Zonneconcentrator gemaakt van spiegelfilm. Zonneconcentrators. Over lucht-zonne-SC's

Hoe een zonneboiler te bouwen. Het zou juister zijn om het een parabolische zonneconcentrator te noemen. Het belangrijkste voordeel is dat de spiegel 90% van de zonne-energie reflecteert, en door zijn parabolische vorm wordt deze energie op één punt geconcentreerd. Deze installatie zal effectief werken in de meeste regio's van Rusland, tot 65 graden noorderbreedte.

Om de collector te monteren hebben we een aantal basiszaken nodig: de antenne zelf, het zonvolgsysteem en de warmtewisselaar-collector.

Paraboolantenne.

U kunt elke antenne gebruiken: ijzer, plastic of glasvezel. De antenne moet van het paneeltype zijn en niet van het rastertype. Het antenneoppervlak en de vorm zijn hierbij belangrijk. We moeten niet vergeten dat verwarmingsvermogen = antenneoppervlak. En dat het vermogen dat wordt verzameld door een antenne met een diameter van 1,5 m 4 keer zal zijn minder kracht gemonteerde antenne met een spiegeloppervlak van 3 m.

Voor de antennemontage hebt u ook een draaimechanisme nodig. Het kan worden besteld op Ebay of AliExpress.

U hebt een rol aluminiumfolie of Mylar-spiegelfilm nodig die voor kassen wordt gebruikt. Lijm waarmee de film aan de parabool wordt geplakt.

Koperen buis met een diameter van 6 mm. Fittingen, voor aansluiting heet water naar de tank, naar het zwembad, of waar u dit ontwerp ook gaat gebruiken. De auteur kocht het roterende volgmechanisme op EBAY voor $ 30.

Stap 1 Pas de antenne aan om zonnestraling te focussen in plaats van radiogolven.

U hoeft alleen maar de Mylar-spiegelfilm of aluminiumfolie op de antennespiegel te bevestigen.

Je kunt zo'n film op AliExpress bestellen, als je hem ineens niet meer in de winkels vindt

Het is bijna net zo eenvoudig om te doen als het klinkt. Houd er alleen rekening mee dat als de antenne bijvoorbeeld een diameter heeft van 2,5 m en de film 1 m breed is, het niet nodig is om de antenne in twee keer met film te bedekken en er onregelmatigheden zullen ontstaan; wat de focus van zonne-energie zal verslechteren. Snijd het in kleine reepjes en bevestig het met lijm aan de antenne. Zorg ervoor dat de antenne schoon is voordat u de folie aanbrengt. Als er plaatsen zijn waar de verf is opgezwollen, maak deze dan schoon met schuurpapier. Je moet alle oneffenheden gladstrijken. Houd er rekening mee dat de LNB-converter van zijn plaats wordt verwijderd, anders kan deze smelten. Nadat u de film hebt geplakt en de antenne op zijn plaats hebt geplaatst, mag u uw handen of gezicht niet in de buurt van de plaats brengen waar het hoofd is bevestigd; u riskeert ernstige zonnebrand.

Stap 2 volgsysteem.

Zoals hierboven geschreven, kocht de auteur een trackingsysteem op Ebay. U kunt ook zoeken naar roterende zonvolgsystemen. Maar ik heb een eenvoudig circuit gevonden voor een aardige prijs, dat de positie van de zon vrij nauwkeurig volgt.

Onderdelen lijst:
(downloads: 450)
* U1/U2-LM339
*Q1 - TIP42C
*Q2 - TIP41C
*Q3 - 2N3906
*Q4 - 2N3904
* R1 - 1meg
* R2 - 1k
* R3 - 10k
* R4 - 10k
* R5 - 10k
* R6 - 4,7k
* R7 - 2,7k
* C1 - 10n keramiek
* M - DC-motor tot 1A
*LED's - 5 mm 563 nm

Video van de zonnetracker die werkt volgens het schema uit het archief

Je kunt het zelf maken op basis van de voornaaf van een VAZ-auto.

Voor de geïnteresseerden: de foto is hier vandaan genomen:

Stap 3 Een warmtewisselaar-collector maken

Om een ​​warmtewisselaar te maken heb je een koperen buis nodig, in een ring gerold en in het brandpunt van onze concentrator geplaatst. Maar eerst moeten we de grootte van het brandpunt van de schotel weten. Om dit te doen, moet u de LNB-converter van de plaat verwijderen en de montagepalen van de converter achterlaten. Nu moet je de plaat in de zon draaien, nadat je eerst een stuk plank hebt vastgezet op de plaats waar de omvormer is bevestigd. Houd het bord een tijdje in deze positie totdat er rook verschijnt. Dit duurt ongeveer 10-15 seconden. Draai hierna de antenne van de zon af en verwijder het bord van de houder. Alle manipulaties met de antenne, de omkeringen ervan, worden zo uitgevoerd dat u niet per ongeluk uw hand in het brandpunt van de spiegel steekt - dit is gevaarlijk, u kunt ernstig verbrand raken. Laat het afkoelen. Meet de maat van het verbrande stuk hout - dit is de maat van uw warmtewisselaar.

De grootte van het focuspunt bepaalt hoeveel koperen buizen u nodig heeft. De auteur had 6 meter buis nodig met een spotgrootte van 13 cm.

Ik denk dat je misschien in plaats van een opgerolde buis een radiator van een autoverwarming kunt plaatsen, er zijn vrij kleine radiatoren. De radiator moet zwart worden gemaakt voor een betere warmteabsorptie. Als u besluit een buis te gebruiken, moet u proberen deze zonder knikken of knikken te buigen. Meestal wordt de buis voor dit doel gevuld met zand, aan beide zijden gesloten en op een doorn met een geschikte diameter gebogen. De auteur goot water in de buis en stopte het erin diepvries, met de open uiteinden naar boven gericht om te voorkomen dat er water uit lekt. Het ijs in de buis zorgt voor druk van binnenuit, waardoor knikken worden voorkomen. Hierdoor kan de buis met een kleinere buigradius worden gebogen. Het moet in een kegel worden gerold - elke beurt mag niet veel zijn grotere diameter dan de vorige. U kunt de collectorwindingen aan elkaar solderen voor een stijvere structuur. En vergeet niet het water af te tappen nadat u klaar bent met het spruitstuk, zodat u zich niet verbrandt door de stoom of heet water

Stap 4. Alles in elkaar zetten en uitproberen.

Je hebt nu een spiegelparabool, een zonvolgmodule, geplaatst in een waterdichte container, of kunststof houder, complete verzamelaar. Het enige dat u nog hoeft te doen, is de collector op zijn plaats installeren en in werking testen. Je kunt nog verder gaan en het ontwerp verbeteren door zoiets als een pan met isolatie te maken en deze op de achterkant van het spruitstuk te plaatsen. Het volgmechanisme moet de beweging van oost naar west volgen, d.w.z. overdag naar de zon draaien. En de seizoensposities van het armatuur (omhoog/omlaag) kunnen één keer per week handmatig worden aangepast. Je kunt natuurlijk verticaal een volgmechanisme toevoegen - dan kom je bijna automatische bediening installaties. Als u van plan bent het water te gebruiken om een ​​zwembad te verwarmen of als warm water in de watervoorziening, heeft u een pomp nodig die water door de collector pompt. Als u een bak met water verwarmt, moet u maatregelen nemen om te voorkomen dat het water gaat koken en dat de tank explodeert. Dit kan gedaan worden met behulp van

Gepubliceerd 08/09/2013

Alternatieve energie is van belang voor een toenemend aantal grote geesten. Ik ben geen uitzondering. 🙂

Het begon allemaal met een simpele vraag: “Kan een borstelloze motor in een generator worden veranderd?”
-Kan. Waarvoor?
-Maak een windgenerator.

Een windmolen voor het opwekken van elektriciteit is geen erg handige oplossing. Variabele windkracht, oplaadapparaat, batterijen, omvormers, veel goedkope apparatuur. In een vereenvoudigd schema kan een windmolen "uitstekend" omgaan met het verwarmen van water. Omdat de belasting tien is, en deze absoluut niet veeleisend is voor de parameters van de elektriciteit die eraan wordt geleverd. U kunt zich ontdoen van complexe, dure elektronica. Maar berekeningen lieten aanzienlijke ontwerpkosten zien om een ​​generator van 500 watt op gang te brengen.
Het vermogen dat door de wind wordt gedragen, wordt berekend met de formule P=0,6*S*V 3, waarbij:
P– vermogen, watt
S- Oppervlakte, m2
V– windsnelheid, m/s

Een wind die 1 m2 blaast met een snelheid van 2 m/s ‘draagt’ energie van 4,8 watt. Als de windsnelheid toeneemt tot 10 m/s, neemt het vermogen toe tot 600 Watt. Maximaal de beste windgeneratoren Efficiëntie 40-45%. Hiermee rekening houdend, voor een generator van 500 Watt met een windsnelheid van bijvoorbeeld 5 m/s. Het gebied dat door de propeller van de windgenerator wordt bestreken, moet ongeveer 12 m² bedragen. Dat komt overeen met een schroef met een diameter van bijna 4 meter! Veel geld heeft weinig nut. Voeg hier de noodzaak toe om een ​​vergunning te verkrijgen (geluidslimiet). Overigens moet in sommige landen de installatie van een windturbine zelfs met ornithologen worden gecoördineerd.

Maar toen dacht ik aan de zon! Het geeft ons veel energie. Ik dacht hier voor het eerst aan nadat ik over een bevroren reservoir was gevlogen. Toen ik een ijsmassa zag van meer dan een meter dik en 15 bij 50 kilometer groot, dacht ik: “Dat is veel ijs!” Hoe lang moet het verwarmd worden om het te laten smelten!?” En de zon zal dit allemaal in vijftien dagen doen. In naslagwerken kun je de energiedichtheid vinden die het aardoppervlak bereikt. Een getal van ongeveer 1 kilowatt per vierkante meter klinkt verleidelijk. Maar dit is op een heldere dag op de evenaar. Hoe haalbaar is het om zonne-energie te gebruiken? economische behoeften op onze breedtegraden (centraal deel van Oekraïne), met behulp van beschikbare materialen?

Welke werkelijke macht kan daaruit worden verkregen, rekening houdend met alle verliezen? vierkante meter?

Om dit probleem te verduidelijken, heb ik de eerste parabolische warmteconcentrator gemaakt van karton (focus in de paraboolkom). Het patroon van sectoren heb ik bedekt met gewone voedselfolie. Het is duidelijk dat de kwaliteit van het oppervlak, en zelfs het reflecterende vermogen van de folie, verre van ideaal is.

Maar de taak was om een ​​bepaald volume water te verwarmen met behulp van ‘collectieve boerderij’-methoden om erachter te komen welk vermogen kon worden verkregen, rekening houdend met alle verliezen. Het patroon kan worden berekend met behulp van een Excel-bestand dat ik op internet heb gevonden van degenen die graag zelf paraboolantennes bouwen.
Als u het watervolume, de warmtecapaciteit en de begin- en eindtemperatuur kent, kunt u de hoeveelheid warmte berekenen die wordt besteed aan het verwarmen ervan. En als u de verwarmingstijd kent, kunt u het vermogen berekenen. Als u de afmetingen van de concentrator kent, kunt u bepalen welk praktisch vermogen kan worden verkregen uit één vierkante meter oppervlak waarop zonlicht valt.

Als watervolume namen we een half aluminium blik, aan de buitenkant zwart geverfd.

Een container met water wordt in het brandpunt van een parabolische zonneconcentrator geplaatst. De zonneconcentrator is naar de zon gericht.

Experiment nr. 1

vond eind mei rond 7.00 uur plaats. De ochtend is verre van ideaal, maar juist in de ochtend schijnt de zon door het raam van mijn “laboratorium”.

Met een parabooldiameter 0,31 meter berekeningen lieten zien dat er een macht in de orde van grootte werd verkregen 13,3 Watt. Die. minst 177 Watt/m² Hierbij moet worden opgemerkt dat een ronde open pot verre van het meest is de beste optie voor het krijgen goed resultaat. Een deel van de energie wordt besteed aan het verwarmen van het blikje zelf, een deel wordt uitgestraald naar de omgeving en wordt meegevoerd door luchtstromen. Over het algemeen kun je zelfs in zulke verre van ideale omstandigheden op zijn minst iets krijgen.

Experiment nr. 2

Voor het tweede experiment werd een parabool met een diameter van 0,6 m. Als spiegel werd metaaltape gebruikt, gekocht bij een ijzerhandel. De reflecterende eigenschappen zijn marginaal beter dan die van aluminiumvoedselfolie.

De parabool had meer brandpuntsafstand(focus buiten de paraboolkom).

Dit maakte het mogelijk om de stralen op één oppervlak van de verwarmer te projecteren en een hogere temperatuur in focus te verkrijgen. Een parabool brandt gemakkelijk in een paar seconden door een vel papier. Het experiment vond begin juni rond 07.00 uur plaats. Op basis van de resultaten van het experiment met hetzelfde volume water en dezelfde container ontving ik de stroom 28 Watt., wat ongeveer overeenkomt 102 Watt/m2. Dit is minder dan in het eerste experiment. Dit wordt verklaard door zonnestralen van de parabool viel rond oppervlak banken zijn niet overal optimaal. Sommige stralen gingen voorbij, andere vielen tangentiaal. De pot werd aan de ene kant gekoeld door de frisse ochtendbries en aan de andere kant opgewarmd. In het eerste experiment werd de pot van alle kanten verwarmd, omdat de focus zich in de kom bevond.

Experiment nr. 3

Omdat we ons realiseerden dat een behoorlijk resultaat kan worden verkregen door het juiste koellichaam te maken, werd het volgende ontwerp gemaakt: een blikje van binnen zwart geverfd met pijpen voor de aan- en afvoer van water. Hermetisch afgesloten met transparant dubbel glas. Thermisch geïsoleerd.

Het algemene schema is:

Verwarming vindt als volgt plaats: stralen van de zonneconcentrator ( 1 ) dringt door het glas in de koellichaambus ( 2 ), waar het, vallend op een zwart oppervlak, wordt verwarmd. Water, dat in contact komt met het oppervlak van de pot, absorbeert warmte. Glas laat infrarode (thermische) straling niet goed door, waardoor warmtestralingsverliezen tot een minimum worden beperkt. Omdat het glas na verloop van tijd opwarmt met warm water en warmte begint uit te stralen, werd dubbele beglazing gebruikt. Perfecte optie, als er een vacuüm tussen de glazen zit, maar dit thuis lastig te realiseren is. De achterkant van het blik is thermisch geïsoleerd met polystyreenschuim, wat ook de straling van thermische energie naar de omgeving beperkt.

Koellichaam ( 2 ) met behulp van buizen ( 4,5 ) is aangesloten op de tank ( 3 ) (in mijn geval plastic fles). De bodem van de tank bevindt zich 0,3 m boven de verwarming. Dit ontwerp zorgt voor convectie (zelfcirculatie) van water in het systeem.

Ideaal expansievat en de buizen moeten ook thermisch geïsoleerd zijn. Het experiment vond half juni rond 07.00 uur plaats. De resultaten van het experiment zijn als volgt: Vermogen 96,8 Watt, wat ongeveer overeenkomt 342 Watt/m²

Die. De efficiëntie van het systeem is alleen al met meer dan 3 keer verbeterd door het ontwerp van het koellichaam te optimaliseren!

Bij het uitvoeren van experimenten 1,2,3 gebeurde het richten van de parabool op de zon handmatig, “met het oog”. De parabool en verwarmingselementen werden met de hand vastgehouden. Die. de verwarming stond niet altijd in het brandpunt van de parabool, omdat de handen van de persoon moe worden en op zoek gaan naar een comfortabelere positie, wat technisch gezien niet altijd correct is.

Zoals je misschien hebt gemerkt, heb ik van mijn kant pogingen ondernomen om walgelijke omstandigheden voor het experiment te creëren. Verre van dat ideale omstandigheden, namelijk:
- Niet perfecte oppervlakte concentratoren
– geen ideale reflecterende eigenschappen van concentratoroppervlakken
– geen ideale oriëntatie op de zon
– geen ideale verwarmingspositie
– niet de ideale tijd voor het experiment (ochtend)

kon ons er niet van weerhouden een volledig aanvaardbaar installatieresultaat te verkrijgen uit restmateriaal.

Experiment nr. 4

Verder een verwarmingselement stond bewegingloos vast ten opzichte van de zonneconcentrator. Dit maakte het mogelijk om het vermogen te vergroten 118 Watt, wat ongeveer overeenkomt 419 Watt/m2. En dit is in de ochtend! Van 7 tot 8 uur!

Er zijn andere methoden om water te verwarmen met behulp van zonnecollectoren. Collectoren met vacuümbuizen zijn duur en platte exemplaren hebben grote temperatuurverliezen in het koude seizoen. Het gebruik van zonneconcentrators kan deze problemen oplossen, maar vereist de implementatie van een mechanisme voor oriëntatie op de zon. Elke methode heeft zowel voor- als nadelen.

Energiebronnen zoals elektriciteit, steenkool en gas worden steeds duurder.

Mensen moeten vaker nadenken over het gebruik milieuvriendelijkere systemen verwarming.

Daarom is het ontwikkeld technische innovatie op het gebied van alternatieve warmtebronnen. Voor dit doel begonnen ze te gebruiken zonnecollectoren.

Zonnecollector voor verwarming

Het oppervlak van dit apparaat heeft een laag reflectievermogen, waardoor warmte wordt geabsorbeerd. Voor het verwarmen van de kamer dit mechanisme maakt gebruik van het licht van de zon en haar Infrarood straling .

Om water te verwarmen en uw huis te verwarmen is de kracht van een eenvoudige zonnecollector voldoende. Dit is afhankelijk van het ontwerp van het apparaat. Een persoon kan de apparatuur zelf installeren. Je hoeft hiervoor geen dure gereedschappen en materialen te gebruiken.

Referentie. De efficiëntie van professionele apparaten is 80—85% . Zelfgemaakte zijn veel goedkoper, maar hun efficiëntie niet meer dan 60-65%.

Ontwerp

De structuur van de apparatuur is eenvoudig. Het apparaat is een rechthoekige plaat bestaande uit verschillende lagen:

• antireflectieband gehard glas met lijst;
• absorber;
• bodemisolatie;
• zijdelingse isolatie;
• pijpleiding;
• glazen gordijn;
• aluminium weerbestendige behuizing;
• aansluitbeslag.

Het systeem omvat 1-2 verzamelaars, opslagcapaciteit en voorste kamer. Het ontwerp is gesloten georganiseerd, zodat de zonnestralen alleen binnenkomen en in warmte veranderen.

Werkingsprincipe

De basis van de werking van de installatie is thermosifon. Het koelmiddel in de apparatuur circuleert onafhankelijk, waardoor het gebruik van een pomp wordt geëlimineerd.

Verwarmd water neigt naar boven, waardoor koud water opzij wordt geduwd en naar toe wordt getransporteerd warmtebron.

De verzamelaar is buisvormige radiateur, die in een houten kist is ingebouwd, waarvan één vlak van glas is. Bij de vervaardiging van de unit worden stalen buizen gebruikt. Afvoer en toevoer worden uitgevoerd door leidingen die worden gebruikt bij de installatie van watertoevoersystemen.

Het ontwerp werkt als volgt:

1. De collector zet zonne-energie om in warmte.
2. Vloeistof komt de opslagtank binnen via de aanvoerlijn.
3. De koelvloeistof circuleert zelfstandig of met behulp van een elektrische pomp. De vloeistof in de installatie moet aan een aantal eisen voldoen: deze verdampt niet hoge temperaturen ah, wees niet giftig, vorstbestendig. Meestal nemen ze gedestilleerd water gemengd met glycol. in een verhouding van 6:4.

Zonneconcentrator

Een apparaat voor het verzamelen van energie uit zonnestralen, heeft een koelfunctie. Dient om energie te concentreren op de zenderontvanger in het product.

De volgende typen bestaan:

• parabolische cilindrische concentrators;
• concentrators op platte lenzen ( Fresnel-lenzen);
• op sferische lenzen;
• parabolische concentratoren;
• zonne-torens.

Naven reflecteren straling van een groot vlak naar een klein vlak, wat helpt om hoge temperaturen te bereiken. De vloeistof absorbeert warmte en verplaatst deze naar het verwarmingsobject.

Belangrijk! De prijs van de apparaten is niet goedkoop, en ook ze vereisen voortdurend gekwalificeerd onderhoud. Dergelijke apparatuur wordt gebruikt in hybride systemen, meestal in industriële schaal en stelt u in staat de productiviteit van de verzamelaar te verhogen.

Soorten collectoren aangedreven door zonne-energie

Momenteel zijn er verschillende soorten zonnecollectoren.

Platte, doe-het-zelf-installatie

Dit apparaat bestaat uit een paneel waarin een absorberplaat is gemonteerd. Dit type apparaat komt het meest voor. De kosten van de eenheden zijn betaalbaar en zijn afhankelijk van het type coating, de fabrikant, het vermogen en het verwarmingsgebied. Prijzen voor dit type apparatuur - vanaf 12 duizend roebel.

Foto 1. Vijf platte zonnecollectoren geïnstalleerd op het dak van een woonhuis. De apparaten zijn gekanteld.

Toepassingsgebied

Soortgelijke verzamelaars vaak geïnstalleerd in particuliere woningen voor het verwarmen van kamers en het voorzien van warm water in het pand. De apparaten zijn geschikt voor het verwarmen van water zomerse douche in het land. Het is aangewezen om ze te gebruiken bij warm en zonnig weer.

Aandacht! Verzamelaars komen naar boven mag niet aan het zicht worden onttrokken door andere gebouwen, bomen of huizen. Dit heeft een negatief effect op de prestaties. De apparatuur wordt op het dak of de gevel van het gebouw gemonteerd, maar ook op elke geschikte ondergrond.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:

Ontwerp met vlakke plaatcollector

Samenstelling apparaat:

• beschermend glas;
• koperen buizen;
• thermische isolatie;
• absorberend oppervlak met hoge graad absorptie;
• aluminium frame.

Een collector met een buisvormige spoel is een klassieke optie. Als alternatief voor zelfgemaakte structuren toepassen: polypropyleen materiaal, aluminium drankblikjes, rubberen tuinslangen.

De bodem en randen van het systeem moeten thermisch geïsoleerd zijn. Als de absorber in contact komt met de behuizing, is warmteverlies mogelijk. Het externe deel van het apparaat wordt beschermd door gehard glas met speciale eigenschappen. Antivries wordt gebruikt als koelvloeistof.

Operatie principe

De vloeistof wordt verwarmd en komt in een opslagtank terecht, van waaruit deze, afgekoeld, naar de collector beweegt. Het ontwerp wordt gepresenteerd in twee versies: enkelcircuit en dubbelcircuit. In het eerste geval de vloeistof gaat rechtstreeks de tank in, in de seconde— gaat door een dunne buis door water in een container, waardoor het volume van de kamer wordt opgewarmd. Terwijl het beweegt, koelt het af en beweegt het terug naar de collector.

Foto 2. Schema en werkingsprincipe van een platte zonnecollector. De pijlen geven de onderdelen van het apparaat aan.

Voor-en nadelen

Eenheden van dit type hebben de volgende voordelen:

• hoge performantie;
• goedkoop;
• langdurig gebruik;
• betrouwbaarheid;
• mogelijkheid zelfgemaakte installatie en dienst.

Vlakke plaatcollectoren zijn geschikt voor gebruik in zuidelijke streken met warme klimaten. Hun nadeel is hoge windkracht door het grote oppervlak dus harde wind kan de structuur breken. De productiviteit daalt bij koud winterweer. Het apparaat moet idealiter worden geïnstalleerd zuidkant perceel of huis.

Vacuüm

Apparaat bestaat uit individuele buizen die aan de bovenkant verenigd zijn om één enkel paneel te vormen. In feite is elk van de buizen een onafhankelijke collector. Het is effectief moderne uitstraling, geschikt voor gebruik, zelfs bij koud weer. Vacuümapparaten zijn complexer in vergelijking met platte apparaten en kosten daarom meer.

Foto 3. Zonnecollector van het vacuümtype. Het apparaat bestaat uit veel buizen die in één structuur zijn bevestigd.

Toepassingsgebied

Toepassen voor warmwatervoorziening en verwarming van grote ruimtes. Ze worden het vaakst gebruikt in datsja's en particuliere huishoudens. Gemonteerd op gevels van gebouwen, schuin of schuin platte daken, speciale draagconstructies. Ze functioneren in koude klimaten en bij korte daglichturen zonder dat dit ten koste gaat van de efficiëntie. Door hun hoge rendement worden ze ook toegepast op landbouwgronden, industriële ondernemingen. Dit type komt veel voor in Europese landen.

Ontwerp

Het apparaat omvat:

• thermische opslag (watertank);
• circulatiecircuit van de warmtewisselaar;
• de verzamelaar zelf;
• sensoren;
• ontvanger.

Het ontwerp van de unit bestaat uit een reeks parallel geïnstalleerde buisprofielen. De ontvanger en vacuümbuizen zijn gemaakt van koper. Blok glazen buizen gescheiden van het externe circuit, waardoor de activiteit van de collector niet stopt als deze uitvalt 1-2 buizen. Polyurethaanisolatie wordt gebruikt als extra bescherming.

Referentie. Onderscheidend kenmerk De collector is de samenstelling van de legering waaruit de pijpen zijn gemaakt. Dit Aluminium gecoat en polyurethaan beschermd koper.

Operatie principe

Bouwwerkzaamheden gebaseerd op nul thermische geleidbaarheid van vacuüm. Tussen de buizen wordt een luchtloze ruimte gevormd, die op betrouwbare wijze de door de zonnestralen gegenereerde warmte vasthoudt.

Het vacuümspruitstuk werkt als volgt:

• de energie van de zon wordt opgevangen door een pijp in een thermosfles;
• de verwarmde vloeistof verdampt en stijgt naar het condensatiegebied van de buis;
• het koelmiddel stroomt uit de condensatiezone naar beneden;
• de cyclus herhaalt zich opnieuw.

Dankzij dit werk veel hoger niveau van warmteoverdracht en het warmteverlies is laag. Er kan energie worden bespaard dankzij de vacuümlaag, die de warmte effectief vasthoudt.

Foto 4. Schematisch diagram van een vacuümzonnecollector. De componenten van het apparaat worden aangegeven met pijlen.

Voor-en nadelen

Voordelen van apparaten van dit type:

• duurzaamheid;
• stabiliteit tijdens bedrijf;
• betaalbare reparatie, is het mogelijk om slechts één element te vervangen dat is mislukt, en niet de hele structuur;
• lage windvang, vermogen om windstoten te weerstaan;
• maximale absorptie van zonne-energie.

De apparatuur is duur en wordt pas binnen enkele jaren terugbetaald. na gebruik. De prijs van componenten is ook hoog; voor het vervangen ervan kan de hulp van een professional nodig zijn. Het systeem is niet in staat zichzelf te reinigen tegen ijs, sneeuw en vorst.

Soorten vacuümspruitstukken

Producten zijn er in twee soorten: met indirecte en directe warmtetoevoer. Het functioneren van constructies met indirecte toevoer wordt uitgevoerd vanuit de druk in de leidingen.

Bij apparaten met directe warmtetoevoer worden de koelvloeistofcontainer en de glazen vacuümapparaten onder een bepaalde hoek aan het frame gemonteerd, via een rubberen verbindingsring.

Apparatuur wordt aangesloten op de watertoevoerleidingen via een afsluitklep en de bevestigingsklep regelt het waterniveau in de tank.

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:

Lucht

Water heeft een veel hogere warmtecapaciteit dan lucht. Het gebruik ervan wordt echter geassocieerd met een aantal alledaagse problemen tijdens bedrijf (leidingcorrosie, drukcontrole, verandering in aggregatietoestand). niet zo grillig, hebben een eenvoudig ontwerp. De apparaten kunnen niet als een volledige vervanging van andere typen worden beschouwd, maar kunnen wel worden verminderd Gemeenschappelijke uitgaven zij zijn in staat om.

Toepassingsgebied

Dit type apparatuur wordt gebruikt V lucht verwarming huizen, afvoersystemen En voor luchtrecuperatie (verwerking). Gebruikt voor het drogen van landbouwproducten.

Ontwerp

Bestaat uit:

• een adsorber die warmte absorbeert van een paneel in de behuizing;
• externe isolatie gemaakt van gehard glas;
• thermische isolatie tussen de behuizingswand en de absorber;
• afgesloten behuizing.

Foto 5. Luchtzonnecollector voor het verwarmen van een huis. Het apparaat wordt verticaal op de muur van het gebouw gemonteerd.

Het apparaat bevindt zich dichtbij het verwarmingsobject als gevolg van grote warmteverliezen in luchtleidingen.

Operatie principe

In tegenstelling tot watercollectoren, luchtaccumulaties verzamelen geen warmte, maar geven deze onmiddellijk af aan de isolatie. Zonlicht valt op het buitenste deel van het apparaat en verwarmt het, lucht begint in de structuur te circuleren en verwarmt de kamer.

U kunt het luchtverdeelstuk zelf ontwerpen, gebruik van beschikbare materialen in de productie: bierblikjes van koper of aluminium, spaanplaatpanelen, aluminium en metalen plaat.

Foto 6. Schema van de zonnecollector in de lucht. De tekening toont de belangrijkste onderdelen van het apparaat.

Voor-en nadelen

Voordelen:

• lage kosten van het apparaat;
• mogelijkheid zelf-installatie en reparatie;
• eenvoud van ontwerp.

Nadelen: beperkt toepassingsgebied (alleen verwarming), laag rendement. 's Nachts zal de apparatuur de lucht koelen als deze niet gesloten is.

Een set zonnecollectoren selecteren voor een verwarmingssysteem

Apparaatselectie hangt af van de doeleinden waarvoor het werk van het ontwerp zal worden gericht. Het zonnestelsel wordt gebruikt om de lucht te ondersteunen, voor de warmwatervoorziening te zorgen en het water voor het zwembad te verwarmen.

Stroom

Om het mogelijke vermogen van het zonnestelsel te berekenen, U moet 2 parameters kennen: zonnestraling in een bepaalde regio in de juiste tijd van het jaar en het effectieve absorptieoppervlak van de collector. Deze getallen moeten worden vermenigvuldigd.

Is het mogelijk om de collector in de winter te gebruiken?

Vacuüm apparaten omgaan met werk in koude klimaten. Vlak show lage productiviteit bij vorst en is beter geschikt voor de zuidelijke regio's.

Minder geschikt om te functioneren in koude omstandigheden dan andere lucht structuur omdat het 's nachts niet in staat is de lucht te verwarmen.

Hevige regenval zorgt voor overlast, omdat in de winter de uitrusting vaak bedekt is met sneeuw en regelmatig moet worden schoongemaakt. IJzige lucht neemt de opgehoopte warmte weg en de collector zelf kan door hagel beschadigd raken.

Rekening houdend met het toepassingsgebied

In de industrie komt het gebruik van zonnesystemen vaker voor. Zonne-energie wordt gebruikt bij de werking van energiecentrales, stoomgeneratoren en waterontziltingsinstallaties. Voor het verwarmen van water, het verwarmen van een huisje of badhuis leef omstandigheden Vacuümspruitstukken worden vaker geïnstalleerd, minder vaak worden platte spruitstukken geïnstalleerd. Luchtsystemen helpen de verwarmingskosten te verlagen door de lucht overdag te verwarmen.

(Canada) heeft een veelzijdige, krachtige, efficiënte en een van de meest economische zonne-parabolische concentrators (CSP - Concentrated Solar Power) met een diameter van 7 meter ontwikkeld, zowel voor gewone huiseigenaren als voor industrieel gebruik. Het bedrijf is gespecialiseerd in de productie van mechanische apparaten, optica en elektronische technologie, wat haar hielp een concurrerend product te creëren.

Volgens de fabrikant zelf is de SolarBeam 7M zonneconcentrator superieur aan andere typen zonne-apparaten: platte zonnecollectoren, vacuümcollectoren, zonneconcentrators van het trogtype.

Buitenaanzicht van de Solarbeam zonneconcentrator

Hoe het werkt?

De automatisering van de zonneconcentrator volgt de beweging van de zon in twee vlakken en richt de spiegel precies op de zon, waardoor het systeem van zonsopgang tot late zonsondergang maximale zonne-energie kan verzamelen. Ongeacht het seizoen of de gebruikslocatie behoudt SolarBeam een ​​nauwkeurigheid van maximaal 0,1 graden naar de zon.

De stralen die op de zonneconcentrator vallen, zijn op één punt gefocusseerd.

Berekeningen en ontwerp van SolarBeam 7M

Stress testen

Om het systeem te ontwerpen, werden 3D-modellering en software-stresstestmethoden gebruikt. Tests worden uitgevoerd met behulp van de FEM-methode (Finite Element Analysis) om spanningen en verplaatsingen van onderdelen en samenstellingen te berekenen onder invloed van interne en externe belastingen om het ontwerp te optimaliseren en te verifiëren. Dankzij deze nauwkeurige tests kunnen we bevestigen dat SolarBeam kan werken onder extreme windbelastingen klimaat omstandigheden. SolarBeam heeft met succes windbelastingen tot 160 km/u (44 m/s) gesimuleerd.

Stresstesten van de verbinding tussen het parabolische reflectorframe en de standaard

Foto van de montageconstructie van de Solarbeam-concentrator

Stresstesten van een zonneconcentratorrek

Productieniveau

Vaak, hoge prijs de vervaardiging van parabolische concentrators verhindert dit massaal gebruik bij individuele constructie. Het gebruik van postzegels en grote stukken reflecterend materiaal verlaagde de productiekosten. Solartron gebruikte veel innovaties die in de auto-industrie worden gebruikt om de kosten te verlagen en de productie te verhogen.

Betrouwbaarheid

SolarBeam is getest in ruige noordelijke omgevingen om hoge prestaties en duurzaamheid te bieden. SolarBeam is ontworpen voor alle weersomstandigheden, inclusief hoge en lage temperaturen omgeving, sneeuwbelasting, ijsvorming en harde wind. Het systeem is ontworpen voor 20 jaar of meer gebruik met minimaal onderhoud.

De parabolische spiegel SolarBeam 7M kan tot 475 kg ijs bevatten. Dit komt ongeveer overeen met 12,2 mm ijsdikte over de gehele oppervlakte van 38,5 m2.
De installatie werkt normaal bij sneeuwval vanwege het gebogen ontwerp van de spiegelsectoren en de mogelijkheid om automatisch “automatische sneeuwruiming” uit te voeren.

Prestaties (vergelijking met vacuüm- en vlakke plaatcollectoren)

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

Het rendement voor niet-concentrerende zonnecollectoren werd berekend met de volgende formule:

Efficiëntie = F Collectorefficiëntie – (helling*Delta T)/G zonnestraling

De prestatiecurve van de SolarBeam-concentrator toont een algemeen hoog rendement over het gehele temperatuurbereik. Vlakke en geëvacueerde zonnecollectoren vertonen een lager rendement wanneer hogere temperaturen vereist zijn.

Vergelijkingstabellen van Solartron en vlakke plaat/vacuümzonnecollectoren

Efficiëntie (COP) van Solartron afhankelijk van het temperatuurverschil dT

Het is belangrijk op te merken dat het bovenstaande diagram geen rekening houdt met warmteverlies door wind. Bovendien geven de bovenstaande gegevens de maximale effectiviteit aan (tussen de middag) en weerspiegelen ze niet de effectiviteit gedurende de dag. De gegevens zijn gebaseerd op een van de beste vlakke plaat- en vacuümspruitstukken. In aanvulling op hoge efficiëntie, produceert SolarBeamTM tot 30% meer meer energie, vanwege het volgen van de zon langs twee assen. In geografische regio's waar lage temperaturen Door het grote absorberoppervlak wordt het rendement van platte en geëvacueerde collectoren aanzienlijk verminderd. SolarBeamTM heeft een absorberoppervlak van slechts 0,0625 m2 ten opzichte van het energieopvangoppervlak van 15,8 m2, waardoor een laag warmteverlies wordt bereikt.

Houd er ook rekening mee dat de SolarBeamTM-concentrator dankzij het tweeassige volgsysteem altijd met maximale efficiëntie zal werken. Het effectieve oppervlak van de SolarBeam-collector is altijd gelijk aan het werkelijke oppervlak van de spiegel. Vlakke plaat (stationaire) collectoren verliezen potentiële energie volgens de onderstaande vergelijking:
PL = 1 – COS i
waarbij PL-energieverlies in %, vanaf het maximum bij verplaatsing in graden)

Controle systeem

SolarBeam-bedieningen maken gebruik van EZ-SunLock-technologie. Met deze technologie kan het systeem overal ter wereld snel worden geïnstalleerd en geconfigureerd. Het volgsysteem volgt de zon tot op 0,1 graden nauwkeurig en maakt gebruik van een astronomisch algoritme. Het systeem heeft de mogelijkheid tot algemene verzending via externe netwerken.

Noodsituaties waarbij de “plaat” automatisch in een veilige positie wordt geparkeerd.

• Als de koelvloeistofdruk in het circuit onder 7 PSI daalt
• Wanneer de windsnelheid meer dan 75 km/u bedraagt
• In geval van een stroomstoring zal de UPS (bron ononderbroken stroomvoorziening) verplaatst de plaat naar een veilige positie. Wanneer de stroom is hersteld, gaat het automatisch volgen van de zon door.

Toezicht houden

Hoe dan ook, en vooral voor industriële toepassingen, is het erg belangrijk om de gezondheid van uw systeem te kennen om de betrouwbaarheid te garanderen. U moet gewaarschuwd worden voordat er zich een probleem voordoet.

SolarBeam heeft de mogelijkheid om te monitoren via het SolarBeam Remote Dashboard. Dit paneel is gemakkelijk te gebruiken en biedt belangrijke gegevens SolarBeam-status, diagnostiek en informatie over de energieproductie.

Configuratie en beheer op afstand

SolarBeam kan op afstand worden geconfigureerd en snel instellingen wijzigen. De “plaat” kan op afstand worden bediend met behulp van een mobiele browser of pc, waardoor controlesystemen ter plaatse worden vereenvoudigd of overbodig worden gemaakt.

Waarschuwingen

Bij een alarm of behoefte aan onderhoud stuurt het apparaat een bericht via e-mail aangewezen servicepersoneel. Alle waarschuwingen kunnen worden aangepast aan de gebruikersvoorkeuren.

Diagnostiek

SolarBeam beschikt over diagnostische mogelijkheden op afstand: systeemtemperatuur en -druk, energieproductie, enz. In één oogopslag ziet u de bedrijfsstatus van het systeem.

Rapportage en grafieken

Als er energieproductierapporten nodig zijn, kunnen deze eenvoudig per plaat worden verkregen. Het rapport kan de vorm hebben van een grafiek of tabel.

Installatie

SolarBeam 7M is oorspronkelijk ontworpen voor grootschalige CSP-installaties, waardoor de installatie zo eenvoudig mogelijk werd gemaakt. Het ontwerp maakt een snelle montage van de hoofdcomponenten mogelijk en vereist geen optische uitlijning, waardoor installatie en inbedrijfstelling van het systeem goedkoop is.

Installatie tijd

Een team van 3 personen kan binnen 8 uur één SolarBeam 7M van begin tot eind installeren.

Accommodatievereisten

De breedte van SolarBeam 7M is 7 meter met een terugslag van 3,5 meter. Bij het installeren van meerdere SolarBeam 7M’s heeft elk systeem een ​​oppervlakte van ongeveer 10 x 20 meter nodig om maximale zonnewinst te garanderen met zo min mogelijk schaduw.

Montage

De Parabolic Hub is ontworpen om op de grond te worden gemonteerd met behulp van een mechanisch hefsysteem, waardoor een snelle en eenvoudige installatie van spanten, spiegelsectoren en steunen mogelijk is.

Gebruiksgebieden

Elektriciteit opwekken met behulp van ORC-installaties (Organic Rankine Cycle).

Industriële ontziltingsinstallaties

Thermische energie voor een waterontziltingsinstallatie kan worden geleverd door SolarBeam

In elke industrie waar veel thermische energie nodig is voor de procescyclus, zoals:

• Voedsel (koken, sterilisatie, alcoholproductie, wassen)
• Chemische industrie
• Kunststof (Verwarming, uitlaat, scheiding, ...)
• Textiel (bleken, wassen, persen, stoombehandeling)
• Petroleum (sublimatie, klaring van aardolieproducten)
• En nog veel meer

Installatie locatie

Geschikte installatielocaties zijn regio's die minimaal 2000 kWh zonlicht per m2 per jaar ontvangen (kWh/m2/jaar). Ik beschouw de volgende regio's in de wereld als de meest veelbelovende producenten:

• Regio's van de voormalige Sovjet-Unie
• Zuidwestelijke VS
• Centraal en zuid Amerika
• Noord- en Zuid-Afrika
• Australië
• Mediterrane landen van Europa
• Midden-Oosten
• Woestijnvlakten van India en Pakistan
• Regio's van China

Modelspecificatie Solarbeam-7M

• Piekvermogen - 31,5 kW (bij een vermogen van 1000 W/m2)
• De mate van energieconcentratie is meer dan 1200 keer (spot 18 cm)
• Maximale temperatuur bij focus - 800°C
• Maximale koelvloeistoftemperatuur - 270°C
• Operationele efficiëntie - 82%
• Reflectordiameter - 7m
• De oppervlakte van de parabolische spiegel bedraagt ​​38,5 m2
• Brandpuntsafstand - 3,8 m
• Elektriciteitsverbruik door servomotoren - 48W+48W / 24V
• Windsnelheid tijdens bedrijf - tot 75 km/u (20 m/s)
• Windsnelheid (in veilige modus) - tot 160 km/u
• Azimuth-zonvolging - 360°
• Verticale zonvolging - 0 - 115°
• Steunhoogte - 3,5 m
• Reflectorgewicht - 476 kg
• Totaal gewicht -1083 kg
• Afmetingen absorber - 25,4 x 25,4 cm
• Absorberoppervlak -645 cm2
• Koelvloeistofvolume in de absorber - 0,55 liter

Totale afmetingen van de reflector

Mensen gebruiken al heel lang een enorme hoeveelheid gratis energie uit zon, water, wind en nog veel meer waar de natuur in kan voorzien. Voor sommigen is dit een hobby, terwijl anderen niet kunnen overleven zonder apparaten die energie ‘uit het niets’ kunnen halen. Bijvoorbeeld, binnen Afrikaanse landen Zonnebatterijen zijn al lang een levensreddende metgezel voor mensen geworden; in dorre dorpen worden irrigatiesystemen op zonne-energie geïntroduceerd, er worden ‘zonnepompen’ op putten geïnstalleerd, enz.

In Europese landen schijnt de zon niet zo helder, maar de zomer is behoorlijk heet, en het is jammer als de vrije energie van de natuur wordt verspild. Er zijn succesvolle ontwerpen van ovens op zonne-energie, maar ze gebruiken massieve of geprefabriceerde spiegels. Ten eerste is dit duur, en ten tweede maakt het de constructie zwaarder en daarom niet altijd handig in gebruik, bijvoorbeeld wanneer een laag gewicht van de voltooide concentrator vereist is.
Een interessant model van een zelfgemaakte parabolische zonneconcentrator is gemaakt door een getalenteerde uitvinder.
Er zijn geen spiegels nodig, dus hij is erg licht en zal tijdens een wandeling geen zware last vormen.

Om een ​​zelfgemaakte zonneconcentrator op basis van film te maken, zijn er heel weinig dingen nodig. Ze worden allemaal op elke kledingmarkt verkocht.
1. Zelfklevende spiegelfilm. Het heeft een glad, glanzend oppervlak en is daarom een ​​uitstekend materiaal voor het spiegelgedeelte van een zonneoven.
2. Een vel spaanplaat en een vel hardboard van hetzelfde formaat.
3. Dunne slang en afdichtmiddel.

Hoe maak je een zonne-oven?

Eerst worden met een decoupeerzaag twee ringen uit een spaanplaat van het gewenste formaat gesneden, die aan elkaar moeten worden gelijmd. Op de foto en video staat één ring, maar de auteur geeft aan dat hij later een tweede ring heeft toegevoegd. Volgens hem zou het mogelijk zijn geweest ons tot één te beperken, maar moest de ruimte worden vergroot om een ​​voldoende concaafheid van de parabolische spiegel te vormen. Anders zal de straalfocus te ver weg zijn. Een cirkel van hardboard wordt uitgesneden om in de maat van de te vormen ring te passen achterwand zonne-concentrator.
De ring moet op het hardboard worden gelijmd. Zorg ervoor dat u alles goed bedekt met kit. De structuur moet volledig afgedicht zijn.
Maak voorzichtig een klein gaatje aan de zijkant, zodat er gelijkmatige randen zijn, waarin een dunne slang stevig wordt gestoken. Om een ​​goede afdichting te garanderen kan de verbinding tussen de slang en de ring ook worden behandeld met kit.
Span een spiegelfilm over de ring.
Pomp de lucht uit het installatielichaam en vorm zo een bolvormige spiegel. Buig de slang en klem deze vast met een wasknijper.
Doen handige standaard voor een voltooide concentrator. De energie van deze installatie is voldoende om een ​​aluminium blikje te laten smelten.

Aandacht! Parabolische zonnereflectoren kunnen gevaarlijk zijn en bij onzorgvuldigheid brandwonden en oogletsel veroorzaken!
Bekijk het productieproces van de zonne-oven in de video.

Materiaal gebruikt van de site zabatsay.ru. Hoe doe je zonne-accu – .