Päikesekollektor plastpudelitest: samm-sammuline juhend päikeseenergia seadme ehitamiseks

Alternatiivenergia mõiste seostub paljude eramu- ja suvilomanike jaoks kallite päikesepaneelide, tuulegeneraatorite või soojuspumpadega. Keegi isegi ei aima, et kõigest mõne tunniga kopikate eest saab ehitada plastpudelitest päikesekollektori, et varustada end sooja veega kogu sooja aastaaja vältel.

Me räägime, kuidas jäätmematerjalidest valmistada tõhus sanitaarvee ettevalmistussüsteem. Meie pakutud artiklist leiate üksikasjaliku konstruktsioonide ja süsteemide valmistamisviiside kirjelduse, mille tõhusus on praktikas kontrollitud. Meie soovitusi järgides panete vaevata kokku majapidamises kasuliku seadme.

Päikesekollektorite rakendamise eripära

Päikesekollektori peamine erinevus erinevat tüüpi soojust tootvatest helio-süsteemidest seisneb töö tsüklilisuses. Teisisõnu – päikese puudumisel ei teki mingit soojusenergiat.

On ilmne, et pimedal ajal väheneb autonoomse soojaveevarustuse tootlikkus päikesekollektoriga nullini. Päikesekollektori soojuse tootlikkuse määrab päevavalguse pikkus, mis sõltub geograafilisest laiusest ja aastaajast.

Isetehtud päikesekollektor võimaldab lahendada mitte ainult tsentraalvõrkudega ühendamata maja soojaveevarustuse küsimust, vaid ka kütteprobleemid.

Kliimatingimused piirkonnas mõjutavad samuti märgatavalt päikesekollektori tootlikkust. Kui piirkonda iseloomustavad sagedased udud või päike peidab end sageli pilvede taha, siis heliokollektori tootlikkus langeb oluliselt.

Kuid isegi sel juhul jääb päikesekollektor kütmiseks ja/või vee soojendamiseks tõhusaks tänu võimele püüda kinni isegi hajutatud kiired.

Konstruktsioonilised iseärasused ja tööpõhimõte

Tavalise päikesekollektori põhielement on adsorber vasest plaadi ja torukese kujul. Plaat kuumeneb kiiresti päikesekiirte toimel, andes soojuse üle torukesele ja selles olevale vedelikule. Tänu vabale või sunniviisilisele tsirkulatsioonile kantakse saadud soojus edasi kogu süsteemi.

Päikesekiirguse mõjul kuumeneb vaskplaat, mis edastab soojust torus olevale soojuskandjale.

Adsorberi töö efektiivsuse tõstmiseks tuleb sellele anda vajalikud füüsikalised omadused. Eelkõige tuleb suurendada adsorberi neeldumisvõimet ja minimeerida päikesekiirguse peegeldust. Lihtsaim lahendus on adsorberi katmine musta värviga.

Adsorberi töö efektiivsuse tõstmiseks tuleb see katta läbipaistva klaasiga. Tavaline klaas peegeldab osa päikesekiirtest.

Parim on kasutada spetsiaalset madala rauasisaldusega klaasi või kasutada peegeldusvastast katet. Klaasi saastumise vältimiseks tuleb päikesekollektori korpus teha õhukindlaks.

Hoolimata paljudest viisidest päikesekollektori töö parandamiseks ja tootlikkuse suurendamiseks, on konstruktsiooni ebatäiuslikkuse tõttu see näitaja ideaalist kaugel. Arvestades päikesekollektori tööpõhimõtet ja selle efektiivsuse tõstmise meetodeid, proovime luua lihtsa ja odava mudeli käsitöövahenditest.

Seadme kokkupanek käepärastest materjalidest

Peale odavuse ja kokkupaneku lihtsuse erineb plastpudelite variant standardsetest päikeseaparaatidest selle poolest, et lamedad päikesekollektorid töötavad halvasti hommiku- ja õhtutundidel.

Pudelite kumer kuju tagab kiirte peaaegu vertikaalse läbitungimise isegi päikeseloojangu ja -tõusu ajal, tagades seeläbi seadme töö efektiivsuse nii hommiku- kui ka õhtutundidel.

Tänu plastpudelite kumerale kujule suudab seade isegi horisontaalses asendis püüda tõusva ja loojuva päikese kiiri.

On mitmeid eristuvaid viise, kuidas valmistada plastpudelitest suurepäraselt töötav kuuma vee tootmise süsteem:

• Päikesekollektor täidab akumulatsioonipaagi rolli, milles vesi soojeneb ja seejärel tühjendatakse;
• Päikesekollektor ühendatakse akumulatsioonipaagiga, tagades vee soojendamise ja selle loomuliku ringluse;
• Kollektori plastpudelid täidavad veehoidla rolli;
• Plastpudelid täidavad õhukindlate anumatena soojuse säilitamise rolli.

Samuti võivad päikesekollektorid erineda konstruktsiooniomaduste poolest. See on seotud nii pudelite kinnitusviisi kui ka nende paigutuse viisidega.

Soojendatud vee kogumise variant

Päikesekollektori valmistamiseks on vaja polüpropüleentoru läbimõõduga 50 mm, millega ühendatakse plastpudelid, mille arv määratakse toru läbimõõdu järgi. Malle jaoks võeti 15 plastpudelit, seega oli päikesekollektori töömaht 30 liitrit.

Pudelite ja propüleentoru ühenduskohti määritakse silikoontihendiga, vältides vee lekkimist

Pudelite ühendamiseks ühtseks süsteemiks kuuma veevarustuse ette nähtud propüleentorus tuleb puurida augud. Ideaalseks lahenduseks oli 26 mm läbimõõduga puidu sulgpuuri kasutamine

Selliste mõõtmete korral tagatakse maksimaalne ühendustihedus ning pudel keeratakse jõuga oma keerme mööda auku sisse. Ühenduse maksimaalse tihendamise tagamiseks võib vuugid määrida silikoontihendiga, kuid parem on kasutada termoliimi

Ühendatud anumate efekti saavutamiseks tuleb iga pudeli ülemisse ossa teha umbes 2 mm läbimõõduga augud

Pärast pudelite ühendamist lõigatakse toru ühte otsa liitmik, mis hiljem ühendatakse vee juurdevooluks veetorustikuga. Teise otsa tuleb lõigata kraan, mille kaudu soojendatud vesi voolab kogumismahutisse

Täitunud vee raskuse all võib selline koduseks päikeseenergia kasutamiseks mõeldud seade kaotada oma terviklikkuse. Seetõttu oleks otstarbekas ehitada kast. Selle valmistamiseks on vaja 150 mm laiust plaati

Päikesekollektori töö tõhustamiseks võib kasti põhjale paigaldada 50 mm paksuse vahtplasti või vahtpolüstüreeni ning katta fooliumiga

Pärast päikesekollektori paigaldamist selle edasise kasutamise kohale tuleb plastpudelid mustaks värvida, et päikesekiiri tõhusamalt neelata

Mustaks värvimisel suureneb plasti neelamisvõime ja tõuseb vee soojendamise efektiivsus

Parem on kasutada matti värvi ja pihustada aerosoolpurgist. Jääb üle katta kast klaasiga, suurendades sellega selle tihedust, ning ühendada see külma vee juurdevoolu süsteemi ja soojendatud vee äravoolusüsteemiga, mis juhib vee kogumismahutisse

Praktilisest kogemusest on teada, et plast talub halvasti kõrgeid temperatuure, mis põhjustavad selle deformatsiooni. Eriti päikesepaistelistel päevadel võib soojendatava vee temperatuur ületada 65 kraadi, mis viib plasti deformeerumiseni

Seetõttu on parem loobuda kasti täiendavast tihendamisest klaasiga üldse või kasutada seda ainult pilvise ilmaga

Soojendatava vee tsirkulatsiooniga meetod

Päikesekollektori seadme süsteem sarnaneb esimese variandiga, kuid sellel on mitmeid konstruktsioonilisi erinevusi

Kollektori valmistamiseks on vaja järgmisi tööriistu ja materjale

• 20 mm läbimõõduga PVC-toru koos nurkade ja teedega
• Rulltorulõikur
• Faaslõikurid
• Praimer (puhastusvahend)
• Plastpudelid
• Piima- või mahla tetrapakid
• Kontorinuga
• Papp
• Kuumakindel matt must värv
• Kogumismahuti

Paigaldamiseks vajame PVC toru läbimõõduga 20 mm. Toru horisontaalne osa tuleb lõigata tükkideks, mille külge kinnitatakse külmkeevituse teel nurgad ja teesid. Päikesekollektori alumine osa näeb välja täpselt samasugune. Lõpptulemusena saame suletud süsteemi, kuid kõigest järjekorras.

PVC-torude liimimise eripära

Kvaliteetse lõike saamiseks on parem kasutada torulõikurit, mis on varustatud rullikutega. Pärast lõikamist tuleb toru siseküljelt eemaldada faas, kasutades spetsiaalseid faasilõikureid.

Pärast teede ja nurkade sügavuse mõõtmist tuleb ühendatava toru otsa märkida märk ning töödelda torude otsad ja liitmikud praimeriga (puhastusvahendiga).

Tänu lõikeosa sujuvale liikumisele võimaldab rulliktorulõikur vältida ristlõike deformatsiooni ja burride teket lõikeserval lõikamisel.

Järgmise sammuna tuleb kanda ja jaotada liim toru välispinnale ja liitmiku sisepinnale. Liimi tuleb kanda pintsliga, kusjuures pintsel peaks olema toru läbimõõdust väiksem. Jääb vaid sisestada toru ettevalmistatud tee- või nurgaliitmikusse ja keerata veerand pööret, et liim ühtlaselt jaotuks.

Tuleb arvestada, et ühe nurga või tee liimimine peab toimuma mitte kauem kui 30 sekundit. Pärast fikseerimist tuleb eemaldada liimijäägid.

Päikesekollektori valmistamise kord

Pärast ülemise toru ettevalmistamist ja vertikaaltorude ühendamist sellega võib alustada plastpudelite ettevalmistamist. Esitatud päikesekollektori mudelis on 4 vertikaaltoru pikkusega 105 cm, sellise toru pikkusele saab paigutada 5 plastpudelit. Seega on kollektori kokkupanekuks vaja 20 identset plastpudelit.

Iga pudeli põhi tuleb eemaldada. Selleks tuleb valmistada lihtne mall 30 cm pikkusest toruks rullitud papitükist. Malli ja kontorinuga kasutades eemaldame pudelite põhja. Pärast pudelite ettevalmistamist võib alustada absorbeerija valmistamist, mis neelab päikeseenergiat.

Lihtsa papist malli kasutamine võimaldab kiiresti lõikamist teostada ja saada ühesuurused pudelid.

Absorbeerijana kasutame kasutatud mahla- või piimatetrapakke. Need tuleb lõigata, põhjalikult pesta ja kuivatada. Nende neeldumisvõime parandamiseks tuleb kanda must mattvärv. Lihtsaim viis on kasutada pihustusvärvi aerosoolpihustiga.

Plastpudelite järjestikune nöörimine võimaldab neisse hõlpsasti paigutada kokkuvolditud tetrapakid.

Pärast pudelite ja tetrapakkide ettevalmistamist võib asuda päikeseseadme kokkupanemisele. Esmalt tuleb vertikaalsele torule nöörida plastpudel kaelaga ettepoole ja pistada sinna tetrapakk. Sarnasel viisil nööritakse kõik pudelid vertikaalsetele torudele, mis seejärel tuleb ühendada alumise toru triikide ja nurkadega, mis on sarnased ülemisele torule.

Valmistatud päikesekollektorile jäikuse andmiseks tuleb sellele valmistada tugi.

Tavaline puitkilp annab konstruktsioonile jäikuse ja võimaldab päikesekollektorit hõlpsalt kasutuskohta liigutada.

Võib nagu esimesel juhul paigutada kollektori puitkasti, kuid seda soojustama ei pea. Kuna iga plastpudel on omamoodi väike soojustatud reservuaar, mis seest soojenedes annab soojust torudes ringlevale veele.

Paigutamise ja ühendamise eripära

Maksimaalse päikesekiirguse neelamiseks tuleb kollektor orienteerida lõuna suunas. Piisab väikesest 10–15-kraadisest kaldenurgast, et kollektor töötaks tõhusalt peaaegu ükskõik millise päikese asendi korral.

Toru alumine osa tuleb ühendada akumulatsioonipaagi alumise osaga ja ülemine osa umbes selle keskosaga. Külm vesi polümeermahutist voolab mööda alumist toru kollektorisse, kus see soojeneb ja tõuseb mööda ülemist toru paaki.

Nii toimub isetehtud süsteemis vee loomulik tsirkulatsioon. Vee tsirkulatsiooni suure intensiivsuse tagamiseks tuleb paak paigutada veidi kõrgemale kui päikesekollektor, vähemalt 0,3 m kaugusele sellest.

Päikesekollektori õigel ühendamisel akumulatsioonipaagiga tagatakse vee loomulik tsirkulatsioon.

Tuleb arvestada, et külma vee sisenemisel paaki veevarustussüsteemist toimub selle aktiivne segunemine, mis vähendab kollektori tõhusust. Seda saab vältida, varustades paagi sisselaske turbulentseduktoriga, mis on ummistatud toru paljude avadega.

Vesi siseneb reduktori kaudu sujuvalt, mis laseb külmal veel jääda alumistesse kihtidesse, kust see võetakse päikesekollektorisse.

Turbulentseduktori kasutamine aitab vältida külma ja sooja vee segunemist akumulatsioonipaagis.

On ilmne, et päikesekollektor soojendab vett ainult päevasel ajal päikesepaistelise ilmaga. Seetõttu on oluline hoida kuum vesi alles nii päevaseks kui õhtuseks kasutamiseks. Selleks tuleb akumulatsioonipaak soojustada.

Järeldused ja kasulik video teemal

Video 1. Nii tekkisid esimesed plastpudelitest päikesesüsteemid:

Video 2. Praktiliselt tasuta veesoojendaja tegevuses:

Joogipakenditest valmistatud päikesekollektor on odav lahendus sooja vee saamiseks. Kuid pikaajalise halva ilma korral, eriti kevadel ja sügisel, on soovitatav paigaldada akumulatsioonipaaki kütteelement. Sel juhul saab päikesekollektor osa täisväärtuslikust süsteemist, mis võimaldab soodsatel tingimustel raha kokku hoida.

Rääkige oma kogemustest plastpudelitest isetehtud päikeseenergiasüsteemi ehitamisel. Võib-olla on teie arsenalis teavet ja konstruktsioonivariante, mis võivad saidi külastajatele kasulikud olla. Palun kirjutage kommentaare allolevasse plokivormi, esitage küsimusi, jagage fotosid ja kasulikku teavet.