõistliku ja tasuva valiku korral probleeme ei teki, kui kliima võimaldab neid kasutada.

Tüübid ja eesmärk

Igapäevaelus kasutatakse kõige enam kolme tüüpi konstruktsioone, vt joonist fig. Vasakul on tasane SC, keskel vaakum, paremal kompaktne. Kõiki neid saab teostada nii survevabalt, termosifooni tsirkulatsioonil kui ka rõhu all. Esimesed on 1,5-5 korda odavamad kui surveanaloogid, sest neis on kergem tagada tugevust ja tihedust. Survevabad SC-d soojendavad jahutusvedelikku suhteliselt aeglaselt, seetõttu on need mõeldud pigem sooja veevarustuseks soojal aastaajal. Sidumine on lihtne ja odav; mõnikord kombineeritud paneeliga ühes konstruktsioonis.

Surveanumates pumbatakse jahutusvedelikku kas tsirkulatsioonipumba abil (mis muudab need lenduvaks) või juhitakse kraanivett soojusvahetisse. See eeldab muidugi tugevamat ja töökindlamat konstruktsiooni, lisaks keerulisi lenduvaid rakmeid ja seda kontrollivat kontrollerit. Hind tõuseb vastavalt. Kuid külmaks aastaajaks sobivad ainult survestatud SC-d, sest. kiiresti kuumeneda. Enamik mudeleid on aastaringsed; müüakse Vene Föderatsioonis, võttes arvesse kliimatingimusi, on kõige sagedamini ette nähtud töötama koos küttekatlaga, s.o. on abivahendid.

Surve SC on otsese ja kaudse kuumutamisega. Esimesel juhul ühendatakse SC otse CO ahelaga (küttesüsteem). Teises, esimeses, mis saab päikeseenergiat, täidetakse SC ahel antifriisiga ja sekundaarne jahutusvedelik soojendatakse 2. ahela soojusvahetis.

Viimased on muidugi kallimad, sest. võimeline töötama külma ilmaga igas kliimas. Esimesi kasutatakse kütteks peamiselt kevadel ja sügisel. Sellegipoolest on konkreetsele CO-le kõige tõenäolisemalt kasulikud otseselt kuumutatud rõhuga SC-d (üheahelalised): hooajavälisel ajal väga väikese võimsusega tahke kütusekatelde kasutegur langeb oluliselt. Kuid just sel ajal piisab maja SC soojusvõimsusest, samas kui üheahelalised on suhteliselt odavad. CO-s on vaja ainult ette näha vastavad sulge- ja jaotusventiilid ning sügisel, enne tõelist külma ilma, lülitada SC välja ja tühjendada.

tasane

Lameda SC skeem on näidatud joonisel fig. paremal; tööpõhimõte on täielikult kooskõlas ülalkirjeldatuga. Sellised on reeglina tõhusad ainult soojal aastaajal. Kasutegur, olenevalt konstruktsioonist, jääb vahemikku 8-60% Vett väljastatakse temperatuuriga kuni 45-50 kraadi. Survepumpasid toodetakse äärmiselt harva, konstruktsiooni keerukus muudab need samal ajal vaakumpumpade suhtes konkurentsivõimetuks. Soojusvaheti tihendid on ette nähtud täitmiseks ainult veega, nagu suvel pole antifriisi vaja. Hinda (rõhutame - 1 ruutmeetri EPP kohta; peate iga kord ise vastavalt spetsifikatsiooni andmetele ümber arvutama) mõjutavad peamiselt järgmised tegurid:

• Klaasi katmine (läbipaistev isolatsioon).
• Klaasi tüüp ise.
• Imava paneeli disain ja kvaliteet.

Klaaskate mängib optilistes seadmetes ennekõike peegeldusvastase kile rolli: see vähendab valguse murdumist kandja liidesel ja külgpeegeldusest tingitud valguskadu. Korrektselt rajatud suvistes SC-des (vt lõpus, enne järeldust) on need kaod väikesed või lõunapoolsetes piirkondades üldse mitte märgatavad. Lisaks sellele kulub katet tuule poolt kantud tolm ja see ei kuulu enamasti garantii alla. Seetõttu on katvus esimene asi, mille pealt saate kokku hoida. Kui tehniliste andmete poolest sarnaste mudelite katvuse tõttu on hinnas märgatav erinevus, võtke see "alasti", tõenäoliselt ei pea te pettuma.

Klaas ise on kõige olulisem element ja selle valimisel peate navigeerima ennekõike selle järgi:

1. Mineraal - läbib UV-kiirgust, mis suurendab oluliselt kasvuhooneefekti.
2. Tekstureeritud (struktureeritud) - pinnal on spetsiaalne mikroreljeef, mis tagab peaaegu võrdse efektiivsuse otsese ja hajutatud valguse korral, s.t. selge ja pilvise ilmaga.
3. Mineraalstruktuuriga - ühendab mõlemad need omadused ja lisaks ei anna praktiliselt ilma valgustamata külgpeegeldust üsna laias langemisnurkade vahemikus.
4. Lisanditega silikaat - struktureeritud või mitte, ei lase UV-kiirgust läbi, ei peegelda hästi IR-i ja annab olulise külgpeegelduse ilma valgustamata. Sellega ei tohiks te arvestada efektiivsusega üle 20%.
5. Orgaaniline - 5–7 aasta pärast täiustuste korral muutub maksimum tolmust häguseks, kuid mõned selle tüübid suudavad pakkuda maksimaalseid efektiivsusväärtusi.

Sellest lähtuvalt tuleks püsiva kasutusega SC puhul teha valik struktureeritud mineraalklaasi kasuks. See võimaldab teil hakkama saada väiksema SC pindalaga ja sageli võita kogu paigalduse maksumusest. Nädalavahetuse suvilas on oluline ka vee soojendamise määr ja kollektori algkulu, seega sobib sinna pigem pleksiklaasiga SC. Paigaldamine on lisaks odavusele ka kompaktsem ja kergem; tööpäevadeks ja talveks võib katta kattega või isegi majja kaasa võtta, nii et kulumiskindlus ei ole antud juhul määrav.

Hea klaasi korral sõltub SC efektiivsus vähe absorbeeriva paneeli (absorberi) konstruktsioonist. Mitte see - EPP neelav kate (mustaks muutmine). Erinevate päikesekiirgust absorbeerivate katete omadused on näidatud joonisel fig. paremal. Regulaarsus – nagu ikka, mida efektiivsem, seda kallim. Siin on jällegi vaja arvutada erinevaid mudeleid, saavutades minimaalse maksumuse 1 ruutmeetrit. m paneel. Ja üldiselt tuleb SC kõigi arvutuste puhul meeles pidada, kuidas säästa - suurim kokkuhoid saavutatakse paneeli (paneelide) vajaliku pindala vähendamisega. Samal ajal kontrollitakse ka müüjaid: kui näiteks spetsifikatsioon deklareerib valikulist värvimist ja lubab 75% efektiivsust - saatke nad lampide alla katsestendile, on pagana palav. On ju selge, et kogu paigaldise efektiivsus ei saa olla suurem kui selle osade oma.

Tanki kohta

SC mahuti on vajalik mitte ainult mugavuse huvides. Ülaltoodud kaart näitab keskmisi aastase insolatsiooni väärtusi. Suvise paigalduse korral saab neid arvutamisel suurendada umbes 1,7 korda ja hooajalise kevad-suvi-sügisel - 25%. Kuid see on ainult keskmine väärtus, nüüd selle hooaja kohta. Ja olenevalt ilmast võib insolatsiooni väärtus päevast päeva "hüppada" 1,5-3 korda, olenevalt kohalikust kliimast. Paaki kogunenud kuumutatud vesi, eeldusel, et see on hästi soojusisolatsiooniga, saab selgel kuumal päeval liigse soojuse ja laseb selle välja pilves. Selle tulemusena tõuseb käitise tegelik efektiivsus veerandi kuni kolmandiku võrra. Ja lõpuks, pärast kohalike andmete asjatundlikku väljamõtlemist, on Vene Föderatsiooni keskmises tsoonis sageli võimalik EPP nõutavat pindala ülaltoodud hinnangulise arvutuse alusel poole või enama võrra vähendada. Vastavalt - ja paigalduskulud.

Allpool kirjeldatud vaakum-SC-d ei tööta ilma soojusakumulaatorita. Nendes sisaldub see kas valmiskonstruktsioonis või tarnimises. Kuid lamedate SC-de puhul on olukord täpselt vastupidine ja sarnaneb fotoseadmete olukorraga "märja" filmifotograafia agoonia ajal. Siis küsiti näiteks suurepärase suumobjektiiviga peegli "Minolta" eest lausa 190 dollarit. Ja kõige jaburam fotosuurendus maksis umbes 600 dollarit. See tähendab, et võtsite ühe, ilma teiseta ei saa, nii et keerake taskud pahupidi.

Seoses lamedate SK-dega tunduvad neile valikuliste või soovitatud kaubamärgiga tankide hinnad liiga kõrged, lihtsalt koledad. Seega, kui oskate nokitseda, on parem paak ise teha, taludes ainult selle mahtu, mis on paneeli spetsifikatsioonis ette nähtud. Ja ärge uskuge kaupmeeste ähvardusi - omatehtud tanki ei saa teha halvemaks kui “ettevõte”. Kuidas – sellest lähemalt hiljem omatehtud toodete jaotises.

vaakum

Vaakum-SC-d on võimelised soojendama jahutusvedelikku 80-85 kraadini ja nende efektiivsus ulatub 74% -ni ja ainult kõige odavamad on alla 50%. Selle määrab osaliselt toruridade imava paneeli konstruktsioon; nendevahelised lüngad toimivad nagu musta keha mudel, ainult piki üht koordinaati. Kuid peamist rolli kõrge efektiivsuse tagamisel mängib siin asjaolu, et soojusvaheti asub vaakumkolvis või selliste kolbide süsteemis. Asi pole siin mitte soojusisolatsioonis (vaakum ei anna seda üldse kiirgusele), vaid õhukonvektsiooni puudumises kambris. See võimaldab jaotada temperatuuri optimaalselt üle soojusvaheti pinna. Gaasiga täidetud kambris tasandavad konvektsioonivoolud seda.

Joonisel fig. on näidatud 2 kõige levinumat tüüpi vaakum-SC seade. Vasakul - 1-ahelaline suvine või hooajaline. Ligikaudu nagu ülaltoodud joonisel fig. tüüpidega SK vene "Dachnitsa". Need on täidetud veega, selle väljalasketemperatuur on alla 60 kraadi. Siin on vaakumi roll eriti selgelt nähtav: kui õhk voolab kolbi, võrdsustab selle konvektsioon sisetoru temperatuuri ja selles pole "termosifooni".

Kolvi kest on valmistatud erinevat tüüpi klaasidest, vt eespool. Sisemine toru on energia vastuvõtja (PE) ja soojusvaheti. Paljud vaidlused, kuni vastastikuste solvangute ja laimuni foorumites, tekitavad küsimuse: mida on parem mustata - sisekumm väljast või kesta sisepind? Kõrgeima efektiivsuse seisukohast - PE. Sel juhul on IC-kaod minimaalsed, kuna kest on valmistatud väga peegeldavast IR-klaasist. Nii on paigutatud insolatsiooni mõõtmise seadmed - aktinomeetrid, ainult seal keratorude asemel.

Seetõttu on madala insolatsiooni ja kiirgusega PE-mustusega kohtades parem kasutada odavat survevaba vaakumit SC, kuid lõunapoolsetes piirkondades, kus keskmine aastane insolatsioon on üle 4 kWh / päevas ja mille kiirguse väärtus on suurem kui 2000 tundi aastas, võib see keema suve kõrgajal ja see tähendab peaaegu alati rõhu langust ja täielikku riket. Siin on usaldusväärsem süsteem, mille kest seestpoolt mustab.

Samuti tehakse kesta mustaks muutumisel seestpoolt surve-SC-d (joonisel vasakus ülanurgas). Sel juhul tekib IC-i mõningane lekkimine läbi kesta arvelt selle kõrge kontsentratsioon piki korpuse telge. saavutatakse kolb, mis on vajalik tugeva veevoolu heaks ja kiireks soojendamiseks. Lisaks on kõige tõhusamates 1-kontuurilistes surve-SC-des ka keskne (toite)toru mustaks tehtud, kuid see soojendab peamiselt selle ümber olevat ülesvoolu.

Paremal joonisel fig. - 2-kontuuriline SC soojustoru ja erineva klassi klaasist topeltkolviga. Just need toidavad CO-d aastaringselt jahutusvedelikuga, mille temperatuur on 90 kraadi: IR kontsentratsioon soojustorus tagab 1. ahela jahutusvedeliku aurustumise. Mis, muide, ei ole üldse vesi. Seetõttu ei kuulu 2-ahelalised SC-d iseparandustele. Tõhusus maksab raha ja antud juhul palju. Seetõttu pöörame hinnakirjadesse süvenedes erilist tähelepanu:

• Kas tarnija arvutab paigalduse kohapeal mõõtude järgi.
• Kas rakmed on komplektis (vt allpool).
• Kas ettevõtte spetsialistid ühendavad seadme olemasoleva CO-ga.
• Kas deklareeritud parameetrid on sel juhul garanteeritud?
• Kui pikk on garantii.
• Kas ja kui palju tehakse plaanilisi ja erakorralisi hooldusi.

Ühendus ja rihmad

Aastaringsed surveanumad on täidetud antifriisiga, et vältida külmumist ja talvel purunemist. Nende ühendamise lihtsustatud skeem on näidatud joonisel vasakul: kontroller vastavalt toite-, tagasivoolu- ja paagi temperatuuride suhtele "kerib" tsirkulatsioonipumba vastavalt vajadusele.

Surve all olevad päikeseküttesüsteemid on varustatud soojusisolatsiooniga akumulatsioonipaagiga. Vene Föderatsioonis müüakse kõige enam süsteeme, mis on ette nähtud ühendamiseks katlaga olemasoleva CO-ga. Päikeseküttesüsteemi veesoojendi peab olema sobiva konstruktsiooniga, keskel joonisel fig. Lisaks katla ühendamiseks mõeldud täiendavale mähisele (ülaosas asuvas paagis) on alumine, SC toitega, jagatud 2 osaks; ülemine on umbes kaks korda suurem kui alumine ja keerdub koonusena, allpool paagis. Alumine spiraal ergastab vee konvektiivset voolu ja ülemine kannab sellesse soojust.

Selline lahendus on vajalik selleks, et katla tagasivoolu temperatuur ei langeks alla 45 kraadi, vastasel juhul võib sinna sattuda happeline kondensaat, mis lülitab katla kiiresti välja. Kui Päike ei paista ja SC katelt kuidagi aidata ei saa, tekib koonilises spiraalis veekork, mis ei lase külmal “padjal” tõusta katla spiraalini.

Lisaks spetsiaalsele paagile, kui lülitate SC sisse koduses CO-s, vajate selle jaoks ka torustikku, paremal joonisel fig. Vana katla torustik (joonisel tinglikult pole näidatud) on täielikult säilinud! Katel “tunnetab” SC tööd ainult kui ilma soojenemist! Tegelikult on päikesesüsteemi CO-ga ühendamise protseduur lihtne: CO toide ja tagasivool on katla küljest lahti ühendatud ja ühendatud SC-paagiga. Ja katla vastavad torud on ühendatud SC paagi ülemise soojusvaheti liitmikega.

Modulaarsete SC-de kohta

Ülalkirjeldatud süsteemid on terviklikud konstruktsioonid. Kuid müügil on ka modulaarseid SC-sid, mis on värvatud paneelidest kuni soovitud parameetrite saamiseni, näiteks Vene Helioplast, vt joon. paremal. Paneele paralleelselt või järjestikku ühendades saate kas suurema jahutusvedeliku voolu või kõrgema temperatuuri. Modulaarse SC maksumus on näiteks märkimisväärne. 1 Helioplasti paneel maksab umbes 300 dollarit. Kolmekäiguliste ventiilidega torustikke vahetades on aga võimalik viia kogu süsteem “kevad-sügis” režiimilt “suvisele” režiimile ja vastupidi. Või näiteks "dušš / köök - bassein".

Märge: modulaarsed SC-d, nagu kallimad, on mõeldud töötamiseks mis tahes positiivsetel temperatuuridel või - alates + (10-15) ja pilvise ilmaga.

Kompaktne

Jääb mainida kompaktseid SC-sid. Neid kasutatakse reeglina vee soojendamiseks basseinides, et suured tehiskonstruktsioonid maastikku ei rikuks. Hinnad tehniliste parameetrite suhtes on ennekuulmatud; Mercedes-Benz oma "tärniga" siin, nagu öeldakse, puhkab. Disain on lihtne ja oma kätega üsna korratav, vaadake valguskontsentraatorite jaotist.

Kodune SC

Omatootmiseks on kõige enam saadaval tasased maa-maa suvised soojaveevarustuseks mõeldud SC-d. Hooajalised küttesüsteemid osutuvad nii keeruliseks ja aeganõudvaks, et lihtsam ja tulusam on osta valmis paneel. Kuid improviseeritud materjalidest omatehtud toodete osas loovad käsitöölised mõnikord näidiseid, mis on parimatest tööstuslikest toodetest halvemad, välja arvatud välimus, kuid maksavad sõna otseses mõttes senti. Lähme järjekorras.

kast, klaas, isolatsioon

Omatehtud lameda SC korpus on kõige parem teha puidust, vineerist, OSB-st jne. Vastupidavuse ja vastupidavuse annab sellele enne värvimist kahekordne immutamine vesi-polümeer emulsiooniga. Põhja paksuseks on soovitav võtta alates 20 mm (soovitavalt alates 40), et termilistest deformatsioonidest ei tekiks pragusid. Külgseintele läheb tahvel (120-150)x20. Allpool ei ole soovitav juhtumit esitada, kuna IR leke läbi klaasi suureneb. Väljast on need värvitud nii, nagu soovite, kuid seest - nagu "piruka" aluspind, vt allpool. Plaanis olevad mõõtmed arvutatakse insolatsiooni suuruse ja vajaliku võimsuse alusel.

Klaas on parem võtta odavam ja lihtsam, orgaaniline. 4 mm paksune monoliitne polükarbonaat sobib hästi: selle valguse läbilaskvus on vastuvõetav, 0,92, hind on madal ja suhteliselt väike murdumisnäitaja annab vähe külgpeegeldust. Kehva UV-kiirguse läbilaskvust kompenseerib osaliselt madal soojusjuhtivus. Pinna kulumiskindluse poolest on polükarbonaat üks parimaid orgaanilisi klaase, sellest piisab odavate isetehtud toodete jaoks.

Isoleerige keha vahuga; suvise SC jaoks piisab 20-30 mm. Need on isoleeritud kahes võrdse paksuses kihis alumiiniumfooliumi ribadega, kuid sellest allpool. Tugevuse kasti isoleerimiseks on vaja seda seestpoolt. Kui olete lugenud artikleid hoone soojustamise kohta, siis pidage meeles: selle temperatuuride erinevuse juures, mida tasane SC annab, ja piisavalt kõrge välistemperatuuri juures ei maksa kastepunkti ekslemisest rääkida.

Isolatsiooni asendamatuks lisandiks on torujuhtmete kõigi ühenduskohtade ja kohtade tihendamine silikooniga. Väikseima õhuvooluga pragu kaudu "vilistab välja" nii palju soojust, et kui SC-st on mingit mõtet, siis ainult "välimuse pärast". Esiteks pitseeritakse korpus (enne värvimist); pärast soojusvaheti paigaldamist - torud ja klaas asetatakse hermeetiku "vorstile", mis kantakse külgede ülaosast valitud veerandile. Lisaks kinnitatakse need peale raami, sulgude jms abil.

Pirukas

"Pirukas" (vt joonist paremal) on sel juhul substraat, mis neelab infrapunakiirgust hästi ja kiiresti, kuni IR-kvantidel on aega "põgeneda", annab soojusvahetisse soojust. "Piruka" aluseks on alumiiniumplaat. Vask on oma suure soojusmahtuvuse tõttu vähem sobiv. Täiendavad fooliumekraanid toovad enamuse "põgenejaid" tagasi; puit ja IR-vaht ei ole täiesti läbipaistmatud materjalid.

"Piruka" teine ​​tipphetk on maalimine. Nad värvivad koos klambritele juba paigaldatud soojusvahetiga. Värvida on vaja õli (aeglaselt kuivava) musta värviga pigmendile "Vingugaas"; seda saab osta kunstipoodidest. IR-kiirtes sünteetilistel pigmentidel põhinevad värvid ei ole üldse mustad.

Peale värvimist tuleb oodata, kuni värv kuivab kuivaks, s.t. sellele peaks pärast kerget sõrmega vajutamist jääma selle jäljend ja sõrm ise ei tohiks määrduda. Seejärel stantsitakse värviline kate vahttampooni või väga pehme otsapintsliga. Viimane on parem, kuid nõuab teatud oskusi, et mitte läbi torgata veel pehmest kattest. Tulemuseks on kile, mis oma omaduste poolest üsnagi blackbody mudelit meenutab.

Märge: väga hea variant on vana õhukese seinaga stantsitud kütteaku. Siis ei pea te alumiiniumi otsima. Ainult on vaja värvida, nagu eespool kirjeldatud, ja mitte jätta seda nii, nagu see oli, vt joon.

soojusvaheti

Lihtsaim ja tõhusaim soojusvaheti on õhukeseseinalisest propüleenvoolikust valmistatud spiraalne soojusvaheti, vt joon. paremal. See ise on juba sarnane blackbody mudeliga. Vask on veelgi parem, kuid palju kallim. Lamespiraalsoojusvahetil on aga ebameeldiv omadus: igas asendis, välja arvatud rangelt horisontaalses asendis, on tuulutamine aja jooksul vältimatu: kuumutamisel eraldub veest selles lahustunud õhk ja tõusvaid kaare on enam kui piisavalt. kuhu see koguneda võib. Lamespiraalsoojusvahetit saab aga kasutada omatehtud SC-s kompaktse kontsentraatoriga basseini jaoks, vt allpool.

Parim soojusvaheti on siksakiline vasktoru, mille vahe on 10-12 mm läbimõõduga. Miks just niimoodi? Sest paagis oleva vee kiireimaks soojendamiseks peab SC-kambri soojusvõimsus olema veidi suurem kui see, mida veega soojusvaheti suudab vastu võtta ka antud temperatuuride erinevuse juures; isetehtud SK jaoks - 15-25 kraadi. Vastasel juhul on väljavooluvee temperatuur alguses liiga madal ja see peab paagi soojendamiseni süsteemis palju pöördeid tegema.

Teine parameeter, mis määras toru valiku, on vastupidavus veevoolule. Toru valendiku suurenemisega 5–10 mm langeb see kiiresti ja seejärel aeglasemalt. Kolmas tegur on selle painde minimaalne lubatud raadius, õhukese seinaga ilma katteta toru puhul 5 läbimõõtu (jagatud kliimaseadmete puhul). Siis on siksak-aasade laius 100 mm, mis on soojusülekande mõttes just optimaalne. Ja võite kasutada tavalist käsitsi toru painutajat.

Märge: need suhted kehtivad kirjeldatud "piruka" puhul alumiiniumist aluspinnal. Mis puutub tembeldatud kütteradiaatoritesse, siis seal on enne meid kõik läbi arvutatud. Mis annab hästi soojust, see imab seda hästi. See on üks termodünaamika aksioome.

Neid asjaolusid teadmata võite teha tüüpilisi vigu, vt joon. Vasakul - laiade silmustega paks toru ei võta kohe vastu kogu kasti tekitatud soojust. Kehv efektiivsus, aeglane soojenemine. Vastupidi, kesklinnas on selle soojusvaheti kambri võimsus ebapiisav. Tõhusus võib olla vastuvõetav, kuid paak soojeneb siiski pikka aega. Lisaks on see õudusunenägu lekete kokkupanemise, tuvastamise ja parandamise töö ("Kõik hermeetikud lekivad" - üks Murphy seadusi). Paremal paistab kõik korras olevat, sh soojusvaheti kate (vana külmiku radiaator). Kuid toru luumen on 3-4 mm, sellest ei piisa. Vette “läbi surunud” IR-l pole kuhugi minna, välja arvatud asjata väljas ning suurenenud takistus vedelikuvoolule (vesi pole freoon) tagab madala efektiivsuse ja aeglase soojenemise.

Märge: Ülalkirjeldatud SC efektiivsus hoolika täitmise korral ületab 20%, mis on võrreldav seda tüüpi tööstusdisainilahendustega.

Jälle tank

On aeg akupaaki lähemalt vaadata: ilma selleta pole SC-st suurt mõtet. Alustame helitugevuse arvutamisega - peame võtma Päikeselt kõik, mida SC võimaldab, ja säästma kauem; see on eriti oluline, kui küte on ka paneelilt sisse lülitatud. Väike paak soojeneb peagi ja siis SC "tulistab" tulutult, sest. seda ei saa lõpmatuseni kuumutada. Liiga suures paagis ei jõua vesi päeva jooksul soojeneda temperatuurini, mida SC suudab pakkuda, ja jällegi ei kasuta me selle piirkonna kogu soojuspotentsiaali. Miks me võtame - päevaks? Kuna arvestame küttega hooajalise kasutusega ja öiseks ajaks võib juba kütet vaja minna. Suvel, maal - pesta, õhtut ootamata; soovitavalt mitu inimest.

Las meie kohad ei ole täiesti sünged ja me saame 4 kWh / päevas. Seejärel vaadake ülalt päikest 1 ruutmeetri kohta. m valab välja võimsust 286 vatti. Võtame EPP mõõtmed 1x1,5 m (see on näiteks, tehke suur - see ei lähe halvemaks), st. EPP pindala - 1,5 ruutmeetrit. m; Võtame SC efektiivsuseks 20%. Saame: 286 W x 1,5 x 0,2 = 85,6 W, see on meie paneeli soojusvõimsus. 1 W = 1 J * s, st. iga sekund annab SC torusse (toite) 85,6 J. Ja 12 valgustunni jooksul - 85,6 x 12 x 3600 = 3 697 720 J või 3 697,72 kJ.

Kui palju vett võib sisse võtta? Oleneb temperatuuride erinevusest. Võtame esialgne 12 kraadi (madal veevarustus kevadel / sügisel või kaev); lõplik - 45 kraadi, s.o. küte tuleb 33 kraadi. Vee soojusmahtuvus on 1 kcal / l ehk 4,1868 kJ / l (1 cal - 4,1868 J). 33 kraadini kuumutamisel kulub 1 liiter vett 4,1868 x 33 = 138,1644 kJ. Maht vajab vaid veidi rohkem kui 26 liitrit. Suvel, kõrge päikese käes ja pikkade päevavalgustundidega - alla 50 liitri. Või kui arvestada mitu selget päeva järjest ja paagi hea soojusisolatsioon - kuni 200 liitrit. Mis üldiselt juhtus spontaanselt: amatöörid ei tee tanke suuremaks kui tünnist.

Oot, aga kas inimesed pesevad end päikeseduši all? Küte on ikka kaasas, selge, et siin on vaja vähemalt 4 paneeli. Ja ei teeks paha arvestada ka soojakadu, vähemalt 20% üleöö kogunevast. Täpselt nii, see tehnika on kangekaelse teooria piirangutest mööda hiilimiseks. Muide: "Pole midagi praktilisemat kui hea teooria" - see on ikka seesama suur praktik Edison. Ainult tehnilised arvutused ja arvutused osutuvad palju tülikamaks, seega anname lihtsa tulemuse - veevarustuse ja käsitsi täitmisega paakide diagrammid, vt joon.

Mõte on selles, et suvel saab end pesta juba 1,5-2 tunni pärast peale SC sisselülitamist. See tähendab, et valime ülemise kuumutatud veekihi; käsitsi täitmise korral - sisselaskeavaga ujukil olevast painduvast voolikust. Painduva lingi pikkust tuleb võtta mõõdukalt: kui see on täis paagis liiga lühike, seisab voolik püsti, liiga pika veetaseme korral aga lebab paagi seinal.

Düüside asukoht on kujundatud nii, et igal kasutamisel seguneksid kuumad ja külmad voolud võimalikult vähe, s.t. Me kihistame vett teadlikult temperatuuri järgi. Parim anum tanki jaoks on selle küljele asetatud tünn. Siis hõivab muda (muda) väikese osa oma mahutavusest. Isolatsioon - vaht alates 50 mm. Ja kogu süsteemi madalaimas punktis, SC tagasivoolu sissepääsu juures, peate varustama veel 1 sulgklapiga äravoolutoru. Samuti ärge unustage - selektiivne tagasivoolutoru tuleb tõsta põhjast kõrgemale, vastasel juhul ummistab muda varsti SC ja seda on raske puhastada. Torud - tavaline torustik, 1/2 kuni 3/4 tolli. Paindlik lüli - tugevdatud PVC voolik kastmiseks; selle ujuk on vaht.

Märge: tagasivoolu tõus põhja kohal on võetud Vene Föderatsiooni joogivee tavalise kareduse alusel kuni 12 saksa. kraadid. Vastavalt sanitaarstandarditele on selle piirväärtus 29 Saksa. kraadid. Seejärel tuleb tagasivoolu kõrgus võtta 80-100 mm ja kuuma toitetoru tõsta sama 20-30 mm võrra kõrgemale.

Air Solar SC-de kohta

Mõnikord on vaja Päikesest soojendada mitte vett, vaid õhku. Kütmiseks pole vajalik; näiteks saagi kuivatamiseks või koristamiseks. Õhu madala soojusmahtuvuse tõttu peaks õhu-SC konstruktsioonil olema mitmeid funktsioone. Nende ja samal ajal õhukütte SC kasutamise kohta (see on hooajaliste suvilate puhul väga oluline) saate lisateavet videost:

Video: omatehtud õhk-päikeseküte

Ebatavaline omatehtud

Harrastusmeister poleks tema, kui ta ei püüaks kõike improviseeritud prügikastist omal moel teha. Ja pean ütlema, et tulemused on hämmastavad. Kõiki originaalseid kodus valmistatud SC-sid ühes väljaandes on võimatu üle vaadata, võtame 3 näiteid nii-öelda erineva märgi kohta.

Joonisel fig. - õhk, st. lihtsam kui vesi, SC õllepurkidest. Ärgem itsitagem rusikasse ega olgem nördinud: "Jah, ma ei joo nii palju!" Vaatame tehniliselt. Idee iseenesest on igati mõistlik: purgiridade vahed toovad paneeli valguse neelamise võime musta keha mudelile lähemale. Aga! Materjalid - alumiinium, puit, silikoonhermeetik. Nende soojuspaisumistegurid (TEC) on oluliselt erinevad. Vuugid - rohkem kui 200. Elementaarne arvutus, võttes arvesse suurte arvude seadust, näitab, et kui esimese tööhooaja lõpuks paneel eriti ei leki, on see ime.

Kuid plastpudelitest päikesekollektor joonisel fig. allpool ei tundu nii elegantne, kuid see on üsna funktsionaalne. Sisuliselt on see lineaarsete valguskontsentraatorite kett, vt allpool. Konteinerid pannakse kokku "vorstideks", nagu kasvuhoonete, kasvuhoonete, lehtlate jms ehitamisel. pudelitest kerged konstruktsioonid, kuid need on kinnitatud mitte jäigale vardale, vaid läbipaistvale PVC-voolikule. "Vorstide" tagumine pool on alumiiniumfooliumiga üle kleebitud, vähemalt küpsetushülsiga. Sel juhul kasutatakse seda, et vesi ise neelab IR-d päris hästi. Paigalduse tõhusus on madal, kuid hind - otsustage ise. Ja Päikese eest maksu pole veel võetud.

Veel üks huvitav kodus valmistatud pudelitest on usbeki Ildar, vt joon. allpool. Toimimispõhimõte on sama; meie piirkonnas on väga soovitav pudelite alumine pind kiletada. Katuse lõunanõlvale paigaldamisel ei ole raamid, tugipostid, katusevaheseinad ja katuse risttala (kanderaami) tugevdamine vajalikud. Liitekohti on palju, kuid TKR-s sarnaseid materjale liidetakse, seega töökindlus on piisav. Tugevaim on liigend pos. B, kui pudelid üksteise peale pannakse. Nad kordavad veidi "Ildarit", kuid asjata. Ilmselt on piinlik, et veevoolu näidatakse termosifooni vastupidisena. Kuid termosifooni rõhk on palju nõrgem kui paagi gravitatsiooniline rõhk, nii et Ildar on üsna tõhus.

Päikesekollektor Ildari pudelitest

Märge: pudelites SK-des tuleks võtta 1 “vorsti” pikkus keskmistel laiuskraadidel ca 3 m ja paralleelselt neid rohkem ühendada, mitu pudelit on või kui palju ruumi lubab.

Valguse kontsentraatorid

Valguskontsentraator on peeglite või läätsede süsteem, mis kogub valgustatud alalt valgust ja suunab selle ümber kindlasse kohta. Valguskontsentraatorid ei muuda kogu päikesepaigaldist kompaktsemaks, nagu mõnikord öeldakse. Pluss, täpsemalt - miinus on see, et kogumissüsteemi valguse läbilaskvustegur jõuab harva 0,8-ni; kõige sagedamini - 0,6-0,7 ja omatehtud toodete puhul - umbes 0,5. Päikesekontsentraator ehk päikesekontsentraator võimaldab lahendada järgmisi ülesandeid:

1. Lihtsustage kiirgusvastuvõtja konstruktsiooni, muutke päikesesüsteemi kõige keerulisem osa kompaktsemaks ja vähendage selles tihendamist vajavate vuukide arvu.
2. Suurendage kiirgusvastuvõtja valgustust ja suurendage seeläbi valguse neeldumist.
3. Tõsta jahutusvedeliku temperatuuri, mis võimaldab kogunenud energiat paremini ära kasutada.
4. Lihtsustada kiirgusvastuvõtja Päikesele orienteerimise protseduuri; mõnel juhul on võimalik ühekordne reguleerimine piki meridiaani ja kõrgust.

Lk. 1 ja 3 võimaldavad tööstusrajatistes saavutada süsteemi suurema üldise efektiivsuse. Selliseid paigaldusi on kodus raske teha, sest. vajalik on pidev ja täpne Päikesele orienteerumise süsteem. Aga pp. 2 ja 4 võivad kodumeistrit aidata.

Märge: iga päikesekontsentraator kogub ainult otseseid kiiri. Kui kavatsete oma paigaldust kasutada pilvise ilmaga, ei saa te valguskontsentraatoritega hakkama saada.

Päikesekontsentraatorite peamised skeemid on näidatud joonisel fig. seal kõikjal 1 on kogumissüsteem, 2 on valguse vastuvõtja. Samuti on kompaktsed jaoturid, ühte neist käsitleme allpool. Vahepeal nõuavad skeemid c) ja e) pidevat Päikese jälgimist; skeem c), lisaks - paraboolpeegli valmistamine. Satelliiditaldrikule mahub, aga ilmselt tead nende hindu. Ja peate valmistama elektroonikat, mis juhib täppis-2-koordinaadilist elektromehaanilist ajamit. Fresneli läätsede skeemi d) kasutatakse mõnikord väikeste päikesepatareide efektiivsuse parandamiseks, kuid need lagunevad palju kiiremini, vt allpool.

Tegeleme lineaarsete kontsentraatoritega, lk. a) ja b), mis on kõige sobivamad isetehtud päikesepatareide jaoks. Skeemi poolsilindrilise peegli kujul a) peeti üldiselt varem, koos pudelitega. Võib vaid lisada, et seda saab suunata (vt allpool) nii piki meridiaani kui ka sellega risti, olenevalt sellest, kuidas soovitakse veevoolu vastuvõtutorus suunata. See kontsentraator kiirendab vee soojenemist, kuid kui orienteeruda mööda meridiaani, vähendab see oluliselt vastuvõtja päevavalguse kestust, sest. Kui langemisnurk on tavapärasest rohkem kui umbes 45 kraadi, ei jäädvusta valgust üldse. Taaspeegeldus selles on alati üksik. Alumiiniumfoolium + PET 0,35 mm süsteemis on valguse läbilaskvuse koefitsient umbes 0,7.

Kaldpeeglite kontsentraator b) püüab valgust langemisnurkade piires, mis on normaalsest 60 kraadist või rohkem. Seda saab teha lineaarselt ja punktiliselt. Päevavalguse näiv vähenemine suvel lõunapoolsetes piirkondades on sellega peaaegu märkamatu. Hommikul ja õhtul aga langeb paigalduse efektiivsus järsult, sest. valgus kogeb siis kuni 4-5 peegeldust. Võrdluseks: optiliselt poleeritud alumiiniumi peegeldusvõime on 0,86; tsingitud teras - umbes 0,6.

Sellegipoolest esitame neile, kes soovivad seda teha, peeglite profiilid, vt joon. Võrgu samm valitakse paigalduse tegelike mõõtmete alusel. Pange tähele, et joondamine on vajalik, ehkki ühekordne, kuid täpne: 22. juunil või sellele lähimatel päevadel astronoomilisel (mitte vöö!) keskpäeval tiibu vähendatakse/laiali ja volditakse nii, et söövitav (hele kontsentreeritud valguse riba) asub täpselt piki vastuvõtja toru . Selle läbimõõt on umbes 100 mm, materjal on õhuke mustaks muudetud metall.

Tõenäoliselt pakub isetegijale suuremat huvi üks kompaktsete mitteorienteeritavate kontsentraatorite tüüp, vt järgmist. riis. Seda ei pea üldse Päikesele suunama: horisontaalselt paigaldatuna kogub ta oma kiired langemisnurkade piiresse, mis on kuni 75 kraadi normaalsest, mis antud juhul on suunatud seniidile. See tähendab, et võtame ülalkirjeldatud SC spiraaliks keeratud voolikust, varustame selle kontsentraatoriga ja saame basseini veesoojendi.

Päikesekiirte punkti viimiseks vajavad kontsentraatoririhmad paraboolprofiili (joonisel vasakpoolses ülanurgas sisestus), kuid meil on pikendatud ümmargune vastuvõtja, nii et saame hakkama ka koonilistega. Milliseid mõõtmeid ja suhteid tuleb sel juhul säilitada, selgub jooniselt fig. Äärmuslik vöö (tähistatud punasega) peaaegu ei suurenda seadme efektiivsust, parem on ilma selleta teha. Valguse läbilaskvus on umbes 0,6, nii et see kontsentraator on kasulik ainult selgel suvepäeval. Aga just siis on seda vaja.

Patareid

Nüüd tegeleme päikesepaneelidega (SB). Alustuseks väike teooria, ilma selleta ei saa aru, mis ja millal on neis head ja halba. Ja kuidas valida õige SB, mida osta või ise teha.

Toimimispõhimõte

SB põhineb elementaarsel pooljuhtfotoelektrilisel muunduril (PVC), vt joon. paremal; kui keegi näeb seal kooli elektrostaatikaga "koledat", siis pange tähele: laengud saavad energiat välisest allikast - Päikesest. Pooljuhtide võimet läbida elektrivoolu kirjeldab juhtivuse ribateooria, mis loodi eelmise sajandi 30. aastatel peamiselt nõukogude füüsikute töödega. Asi on väga keeruline, selle mõistmiseks on vaja teadmisi kvantmehaanikast ja mitmest muust distsipliinist. Väga lihtsustatult (andesta füüsik-tehnoloog, kui ta seda loeb) on FEP-i tööpõhimõte järgmine:

1. Kõrge puhtusastmega ränikristalli sisse viiakse metallidest doonor- ja aktseptorlisandid, igaüks oma piirkonnas, mille aatomid on võimelised integreeruma ränikristallvõre seda häirimata; see on nn. doping. n-piirkond (katood) on dopeeritud doonoritega; p-piirkond (anood) - aktseptorid.
2. Doonorid tekitavad oma piirkonnas elektronide ülejääki; aktseptorid oma - suurusjärgus võrdsetes positiivsetes laengutes - aukudes, see on täiesti õige füüsikaline termin. Lisanditest pärinevad elektronid ja augud on nn. väiksemad laengukandjad. Augud ei ole positroni antiosakesed, need on lihtsalt kohad, kus elektron puudub. Augud võivad kristalli sees rännata (triivida), kuna Aktseptorid varastavad alati üksteiselt elektrone.
3. Aukudega elektronid tõmbuvad üksteise poole, püüdes vastastikku neutraliseerida (rekombineerida).
4. Kristallis (see on koht, kus tema kvantomadused mängitakse jõuliselt välja) ei saa nad piiratud aja jooksul vabalt ühineda, mistõttu tekivad piirkihis vastava märgi suured ruumilaengud; tervikuna on piirkiht elektriliselt neutraalne.
5. Päikeseenergia justkui väljutab elektronid piirkihist katoodile ja negatiivse voolu kollektori elektroodile.
6. Augud ei saa elektronidele järgneda, sest nad saavad triivida ainult kristalli sees.
7. Elektronidel ei jää muud üle, kui läbida elektriahela ja anda Päikeselt saadud energia tarbijale, see on elektriline fotovool.
8. Anoodipiirkonda sattudes saavad elektronid päikesevalguse kvantidelt järjekordse "löögi", mis takistab neil aukudega uuesti ühinemast ja käivitab need ikka ja jälle vooluringi, samal ajal kui kristall on valgustatud.

Veel üks sõna Kulibinite kohta

Koduseid SB-sid võtavad kõige sagedamini raadioamatöörid ja elektroonikainsenerid. Reeglina saavad nad aru pooljuhtide teooria põhitõdedest. Nende jaoks selgitame igaks juhuks, kuidas FEP erineb sellega sarnasest dioodist ja miks ei õnnestu dioodi / transistori kristallidest märkimisväärset fotovoolu välja pigistada:

• Päikesepatarei anoodi ja katoodi dopinguaste on suurusjärku ja isegi mitu suurusjärku kõrgem kui aktiivsetel elektroonikakomponentidel.
• Katood ja anood on dopeeritud ligikaudu samal määral, nii palju kui tasapinnaline epitaksiaaltehnoloogia seda võimaldab.
• Piirala on lai (p-n ristmikuks võib seda nimetada antud juhul ainult suure venitusega), nii et valguskvantide jaoks on rohkem “tööruumi” ja ruumilaeng selles on väga suur. Elektroonikalülituste komponentide tootmisel kipuvad nad kiiruse suurendamiseks tegema vastupidist.

Päikesepatarei ehituslikud iseärasused tulenevad sellest, et tegemist pole mitte rakendatava pinge kujul oleva elektri vastuvõtjaga, vaid selle generaatoriga. Sellest tehke järeldused, mis on juba praegu kõigi kasutajate jaoks olulised:

1. Sest kristalli sisenenud valguskvante on alati rohkem kui seal olevaid vabu elektrone, lisakvandid kulutavad oma energiat kristalli aatomite ergastamisele, mistõttu see aja jooksul halveneb, see on nn. päikesepatareide lagunemine või vananemine. Lihtsamalt öeldes kulub SB, nagu iga tehnika, ja istub aja jooksul maha, nagu iga elektriaku.
2. Elektrivoolu läbimine päikesepatarei ühendamisel tarbijaahelaga kiirendab lagunemist, kuna. Nii-öelda kristallelektronides vägisi triivides tabas aatomeid ja lööb need järk-järgult oma kohalt välja.
3. Päikesepatarei energiavaru määrab ruumilaengu hulk, päikesevalgus algatab vaid selle ümberjaotumise.
4. FEP-id ja neist koosnevad SB-d kardavad reostust: järk-järgult kristalli tungides (hajutades) rikuvad selle struktuuri. "Mürgised" lisandid on samuti õhus ja nende "surmav" doos fotoelektrilise efekti jaoks on tühine.

Punkt 3 nõuab täiendavaid selgitusi. Nimelt: SB ei ole võimeline lisavoolu andma. Näiteks 90 A / h võimsusega käivitusaku (aku) annab korraks voolu 600 A. Teoreetiliselt palju rohkem, kuni see ülekuumenemisest plahvatab. Aga kui SB-l on spetsifikatsioonis kirjas "Lühisvool (lühis) 6A", siis ei saa sellest kuidagi rohkem välja pigistada.

Pange tähele, igaks juhuks: räni on võimatu lõpmatuseni legeerida, see muutub lihtsalt määrdunud metalliks ("kõrge" dopinguaste väljendatakse kümnendmurruna, kus pärast koma on palju nulle). Ja metallides puudub sisemine fotoelektriline efekt. Halli efekti on vaevalt tunda, kuid fotoelektriline efekt on põhimõtteliselt võimatu: metallide juhtivusriba on täidetud degenereerunud elektrongaasiga, see lihtsalt ei lase kvante sisse, mistõttu metallid säravad. Jah, tsoon ei ole antud juhul ruumi piirkond, vaid osakeste olekute kogum, mida kirjeldab kvantvõrrandi süsteem.

Seade

Üks koormuseta päikesepatarei tekitab potentsiaalide erinevuse 0,5 V. Selle määravad räni kvantomadused ja see ei sõltu välistingimustest. Koormuse all päikesepatarei pinge langeb, sest. selle sisemine takistus on suur. Kvantmehaanika ei tühista Ohmi seadust. Seetõttu võetakse aku pinget pooleteise varuga: kui näiteks 0,5 V moodulitest tõmmatakse 12 V SB, siis võetakse neid 36 pooluse kohta, mis annab XX (tühikäigu) pingeks 18 V. Pooleteise pingega ülekoormustoiteallika puhul arvutatakse kõik alalisvoolutarbijad. Ühe päikesepatarei lühisvool on mitmest kuni sadade mA; see sõltub elemendi avatud (valgustatud) pinna pindalast.

Paljude päikesepatareide moodulid (elemendid), mis on ühendatud ühisele substraadile järjestikku, paralleelselt või mõlemaga; nende XX pinge ja lühisevool on märgitud toote spetsifikatsioonis. Seda seostatakse levinud eksiarvamusega, et nende sõnul tuleb SB-sid värvata ainult 0,5 V elementidest, samas kui teised on standarditele mittevastavad. Vastupidi, kohusetundliku tootja moodulid näiteks 6V 4W jaoks, st. 6 V ja 0,67 A juures on need töökindlamad kui samade parameetritega isemonteeritud. Kasvõi juba sellepärast, et siin kasvatatakse fotogalvaanilisi elemente samal plaadil ja nende parameetrid on täpselt samad.

Päikesepatarei SB ahelas (vt joon.) on PE-moodulid ühendatud sammastesse E, tagades vajaliku pinge; reeglina - 12, 24 või 48 V. Vajaliku töövoolu saamiseks on veerud ühendatud paralleelselt. Sest sammastes olevad moodulid ei pruugi olla samast kristallist, sammaste sisetakistused on mõnevõrra erinevad ning ka pinge koormuse all “ujub”. Pisut võimsamate (väiksema sisetakistusega) sammaste kaudu hakkab voolama vastupidine vool ja sellest tuleneb kiire päikesepatarei lagunemine. Raadioamatöörid mäletavad, et kui diood kasvõi pisut “küljelt” lahti teha, hakkab see ka pöördvoolu läbima, sellel põhineb türistori töö. Seetõttu blokeeritakse poolused "tagasitulekust" VD dioodidega. Kõige sagedamini kasutatakse Schottky dioode, kuna. pingelang neil on väike ja lisajahutus suurte voolude korral pole vajalik. Kuid mõnikord (vt allpool, SB omatehtud toodete kohta) võib vaja minna ka p-n-siirdega dioodi.

Võimsate tarbijate sisse/välja lülitamisel nn. mööduvad protsessid, millega kaasnevad lisavoolud. Vaid mõneks ms-ks, kuid kiireks istumiseks piisab õrnast SB-st. Seetõttu on võimsate seadmete toiteks SB toiteks vajalik puhveraku GB. Juhib voolude jaotust SB kontrolleris C; see on juhitav vooluallikas, mis reguleerib ja piirab SB töövoolu koos aku laetuse vooluga. Lihtsamal juhul on aku tühjenemine vastavalt tarbimistasemele tasuta. Inverter I teisendab aku alalisvoolu vahelduvvooluks 220V 50Hz või muuks vajalikuks.

Märge: skeemil paremal olevad rakmed (C, I, GB) võivad teenindada mitut või mitut SB-d. Siis saame päikeseelektrijaama (SES).

Ülaltoodust tulenevad väga olulised asjaolud: esiteks peab aku kogu aeg vooluringis olema. SB ehitamine “kurtide” UPS-i skeemi järgi, kus aku annab voolu ainult võrgu rikke korral, tähendab SB määramist lisavoolude tõttu kiirele lagunemisele. "Voolu" skeemis on aku ressurss oluliselt vähenenud, kuid te ei saa midagi teha, välja arvatud kallite akude kasutamine geelelektrolüüdiga. Seega ei ole vaja ja veel kord pole vaja SB-sid arvuti UPS-idega projekteerida. Teiseks tuleb töövoolu võtta ligikaudu 80% lühisvoolust. Kui näiteks arvutuse järgi on primaarahela vool 100 A juures 12 V, siis SB peab olema projekteeritud 120 A jaoks.

Kolmandaks, selles vooluringis on aku sügava tühjenemisega võimalik pöörduv süsteemitõrge, kui kõik on korras, kuid voolu pole. Seetõttu lisandub reaalsetes päikeseelektrijaamades rihmale aku tühjenemise alarm (piiksub veelgi vastikumalt kui võrguta UPS) ja automaatika, mis lülitab inverteri välja, kui omanikud signaali eirasid. Kalleimates päikeseelektrijaamades on inverteril mitu väljundit, 220 V juhtmestikul mitu haru ning automaatika lülitab tarbijad välja nende prioriteetsuse vastupidises järjekorras; külmkapp näiteks viimane.

Rihmadeta SB-d nimetatakse tavaliselt päikesepaneeliks. Selle konstruktsioon (vt joonis.) tagab ennekõike valguse lagunemise vähendamise, seejärel - valguse ja mehaanilise tugevuse tõhusa kasutamise. Esimene annab peamiselt spetsiaalse klaasi, mis lõikab ära kvantid, mis kindlasti voolu ei anna; päikesepatarei tundlikkus spektri erinevate tsoonide kiirte suhtes on oluliselt ebaühtlane. EVA-kile annab ka mõningase valguse filtreerimise, kuid see on mõeldud pigem efektiivsuse tõstmiseks: vähendab valguse murdumist ja külgpeegeldust, s.t. valgustab katet. Klaas, EVA ja selle all olevad elemendid on "vormitud" üheks õhuvahedeta koogiks, nii et see disain pole amatööride jaoks. PET-vooder on esiteks mehaaniline siiber (kristalliline räni on habras aine ja elementplaadid on õhukesed). Teiseks isoleerib see elektriliselt moodulid paneeli korpusest, kuid tagab töö käigus kuumenevate elementide soojusülekande, sest. PET on teistest plastidest parem soojusjuht. Dioodid on juba mainitud. Kogu kook asetatakse tugevasse metallümbrisesse (see toimib ka jahutusradiaatorina) ja suletakse hoolikalt.

Märge: Müügil on ka paindlikud SB-d, vt joon. paremal. Need võivad olla odavamad ja tõhusamad kui sama võimsusega jäigad paneelid, kuid pidage meeles - need SB-d ei ole mõeldud väljundvoolu muundamiseks. Paindlikke SB-sid kasutatakse peamiselt väikese võimsusega alalisvoolutarbijate varustamiseks erinevat tüüpi mobiilsetes või kaugjärelvalveta seadmetes.

Ostetud SB

Päikese- või päikeseelektrijaama ostmiseks või tootmiseks valmistumiseks peate mõistma hariteguri, tipu ja pikaajalise energiatarbimise mõisteid. Igapäevaelus on see lihtsam kui keerukates elektrisüsteemides. Oletame, et teie arvesti paneelil on kaitselülitid või pistikud 25 A. Siis saate võrgust võtta kuni 220x25 = 5500 W või 5,5 kW. See on teie tipptarbimine, aga kui arvestada elektrivõrku tipphetkeks, siis tuleb see ebamõistlikult kallis: võimsad tarbijad ei lülitu sisse pikka aega ja kõik korraga.

Elektrivõrkude arvutamisel võtavad elektrikud picfator \u003d 5; vastavalt on pikaajaline energiatarve 0,2 tipust. Meie puhul - 1,1 kW. Kui aga SES arvutada sellise tipu jaoks, osutub aku mahutavus liiga suureks, aku ise on kallis ja selle ressurss on tavapärasest palju väiksem. SPP maksumuse minimeerimiseks tuleks selle tippteguriks võtta poole vähem, 2,5. SES-is “tõmbab” SB pikaajalist koormust ning tipud võtab üle aku, s.t. sel juhul vajame 2,2 kW SB-d ja akut, mis suudavad anda 5,5 kW tunni või 1,1 kW 12 tunni jooksul (pimedad tunnid).

Majandus

SB hind turul hoitakse 50-55 rubla piires. 1 W võimsuse jaoks polüräni patareide jaoks (vt allpool) ja 80-85 rubla / W monoräni jaoks. Kuid siin sekkuvad täiendavad asjaolud:

• Monosilikoonist SB-de efektiivsus on enam kui kaks korda kõrgem kui polüräni omadel (22-38% versus 9-18%) ja need on vastupidavamad.
• Polüränist SB-de võimsus väheneb pilvise ilmaga vähem ja pärast kasutusaja möödumist lagunevad need täielikult aeglasemalt.
• Puhverhappeaku energiakasutustegur (energiatõhusus) on 74% ja nende muud tüübid, välja arvatud hirmkallid liitiumakud, sobivad SB-de puhverdamiseks halvasti.

Võttes arvesse neid tegureid ja Vene Föderatsiooni kliimatingimusi, tasandatakse 1 W hind ja see on umbes 130-140 rubla / W. SB 1,1 kW eest maksab seega kuskil 140-150 tuhat rubla. Kaua see kestab? SB kasutusiga ei ole kuidagi reguleeritud; tootjad annavad tavaliselt 5, 10, 15 ja 25 aastat. Mis väljundjuhtimise järgi 5 aastat vastu ei pea, läheb müüki elemendi kaupa isemonteerimiseks. Ettevaatust, isetegijad!

Valmis SB hind loomulikult kasvab vastavalt kasutuseale. Ettevõtte deklaratsioonide ja arvutuste uuringu kohaselt osutuvad kõige kasumlikumaks SB-d 15 aasta jooksul. Siin on salakaval peensus: SB-sid toodetakse klassi A, B, C ja Ungrade (substandard) tingimustes. Vastavalt sellele langeb SB võimsus selle kasutusea lõpuks kuni 5%, 5-30% ja üle 30%. Kui aga ostate A-klassi SB-d 5 aastaks, ei saa te eeldada, et see kestab veel 25, kuni see 30% võrra närbub. Seoses elemendis allesjäänud töökõlblike päikesepatareide koormuse suurenemisega areneb lagunemisprotsess laviinina: polüsid kestavad veel kuus kuud või aasta ja mono - 2-4 kuud.

Niisiis, jätkame lugemist. Primaarse alalispinge õige valiku korral (vt allpool) on 15 aasta pärast vaja 1 aku vahetada, mille maksumus on umbes 70 tuhat rubla. Lisaks torustik, juhtmed, rehvid, lülituselemendid, metallkonstruktsioonid või katusetööd, see on veel umbes 150 tuhat rubla. Aku maksab umbes 30 tuhat; akude paigutamine eluruumidesse on rangelt keelatud. Meil on:

1. Laup - 150 000 rubla.
2. Aku - 140 000 rubla.
3. Rihmad - 150 000 rubla.
4. Laetav - 30 000 rubla.

Kokku 470 000 rubla. Sama võimsusega võtmed kätte päikeseelektrijaam maksab umbes 1,2-1,5 miljonit rubla. Aga kui õigustatud on üks või teine?

15-aastaselt 15x24x365=131400 tundi. Selle aja jooksul tarbime 131 400x1,1=144 540 kW/h. 1 kW / h oma päikeseelektrijaamast maksab 470 000/144 540 = 3,25 rubla. Teate praeguseid kurse (3,15 kuni rohkem kui 6 rubla). Kasu ei tundu olevat kuigi hea, arvestades, et need "pool sidrunit" tuleb kuskilt mujalt võtta, ilma praeguste laenuintresside juures võlgadesse sattumata. Sellegipoolest on päikeseelektrijaama ehitamine sellistel juhtudel juba õigustatud:

• Ebastabiilse toiteallikaga kaugetes raskesti ligipääsetavates kohtades. Elu on kallim kui kõik tariifid. Vähemalt kasvuhoonetaimed ja koduloomad, kes annavad toitu ja sissetulekut.
• Pidevat energiavarustust nõudvates kaubafarmides samad kasvuhooned või näiteks linnumajad. Odavale maale on võimalik ehitada ilma taristuta ja päikeseelektrijaamade maksumus võib kohe osutuda väiksemaks kui toiteallika rajamise kulu.
• Suurtes majapidamistes süstemaatiline põhitarbimislimiidi välja sorteerimine.
• Ühiskasutuses. Näide: SPP 15 kW tippvõimsusel (3 keskmist maja) maksab umbes 1,5 miljonit rubla. iseehitamine ehk 2,5 miljonit rubla. Täielik ehitus. Naabrite/sugulastega "kallatud" saame sama 500 000 rubla. ja 5 kW maja kohta, kuid stabiilne ja ilma igasuguse suhtluseta energiaettevõtetega.

Keda võtta?

Siiski on veel vara “akude jaoks” joosta. Olukord SB-turul on väga keeruline: suur ja korratu, kiirustamise äärel olev nõudlus kõikjal maailmas tekitab karmi ja sageli ebaausat konkurentsi. Maailma liider selles segmendis on Hiina ja seda mitte tänu “hiina” hindadele (need ei ole üldse dumping), vaid tegelikule kvaliteedile. Kuid Hiina on väga mitmetähenduslik riik; Seal on palju Shanghai-Wuhani avamerekeldreid, mis maskeeruvad usaldusväärseteks riigiettevõteteks. Teisest küljest lubavad tööstuse lääne "vaalad" pankrotiohus paanikas kõike tõsist, kasvõi ainult kauba tõukamiseks, säästmata oma head nime.

Venemaal on tootja valiku osas hea turustusvõimalus. NSV Liidu ja Venemaa Föderatsiooni elektroonika- ja pooljuhtidetööstus on alati olnud teadusliku ja tehnilise taseme poolest parimal tasemel; esimesed Inteli CPU-d, muide, tehti nõukogude ränist, Silicon Valley arenes siis veel. Kuid mööda võlli pole Nõukogude-Vene elektroonikat kunagi maailmas märgata olnud; töötas peamiselt sõja heaks. Perestroikas vilkusid müügil tolleaegsest maailmast paremad tooted, kuid "haidega" võistelda oli juba hilja. Näiteks – vaata joon. Siiani on see laitmatult töötanud, artikli arvutused tehti selle järgi. Ja selle kallimate ja vähem võimekate kaaslaste Casio ja Texas Instrumentsi jaoks on klahvid kulunud ja SB on pikka aega istunud.

Praegu tegutseb Vene Föderatsioonis mitu ettevõtet, millel on puhtad ruumid, koolitatud personal, inseneri- ja tehniline personal ning kogemused selles valdkonnas. Nad püsivad pinnal tänu õigele turutaktikale: nad ostavad SB-komponente usaldusväärsetelt Hiina tarnijatelt, läbivad need oma sisendikontrolli ja panevad need paneelideks kokku vastavalt kõikidele tehnoloogiareeglitele. Nende toodete deklareeritud parameetreid saab tingimusteta usaldada. Kahjuks on pärast varasemaid häireid neist vähe järele jäänud:

1. Telecom-STV Zelenogradis, TSM kaubamärk.
2. RZMKP, Ryazan, TM RZMP.
3. NPP "Kvant", Moskva, kokkupandav kaasaskantav SB.

Viimasel ajal on MicroART (TM Invertor) SB-turul häid edusamme teinud ja tundub, et see pole asjata. Kuid selles segmendis oli ja oli valekäivitusi, nii et peate siiski Inverterit lähemalt uurima. On veel üks asjaolu: EVA-kile. See peab olema külmakindel, vastasel juhul jämeneb miinustemperatuuril, koorub järk-järgult ja SB ebaõnnestub. Seetõttu tuleb valimisel kindlasti vaadata töötemperatuuri vahemikku ja lubatud minimaalset kokkupuuteaega. Või lõpuks - garantiiaeg nendes kliimatingimustes.

Milliseid võtta?

Tõenäoliselt saate juba aru, et sellised väited nagu "mono on lahe, polü imeb" on rohkem emotsionaalsed kui õigustatud. Muide, erinevus nende vahel pole nii põhimõtteline. Kõrgeima standardiga räni valuplokid, kõige ühtlasemalt ümberkristallitud, lähevad suurtele laastudele. 1. tingimus - keskmise integratsiooniastme jaoks, 2. - diskreetsete komponentide jaoks ja ainult 3. - SB jaoks. "Mono" erineb "poly"-st selle poolest, et esimeses kasvatatakse ühe kristalli lõikel tooriku (kristalliidi) juures mitu päikesepatarei või 1 suur; polüräni SB-des sisaldavad väikesed PVC-d umbes 1 väikese kristalliidi.

Tootjad ja petturid üritavad aga välja anda täiesti väärtusetuid monopole, asendades tähise tähenduselt sarnase, kuid alguses tähega “m”: multikristalliline, mikrostruktuurne jne. Seetõttu tuletame teile meelde: polükristallilised SB-moodulid on sinised, enamasti märgatava sillerdusega (värvide ülevoolud), joonisel fig. Monokristalliline väga tume kuni täiesti must; sillerdamine, kui on, on vähe märgatav, paremal samas kohas. Kuid üldiselt on mooduli kvaliteeti silma- või elektrimõõtmiste abil võimatu määrata, vaja on laboratoorset keemilist, kristallograafilist ja mikrostruktuurianalüüsi. Mida kauplejad-petturid vägevalt ja põhiliselt kasutavad.

Primaarpinge kohta

Kõige sagedamini on soovitatav võtta 12 V jaoks SB. Nagu näiteks, saate sisse lülitada 12-voldised säästupirnid ja te ei vaja spetsiaalset kontrollerit. Esiteks ei ole 24, 36 ja 48 V alalisvooluseadmed üldse "erilised", need on mitme pinge standardväärtused. Teiseks ei ole majahoidjate osa energiatarbimises üldse midagi ja nad vajavad eraldi juhtmestikku. Aga see pole asja mõte.

Eespool arvutatud - keskmise maja jaoks on vaja 5,5 kW tippvõimsuse jaoks puhverakut. Sellest saadav vool tunnise tühjenemise ajal on 5500/12 \u003d 458, (3) või ligikaudu 460 A. Müügil on kuni 210-240 A / h võimsusega akude pangad, millest käivitusakud värvatakse rasket eritehnikat. Rääkimata kuludest, ei saa ilma akude paralleelse seadmiseta hakkama ja enam ühelegi SB-elemendile ei meeldi akudega paralleelselt töötada ja samadel põhjustel; see on kõigi alalisvooluallikate ühine omadus. Selle tulemusena - aku 100-120 tuhande rubla eest. see kestab maksimaalselt 5-6 aastat ja 15 aasta pärast vajab see 2-3 vahetust.

Ja nüüd võtame "primaarse" alalisvoolu 48 V. Parem oleks 60-72, DC kuni 100 V on ohutu, ainult SB-d seda ei tee. Mõju inimkehale on 50/60 Hz kõige ohtlikumad sagedused, kuid kuhugi minna pole, nende väärtused on ajalooliselt välja kujunenud. Siis saame tunnise tühjenemisega 5500/48 = 114,58 (6) A ja aku võimsus on 120 A / h. See on tavaline autoaku, lisaks võite kasutada vastupidavaid suletud AGM-i, GEL-i, OpzS-i, kui teil pole nende jaoks raha vastu. Ja kõige hullem (automaatkäivitus) kestab vähemalt 8 aastat või isegi kõik 15. Ja see maksab poole rohkem kui hiiglaslik.

Üks nüanss on veel. Heitke pilk joonisele fig. - SES-skeem 48 V primaarvooluga. Paremal all on põhimasin 175 A jaoks. 12 V jaoks on vaja 700 A. Kas olete neid müügil näinud? Alalisvool? Kui palju on? Pluss muu tugeva voolu lülitus, automaatika, juhtmed ja rehvid. Üldiselt, kui me loobume kaubanduse juurdehindlustest, vähendab 48 V primaarahel SES-i kulusid poole võrra või rohkem.

Märge: ja hoidku jumal, et ühendaksite SES-i tänavasisendiga! Te peate oma kulude ja tööjõu eest tasuma leti onudele. Peate loenduri järele panema paketi (see on juba abonendi juhtmestik ja siin olete täielik omanik, lihtsalt ärge unustage telerit) ja lülituda Päikeselt tagasi üldvõrku, kui seda vajate. Ütleme aku vahetamise või pika halva ilmaga.

Sat ja isetehtud

Esimene asi, mida päikeseenergia amatöörtööstus peab teadma, on see, et tagasilükatud mooduleid müüakse juhuslikult, mida 5 kindlasti ei kesta. Isegi kui korraldate kodus puhast tootmist, on need juba "mürgitatud" aeglase toimega mürgiga - kahjulike lisanditega. Lisaks on kaubamärgiga "piruka" valmistamiseks vaja sügava vaakumiga kambrit, nii et peate SB kokku panema ventileeritavasse kasti, mis tähendab, et elemendid on allutatud atmosfäärimõjudele. Ilma oomilise soojuse eemaldamiseta lagunevad SB-moodulid sõna otseses mõttes meie silme all. Seetõttu on parem mitte arvestada kasutusiga, mis ületab 2-3 aastat.

Kuid omatehtud tooted võivad olla kasulikud, kuna. 100 W nende võimsusest maksab vähem kui 3000 rubla. Millised - vaatame veidi madalamal, kuid praegu peatume montaažitehnoloogial. See on täismahus näidatud siin:

Video: päikesepatarei valmistamine oma kätega

Lisada saab vähe. Esiteks ärge võtke töösse lahtiselt saadetud ilmset defekti, mis on vasakul joonisel fig. Parem on osta konstruktor, vt joon. paremal. Need on varustatud räbustipulgade ja spetsiaalsete juhtmetega, mis vähendab oluliselt jootevigu.

Jootmine tavalise kampoli räbustiga jootekolbiga (vasakpoolsel joonisel paremal) pole samuti vajalik. Moodulite kontaktpadjad on hõbedased (räni ei joodeta), hõbedane kiht on õhuke ja jääb vaevu külge. Kodus talub vist ainult 1-kordset jootmist (automaatide tootmisel - 3 korda), pealegi pronksist nikeldatud otsaga jootekolbiga. Ärge proovige seda tinatada, sellise jootekolbiga joodavad nad kuivaks.

SB meistrimehed joodavad aga ka tavaliste jootekolbidega kõikvõimalike ettevaatusabinõudega; kuidas saab näha siit:

Video: kontaktide tinatamine ja jootmine

Kolmas punkt - enne kokkupanemist tuleb moodulid kalibreerida ja postid kokku panna ligikaudu samade parameetritega plaatidest (vt allolevat videot). Ebastandardsetest moodulitest 48-voldistele postidele pole peaaegu kunagi võimalik värvata, nii et kodus valmistatud SB-d valmistatakse 12- või 6-voldise pingega.

Video: elementide kalibreerimine

Nüüd juhtudest, kui päikesepatarei ise valmistamine on täiesti mõistlik. Esimene on ülalkirjeldatud kummipaat. Selle elektrijaama skeem on näidatud joonisel fig. allpool. Sama sobib andmiseks, ainult mootori asemel on vaja lülitada inverter 12VDC / 220VAC 50 Hz 200-300 vatti. Teleri, väikese külmiku ja muusikakeskuse jaoks piisab sellest. Lüliti S2 töötab, S1 on remondiks ja avariiks ning talviseks hoiustamiseks.

Siin on asi selles, et pingelang tavalisel dioodil suureneb seda läbiva voolu suurenemisega. Mitte palju, kuid koos piirava takistiga Rp (mõlemad on mõeldud pliiakule 12V 60A / h!) SB voolu ülekoormus ei kesta kauem kui 2-3 minutit isegi täiesti tühja aku korral. Kui selline olukord tuleb ette kord päevas, siis SB kestab alates 4 aastast, s.o. rohkem kui ise kogumine ebastandardsetest toodetest. Ja bensiinimootor oleks selle aja jooksul kütust söönud palju rohkem kui paigalduskulud.

Teine korpus on mobiiltelefoni laadimine. Tema jaoks on parem osta valmis moodul 6V 5W jaoks; selle skeem on joonisel:

Lüliti S1 ja helevalge LED D3 on testlülitid. Kui soovite päikesemoodulite kallal nokitseda, siis pakume videoid (vt allpool). Sel juhul läheb ilmselge tükikaupa ka julgeolekunõukogusse, hind on odav. Muide, hea tava on töötada päikesepatareidega enne suure SB võtmist ja sealt saab kasulik tööriist.

Video: mini päikesepatarei telefoni laadimiseks – kokkupanek ja testimine

Paigaldamine ja joondamine

Statsionaarse konstruktsiooniga päikesepaneelide ja kollektorite paigaldamine toimub kõige sagedamini katusel. Siin on 2 võimalikku lahendust: kas võtke osa katusest lahti ja lülitage SC/SB korpus katuse risttala toiteahelasse (selle raam ilma katusekatteta) ning seejärel tihendage vahe või paigaldage paneel tehtud tugedele. katust läbivatest metalltihvtidest. Ja sarikad, millele kinnitusdetailid langesid, on tugevdatud risttaladega.

Esimene meetod on muidugi keerulisem ja nõuab üsna keerulist ehitustööd. Kuid see ei lahenda mitte ainult paneeli tuulekindluse probleemi. Kere väga kerge soojenemine pööningupoolsest küljest vähendab oluliselt EVA-kile mahakoorumise tõenäosust ja suurendab kogu paigalduse töökindlust. Seetõttu on see kindlasti eelistatav tugevate külmade / tuultega kohtades.

Mobiilsete (mobiilsete) või eraldiseisvate maanduspaneelide puhul paigaldatakse need kolmemõõtmelisele raamile või alusele (tugi), mis on valmistatud metallist, puidust vms. Kui paneel on raami küljes, tuleb see millegagi katta. nii et tagant puhuv tuul ei sunni paneeli oma aerodünaamilisi omadusi demonstreerima, päris hea.

Orienteerige maksimaalsele keskmisele aastasele (hooajalisele) insolatsioonile (reguleerige) fikseeritud paneelid peaksid olema võimalikult täpsed. Kana nokib tera tera haaval ja sent säästab rubla - sel juhul mõjutavad need ütlused täielikult paigalduse tasuvusaega. Asimuut on seatud täpselt piki meridiaani. Kui kasutate selleks kompassi, peate arvestama koha magnetilise deklinatsiooniga; GPS- või GLONASS-seadmetes – lubage sobiv parandus. Võite ületada ka keskpäeva piiri (see on meridiaan), nagu on kirjeldatud loodusloo, geograafia, astronoomia kooliõpikutes või näiteks päikesekella ehitamise juhendites.

Paneeli kalle kõrgusel α olenevalt selle geograafilisest laiuskraadist φ arvutatakse erinevatel juhtudel, kohandades Maa telje kalde β = 23,26 kraadi, mistõttu Päikese kõrgus keskmistel laiuskraadidel varieerub vastavalt aastaaegadele. aasta:

• Suvepaigaldiste puhul α = φ-β; kui α=<0, панель укладывается горизонтально.
• Hooajaliseks kevad-suvi-sügiseks α = φ
• Aastaringselt α = φ + β

Kui viimasel juhul tuleb välja α>90 kraadi, oled polaarjoonest tagapool ja talvepaneeli pole vaja. Lisaks kasutatakse lihtsuse ja täpsuse huvides nurka α, et arvutada paneeli põhjaserva tõusu pikkusühikutes h = Lsinα, kus L on paneeli pikkus lõunast põhja. Oletame, et piki meridiaani paigaldatakse 2 m pikkune paneel. α tuli välja 30 kraadi juures. Seejärel tuleb põhjaserva (sin 30 kraadi = 0,5) tõsta 1 m. Kui sinα = 1 või nii, asetatakse paneel vertikaalselt.

Lõpuks

Venemaad, mida iganes sa ütled, ei saa nimetada päikeseenergia arendamiseks ideaalseks riigiks. Aga valet halvasti võtta pole suur au. Kuid eesmärgini jõuda kõigest hoolimata ja siis, kui kõik on sulle vastu, on suur õnnestumine pikka aega, kui ainult eesmärk on väärt ja kasulik. Ajaloost on palju näiteid: Holland, Tšiili (viljatute maade harimine), Jaapan - tööstushiiglane, millel peaaegu täielikult puuduvad tooraineallikad, maailmas tervikuna - raadioamatööride (eksperdid) HF-raadiolainete arendamine tolleaegsete teooriatega täielikult relvastatud pidasid neid väärtusetuks) ja Venemaal - vähemalt Trans-Siberi raudtee ehitamist, millel pole siiani analooge. Siin on omatehtud inimestel koht, kus rännata, ja kui juhtub "Vene päikeseime", on see kindlasti nende märkimisväärne teene.

Tohutu hulk päikesest, veest ja tuulest saadavat tasuta energiat ning palju muud, mida loodus võib anda, on inimesed kasutanud juba pikka aega. Mõne jaoks on see hobi ja keegi ei saa hakkama ilma seadmeteta, mis suudavad energiat ammutada "õhust". Näiteks Aafrika riikides on päikesepaneelid juba ammu inimestele säästva kaaslaseks saanud, kuivades külades võetakse kasutusele päikeseenergial töötavad niisutussüsteemid, paigaldatakse kaevudele “päikeseenergia” pumpasid jne.

Euroopa riikides päike nii eredalt ei paista, kuid suvi on üsna palav ja kahju, kui looduse vaba energia raisku läheb. Päikeseenergiaga ahjude osas on edukaid arendusi, kuid need kasutavad tahkeid või kokkupandavaid peegleid. Esiteks on see kallis ja teiseks muudab see konstruktsiooni raskemaks ja seetõttu ei ole see alati mugav kasutada, näiteks kui vajatakse valmis kontsentraatori kerget raskust.
Huvitava omatehtud paraboolse päikesekontsentraatori mudeli lõi andekas leiutaja.
Selle valmistamiseks ei ole vaja peegleid, seega on see väga kerge ega tekita matkal suurt koormust.

Omatehtud filmipõhise päikesekontsentraatori loomiseks kulub väga vähe asju. Kõiki neid müüakse igal rõivaturul.
1. Isekleepuv peegelkile. Sellel on sile, läikiv pind ja seepärast on see suurepärane materjal päikeseahju peegelosa jaoks.
2. Puitlaastplaadi leht ja sama suurusega puitkiudplaadi leht.
3. Õhuke voolik ja hermeetik.

Kuidas teha päikeseahju?

Esmalt lõigatakse elektrilise puslega vajaliku suurusega puitlaastplaadist kaks rõngast, mis tuleb üksteise külge liimida. Fotol ja videol on näha üks sõrmus, kuid autor märgib, et lisas hiljem teise sõrmuse. Tema sõnul oleks võinud piirduda ühega, kuid paraboolpeegli piisava nõgususe moodustamiseks tuli ruumi suurendada. Vastasel juhul on kiire fookus liiga kaugel. Rõnga suuruse all lõigatakse puitkiudplaadist välja ring, mis moodustab päikesekontsentraatori tagaseina.
Rõngas tuleks liimida puitkiudplaadile. Katke kindlasti kõik hästi hermeetikuga. Disain peab olema täielikult suletud.
Küljele tehke ettevaatlikult, et servad oleksid ühtlased, väike auk, millesse tihedalt sisestage õhuke voolik. Tiheduse tagamiseks võib vooliku ja rõnga ühendust töödelda ka hermeetikuga.
Venita rõnga peale peegelkile.
Eemaldage õhk paigalduskorpusest ja moodustage seega sfääriline peegel. Painutage voolik ja kinnitage pesulõksuga.
Valmistage valmis rummu jaoks mugav alus. Selle paigalduse energiast piisab alumiiniumpurgi sulatamiseks.

Tähelepanu! Paraboolsed päikesehelkurid võivad olla ohtlikud ja põhjustada põletusi ja silmakahjustusi, kui neid ei käsitleta hoolikalt!
Vaata videost päikesepliidi valmistamise protsessi.

Kasutatud materjal saidilt zabatsay.ru. Kuidas teha päikesepatarei -.

Avaldatud 09.08.2013

Alternatiivenergia pakub huvi üha suuremale hulgale suurvaimudele. Ma ei ole erand. 🙂

Kõik sai alguse lihtsast küsimusest: "Kas harjadeta mootorit saab muuta generaatoriks?"
- Saab. Milleks?
- Tehke tuulegeneraator.

Tuulik elektri tootmiseks ei ole kuigi mugav lahendus. Muutuva tuuleenergia, laadijad, akud, inverterid, palju odavat tehnikat. Lihtsustatud skeemi järgi saab tuulik suurepäraselt vee soojendamiseks hakkama. Koormus on kümme ja see pole absoluutselt valiv sellele tarnitava elektri parameetrite suhtes. Saate lahti saada keerulisest kallist elektroonikast. Kuid arvutused näitasid märkimisväärseid ehituskulusid 500-vatise generaatori keerutamiseks.
Tuule poolt kantav võimsus arvutatakse valemiga P=0,6*S*V 3, kus:
P- võimsus, vatt
S- Pindala, m2
V– tuule kiirus, m/s

1 m2-l kiirusega 2 m/s puhuv tuul "kannab" 4,8 vatti energiat. Kui tuule kiirus tõuseb 10 m/s, siis võimsus tõuseb 600 vatini. Parimad tuuleturbiinid on kasuteguriga 40-45%. Seda silmas pidades generaatori jaoks, mille võimsus on 500 vatti ja tuulega näiteks 5 m / s. See võtab tuuleturbiini sõukruvi poolt pühitud ala, umbes 12 ruutmeetrit. Mis vastab ligi 4 meetrise läbimõõduga kruvile! Palju raha – vähe mõistust. Lisa siia loa saamise vajadus (mürapiirang). Muide, mõnes riigis tuleb tuuliku paigaldamine kooskõlastada isegi ornitoloogidega.

Aga siis meenus mulle Päike! See annab meile palju energiat. Esimest korda mõtlesin sellele pärast külmunud veehoidla kohal lendamist. Kui nägin enam kui meetri paksust ja 15 x 50 kilomeetri suurust jäämassi, mõtlesin: “See on kui palju jääd! Kui palju seda sulamiseks kuumutada on vaja!?” Ja seda kõike teeb Päike tosina ja poole päevaga. Teatmeteostest leiate maapinnani ulatuva energiatiheduse. Arv umbes 1 kilovatt ruutmeetri kohta kõlab ahvatlevalt. Kuid see on selgel päeval ekvaatoril. Kui realistlik on meie laiuskraadidel (Ukraina keskosas) kasutada päikeseenergiat majapidamisvajadusteks olemasolevate materjalide abil?

Millise tegeliku võimsuse, võttes arvesse kõiki kadusid, saab sellelt ruutmeetrilt?

Selle probleemi selgitamiseks tegin esimese paraboolse soojuse kontsentraatori papist (fookus parabooli kausis). Sektorite mustri kleepisin üle tavalise toidukilega. On selge, et pinna kvaliteet ja fooliumi peegeldavad omadused on ideaalsest väga kaugel.

Kuid ülesandeks oli "kolhoosi" meetodite abil teatud kogus vett soojendada, et teada saada, millist võimsust on võimalik saada, võttes arvesse kõiki kadusid. Mustrit saab välja arvutada Exeli faili abil, mille leidsin internetist neilt, kellele meeldib ise paraboolantenne ehitada.
Teades vee mahtu, selle soojusmahtuvust, alg- ja lõpptemperatuuri, on võimalik arvutada selle soojendamiseks kulutatud soojushulk. Ja teades kütteaega, saate arvutada võimsuse. Teades kontsentraatori mõõtmeid, on võimalik kindlaks teha, millise praktilise võimsuse saab ühelt ruutmeetrilt pinnast, millele päikesevalgus langeb.

Vee mahuks võeti poolik väljast mustaks värvitud alumiiniumpurgist.

Paraboolse päikesekontsentraatori fookusesse asetatakse anum veega. Päikesekontsentraator on suunatud päikese poole.

Katse nr 1

mai lõpus kella 7 paiku hommikul. Hommik pole kaugeltki ideaalne aeg, aga just hommikul paistab Päike mu “labori” aknast sisse.

Parabooli läbimõõduga 0,31 m arvutused näitasid, et võimsus on suurusjärgus 13,3 vatti. Need. vähemalt 177 vatti / ruutmeetri kohta. Siinkohal tuleb märkida, et ümmargune avatud purk pole kaugeltki parim valik hea tulemuse saavutamiseks. Osa energiast kulub purgi enda soojendamisele, osa kiirgub keskkonda, sh kandub õhuvooludega minema. Üldiselt isegi nii kaugel ideaaltingimustes saate vähemalt midagi saada.

Katse nr 2

Teise katse jaoks parabool läbimõõduga 0,6 m. Selle peeglina kasutati ehituspoest ostetud metalliseeritud teipi. Selle peegeldavad omadused on pisut paremad kui alumiiniumist toidufooliumil.

Paraboolil oli pikem fookuskaugus (fookus väljaspool parabooli kaussi).

See võimaldas projitseerida kiired küttekeha ühele pinnale ja saavutada fookuses kõrge temperatuur. Parabool põleb kergesti läbi paberilehe mõne sekundiga. Katse viidi läbi umbes kell 7 juuni alguses. Sama veekoguse ja sama anumaga tehtud katse tulemuste põhjal sain võimsuse kätte 28 vatti., mis vastab ligikaudu 102 vatti / ruutmeetri kohta. Seda on vähem kui esimeses katses. Seda seletatakse asjaoluga, et paraboolist pärit päikesekiired langesid purgi ümarale pinnale mitte optimaalselt kõikjal. Osa kiirtest läks mööda, osa langes tangentsiaalselt. Purki jahutas ühelt poolt värske hommikutuul, teiselt poolt soojendas. Esimeses katses kuumutati purki igast küljest tänu sellele, et fookus oli kausi sees.

Katse nr 3

Mõistes, et õige jahutusradiaatori valmistamisega saab korraliku tulemuse, sai tehtud järgmine kujundus: sees olev plekkpurk on värvitud mustaks ja sellel on düüsid vee juurdeandmiseks ja väljalaskmiseks. Hermeetiliselt suletud läbipaistva topeltklaasiga. Soojusisolatsiooniga.

Üldine skeem on järgmine:

Kuumutamine toimub järgmiselt: päikesekontsentraatori kiired ( 1 ) tungivad läbi klaasi soojusvastuvõtja purki ( 2 ), kus mustale pinnale sattudes soojendatakse. Purgi pinnaga kokku puutudes neelab vesi soojust. Klaas ei lase infrapuna (soojus)kiirgust hästi läbi, mistõttu soojuskiirguskaod on viidud miinimumini. Kuna aja jooksul klaas soojeneb sooja veega ja hakkab soojust kiirgama, kasutati topeltklaasi. Ideaalne, kui klaaside vahel on vaakum, kuid seda on kodus keeruline ülesanne täita. Panga tagakülg on soojusisoleeritud vahuga, mis piirab ka soojusenergia kiirgust keskkonda.

Radikas ( 2 ) kasutades torusid ( 4,5 ) on ühendatud paagiga ( 3 ) (minu puhul plastpudel). Paagi põhi on küttekehast 0,3 m kõrgusel. See konstruktsioon tagab vee konvektsiooni (iseringluse) süsteemis.

Ideaalis peaks paisupaak ja torud olema ka soojusisolatsiooniga. Katse viidi läbi umbes kell 7 hommikul juuni keskel. Katse tulemused on järgmised: Võimsus 96,8 vatti, mis vastab ligikaudu 342 vatti / ruutmeetri kohta.

Need. süsteemi efektiivsus on paranenud enam kui 3 korda ainuüksi jahutusradiaatori disaini optimeerimise tõttu!

Katsete 1,2,3 läbiviimisel tehti parabooli suunamine päikese poole käsitsi, "silma järgi". Parabooli ja küttekehasid hoiti käsitsi. Need. küttekeha ei olnud alati parabooli fookuses, sest inimese käed väsivad ja hakkavad otsima mugavamat asendit, mis tehnilisest küljest pole alati õige.

Nagu näete, tegin minupoolseid jõupingutusi, et luua katse jaoks vastikud tingimused. Kaugeltki ideaalsetest tingimustest, nimelt:
– mitte ideaalne kontsentraatorite pind
– kontsentraatori pindade mitte ideaalsed peegeldavad omadused
– ei ole ideaalne suund päikesele
– küttekeha ei ole ideaalne asend
- pole ideaalne aeg katsetamiseks (hommik)

ei suutnud takistada improviseeritud materjalidest paigaldamisel täiesti vastuvõetava tulemuse saamist.

Katse nr 4

Järgmisena fikseeriti kütteelement päikesekontsentraatori suhtes liikumatult. See võimaldas suurendada võimsust kuni 118 vatti, mis vastab ligikaudu 419 vatti/ruutmeetri kohta. Ja see on hommikul! 7-8 hommikul!

Vee soojendamiseks päikesekollektorite abil on ka teisi meetodeid. Vaakumtorudega kollektorid on kallid ja lamedatel on külmal aastaajal suured temperatuurikadud. Päikesekontsentraatorite kasutamine võib neid probleeme lahendada, kuid nõuab Päikesele orienteerumise mehhanismi rakendamist. Igal meetodil on nii eelised kui ka puudused.

(Kanada) on välja töötanud mitmekülgse, võimsa, tõhusa ja ühe ökonoomsema päikeseparaboolkontsentraatori (CSP – Concentrated Solar Power), mille läbimõõt on 7 meetrit, nii tavalistele majaomanikele kui ka tööstuslikuks kasutamiseks. Ettevõte on spetsialiseerunud mehaaniliste seadmete, optika ja elektroonika tootmisele, mis aitas luua konkurentsivõimelise toote.

Tootja hinnangul on SolarBeam 7M päikesekontsentraator parem kui muud tüüpi päikeseseadmed: lamedad päikesekollektorid, vaakumkollektorid, "küna" tüüpi päikesekontsentraatorid.

Solarbeami päikesekontsentraatori välisvaade

Kuidas see töötab?

Automaatne päikesekontsentraator jälgib päikese liikumist kahes tasapinnas ja suunab peegli täpselt päikese poole, võimaldades süsteemil koguda maksimaalset päikeseenergiat koidikust hilise päikeseloojanguni. Olenemata aastaajast või kasutuskohast säilitab SolarBeam päikese suunamise täpsuse kuni 0,1 kraadi.

Päikesekontsentraatorile langevad kiired fokusseeritakse ühte punkti.

SolarBeam 7M arvutused ja disain

Stressi testimine

Süsteemi kujundamisel kasutati 3D-modelleerimise ja tarkvara stressitestimise meetodeid. Katsed viiakse läbi FEM metoodika (Finite Element Analysis) järgi, et arvutada detailide ja sõlmede pinged ja nihked sise- ja väliskoormuse mõjul, et optimeerida ja kontrollida konstruktsiooni. See täpne testimine tagab, et SolarBeam saab töötada äärmuslikes tuule- ja kliimatingimustes. SolarBeam on edukalt läbinud tuulekoormuse simulatsioonid kuni 160 km/h (44 m/s).

Paraboolse reflektori raami ja samba vahelise ühenduse pingetestimine

Solarbeami rummu kinnituse foto

Päikesekontsentraatori riiuli stressitestimine

Tootmise tase

Sageli takistavad paraboolkontsentraatorite kõrged tootmiskulud nende massilist kasutamist individuaalses ehituses. Templite ja suurte helkurmaterjali segmentide kasutamine on vähendanud tootmiskulusid. Solartron on kulude vähendamiseks ja toodangu suurendamiseks kasutanud paljusid autotööstuses kasutatavaid uuendusi.

Töökindlus

SolarBeami on testitud põhjapoolsetes karmides tingimustes, pakkudes kõrget jõudlust ja vastupidavust. SolarBeam on mõeldud kõikide ilmastikutingimuste jaoks, sealhulgas kõrge ja madal ümbritseva õhu temperatuur, lumekoormus, jäätumine ja tugev tuul. Süsteem on ette nähtud 20 või enamaks tööaastaks minimaalse hooldusega.

SolarBeam 7M paraboolpeegel mahutab kuni 475 kg jääd. See on ligikaudu võrdne 12,2 mm paksuse jääkattega kogu 38,5 m2 suurusel alal.
Paigaldus töötab tavaliselt lumesaju ajal tänu peeglisektorite kumerale disainile ja võimalusele teostada automaatselt "lume automaatne puhastamine".

Jõudlus (võrdlus vaakum- ja lamekollektoritega)

Q / A = F’(τα)en Kθb(θ) Gb + F’(τα)en Kθd Gd -c6 u G* - c1 (tm-ta) - c2 (tm-ta)2 – c5 dtm/dt

Mittekontsentreeruvate päikesekollektorite efektiivsus arvutati järgmise valemi abil:

Tõhusus = F-kollektori efektiivsus – (kalle*delta T)/G päikesekiirgus

SolarBeami kontsentraatori jõudluskõver näitab üldist kõrget efektiivsust kogu temperatuurivahemikus. Lameplaat ja tühjendatud päikesekollektorid näitavad madalamat efektiivsust, kui on vaja kõrgemat temperatuuri.

Solartroni ja lame-/vaakumpäikesekollektorite võrdlusgraafikud

Solartroni efektiivsus (COP) temperatuuride erinevuse dT funktsioonina

Oluline on märkida, et ülaltoodud diagrammil ei ole arvesse võetud tuule soojuskadusid. Lisaks näitavad ülaltoodud andmed maksimaalset efektiivsust (keskpäeval) ja ei kajasta efektiivsust ajal. Andmed on antud ühe parima lame- ja vaakumkollektori kohta. Lisaks kõrgele efektiivsusele toodab SolarBeamTM lisaks 30% rohkem energiat tänu päikese kaheteljelisele jälgimisele. Geograafilistes piirkondades, kus valitsevad madalad temperatuurid, väheneb lame- ja vaakumkollektorite efektiivsus märkimisväärselt tänu suurele neeldumisalale. SolarBeamTM-i neeldumispind on vaid 0,0625 m2 võrreldes 15,8 m2 energiakogumispinnaga, mille tulemuseks on madal soojuskadu.

Pange tähele ka seda, et tänu kaheteljelisele jälgimissüsteemile töötab SolarBeamTM jaotur alati maksimaalse efektiivsusega. SolarBeami kollektori efektiivne pindala on alati võrdne peegli tegeliku pindalaga. Lamedad (fikseeritud) kollektorid kaotavad potentsiaalse energia vastavalt allolevale võrrandile:
PL = 1 - COS i
kus PL on energiakadu protsentides maksimaalsest nihkest kraadides)

Kontrollsüsteem

SolarBeami juhtseadmed kasutavad "EZ-SunLock" tehnoloogiat. Selle tehnoloogia abil saab süsteemi kiiresti paigaldada ja seadistada kõikjal maailmas. Jälgimissüsteem jälgib päikest 0,1 kraadise täpsusega ja kasutab astronoomilist algoritmi. Süsteemil on kaugvõrkude kaudu üldise väljasaatmise võimalus.

Ebanormaalsed olukorrad, kus "nõu" pargitakse automaatselt ohutusse kohta.

• Kui jahutusvedeliku rõhk vooluringis langeb alla 7 PSI
• Kui tuule kiirus on üle 75 km/h
• Elektrikatkestuse korral liigutab UPS (Uninterruptible Power Supply) tassi ohutusse asendisse. Kui vool taastub, jätkub automaatne päikese jälgimine.

Järelevalve

Igal juhul ja eriti tööstuslike rakenduste puhul on töökindluse tagamiseks väga oluline teada oma süsteemi olekut. Enne probleemi ilmnemist tuleb teid hoiatada.

SolarBeamil on võimalus jälgida SolarBeam Remote Dashboardi kaudu. Seda paneeli on lihtne kasutada ja see annab olulist SolarBeami oleku-, diagnostika- ja energiatootmise teavet.

Kaugkonfiguratsioon ja -haldus

SolarBeami saab kaugjuhtimise teel seadistada ja muuta. "Tassi" saab kaugjuhtida mobiilibrauseri või arvuti abil, lihtsustades või kõrvaldades kohapealsed juhtimissüsteemid.

Märguanded

Häire või hooldustaotluse korral saadab seade määratud teeninduspersonalile e-kirja. Kõiki hoiatusi saab kohandada vastavalt kasutaja eelistustele.

Diagnostika

SolarBeamil on kaugdiagnostika võimalused: süsteemi temperatuurid ja rõhud, energia tootmine jne. Lühidalt näete süsteemi olekut.

Aruandlus ja diagrammid

Kui on vaja energiatootmise aruandeid, saab need hõlpsalt hankida iga "roa" kohta. Aruanne võib olla graafiku või tabeli kujul.

Paigaldamine

SolarBeam 7M oli algselt mõeldud suuremahuliste CSP-paigaldiste jaoks, nii et paigaldamine tehti võimalikult lihtsaks. Disain võimaldab põhikomponentide kiiret kokkupanekut ega vaja optilist joondust, mis muudab paigaldamise ja süsteemi käivitamise odavaks.

Paigaldusaeg

Kolmeliikmeline meeskond saab paigaldada ühe SolarBeam 7M algusest lõpuni 8 tunni jooksul.

Majutusnõuded

SolarBeam 7M on 7 meetrit lai ja 3,5 meetrise süvendiga. Mitme SolarBeam 7M paigaldamisel tuleks igale süsteemile eraldada umbes 10 x 20 meetrit, et tagada maksimaalne päikeseenergia kogumine minimaalse varjundiga.

Kokkupanek

Paraboolne rummu on ette nähtud monteerimiseks maapinnale mehaanilise tõstesüsteemi abil, mis võimaldab kiiresti ja lihtsalt paigaldada fermid, peeglisektorid ja alused.

Kasutusvaldkonnad

Elektri tootmine ORC (Organic Rankine Cycle) paigaldistega.

Tööstuslikud vee magestamise tehased

Soojusenergiat magestamistehasele saab tarnida SolarBeam

Igas tööstusharus, kus tehnoloogilise tsükli jaoks on vaja palju soojusenergiat, näiteks:

• Toit (keetmine, steriliseerimine, alkoholi hankimine, pesemine)
• Keemiatööstus
• Plastik (küte, heitgaas, eraldamine jne)
• Tekstiil (pleegitamine, pesemine, pressimine, aurutamine)
• Nafta (sublimatsioon, naftatoodete selgitamine)
• Ja palju muud

Paigalduskoht

Paigaldamiseks sobivad piirkonnad, mis saavad aastas vähemalt 2000 kWh päikesevalgust m2 kohta (kWh/m2/aastas). Kõige lootustandvamateks tootjateks pean järgmisi maailma piirkondi:

• Endise Nõukogude Liidu piirkonnad
• USA edelaosa
• Kesk- ja Lõuna-Ameerika
• Põhja- ja Lõuna-Aafrika
• Austraalia
• Vahemere riigid Euroopas
• Lähis-Ida
• India ja Pakistani kõrbetasandikud
• Hiina piirkonnad

Solarbeam-7M mudeli spetsifikatsioon

• Tippvõimsus - 31,5 kW (võimsusel 1000 W / m2)
• Energia kontsentratsiooni aste - rohkem kui 1200 korda (punkt 18 cm)
• Maksimaalne fookustemperatuur - 800°С
• Maksimaalne jahutusvedeliku temperatuur - 270°С
• Töötõhusus - 82%
• Helkuri läbimõõt - 7m
• Paraboolpeegli pindala - 38,5m2
• Fookuskaugus - 3,8m
• Servomootorite voolutarve - 48W+48W / 24V
• Tuule kiirus töö ajal - kuni 75km/h (20m/s)
• Tuule kiirus (turvarežiimis) - kuni 160 km / h
• Päikese jälgimine asimuutis - 360°
• Päikese jälgimise vertikaal - 0 - 115°
• Toe kõrgus - 3,5m
• Helkuri kaal - 476 kg
• Kogukaal -1083 kg
• Absorberi suurus - 25,4 x 25,4 cm
• Neelamispind -645 cm2
• Jahutusvedeliku maht absorberis - 0,55 liitrit

Helkuri üldmõõtmed