Ring solar koncentrator tegninger. Koncentrerende parabolsk solfanger

Solenergi kan høstes og bruges på mange forskellige måder. En af de enkleste og mest effektive er en spejlreflektor og koncentrator. Det er ikke svært at lave det med dine egne hænder.

Reflektoren reflekterer solens stråler og koncentrerer dem på en beholder med vand. Det varmes op og koger, hvilket giver en dampstråle. Enhedens design er ret simpelt, det vigtigste er, at spejlene automatisk roterer til den ønskede vinkel og følger solen.

Den resulterende damp sendes for eksempel ind i en ovn til madlavning, gennem rør til opvarmning af et hus, ind i en turbine til at generere elektricitet, ind i en motor, køleskab osv. Faktisk, hvis du ser på en produktionsproces, så kan næsten enhver del af den konverteres til damp.

Hjemmelavet Solar-OSE dampgenerator på lineære spejle styret af et Arduino-kort på den franske POC21-producentkonference dedikeret til selvfremstillede miljøprojekter.

For nylig har forfatterne udgivet samlevejledninger til enheden under Creative Commons-licensen. Sådan en kompakt 1 kW enhed er fantastisk til små virksomheder, især i landdistrikter. Hvis du kombinerer flere moduler, så øges effekten flere gange.

Ifølge producenterne vil prisen på alle dele af dampgeneratoren være omkring $ 2.000, men der er forskellige besparelsesmuligheder.

Estimeret byggetid: 150 timer. En uge, tre personer.

Instruktionerne giver en komplet liste og dimensioner af alle materialer, samt de nødvendige værktøjer til arbejdet.

Problemet med at bruge solenergi har optaget menneskehedens bedste sind siden oldtiden. Det var klart, at Solen er den mest kraftfulde kilde til fri energi, men ingen forstod, hvordan man brugte denne energi. Hvis man tror på de gamle forfattere Plutarch og Polybius, var den første person, der praktisk talt brugte solenergi, Archimedes, som ved hjælp af nogle optiske enheder opfundet af ham formåede at samle solens stråler i en kraftig stråle og brænde den romerske flåde.

Faktisk var enheden, opfundet af den store græker, den første koncentrator af solstråling, som samlede solens stråler i én energistråle. Og i fokus for denne koncentrator kunne temperaturen nå 300 ° C - 400 ° C, hvilket er ganske nok til at antænde træskibene i den romerske flåde. Man kan kun gætte, hvilken slags enhed Archimedes opfandt, selvom han ifølge moderne koncepter kun havde to muligheder.

Selve navnet på enheden - solenergikoncentrator - taler for sig selv. Denne enhed modtager solens stråler og samler dem i en enkelt energistråle. Den enkleste hub er kendt for alle fra barndommen. Dette er en almindelig bikonveks linse, med hvilken det var muligt at brænde forskellige figurer, inskriptioner, endda hele billeder, når solens stråler blev opsamlet af en sådan linse til en lille spids på en træplade, et ark papir.

Denne linse tilhører de såkaldte ildfaste koncentratorer. Ud over konvekse linser omfatter denne klasse af koncentratorer også Fresnel-linser og prismer. Langfokuskoncentratorer baseret på lineære Fresnel-linser, på trods af deres lave pris, bruges praktisk talt meget lidt, da de har store dimensioner. Deres brug er berettiget, hvor dimensionerne af koncentratoren ikke er kritiske.

Ildfast solcellekoncentrator

En prismekoncentrator af solstråling er fri for denne ulempe. Desuden er en sådan enhed også i stand til at koncentrere en del af den diffuse stråling, hvilket væsentligt øger lysstrålens effekt. Det trekantede prisme, på grundlag af hvilket en sådan koncentrator er bygget, er både en strålingsmodtager og en kilde til en energistråle. I dette tilfælde modtager prismets forside stråling, bagsiden reflekterer, og strålingen kommer allerede ud af sidefladen. Driften af ​​en sådan enhed er baseret på princippet om total intern refleksion af stråler, før de rammer prismets sideflade.

I modsætning til ildfaste arbejder reflekskoncentratorer efter princippet om at opsamle reflekteret sollys i en energistråle. Ved deres design er de opdelt i flade, parabolske og parabolske cylindriske koncentratorer. Hvis vi taler om effektiviteten af ​​hver af disse typer, så er den højeste grad af koncentration - op til 10.000 - givet af parabolske koncentratorer. Men til konstruktion af solvarmeforsyningssystemer anvendes hovedsageligt flade eller parabol-cylindriske systemer.

Parabolske (refleks) solkoncentratorer

Praktisk anvendelse af solcellekoncentratorer

Faktisk er hovedopgaven for enhver solenergikoncentrator at samle solens stråling i en enkelt energistråle. Og du kan bruge denne energi på forskellige måder. Det er muligt at opvarme vand med fri energi, og mængden af ​​opvarmet vand vil være bestemt af størrelsen og udformningen af ​​koncentratoren. Små parabolske enheder kan bruges som en solovn til madlavning.

Parabolkoncentrator som solovn

Du kan bruge dem til at give ekstra belysning til solpaneler for at øge strømudgangen. Og den kan bruges som ekstern varmekilde til Stirling-motorer. Den parabolske koncentrator giver en fokustemperatur i størrelsesordenen 300°C - 400°C. Hvis for eksempel et stativ til en tekande eller en stegepande er placeret i fokus på sådan et relativt lille spejl, så får du en solovn, hvorpå du meget hurtigt kan lave mad, koge vand. En fokuseret varmelegeme med kølevæske vil give dig mulighed for hurtigt at opvarme selv rindende vand, som derefter kan bruges til husholdningsformål, for eksempel til et brusebad, opvask.

De enkleste ordninger til opvarmning af vand med en solcellekoncentrator

Hvis en Stirling-motor med passende effekt placeres i fokus for et parabolsk spejl, kan et lille termisk kraftværk fås. For eksempel har Qnergy udviklet og kommercialiseret QB-3500 Stirling-motorerne, som er designet til at arbejde med solenergikoncentratorer. I det væsentlige ville det være mere korrekt at kalde dem generatorer af elektrisk strøm baseret på Stirling-motorer. Denne enhed genererer 3500 watt elektrisk strøm. Inverterens output er en standardspænding på 220 volt 50 hertz. Dette er ganske nok til at levere elektricitet til et hus til en familie på 4 personer, et sommerhus.

Forresten, ved hjælp af princippet om drift af Stirling-motorer, laver mange håndværkere enheder med egne hænder, der bruger roterende eller frem- og tilbagegående bevægelse. For eksempel vandpumper til sommerhuse.

Den største ulempe ved en parabolkoncentrator er, at den konstant skal være orienteret mod solen. I industrielle heliumanlæg bruges specielle sporingssystemer, der roterer spejle eller refraktorer for at følge solens bevægelse og derved sikre modtagelse og koncentration af den maksimale mængde solenergi. Til individuel brug vil det næppe være tilrådeligt at bruge sådanne sporingsenheder, da deres omkostninger betydeligt kan overstige prisen på en simpel reflektor på et almindeligt stativ.

Sådan laver du din egen solcellekoncentrator

Den nemmeste måde at lave en hjemmelavet solcellekoncentrator på er at bruge en gammel parabol. Først skal du beslutte, til hvilke formål denne koncentrator skal bruges, og derefter, baseret på dette, vælge et installationssted og forberede basen og fastgørelserne i overensstemmelse hermed. Vask antennen grundigt, tør den, sæt en spejlfilm på den modtagende side af pladen.

For at filmen kan ligge fladt uden rynker og folder, skal den skæres i strimler, der ikke er mere end 3 - 5 centimeter brede. Hvis du har tænkt dig at bruge koncentratoren som solovn, anbefales det at skære et hul med en diameter på cirka 5 - 7 centimeter i midten af ​​pladen. Et beslag med en kogegrejsstøtte (brænder) føres gennem dette hul. Dette vil holde madbeholderen stationær, når reflektoren drejes i solen.

Hvis pladen er lille i diameter, anbefales det også at skære strimlerne i stykker på ca. Når reflektoren er klar, skal den monteres på understøtningen. Derefter vil det være nødvendigt at bestemme brændpunktet, da det optiske brændpunkt ved parabolen ikke altid falder sammen med det modtagende hoveds position.

Hjemmelavet solcellekoncentrator - ovn

For at bestemme fokuspunktet skal du bevæbne dig med mørke briller, en træplade og tykke handsker. Så skal du rette spejlet direkte mod solen, fange en solstråle på brættet og, bringe brættet tættere på eller væk fra spejlet, finde det punkt, hvor denne kanin vil have sin mindste størrelse - en lille spids. Handsker er nødvendige for at beskytte hænderne mod forbrændinger, hvis de ved et uheld falder inden for strålens rækkevidde. Nå, når fokuspunktet er fundet, er det kun tilbage at reparere det og montere det nødvendige udstyr.

Der er mange muligheder for selvfremstillede solcellekoncentratorer. På samme måde kan du lave en Stirling-motor af materialerne ved hånden. Og denne motor kan bruges til en række forskellige formål. Hvor længe vil der være nok fantasi, lyst og tålmodighed.

En solfangers hovedopgave er at omdanne den energi, der modtages fra solen, til elektricitet. Betjeningsprincippet og udstyrets design er enkelt, så det er teknisk nemt at lave. Typisk bruges den genererede energi til at opvarme bygninger. At lave en solfanger til opvarmning af et hus med egne hænder skal begynde med udvælgelsen af ​​alle komponenter.

Vis alt

Design og funktionsprincip

Opvarmning af et hus ved at konvertere solenergi til elektricitet bruges som regel som en ekstra varmekilde og ikke som den vigtigste. På den anden side, hvis du installerer en højeffektstruktur og konverterer alle apparater i huset til elektricitet, så kan du kun gøre med en solfanger.

Men det er værd at huske, at opvarmning med solfangere uden yderligere varmekilder kun er mulig i de sydlige regioner. I dette tilfælde skal der være mange paneler. De skal placeres, så der ikke falder skygge på dem (f.eks. fra træer). Panelerne skal placeres vendt i retning af maksimal soleksponering hele dagen.

Solenergikoncentratorer

Selvom der i dag er mange typer af sådanne enheder, er driftsprincippet det samme for alle. Enhver ordning tager solenergi og overfører den til forbrugeren, der repræsenterer et kredsløb med et sekventielt arrangement af enheder. De komponenter, der genererer elektricitet, er solpaneler eller solfangere.

Manifolden består af rør, der er forbundet i serie med indløb og udløb. De kan også arrangeres i form af en spole. Inde i rørene er der industrivand eller en blanding af vand og frostvæske. Nogle gange er de simpelthen fyldt med en luftstrøm. Cirkulation udføres gennem fysiske fænomener såsom fordampning, ændringer i aggregeringstilstand, tryk og tæthed.

Absorbere udfører funktionen med at opsamle energi fra solen. De har form af en solid sort metalplade eller en struktur af mange plader forbundet med rør.

Til fremstilling af husdækslet anvendes materialer med høj lystransmission. Ofte er der tale om enten plexiglas eller hærdet typer af almindeligt glas. Polymere materialer bruges nogle gange, men plastmanifolder anbefales ikke. Dette skyldes dens store udvidelse fra opvarmning fra solen. Som følge heraf kan der forekomme trykaflastning af sagen.

Hvis systemet kun skal bruges i efteråret og foråret, kan vand bruges som varmebærer. Men om vinteren skal erstattes med en blanding af frostvæske og vand... I klassisk design spilles kølevæskens rolle af luft, som bevæger sig gennem kanalerne. De kan laves af et almindeligt professionelt ark.

Erfaring med at betjene et solcellebatteri lavet af dig selv (solbatteri del 3).

Hvis samleren skal installeres for at opvarme en lille bygning, der ikke er forbundet til et autonomt varmesystem i et privat hus eller centraliserede netværk, vil et simpelt system med et kredsløb og et varmeelement i begyndelsen gøre det. Ordningen er enkel, men gennemførligheden af ​​dens installation er omstridt, da den kun vil fungere i solrig sommer. Men for dens drift er cirkulationspumper og ekstra varmelegemer ikke nødvendige.

Med to kredsløb er alt meget mere kompliceret, men antallet af dage, hvor elektricitet vil blive aktivt genereret, stiger flere gange. I dette tilfælde vil samleren kun behandle et kredsløb. Det meste af belastningen placeres på en enhed, der kører på elektricitet eller en anden type brændstof.

Selvom enhedens ydeevne direkte afhænger af antallet af solskinsdage om året, og prisen for den er overpris, er den stadig meget populær blandt befolkningen. Produktion af solvarmevekslere med egne hænder er ikke mindre almindelig.



Temperaturklassificering

Solsystemer er klassificeret efter forskellige kriterier. Men i enheder, som du selv kan lave, skal du være opmærksom på typen af ​​kølevæske. Sådanne systemer kan opdeles i to typer:

• brugen af ​​forskellige væsker;
• luftstrukturer.

De første bruges oftest. De er mere effektive og giver dig mulighed for direkte at forbinde solfangeren til varmesystemet. Klassificering efter temperatur er også almindelig, inden for hvilken enheden kan fungere:



DIY solpanel del11

Sidstnævnte type solcelleanlæg fungerer takket være et meget komplekst princip for solenergioverførsel. Udstyret kræver meget plads. Hvis du placerer det i et landsted, vil det optage den overvejende del af stedet. For at generere energi skal du bruge specialudstyr, så det vil være næsten umuligt at lave sådan et solsystem på egen hånd.






DIY-fremstilling

Processen med at lave en solvarmer med egne hænder er ret fascinerende, og det færdige design vil bringe en masse fordele for ejeren. Takket være en sådan enhed er det muligt at løse problemet med rumopvarmning, vandopvarmning og andre vigtige husholdningsopgaver.



DIY materialer

Et eksempel er processen med at skabe en varmeenhed, der vil levere opvarmet vand til systemet. Den billigste mulighed for produktion af en solfanger er at bruge en træklods og krydsfiner samt spånplader som hovedmaterialer. Alternativt kan du bruge aluminiumsprofiler og metalplader, men disse er dyrere.

Alle materialer skal være fugtbestandige, det vil sige opfylde kravene til udendørs brug. En vellavet og installeret solfanger kan holde fra 20 til 30 år. I den forbindelse skal materialerne have de nødvendige driftsegenskaber til brug i hele perioden. Hvis kroppen er lavet af træ- eller spånplader, er den imprægneret med vandpolymeremulsioner og lak for at forlænge levetiden.

Anmeldelse: Hjemmelavet solpanel (batteri).

De nødvendige materialer til fremstilling kan enten købes på markedet i det offentlige domæne, eller du kan lave en struktur af skrotmaterialer, der kan findes i enhver husstand. Derfor er det vigtigste at være opmærksom på prisen på materialer og komponenter.

Arrangement af termisk isolering

For at reducere varmetabet placeres et isoleringsmateriale i bunden af ​​boksen. Til det kan du bruge skum, mineraluld osv. Moderne industri giver et stort udvalg af forskellige isoleringsmaterialer. For eksempel er folie en god mulighed. Det vil ikke kun forhindre varmetab, men vil også reflektere solens stråler, hvilket betyder, at det vil øge opvarmningen af ​​kølevæsken.

Ved brug af skum eller polystyren til isolering kan man skære riller til rørene og montere dem på denne måde. Absorberen er som regel fastgjort til bunden af ​​huset og lagt over isoleringsmaterialet.

Samler køleplade

Solfangerens køleplade er et absorberende element. Det er et system bestående af rør, gennem hvilke kølevæsken bevæger sig, og andre dele, normalt lavet af kobberplader.

Det bedste materiale til den rørformede del er kobber. Men håndværkere opfandt en billigere løsning - polypropylen slanger der krøller til en spiralform. Fittings bruges til at forbinde til systemet ved ind- og udløb.

Det er tilladt at bruge forskellige materialer og værktøjer ved hånden, det vil sige næsten alle, der er på gården. En gør-det-selv varmeopsamler kan laves af et gammelt køleskab, polypropylen- og polyethylenrør, panelradiatorer lavet af stål og andre improviserede midler. En vigtig faktor, når du vælger en varmeveksler, er den termiske ledningsevne af det materiale, hvorfra den er lavet.




Den ideelle mulighed for at lave en hjemmelavet vandopsamler er kobber. Det har den højeste varmeledningsevne. Men at bruge kobberrør i stedet for polypropylenrør betyder ikke, at enheden vil producere meget mere varmt vand. På lige vilkår vil kobberrør være 15-25% mere effektive end at installere polypropylenanaloger. Derfor er brug af plastik også tilrådeligt, desuden er det meget billigere end kobber.

Når du bruger kobber eller polypropylen, er det nødvendigt at gøre alle forbindelser (gevind og svejset) tætte. Muligt arrangement af rør - parallelt eller i form af en spole. Toppen af ​​hovedrørstrukturen er dækket af glas. I form af en spole falder antallet af forbindelser og følgelig den mulige dannelse af lækager og sikrer også en ensartet bevægelse af kølevæsken gennem rørene.

Det er ikke kun glas, der kan bruges til at dække kassen med. Til disse formål anvendes gennemskinnelige, matte eller bølgede materialer. Du kan bruge moderne akrylanaloger eller monolitiske polycarbonater.

Ved fremstillingen af ​​den klassiske version kan du bruge hærdet glas eller plexiglas, polycarbonatmaterialer osv. Et godt alternativ ville være brugen af ​​polyethylen.

Det er vigtigt at tage højde for, at brugen af ​​analoger (korrugerede og matte overflader) reducerer transmissionen af ​​lys. I fabriksmodeller anvendes specielt solcelleglas til dette. Den har lidt jern i sammensætningen, hvilket sikrer lavt varmetab.

Installation lagertank

For at skabe en lagertank kan du bruge enhver beholder med et volumen på 20 til 40 liter. Der bruges også et skema med flere tanke, som er forbundet til et system. Det er tilrådeligt at isolere tanken, ellers vil det opvarmede vand hurtigt køle af.

Hvis du finder ud af det, er der ingen ophobning i dette system, og den opvarmede kølevæske skal bruges med det samme. Derfor bruges lagertanken til:

• opretholdelse af tryk i systemet;
• udskiftning af fremføringskammeret;
• distribution af opvarmet vand.

Det siger sig selv, at en gør-det-selv-solfanger derhjemme ikke vil give den kvalitet og effektivitet, som er karakteristisk for fabriksfremstillede modeller. Ved kun at bruge tilgængelige materialer er der ingen grund til at tale om høj effektivitet. I industrielt design er sådanne indikatorer flere gange højere. De økonomiske omkostninger vil dog være meget mindre her, da der bruges improviserede midler. En selvfremstillet solcelleinstallation vil øge komfortniveauet i et landsted betydeligt samt reducere omkostningerne ved andre energiressourcer.

Interessen for alternativ energi vokser støt. Det er der mange grunde til, og ret objektive. Den mest kraftfulde og stabile kilde til ren energi er Solen. Selvom omkostningerne ved genbrugt solenergi stadig er ringere end dem, der produceres i industriel skala, bliver dens omformere til varme eller elektricitet - solpaneler - købt eller lavet med egne hænder af mange. Et hus med el-producerende solpaneler og varmegeneratorer - solfangere - på taget, er i disse dage ikke ualmindeligt på steder med et ret barskt klima, se fig. Desuden er der stadig intet, der kan erstatte en sådan fordel ved solstråling som fuldstændig uafhængighed af det teknogene miljø og naturkatastrofer.

Billedet til illustration er ikke for ingenting taget "vinter": moderne modeller af solfangere er i stand til at forsyne varmesystemet med en kølevæske med en temperatur på +85 grader Celsius på en overskyet dag med -20 frost udenfor. Til prisen er sådanne solcelleanlæg ret overkommelige, men de kræver en udviklet produktionsbase til fremstillingen. Hvis opgaven er at levere varmt vand i landet eller i et landsted i den varme årstid, når den autonome opvarmning er slukket, så er det helt muligt at lave en solfanger, der er egnet til dette med egne hænder. Og hvis du har evnerne til en hjemmehåndværker på mellemniveau - en installation, der vil hjælpe varmekedlen med at spare en betydelig mængde brændstof om vinteren, og ejerne - penge for det. Andre anvendelser for hjemmelavede solfangere er også mulige; i hvert fald - opvarmning af vandet i poolen. Priserne på mærkevareprøver af denne art er klart akavede i sammenligning med deres muligheder, og der er intet der, du ikke kan lave selv.

Med en autonom solenergiforsyning er sagen mere kompliceret. Lad os sige det ligeud: Offentlige solkraftværker, som i alle henseender overgår traditionelle termiske kraftværker, vandkraftværker og atomkraftværker, eksisterer ikke i dag. Og indtil genereringen af ​​elektricitet fra Solen er overført til rummet, og til dette formål ikke bruges hele dets spektrum, er det næppe muligt. I Eurasien er de ekstreme nordlige punkter, hvor tilbagebetalingsperioden for store solkraftværker viser sig at være mindst en smule mindre end deres levetid, øerne i Det Ægæiske Hav og Turkmenistan.

Et individuelt købt solenergianlæg kan dog være rentabelt på mellemhøje breddegrader, forudsat omhyggelig gennemførlighedsundersøgelse og valg af en passende model; ikke den mindste rolle i dette spilles af stabiliteten af ​​strømforsyningen i et givet område. Og konceptet med et solbatteri med egne hænder kan have en meget bestemt og positiv økonomisk betydning for ejeren, hvis nogle ikke-byrdefulde og gratis betingelser for dets fremstilling og drift overholdes i følgende tilfælde:

Hvordan kan du erhverve eller lave dig selv disse nyttige enheder, så du senere ikke vil fortryde de spildte penge? Det er, hvad denne artikel handler om. Med en lille tilføjelse om solkoncentratorer, eller solkoncentratorer. Disse enheder opsamler stråling fra Solen til en tæt stråle, før de transmitterer den til konvertering. I nogle tilfælde er det umuligt at opnå de nødvendige tekniske parametre for installationen på anden måde.

Generelt er materialet organiseret i 5 sektioner med underafsnit:

1. Væsentlige træk ved brugen af ​​solenergi.
2. Solfangere (SC), indkøbt og selvfremstillet.
3. Solar koncentratorer.
4. Solpaneler (SAT'er), i samme rækkefølge.
5. Korrekt installation og justering af SC og SB.
6. Konklusion som konklusion.

Et ord til kulibinerne

Amatører laver solcellebatterier af en række forskellige materialer ved hånden: halvlederdioder, transistorer, adskilte antidiluvianske selen- og cuprox-ensrettere, selvoxiderede kobberplader på et elektrisk komfur osv. Det maksimale, der kan strømforsynes fra dem, er en modtager eller afspiller med et strømforbrug på op til 50-70 mA ved medium volumen. Mere er grundlæggende umuligt; hvorfor - se afd. om sad.

Det ville dog være fuldstændig tåbeligt at give dem skylden, der kan lide tekniske eksperimenter. Thomas Alva Edison sagde engang: "Alle ved, at dette er umuligt. Der er en uvidende, der ikke ved dette. Det er ham, der laver opfindelsen." Under alle omstændigheder giver det at røre ved højteknologiernes finesser og materiens dybder (og SB er et synligt eksempel på begge dele) viden og evnen til at anvende dem, dvs. hurtig forstand. Og de er kapital, der aldrig falder, og hvis rentabilitet er højere end nogen værdipapirer.

Ikke desto mindre er selv det mest generelle teoretiske grundlag for alt yderligere materiale sådan, at det mest "lidt på fingrene" ikke hældes i artikler, men i bøger. Derfor vil vi yderligere begrænse os til de prøver til forskellige lejligheder, som kan laves på egen hånd derhjemme, uden helt at glemme, hvad de lærte i skolen (der er i øvrigt en del af dem); dette er den første ting. For det andet, af disse, vil vi begrænse os til enheder, der faktisk giver varme eller strøm, egnet til husholdnings- og økonomiske behov. Du må så tage nogle af forfatterens udsagn om tro, eller vende dig til grundlæggende kilder.

Hvad kan du forvente?

Her er et eksempel på en telefonsamtale med en handelschef i en virksomhed, der sælger SB: "Og under hvilke forhold udvikler dit batteri den deklarerede kapacitet?" - "Til enhver!" - "Og i Murmansk (ud over polarcirklen) også om vinteren?" - stilhed, lyser slukket.

Lad os nu se på det øverste kort i fig. under. Der - zoneinddeling af Den Russiske Føderation på insolation specifikt til solenergibehov. Ikke for landmænd, planter har lært at bruge sollys mere økonomisk i løbet af milliarder af års livsudvikling. Lad os sige, at vi bor et sted, hvor strømmen af ​​energi fra Solen er 4 kW/t pr. 1 kvm. m om dagen. På mellembreddegrader, fra foråret til efterårsjævndøgn, og under hensyntagen til ændringen i solens højde i løbet af dagen og efter årstiden, vil længden af ​​dagslystimerne tage noget omkring 14 timer. Mere præcist, for en bestemt geografisk placering, kan du beregne på online lommeregnere, der er nogle.

Derefter går strømmen af ​​Solens energi til cirklen 4/14 = 0,286 kW / sq. m eller 286 W/sq. m. Med solcelleanlæggets effektivitet 25% (hvilket er en god indikator), kan 71,5 W strøm, termisk eller elektrisk, fjernes fra pladsen. Hvis strømforbruget på mellemlangt sigt (se nedenfor) kræver 2 kW (dette er et typisk tilfælde), er konverterpanelet nødvendigt med et areal på 2000 / 71,5 = 27,97 eller 28 kvm. m; den er 7x4 m. Virkningsgraden er 25% - er den ikke undervurderet? Ja, du kan presse mere ud af panelerne. Meget af materialet, der følger, er afsat til præcis hvordan.

Bemærk: til reference - solkonstanten, dvs. Solens energifluxtæthed i hele spektret af stråling fra ultralange radiobølger til superhård gammastråling, i rummet på Jordens kredsløb er 1365,7 W/sq. m. Ved ækvator ved middagstid på dagene med jævndøgn (solen er i zenit) - omkring 1 kW / sq. m. Forhandlere ved ofte ikke dette, men du skal huske på.

Okay, men hvad med producenternes løfter? Panelet er for eksempel 1x1,5 m, og der er deklareret en effekt på 1 kW for det. Det ser ud til ikke at være imod fysik og astronomi, men det ser klart urealistisk ud på mellembreddegrader under en pels fra atmosfæren. Erklærer korrekt, lyv ikke. Kun effekten blev målt på deres testbænk under specielle lamper. Hvis de vil være ærlige over for mig til det sidste, så lad dem komme og skinne dem på mit panel, og til dette tager de strøm overalt.

Kortet under det første er nødvendigt for yderligere at bestemme priskategorien eller valget af designet af den foreslåede installation. SB og især SC, der er i stand til at fungere i overskyet vejr, er vanskeligere og dyrere end dem, der kun opererer i direkte lys. 365x24 = 8760 timer på et år. Under hensyntagen til det faktum, at længden af ​​dagslystimerne er længere på høje breddegrader om sommeren, kan SC eller SB i Yakutsk eller Anadyr vise sig at være genanvendelige i løbet af den anslåede levetid, men ikke i Moskva-regionen eller Ryazan. De der. også huske på, at solenergi som en gavnlig hjælp til det konventionelle ikke kun er muligt i Sahara eller Mojave-ørkenen.

Subtotal

En vigtig konklusion for alle følger yderligere af dette afsnit: Når du leder efter et panel til køb eller gentagelse, skal du først og fremmest være interesseret i det område af overfladen, der effektivt opfatter (eller absorberer) lys, og brug det kun til at beregne alt andet. Desuden kan det vise sig, at ifølge marketings- og forbrugeropfattelser vil det panel, der ser ud til at være det værste i netop dette tilfælde, komme mere rentabelt ud end det "seje".

Samlere

Funktionsprincip

Drivhuseffekten er kernen i enhver SC's arbejde. Dens essens er velkendt: Tag et kamera åbent på den ene side med en lysabsorberende overflade. Vi lukker den med et låg, der er gennemsigtigt for synligt lys (gerne også ultraviolet, UV), men godt reflekterer termisk (infrarød, IR) stråling. Disse betingelser opfyldes stort set af silikatglas og plexiglas; næsten udelukkende - kvartsglas og andre mineralglas baseret på smeltet kvarts.

Bemærk: det er generelt forkert at kalde UV-transmitterende briller for mineralske, fordi silikatglas er også mineralsk. Det ville være bedre at beholde det tidligere navn "kvartsglas", fordi det meste af ladningen for smeltning af UV-gennemsigtige glas er knust kvarts. Der er også turmalinglas, men ikke til hverdag – krystaller af ædelsten smeltes på dem.

Sollys, der kommer ind i kameraet, vil blive absorberet af det, og kameraet vil varme op. For at undgå varmetab vil vi forsyne den med varmeisolering. Så vil den termiske energi blive til IR, men gennem låget vil den gå udenfor og vil ikke være i stand til at sprede sig. Nu har IK intet andet valg end at opvarme varmeveksleren med kølevæsken placeret indeni eller luften blæst gennem kammeret. Hvis de er fraværende, vil temperaturen inde stige, indtil temperaturforskellen inde og ude "skubber" overskudsvarme gennem isoleringen og termodynamisk ligevægt er etableret.

Hvad er sort krop

For bedre at forstå yderligere, skal du vide, hvordan den pyramideformede eller nålemodel af den sorte krop (BBB) ​​fungerer; da vi ikke har brug for andre, udelader vi, hvis vi taler om modellen med sort krop, "pyramide-nålen"-modellen overalt. På runet, og på internettet generelt, kan du virkelig ikke finde noget om det, men i laboratoriepraksis og teknologi bruges sådanne med succes. Hvordan det virker fremgår af fig. til højre. Og i dette tilfælde vil absorptionen af ​​lys i SC være jo bedre, jo mere dens belægning eller konfigurationen af ​​den effektivt absorberende overflade (ESP) i sig selv er tættere på sortkroppsmodellen i egenskaber.

Bemærk: Sort krop kaldes en krop, der absorberer elektromagnetisk stråling af enhver frekvens. Træsod, f.eks. - ikke sort krop, når man fotograferer gennem et IR-filter, ser den lysegrå ud. Den pyramideformede nålemodel af den sorte krop er i stand til at absorbere alle, ikke kun elektromagnetiske, oscillationer. Så i akustik bruges skumgummipyramider til at klæbe over de indre overflader af lydkamre.

Købt SK

Hvis du beslutter dig for at købe en solfanger, skal du stå over for prisstikket for 1 kvm. m absorberende område i 2000-80.000 rubler. Og husk, at kun de samlede omkostninger vises i udseende, og hvis EPP-området er foreskrevet, er det med småt. Også, når du vælger en model, skal du helt sikkert spørge, om den er udstyret med en lagertank og omsnøringselementer, se mere om dem nedenfor. Lad os prøve at finde ud af, hvad der forklarer denne uoverensstemmelse, og om den altid er berettiget.

Bemærk: teoretisk set er IC'ens levetid ubegrænset. Praktisk talt - i mere eller mindre anstændige modeller, med korrekt drift, er det mindst 15 år. Derfor er der med et fornuftigt valg ingen problemer med tilbagebetalingen, så længe klimaet tillader dem at blive brugt.

Typer og formål

I hverdagen er SC'er med 3 typer design mest brugt, se fig. Til venstre er en flad SC, i midten er en vakuum, til højre er en kompakt. Alle kan udføres som frit flow, på termosyfoncirkulation og tryk. De første er 1,5-5 gange billigere end trykmodparter, pga det er nemmere at sikre styrke og tæthed i dem. Free-flow SC opvarmer kølevæsken relativt langsomt, derfor er de mere beregnet til varmtvandsforsyning i den varme årstid. Strapping er enkel og billig; nogle gange kombineret med et panel i én struktur.

Trykmediet pumpes enten af ​​en cirkulationspumpe (som gør dem flygtige), eller der tilføres postevand til varmeveksleren. Dette kræver selvfølgelig et stærkere og mere pålideligt design, plus et komplekst flygtigt rør og en controller, der styrer det. Prisen vokser også tilsvarende. Men kun trykhoved SC'er er velegnede til den kolde årstid, fordi varm hurtigt. De fleste af modellerne er helårs; solgt i Den Russiske Føderation, under hensyntagen til klimatiske forhold, er oftest designet til at fungere sammen med en varmekedel, dvs. er hjælpeanordninger.

Tryksatte SC er af direkte og indirekte opvarmning. I det første tilfælde er SC forbundet direkte til CO-kredsløbet (varmesystemet). I det andet er det første SC-kredsløb, som modtager solenergi, fyldt med frostvæske, og det sekundære kølemiddel opvarmes i varmeveksleren i 2. kredsløb.

Sidstnævnte er selvfølgelig dyrere, pga i stand til at arbejde i frost i ethvert klima. Førstnævnte bruges hovedsageligt til opvarmning om foråret og efteråret. Ikke desto mindre er det tryksat SC af direkte opvarmning (enkeltkredsløb), der højst sandsynligt vil være gavnlig for individuel CO: i lavsæsonen, ved meget lav effekt, falder effektiviteten af ​​en fastbrændselskedel dramatisk. Men netop på dette tidspunkt er SC'ens termiske kraft til huset nok, enkeltkredsløbene er relativt billige. Det er kun nødvendigt at sørge for de tilsvarende afspærrings- og fordelingsventiler i CO, og i efteråret, før det nuværende kolde vejr, kobles SC fra og tømmes.

Flad

Et skematisk billede af en plan SC er vist i fig. til højre; funktionsprincippet er helt i overensstemmelse med det ovenfor beskrevne. De er effektive som regel kun i den varme årstid. Effektiviteten ligger afhængigt af designet i intervallet 8-60% Vand dispenseres med en temperatur på op til 45-50 grader. Tryksatte er ekstremt sjældne, komplikationen af ​​designet gør dem samtidig ukonkurrencedygtige med vakuum. Varmevekslertætningerne er designet til kun at blive fyldt med vand, da om sommeren er der ikke behov for frostvæske. Prisen (vi understreger - for 1 sq. M EPP; du skal genberegne dig selv i henhold til specifikationsdataene hver gang) er hovedsageligt påvirket af følgende faktorer:

• Belægning (gennemsigtig isolering) af glas.
• En slags glas i sig selv.
• Designet og kvaliteten af ​​det absorberende panel.

Glasbelægning spiller først og fremmest rollen som en antirefleksfilm i optiske enheder: den reducerer lysets brydning ved grænsefladen mellem medier og lystab til lateral refleksion. I korrekt installerede sommer-SC'er (se i slutningen, før konklusionen), er disse tab små eller, i de sydlige regioner, helt usynlige. Derudover er belægningen slidt af vindblæst støv og er normalt ikke dækket af garantien. Derfor er dækning det første, du kan spare på. Hvis der er en mærkbar prisforskel på grund af dækning for lignende modeller med hensyn til tekniske data - tag "nøgen", højst sandsynligt vil du ikke blive skuffet.

Selve glasset er det vigtigste element, og du skal navigere, når du først og fremmest vælger det:

1. Mineral - overfører UV, hvilket i høj grad forstærker drivhuseffekten.
2. Tekstureret (struktureret) - har et særligt mikrorelief på overfladen, som giver næsten lige stor effektivitet i direkte og diffust lys, dvs. i klart og overskyet vejr.
3. Mineralstruktureret - kombinerer begge disse kvaliteter og giver derudover praktisk talt ikke lateral refleksion i en ret bred vifte af indfaldsvinkler uden antirefleksion.
4. Silikat med tilsætningsstoffer - struktureret eller ej, transmitterer ikke UV, reflekterer ikke IR og giver betydelig lateral refleksion uden antirefleksbelægning. Du skal ikke regne med en effektivitet på mere end 20 % med den.
5. Økologisk - med eventuelle forbedringer om 5-7 år vil maksimum blive uklar af støv, men nogle af dens typer er i stand til at give maksimale effektivitetsværdier.

På baggrund af dette, for SC til permanent brug, bør valget tages til fordel for mineralsk struktureret glas. Det giver dig mulighed for at bruge mindre plads og ofte i sidste ende drage fordel af omkostningerne ved hele installationen. I et sommerhus er vandopvarmningshastigheden og solfangerens startomkostninger også vigtige, så SC med plexiglas er mere velegnet der. Installationen bliver, udover at være billig, mere kompakt og lettere; på hverdage og til vinteren kan den dækkes med et overtræk eller endda tages med i huset, så slidstyrke er i dette tilfælde ikke en afgørende faktor.

Under godt glas afhænger effektiviteten af ​​SC af designet af det absorberende panel (absorberen) lidt. Ikke det - den absorberende belægning (sværtning) af EPP. Egenskaberne for forskellige solabsorberende belægninger er vist i fig. til højre. Regelmæssighed - som altid, jo mere effektivt, jo dyrere. Her er det igen nødvendigt at beregne forskellige modeller for at nå minimumsomkostningerne på 1 kvm. m panel. Og generelt skal man i alle beregninger af SC huske, hvordan ottenash - de største besparelser opnås ved at reducere det krævede område af panelet (erne). Samtidig kontrolleres sælgerne: Hvis f.eks. selektiv maling er deklareret i specifikationen, og de lover en effektivitet på 75%, så send dem til en teststand under lamperne, det er varmt som helvede. Det er jo klart, at effektiviteten af ​​hele installationen ikke kan være højere end for en del af den.

Om tanken

Lagertanken til SC er nødvendig ikke kun for nemheds skyld. Kortet ovenfor viser de gennemsnitlige årlige solindstrålingsværdier. For en sommerinstallation, ved beregning, kan de øges med omkring 1,7 gange, og for en sæsonbestemt forår-sommer-efterår - med 25%. Men dette vil kun være en gennemsnitsværdi, nu ifølge sæsonen. Og alt efter vejret kan mængden af ​​solindstråling "springe" fra dag til dag med 1,5-3 gange, afhængig af det lokale klima. Det opvarmede vand, der akkumuleres i tanken, vil, forudsat at det er godt isoleret, optage overskydende varme på en klar varm dag og give den tilbage på en overskyet dag. Som følge heraf øges den faktiske effektivitet af installationen med en fjerdedel til en tredjedel. Og i sidste ende, efter at have tryllet kompetent over lokale data, er det i den midterste zone af Den Russiske Føderation ofte muligt at reducere det nødvendige ESP-område med det halve eller mere i forhold til det, der er bestemt af den omtrentlige beregning ovenfor. I overensstemmelse hermed - og installationsomkostninger.

De nedenfor beskrevne vakuum-SC'er er ude af drift uden en varmebeholder. I dem er det enten inkluderet i den færdige konstruktion eller er inkluderet i leveringssættet. Men med flad SC er situationen præcis den modsatte og minder om tingenes tilstand med fotografisk udstyr under den "våde" filmfotografering. Så for eksempel for et fremragende spejlreflekskamera "Minolta" med et zoomobjektiv bad de om så meget som $190. Og den mest trashy forstørrelsesmaskine kostede omkring $ 600. Det vil sige, du tog den ene, du kan ikke undvære den anden, så vend lommerne ud.

Med hensyn til flad SK ser priserne for valgfrie eller anbefalede mærketanke til dem simpelthen for dyre ud. Derfor, hvis du ved, hvordan man tinker, er det bedre at lave tanken selv, idet du kun holder dens volumen foreskrevet i specifikationen for panelet. Og tro ikke på købmændenes trusler - en hjemmelavet tank kan ikke gøres værre end en "firma". Hvordan - mere om dette yderligere, i afsnittet om hjemmelavede produkter.

Vakuum

Vakuum SC'er er i stand til at opvarme kølevæsken op til 80-85 grader, og deres effektivitet når 74%, og kun de billigste er under 50%. Dette skyldes til dels designet af det absorberende panel i rækken af ​​rør; intervallerne mellem dem fungerer som en sort kropsmodel, kun langs en koordinat. Men hovedrollen for at sikre høj effektivitet her spilles af det faktum, at varmeveksleren er placeret i en vakuumkolbe eller et system af sådanne kolber. Pointen her er ikke i termisk isolering (for stråling giver vakuumet det overhovedet ikke), men i fravær af luftkonvektion i kammeret. Dette gør, at temperaturen kan fordeles over varmevekslerens overflade på en optimal måde. I et gasfyldt kammer udligner konvektionsstrømme det.

I fig. enheden af ​​2 af de mest almindelige typer af vakuum SC er vist. Venstre - 1-kontur sommer eller sæsonbestemt. Noget som dette er vist ovenfor i fig. med typer af SK russiske "Dachnitsa". Fyldt med sådant vand er dens udgangstemperatur under 60 grader. Vakuums rolle er især tydeligt synlig her: Hvis luft strømmer ind i kolben, vil dens konvektion udligne temperaturen på det indre rør, og der vil ikke være nogen "termosyfon" i det.

Kolbens konvolut er lavet af forskellige typer glas, se ovenfor. Det indre rør er en energimodtager (PE) og en varmeveksler. En masse kontroverser, op til gensidige fornærmelser og bagvaskelser på foraene, rejser spørgsmålet: hvad er bedre at sortne - det indre rør på ydersiden eller den indre overflade af skallen? Fra synspunktet om den højeste effektivitet - PE. Samtidig er IR-tab minimale, da beklædningen er lavet af højreflekterende IR-glas. Det er præcis, hvordan anordningerne til måling af insolation er arrangeret - aktinometre, kun der i stedet for rør er kugler.

Derfor er det bedre at tage en billig fristrømsvakuum SC for steder med lav isolering og udstråling med PE-sværtning, dog i de sydlige regioner med en gennemsnitlig årlig indblæsning på mere end 4 kW * h / dag med en udstråling på mere end 2000 timer / år, kan det koge på højden af ​​sommeren, og det betyder næsten altid trykaflastning og fuldstændig svigt. Her vil et system med en sortfarvning af skallen indefra være mere pålideligt.

Med sortfarvning af skallen indefra udføres tryksatte SC'er (indsat øverst til venstre i figuren). I dette tilfælde, på bekostning af en vis lækage af MC gennem skallen, er dens høje koncentration langs kolbens akse opnået, hvilket er nødvendigt for en god og hurtig opvarmning af en kraftig vandstrøm. Derudover er det centrale (forsynings)rør i de mest effektive 1-kreds trykhoved SC'er også sværtet, men det opvarmes hovedsageligt af den stigende strømning omkring det.

Til højre i fig. - 2-kreds SC med et varmerør og en dobbelt kolbe lavet af glas af forskellige kvaliteter. Det er netop dem, der fodrer CO året rundt med en kølevæske med en temperatur på 90 grader: Koncentrationen af ​​IR på varmerøret sikrer fordampningen af ​​kølevæsken i 1. kredsløb. Hvilket i øvrigt slet ikke er vand. Derfor er 2-kredsløbs SC'er ikke genstand for selvreparation. Effektivitet koster penge, og i dette tilfælde meget. Når vi dykker ned i prislisterne, er vi derfor særligt opmærksomme på:

• Om leverandøren beregner installationen ud fra målinger på stedet.
• Er selen inkluderet i leveringssættet (se nedenfor).
• Tilslutter virksomhedens specialister installationen til den eksisterende CO.
• Er de angivne parametre garanteret i dette tilfælde?
• Hvor længe er garantien gyldig.
• Om og hvor meget er planlagt og ekstraordinær vedligeholdelse ydes.

Tilslutning og rørføring

For at forhindre frysning og brud om vinteren er trykhovedet SC'er året rundt fyldt med frostvæske. Et forenklet diagram over deres forbindelse er vist til venstre i fig.: regulatoren, i henhold til temperaturforholdet ved tilførsel, retur og i tanken, "spin" cirkulationspumpen efter behov.

Trykvarme solcelleanlæg er udstyret med en lagertank med termisk isolering. I Den Russiske Føderation sælges mest af alt systemer designet til at forbinde til drift af CO med en kedel. Solvarmeren skal udføres i overensstemmelse hermed, i midten i fig. Ud over den ekstra spole til tilslutning af kedlen (i tanken øverst), er den nederste, drevet af SC, opdelt i 2 dele; den øverste er omtrent dobbelt så stor som den nederste og er viklet i en kegle, nederst i tanken. Den nedre spiral exciterer den konvektive strøm af vand, og den øverste overfører varme ind i den.

En sådan løsning er nødvendig, så kedlens returtemperatur ikke falder under 45 grader, ellers kan der falde surt kondensat ud i det, hvilket hurtigt får kedlen til at svigte. Når solen ikke skinner og SC ikke kan hjælpe kedlen på nogen måde, dannes der en vandsluse i den koniske spiral, som ikke lader den kolde "pude" stige op til kedelspiralen.

Ud over en speciel tank, når SC er tændt i hjemmet CO, er der også brug for et rør til det, til højre i fig. Det tidligere kedelrør (ikke vist på figuren) er fuldt bevaret! Kedlen "føler" kun SC's arbejde som et varmende vejr! Selve proceduren for tilslutning af solcelleanlægget til CO er enkel: CO-tilførsel og -retur afbrydes fra kedlen og tilsluttes SC-tanken. Og de tilsvarende kedeldyser er forbundet med beslagene på den øvre varmeveksler på SC-tanken.

Om modulær IC

Systemerne beskrevet ovenfor er integrale konstruktioner. Men der er også modulære SC'er til salg, rekrutteret fra paneler, indtil de nødvendige parametre er opnået, for eksempel den russiske "Helioplast", se fig. til højre. Ved at forbinde panelerne parallelt eller i serie, kan du få enten et højere flow af kølevæsken, eller en højere temperatur. Omkostningerne ved modulær SC er f.eks. betydelige. 1 panel "Helioplast" koster omkring $ 300. Men ved at skifte rørledningerne med trevejsventiler er det muligt at overføre hele systemet fra "forår-efterår" tilstand til "sommer" og omvendt. Eller for eksempel "bruser/køkken - pool".

Bemærk: modulære SC, som dyrere, er designet til drift ved alle positive temperaturer, eller - fra + (10-15), og i overskyet vejr.

Kompakt

Det er tilbage at nævne kompakte SC'er. De bruges som regel til opvarmning af vand i svømmebassiner, så store menneskeskabte strukturer ikke ødelægger landskabet. Priserne i forhold til tekniske parametre er utrolige; Mercedes-Benz med sin "stjerne" hviler her, som man siger. Designet er enkelt og helt gentageligt med egne hænder, se afsnittet om lyskoncentratorer.

Hjemmelavet SK

Til selvproduktion er de fleste af alle flade landhuse sommer-SC'er til varmtvandsforsyning tilgængelige. Sæsonopvarmning viser sig at være så kompliceret og tidskrævende, at det er lettere og mere rentabelt at købe et færdiglavet panel. Men med hensyn til hjemmelavede produkter fra skrotmaterialer skaber håndværkere nogle gange prøver, der er ringere end de bedste industrielle, undtagen i udseende, men koster bogstaveligt talt en øre. Lad os gå i rækkefølge.

Æske, glas, isolering

Kroppen af ​​en hjemmelavet flad SC er bedst lavet af træ, krydsfiner, OSB osv. Holdbarhed og holdbarhed vil blive givet til det ved dobbelt imprægnering med en vand-polymer emulsion før maling. Det er tilrådeligt at tage tykkelsen af ​​bunden fra 20 mm (helst fra 40), så der ikke dannes revner fra termiske deformationer. Et bræt (120-150) x20 vil gå til sidevæggene. Det er uønsket at gøre sagen nedenfor. IR-lækage gennem glasset vil øges. Udenfor, mal som du vil, men indvendigt - som et "kage"-underlag, se nedenfor. Dimensionerne i planen er beregnet ud fra mængden af ​​isolering og den nødvendige effekt.

Glas er bedre at tage billigere og lettere, økologisk. Monolitisk polycarbonat med en tykkelse på 4 mm er velegnet: dens lystransmission er acceptabel, 0,92, prisen er lav, og et relativt lavt brydningsindeks vil give en let lateral refleksion. Dårlig UV-transmission kompenseres delvist for af lav varmeledningsevne. Med hensyn til overfladeslidstyrke er polycarbonat et af de bedste økologiske glas, det vil være nok til et billigt hjemmelavet glas.

Isoler kroppen med skum; til sommer SC er 20-30 mm nok. Isoler i 2 lag af lige tykkelse med aluminiumsfoliepakninger, men mere om det nedenfor. Det er nødvendigt at isolere kassen for styrke indefra. Hvis du har læst artikler om isolering af bygninger, så bemærk: med den temperaturforskel, som en flad SC giver, og med en tilstrækkelig høj udetemperatur, er der ingen grund til at tale om dugpunktsvandringer.

En uundværlig tilføjelse til isolering er tætning af alle samlinger og rørledninger med silikone. Gennem den mindste revne med en luftstrøm vil den "fløjte" så meget varme, at hvis der er fornuft fra SC, er det kun "for udseendets skyld." Først forsegles kroppen (før maling); efter installation af varmeveksleren - rør, og glasset er placeret på "pølsen" af tætningsmidlet, påført den fjerdedel, der er valgt på toppen af ​​siderne. Derudover er de fastgjort ovenfra med en ramme, beslag osv.

Pie

"Pie" (se figuren til højre) er i dette tilfælde et substrat, der absorberer IR-stråling godt og hurtigt, indtil IR-kvantaerne har haft tid til at "slippe ud" og afgive varme til varmeveksleren. Grundlaget for "tærten" er en aluminiumsplade. Kobber er mindre egnet på grund af dets høje varmekapacitet. Yderligere folieskærme returnerer de fleste "flygtninge" tilbage; træ og skum til IR - materialer er ikke helt uigennemsigtige.

Det andet højdepunkt i "tærten" er maleri. De er malet på samme tid med varmeveksleren allerede installeret på klemmerne. Det er nødvendigt at male med olie (langsomt tørrende) sort maling på pigmentet "Gas sod"; det kan købes i kunstbutikker. Blæk baseret på syntetiske pigmenter i infrarøde stråler vil slet ikke være sorte.

Efter maling skal du vente til malingen tørrer til en tør berøring, dvs. efter at have trykket let på den med en finger, skal hans aftryk forblive på den, og selve fingeren bør ikke blive snavset. Derefter gennembores malingbelægningen med en skumgummi-pind eller en meget blød endebørste. Sidstnævnte er bedre, men kræver en vis færdighed for ikke at trænge den stadig bløde belægning igennem. Resultatet er en film, der i egenskaber er ret lig en blackbody-model.

Bemærk: en meget god mulighed er et gammelt tyndvægget stemplet varmebatteri. Så er der ingen grund til at lede efter aluminium. Kun det er nødvendigt at male, som beskrevet ovenfor, og ikke forlade som det var, se fig.

Varmeveksler

Den enkleste og mest effektive varmeveksler er en spiralvarmeveksler lavet af en tyndvægget propylenslange, se fig. til højre. Den i sig selv ligner allerede BBT-modellen. Kobber en vil være endnu bedre, men meget dyrere. Imidlertid har en flad spiralvarmeveksler en ubehagelig egenskab: i enhver position, bortset fra en strengt vandret, er udluftning uundgåelig over tid: når den opvarmes, frigives luft opløst i den fra vandet, og der er mere end nok stigende buer, hvor det kan akkumulere. Ikke desto mindre kan en flad spiralvarmeveksler bruges i en hjemmelavet SC til en pool med en kompakt koncentrator, se nedenfor.

Den bedste varmeveksler er en zigzag en lavet af et kobberrør med en lumen på 10-12 mm i diameter. Hvorfor præcis sådan? For for den hurtigste opvarmning af vand i tanken skal SC-kammerets termiske effekt være lidt højere end den, som varmeveksleren med vand er i stand til at acceptere ved en given temperaturforskel; til selvfremstillet SC - 15-25 grader. Ellers vil afgangsvandstemperaturen være for lav i starten, og det skal lave mange omdrejninger i systemet, indtil tanken bliver varm.

Den anden parameter, der bestemte valget af røret, er modstanden mod vandstrømmen. Med en stigning i rørets lumen fra 5 til 10 mm falder det hurtigt og derefter langsommere. Den tredje faktor er den mindste tilladte bøjningsradius, 5 diametre for et tyndvægget rør uden belægning (for split-klimaanlæg). Så er bredden på zigzag-løkkerne 100 mm, hvilket netop er optimalt ud fra varmeoverførselssynspunktet. Og du kan bruge en almindelig manuel rørbukker.

Bemærk: disse forhold er gyldige for den beskrevne "kage" på et aluminiumssubstrat. Hvad angår stemplede varmeradiatorer, er alt blevet beregnet før os. Det, der afgiver varme godt, absorberer det godt. Dette er et af termodynamikkens aksiomer.

Uden at kende disse omstændigheder kan du lave typiske fejl, se fig. Til venstre - et tykt rør med brede løkker vil ikke acceptere al den varme, der genereres af kassen på én gang. Dårlig effektivitet, langsom opvarmning. I midten er kapaciteten af ​​kammeret til denne varmeveksler tværtimod utilstrækkelig. Effektiviteten kan være acceptabel, men tanken vil stadig tage lang tid at varme op. Desuden er det et mareridtsagtigt arbejde med at samle, identificere og rette lækager ("Alle forseglede samlinger flyder" er en af ​​Murphys love). Til højre - alt ser ud til at være OK, inklusive belægningen af ​​varmeveksleren (radiatoren i det gamle køleskab). Men rørets lumen er 3-4 mm, dette er ikke nok. Den IR, der ikke har skubbet sig vej til vandet, har ingen steder at gå, undtagen forgæves udenfor, og den øgede modstand mod væskestrømmen (vand er ikke freon) garanterer lav effektivitet og langsom opvarmning.

Bemærk: Effektiviteten af ​​den ovenfor beskrevne SC, med et pænt design, overstiger 20%, hvilket kan sammenlignes med industrielt design af denne type.

Tank igen

Det er tid til at tackle akkumulatortanken tæt: uden den vil der være lidt mening fra SC. Lad os starte med at beregne volumen - vi skal tage alt fra Solen, der tillader SC, og holde det længere; dette er især vigtigt, hvis der også er tale om opvarmning fra panelet. Den lille tank vil snart varme op og så vil SC'en "fyre" uden gavn, pga han kan ikke varme op til det uendelige. I en for stor tank vil vandet ikke nå at varme op til den temperatur, som SC kan give på en dag, og igen udnytter vi ikke det termiske potentiale i dette område fuldt ud. Hvorfor tager vi det - på en dag? For vi regner med sæsonbestemt brug med opvarmning, og der kan være behov for opvarmning om natten. Om sommeren på dacha - at vaske, uden at vente på aftenen; gerne til flere personer.

Lad de steder, vi har, ikke er helt dystre, og vi får 4 kW * h / dag. Så, se ovenfor, Sun for 1 sq. m udleder en effekt på 286 watt. Lad os tage målene på EPG'en som 1x1,5 m (hvis du f.eks. laver en stor, bliver det ikke værre), dvs. EPG-areal - 1,5 kvm. m; Effektiviteten af ​​SC vil være 20%. Vi får: 286 W x 1,5 x 0,2 = 85,6 W, dette er den termiske effekt af vores panel. 1 W = 1 J * s, dvs. hvert sekund afgiver SC 85,6 J ind i røret (forsyning) Og i 12 lystimer - 85,6 x 12 x 3600 = 3 697 720 J eller 3 697,72 kJ.

Hvor meget vand kan den optage? Afhænger af temperaturforskellen. Lad os tage de første 12 grader (lavt vandforsyning i foråret / efteråret eller en brønd); den sidste er 45 grader, dvs. varme bliver 33 grader. Vandets varmekapacitet - 1 kcal / l eller 4,1868 kJ / l (1 cal - 4,1868 J). Ved opvarmning med 33 grader vil 1 liter vand tage 4,1868 x 33 = 138,1644 kJ. Kapaciteten skal kun bruge lidt mere end 26 liter. Om sommeren, med en høj position af solen og lange dagslystimer - under 50 liter. Eller regn med flere klare dage i træk og god termisk isolering af tanken - op til 200 liter. Hvilket generelt skete spontant: amatører laver ikke tanke større end fra en tønde.

Vent, men vasker folk sig ikke under solbruseren? Opvarmning er et fjols for nu, det er klart, at der skal mindst 4 paneler til her. Og det ville ikke skade at tage hensyn til varmetabet, mindst 20% af det akkumulerede natten over. Det er rigtigt, teknikken er at komme uden om begrænsningerne ved en stædig teori. Forresten: "Der er intet mere praktisk end en god teori" - det er den samme store praktiserende Edison. Kun tekniske beregninger og beregninger viser sig at være meget mere besværlige, så vi giver bare resultatet - skemaer af tanke drevet af et vandforsyningssystem og med manuel påfyldning, se fig.

Tanken er, at man kan vaske sig om sommeren allerede 1,5-2 timer efter man har tændt for SC. Det vil sige, vi vælger det øverste opvarmede lag af vand; ved manuel påfyldning - med sug fra en fleksibel slange på flyderen. Længden af ​​det fleksible led skal tages moderat: hvis det er for kort i en fuld tank, vil slangen stikke op, og for lang med lav vandstand falder på tankvæggen.

Arrangementet af dyserne er designet således, at varme og kolde strømme blandes så lidt som muligt i enhver anvendelse, dvs. vi lagdelte vand bevidst efter temperatur. Det bedste fartøj til en tank er en tønde lagt på siden. Så vil slammet (slam) optage en lille del af dets kapacitet. Isolering - polystyren fra 50 mm. Og du skal sørge for yderligere 1 drænrør med en afspærringsventil på det laveste punkt af hele systemet, ved indgangen til returen til SC. Glem heller ikke - returløbets valgrør skal hæves over bunden, ellers vil slammet snart tilstoppe SC, og det er svært at rense det. Rørene er almindelige VVS, 1/2 til 3/4 tommer. Fleksibelt led - PVC-forstærket slange til kunstvanding; dens flyder er styrofoam.

Bemærk: stigningen af ​​returstrømmen over bunden tages baseret på den sædvanlige hårdhed af drikkevand i Den Russiske Føderation op til 12 det. grader. I henhold til sanitære standarder er dens grænseværdi 29 tysk. grader. Derefter skal højden af ​​returløbet tages 80-100 mm, og det varme tilførselsrør skal hæves over det med de samme 20-30 mm.

Om luft-sol SC

Nogle gange er det nødvendigt at varme ikke vand fra solen, men luft. Ikke nødvendigt til opvarmning; for eksempel til tørring eller høst. På grund af luftens lave varmekapacitet skal designet af en luft SC have en række funktioner. Mere information om dem, og samtidig om brugen af ​​SC til luftopvarmning (for en sæsonbestemt dacha, dette er meget vigtigt), kan du lære af videoen:

Video: hjemmelavet sol-luft opvarmning

Usædvanlige hjemmelavede produkter

En amatørmester ville ikke være ham, hvis han ikke stræbte efter at gøre alt på sin egen måde fra improviseret affald. Og jeg må sige, resultaterne er fantastiske. Det er umuligt at gennemgå alle de originale hjemmelavede SC'er i én publikation, lad os tage 3 for så at sige eksempler på et andet tegn.

I fig. - luft, dvs. enklere end vand, SK fra øldåser. Lad os ikke fnise i en knytnæve eller være forargede: "Men jeg vil ikke drikke så meget!" Lad os se det teknisk. Ideen i sig selv er ganske fornuftig: Dykkerne mellem rækkerne af dåser bringer panelets evne til at absorbere lys tættere på den sorte model. Men! Materialer - aluminium, træ, silikone fugemasse. Deres termiske udvidelseskoefficienter (TCR) er væsentligt forskellige. Led - mere end 200. En elementær beregning, under hensyntagen til loven om store tal, viser, at hvis panelet ikke flyder meget ved udgangen af ​​den første sæson af drift, er det et mirakel.

Og her er en solfanger lavet af plastikflasker i Fig. nedenfor ser ikke så elegant ud, men ganske brugbar. I det væsentlige er dette en kæde af lineære lyskoncentratorer, se nedenfor. Beholderne samles til "pølser", som ved konstruktion af drivhuse, arnesteder, lysthuse mv. lette bygninger lavet af flasker, men de er spændt ikke på en stiv stang, men på en gennemsigtig PVC-slange. Bagsiden af ​​"pølserne" klistres over med alufolie, i hvert fald med en bagemuffe. I dette tilfælde bruges det faktum, at vandet selv absorberer IR godt. Effektiviteten af ​​installationen er lav, men omkostningerne - bedøm selv. Og for Solen er skat endnu ikke taget.

Et andet interessant hjemmelavet produkt lavet af flasker er den usbekiske "Ildar", se fig. under. Funktionsprincippet er det samme; i vores område er det meget ønskeligt at foliere den nederste overflade af flaskerne. Ved montering på en sydlig taghældning kræves ingen rammer, rekvisitter, tagskotter og forstærkning af tagdrageren (bærerammen). Der er mange led, men materialer der ligner TCR passer, så pålideligheden er tilstrækkelig. Samlingen vil være den stærkeste i pos. B, når flaskerne er stablet oven på hinanden. De gentager "Ildar" lidt, men forgæves. Tilsyneladende er det pinligt, at vandstrømmen er vist modsat den termosifoniske. Men termosifonhovedet er meget svagere end gravitationshovedet fra tanken, så Ildar er ret effektiv.

Solfanger fra flasker "Ildar"

Bemærk: i flaske SC'er skal længden af ​​1 "pølse" være omkring 3 m på mellembreddegrader, og parallelt forbindes så mange som der er flasker eller så meget plads som muligt.

Lyskoncentratorer

En lyskoncentrator er et system af spejle eller linser, der samler lys fra et oplyst område og omdirigerer det til et bestemt sted. Lyskoncentratorer gør ikke hele solcelleanlægget mere kompakt, som de nogle gange skriver. Et plus, eller rettere et minus, er, at lystransmissionskoefficienten for opsamlingssystemet sjældent når 0,8; oftest - 0,6-0,7, og for hjemmelavede produkter - omkring 0,5. Solar koncentrator, eller solar concentrator, giver dig mulighed for at løse følgende opgaver:

1. For at forenkle designet af strålingsmodtageren, for at gøre den mest komplekse del af solsystemet mere kompakt og for at reducere antallet af samlinger, der kræver tætning i det.
2. Øg belysningen af ​​strålingsmodtageren og øger derved lysabsorptionen.
3. Forøg kølevæskens temperatur, hvilket gør det muligt at udnytte den akkumulerede energi mere fuldt ud.
4. Forenkle proceduren for at orientere strålingsmodtageren til Solen; i nogle tilfælde er en enkelt justering langs meridianen og højden mulig.

Pp. 1 og 3 giver industrielle installationer mulighed for at opnå større samlet systemeffektivitet. Det er svært at lave sådanne installationer derhjemme, pga et system med kontinuerlig nøjagtig orientering til Solen er påkrævet. Men pp. 2 og 4 kan hjælpe hjemmehåndværkeren.

Bemærk: enhver solenergikoncentrator opsamler kun direkte stråler. Hvis du forventer at bruge dit setup selv i overskyet vejr, behøver du ikke at beskæftige dig med lyskoncentratorerne.

Hovedskemaerne for solkoncentratorer er vist i fig. der, overalt er 1 et samlesystem, 2 er en lysmodtager. Der er også kompakte hubs, vi vil behandle en af ​​dem nedenfor. I mellemtiden kræver skemaerne c) og e) kontinuerlig sporing af Solen; skema c), derudover - fremstilling af et parabolsk spejl. Du kan tilpasse en parabol, men du kender sikkert priserne på dem. Og du skal lave elektronik, der styrer et præcist 2-akset elektromekanisk drev. Et skema med en Fresnel-linse d) bruges nogle gange til at øge effektiviteten af ​​små solceller, men de nedbrydes meget hurtigere, se nedenfor.

Vi vil beskæftige os med lineære koncentratorer, s. a) og b), som de bedst egnede til selvfremstillede solcelleanlæg. Ordningen i form af et halvcylindrisk spejl a) blev generelt betragtet tidligere sammen med flaskerne. Du kan kun tilføje, at du kan orientere den (se nedenfor) både langs meridianen og vinkelret på den, alt efter hvordan du vil lede vandstrømmen i modtagerrøret. Denne koncentrator accelererer opvarmningen af ​​vand, men når den er orienteret langs meridianen, reducerer den markant længden af ​​dagslystimer for modtageren, fordi ved indfaldsvinkler fra siden mere end omkring 45 grader fra normalen fanger lyset slet ikke. Refleksionen i den er altid engangs. Lystransmittansen i 0,35 mm aluminiumsfolie + PET-systemet er omkring 0,7.

En koncentrator af skrå indfaldsspejle b) fanger lys inden for indfaldsvinklerne fra normalen på 60 grader eller mere. Kan udføres lineært og punktligt. Den synlige reduktion af dagslystimer om sommeren i de sydlige regioner er næsten umærkelig med det. Men om morgenen og om aftenen falder effektiviteten af ​​installationen kraftigt, pga lyset oplever derefter op til 4-5 refleksioner. Til reference: reflektansen af ​​optisk poleret aluminium er 0,86; galvaniseret stål - omkring 0,6.

Ikke desto mindre, for dem, der ønsker at lave en sådan profil af spejlene, se fig. Gitterafstanden vælges ud fra de faktiske dimensioner af installationen. Bemærk venligst, at justeringen er nødvendig, dog engangs, men præcis: den 22. juni eller i de kommende dage ved astronomiske (ikke zone!) middag, trækkes / spredes og bøjes vingerne, så den kaustiske (en lys strimmel af koncentreret lys) ligger nøjagtigt langs modtagerrøret ... Dens diameter er omkring 100 mm, materialet er tyndt sortmet metal.

Mest sandsynligt vil en af ​​typerne af kompakte ikke-orienterbare koncentratorer være af større interesse for boligbyggeren, se næste. ris. Det behøver slet ikke at være rettet mod Solen: installeret vandret, samler det sine stråler inden for indfaldsvinklerne op til 75 grader fra normalen, som i dette tilfælde er rettet mod zenit. Det vil sige, vi tager SC beskrevet ovenfor fra en slange snoet i en spiral, forsyner den med denne koncentrator, og vi får en vandvarmer til poolen.

For at bringe solens stråler til et punkt, skal koncentratorbåndene have en parabolsk profil (indsat øverst til venstre i figuren), men vores modtager er lang og rund, så du kan klare dig med koniske. Hvilke dimensioner og forhold, der samtidig skal opretholdes, fremgår af fig. Det ekstreme bælte (markeret med rødt) øger næppe effektiviteten af ​​enheden, det er bedre at undvære det. Lystransmission er omkring 0,6, så denne koncentrator vil kun være nyttig på en klar sommerdag. Men det er lige, når du har brug for det.

Batterier

Lad os nu beskæftige os med solpaneler (SB). Til at begynde med - en lille teori, uden denne kan du ikke forstå, hvad der er godt og dårligt i dem og hvornår. Og hvordan man vælger den rigtige SB til at købe eller gøre det selv.

Funktionsprincip

I hjertet af SB er en elementær halvleder fotoelektrisk konverter (PEC), se fig. til højre; hvis nogen ser "ikke-foldbare kasser" med skoleelektrostatik, bemærk venligst: ladningerne modtager energi fra en fremmed kilde - Solen. Halvlederes evne til at passere en elektrisk strøm er beskrevet af båndteorien om ledningsevne, skabt i 30'erne af det sidste århundrede af værker af hovedsageligt sovjetiske fysikere. Denne ting er meget kompleks, at forstå den kræver viden om kvantemekanik og en række andre discipliner. På en meget forenklet måde (tilgiv fysikeren-teknologen, hvis han læser det), er princippet i FEP som følger:

1. I en højrent siliciumkrystal indføres, hver i sin egen region, donor- og acceptorurenheder fra metaller, hvis atomer er i stand til at blive indlejret i siliciumkrystalgitteret uden at forstyrre det; dette er den såkaldte. legering. n-region (katode) doteret med donorer; p-region (anode) - acceptorer.
2. Donorer skaber et overskud af elektroner i deres område; acceptorer i deres - lig med dem i størrelsen af ​​positive ladninger - huller, dette er et fuldstændig korrekt fysisk udtryk. Elektroner og huller fra legeringsadditiver er de såkaldte. mindretalsafgiftsbærere. Hullerne er ikke antipartikler, positroner, de er simpelthen steder, hvor der mangler en elektron. Huller kan vandre (drifte) inde i krystallen, pga acceptorer opsnapper hinandens elektroner hele tiden.
3. Elektroner med huller tiltrækkes af hinanden og søger gensidigt at neutralisere (rekombinere).
4. I en krystal (det er her dens kvanteegenskaber udspilles med magt og hoved) kan de ikke frit forene sig i en begrænset tidsperiode, derfor dannes der store rumladninger af det tilsvarende tegn i grænselaget; i det hele taget er grænselaget elektrisk neutralt.
5. Solenergi, som det var, udstøder elektroner fra grænselaget ind i katoden og på den negative strømkollektorelektrode.
6. Huller kan ikke følge elektroner, pga kan kun drive inde i krystallen.
7. Elektronerne har intet andet valg end at gå gennem det elektriske kredsløb og give energien modtaget fra Solen til forbrugeren, dette er den elektriske fotostrøm.
8. Når de er i anodeområdet, modtager elektronerne endnu et "spark" fra mængden af ​​sollys, som forhindrer dem i at rekombinere med huller og sender dem ind i kredsløbet igen og igen, mens krystallen er oplyst.

Endnu et ord til kulibinerne

Oftest tager radioamatører og elektronikingeniører hjemmelavede SB'er. Som regel forstår de det grundlæggende i teorien om halvledere. For dem, for en sikkerheds skyld, vil vi forklare, hvordan FEP adskiller sig fra en lignende diode, og hvorfor det ikke vil fungere at presse en betydelig fotostrøm ud fra krystallerne af dioder / transistorer:

• Graden af ​​doping af anoden og katoden af ​​PVC er størrelsesordener og endda mange størrelsesordener højere end for aktive elektroniske komponenter.
• Katoden og anoden er doteret i omtrent samme grad, som den plan-epitaksiale teknologi tillader.
• Grænseområdet er bredt (i dette tilfælde er det muligt kun at kalde det et p-n-kryds med en stor strækning), så der er mere "arbejdsplads" til lyskvanter, og rumladningen i den er meget stor. Ved komponentfremstilling har elektroniske kredsløb en tendens til at gøre det modsatte for at forbedre ydeevnen.

Funktionerne i strukturen af ​​PVC er baseret på det faktum, at det ikke er en modtager af elektricitet i form af en påført spænding, men dens generator. Derfor følger konklusioner, som allerede er vigtige for enhver bruger:

1. Fordi Der er altid flere lyskvanter, der er faldet ned i krystallen, end der er frie elektroner der, de ekstra kvanter bruger deres energi på at excitere krystallens atomer, hvorfor det forringes med tiden, dette er det såkaldte. nedbrydning eller ældning af FEP. For at sige det enkelt, slides SB, som alt udstyr, og sætter sig til sidst ned, som ethvert elektrisk batteri.
2. Passagen af ​​elektrisk strøm, når FEP'en er forbundet til forbrugerkredsløbet, accelererer nedbrydningen, fordi elektroner, der så at sige med magt driver i krystallen, rammer atomerne og slår dem gradvist ud af deres pladser.
3. Energireserven i PVC er bestemt af den volumetriske ladning; sollys starter kun dens omfordeling.
4. FEP'er og SB'er, der består af dem, er bange for forurening: gradvist at trænge ind (diffundere) ind i krystallen, de krænker dens struktur. "Giftige" urenheder er også i luften, og deres "dødelige" dosis for den fotoelektriske effekt er ubetydelig.

Punkt 3 kræver yderligere forklaringer. Nemlig: SB er ikke i stand til at udsende ekstrastrøm. Eksempelvis producerer et startbatteri (akkumulatorbatteri) med en kapacitet på 90 A/t kort tid en strøm på 600 A. Teoretisk set endnu meget mere, indtil det eksploderer af overophedning. Men hvis specifikationen på SB siger "Kortslutningsstrøm (kortslutning) 6A", så mere fra det og ikke presse ud på nogen måde.

Bemærk, for en sikkerheds skyld: silicium kan ikke dopes i det uendelige, det bliver simpelthen til et snavset metal (den "høje" grad af doping udtrykkes som en decimalbrøk med mange nuller efter decimalkommaet). Og i metaller er der ingen intern fotoeffekt. Hall-effekten kan næppe mærkes, men fotoeffekten er fundamentalt umulig: ledningsbåndet af metaller er fyldt med en degenereret elektrongas, den lader simpelthen ikke kvanta komme ind, hvorfor metaller skinner. Ja, zonen i dette tilfælde er ikke et område i rummet, men et sæt partikeltilstande beskrevet af et system af kvanteligninger.

Enhed

Én PVC uden belastning skaber en potentialforskel på 0,5 V. Den bestemmes af siliciums kvanteegenskaber og afhænger ikke af eksterne forhold. Under belastning falder PV-spændingen, pga hans indre modstand er stor. Kvantemekanikken annullerer ikke Ohms lov. Derfor tages batterispændingen med halvanden margin: rekrutteres for eksempel 12 V SB fra 0,5 V moduler, så tages de 36 pr. pol, hvilket vil give en XX (åbent kredsløb) spænding på 18 V. For halvanden overspænding er alle DC-forbrugere beregnet. Kortslutningsstrømmen af ​​en FEP er fra flere til hundredvis af mA; det afhænger af arealet af elementets udsatte (oplyste) overflade.

Moduler (elementer) fra mange PVC'er, forbundet på et fælles underlag i serie, parallelt, eller dette og hint, kommer til salg og til montering; deres XX spænding og kortslutningsstrøm er angivet i produktspecifikationen. Forbundet med dette er en almindelig misforståelse, at de siger, at SB kun skal rekrutteres fra 0,5 V-elementer, mens andre er substandard. Tværtimod er moduler fra en bona fide producent til f.eks. 6V 4W, dvs. ved 6 V og 0,67 A vil de være mere pålidelige end selvmonterede med de samme parametre. Om ikke andet fordi PVC'erne her dyrkes på én plade, og deres parametre er nøjagtigt sammenfaldende.

I SB solcellebatterikredsløbet (se fig.) er PE-modulerne forbundet til E-stolperne, hvilket giver den nødvendige spænding; normalt 12, 24 eller 48 V. Polerne forbindes parallelt for at opnå den nødvendige driftsstrøm. Fordi modulerne i søjlerne er ikke nødvendigvis lavet af samme krystal, søjlernes indre modstande er lidt forskellige, og spændingen "svæver" under belastning. En omvendt strøm vil strømme gennem søjlerne lidt kraftigere (med en lavere indre modstand), og derfra sker nedbrydningen af ​​FEP'en hurtigt. Til radioamatører kan du huske, at hvis dioden åbnes lidt "fra siden", begynder den også at passere den omvendte strøm, dette er grundlaget for tyristorens drift. Derfor er søjlerne blokeret fra "return" af VD-dioderne. Oftest bruges Schottky-dioder, pga spændingsfaldet over dem er lille, og de behøver ikke yderligere køling ved høje strømme. Men nogle gange (se nedenfor, om SB-hjemmelavede produkter), kan du også have brug for en diode med et p-n-kryds.

Ved tænd/sluk for kraftige forbrugere, såkaldte. forbigående processer ledsaget af ekstrastrømme. For blot et par millisekunder, men en blid sat er nok til at få dig ned hurtigt. Derfor kræves et GB bufferbatteri for at levere strøm til kraftige enheder. Regulatoren C styrer fordelingen af ​​strømme i SB'en; det er en styret strømkilde, der regulerer og begrænser SB'ens driftsstrøm sammen med batteriets ladestrøm. I det enkleste tilfælde er batteriafladningen gratis i henhold til forbrugsniveauet. Inverter I konverterer jævnstrømmen fra batteriet til vekselstrøm 220 V 50 Hz eller hvad der nu kræves.

Bemærk: selen til højre i diagrammet (C, I, GB) kan betjene flere eller mange SB'er. Så får vi et solcelleanlæg (SES).

Meget vigtige omstændigheder, som følger af ovenstående: For det første skal batteriet være inkluderet i kredsløbet konstant. At bygge en SB i henhold til skemaet for "døv" UPS, hvor batteriet kun giver strøm, når netværket går tabt, betyder at dømme SB'en til hurtig nedbrydning på grund af ekstra strømme. Batterilevetiden i "gennemstrømnings"-ordningen er væsentligt reduceret, men der er ikke noget, du kan gøre ved det, bortset fra at bruge dyre batterier med gelelektrolyt. Så der er intet behov og igen ingen grund til at designe en SB med computer UPS. For det andet skal driftsstrømmen tages ca. 80 % af kortslutningsstrømmen. Hvis for eksempel, ifølge beregningen, strømmen af ​​det primære kredsløb på 12 V er 100 A, så skal SB være designet til 120 A.

For det tredje, i denne ordning, med en dyb afladning af batteriet, er en reversibel systemfejl mulig, når alt er i orden, men der er ingen strøm. Derfor er omsnøringen i ægte SES suppleret med en batterioverafladningsalarm (den bipper endnu mere ulækkert end en UPS uden netværk) og automatisering, der slukker for inverteren, hvis ejerne ignorerede signalet. I de dyreste SPP'er har inverteren flere udgange, 220 V-ledningerne har flere grene, og automatiseringen slukker forbrugerne i omvendt rækkefølge af deres prioritet; køleskab, fx sidst.

Sad uden stropper kaldes normalt et solpanel. Dens design (se fig.) Sikrer først og fremmest en reduktion i lysnedbrydning, derefter - effektiv brug af lys og mekanisk styrke. Det første producerer hovedsageligt et specielt glas, der afskærer kvanter, som sikkert ikke vil give strøm; PEC-følsomheden over for stråler fra forskellige spektralzoner er betydeligt ujævn. EVA-film giver også en vis lysfiltrering, men den er mere beregnet til at øge effektiviteten: den reducerer lysbrydning og sidereflektion, dvs. anti-reflekterende belægning. Glas, EVA og elementerne under det er "støbt" til en enkelt tærte uden luftspalter, så dette design er ikke for amatører. PET-foringen er for det første en mekanisk dæmper (krystallinsk silicium er et skrøbeligt stof, og elementpladerne er tynde). For det andet isolerer det modulerne fra panellegemet elektrisk, men sikrer varmeoverførslen af ​​de elementer, der opvarmes under drift, da PET leder varme bedre end andet plast. Det er allerede blevet sagt om dioder. Hele kagen lægges i en slidstærk metalkasse (den fungerer også som køleplade) og forsegles omhyggeligt.

Bemærk: fleksible SB'er er også til salg, se fig. til højre. De kan være billigere og mere effektive end stive paneler med samme effekt, men husk - disse SB'er er ikke designet til at konvertere den tilførte strøm. Fleksible SB bruges hovedsageligt til at forsyne laveffekt DC-forbrugere i forskellige mobile eller fjerntliggende uovervågede faciliteter.

Købt SB

For at forberede køb eller fremstilling af SB eller SES skal du mestre begreberne peak factor, peak og langsigtet energiforbrug. I hverdagen er det nemmere end i komplekse strømsystemer. Lad os sige, at du har afbrydere eller stik til 25 A på målerpanelet, så kan du tage op til 220x25 = 5500 W eller 5,5 kW fra nettet. Dette er dit maksimale forbrug, men hvis du regner med, at elnettet er på toppen, vil det komme urimeligt dyrt ud: magtfulde forbrugere tænder ikke i lang tid og på én gang.

Elektrikere, når de beregner elnet, tager en pickfator = 5; følgelig vil det langsigtede strømforbrug være 0,2 gange peak. I vores tilfælde er det 1,1 kW. Men hvis SES beregnes til en sådan top, så vil batterikapaciteten vise sig at være for stor, selve batteriet er dyrt, og dets ressource er meget mindre end normalt. For at minimere omkostningerne ved SPP bør dens peak-faktor tages halvt så meget, 2,5. I SES'en "trækker" SB'en langtidsbelastningen, og toppene overtages af batteriet, dvs. i dette tilfælde har vi brug for en 2,2 kW powerbank og et batteri, der kan levere 5,5 kW i timen eller 1,1 kW i 12 timer (om natten).

Økonomi

Prisen på SB på markedet holdes inden for intervallet 50-55 rubler. for 1 W strøm til polysiliciumbatterier (se nedenfor) og 80-85 rubler / W til monosiliciumbatterier. Men her forstyrrer yderligere omstændigheder:

• Effektiviteten af ​​monosilicium SB er mere end dobbelt så stor som polysilicium (22-38% mod 9-18%), og de er mere holdbare.
• Kraften af ​​polysilicium SB'er falder mindre i overskyet vejr, og efter udløbet af deres levetid nedbrydes de fuldstændigt langsommere.
• Energiudnyttelsesfaktoren (energieffektiviteten) for et bufferet syrebatteri er 74 %, og andre typer af dem, bortset fra de frygtelig dyre lithium, er dårligt egnede til bufferopbevaring.

Under hensyntagen til disse faktorer og de klimatiske forhold i Den Russiske Føderation udjævnes prisen på 1 Watt og viser sig at være omkring 130-140 rubler / Watt. SB til 1,1 kW vil således koste et sted i 140-150 tusind rubler. Hvor længe vil det vare? Sikkerhedsrådets tjenestevilkår er ikke reguleret på nogen måde; producenter giver normalt 5, 10, 15 og 25 år. At der ifølge slutsynet ikke holder 5 år, sælges stk for stk til selvmontering. Tag hensyn, hjemmelavede mennesker!

Prisen på den færdige SB vokser selvfølgelig i overensstemmelse med levetiden. Efter at have studeret virksomhedens erklæringer og beregninger viser SB sig at være den mest rentable i 15 år. Der er en lumsk subtilitet her: SB er tilgængelige i klasse A, klasse B, klasse C og Ugrad (understandard) forhold. Som følge heraf falder SB'ens kraft ved udgangen af ​​dens levetid med op til 5%, 5-30% og over 30%. Men hvis du køber SB Grade A i 5 år, så kan du ikke forvente, at den så holder yderligere 25, indtil den visner med 30 %. På grund af en stigning i belastningen på de resterende brugbare PV-celler i elementet, udvikler nedbrydningsprocessen sig som en lavine: den varer i yderligere seks måneder eller et år, og mono - 2-4 måneder.

Så lad os overveje yderligere. Med det korrekte valg af den primære konstante spænding (se nedenfor), vil 1 udskiftning af batteriet være påkrævet om 15 år til en pris på omkring 70 tusind rubler. Plus omsnøring, ledninger, dæk, skifteelementer, metalkonstruktioner eller arbejde på taget, er det omkring 150 tusind rubler mere. Batteriet vil koste omkring 30 tusinde; det er kategorisk umuligt at sætte et batteri i boliger. Vi har:

1. Lør - 150.000 rubler.
2. Aktiebank - 140.000 rubler.
3. Strapping - 150.000 rubler.
4. Genopladeligt batteri - 30.000 rubler.

I alt 470.000 RUB En nøglefærdig SPP med samme kapacitet vil koste omkring 1,2-1,5 millioner rubler. Men hvor berettiget er dette eller hint?

Om 15 år 15х24х365 = 131.400 timer. I løbet af denne tid vil vi forbruge 131 400x1,1 = 144 540 kW/t. 1 kW / h fra din egen SPP vil koste 470.000/144.540 = 3,25 rubler. Du kender de nuværende priser (fra 3,15 til mere end 6 rubler). Fordelen ser ikke ud til at være særlig god, i betragtning af at disse "halv citron" skal tages et andet sted, uden at komme i gæld til de nuværende udlånsrenter. Ikke desto mindre er det allerede berettiget at bygge et SES til dig selv i sådanne tilfælde:

• På fjerntliggende, svært tilgængelige steder med ustabil strømforsyning. Livet er dyrere end nogen takst. I hvert fald drivhusplanter og husdyr, der giver mad og indtægt.
• I kommercielle bedrifter, der kræver kontinuerlig strømforsyning, de samme drivhuse eller for eksempel fjerkræstalde. Det er muligt at bygge på billig grund uden infrastruktur, og prisen på et solcelleanlæg kan umiddelbart vise sig at være mindre end prisen for at lægge en strømforsyningsføder.
• I store husstande, der systematisk går over basisforbrugsgrænsen.
• Fælles brug. Eksempel: SPP for 15 kW peak (3 gennemsnitlige huse) vil koste omkring 1,5 millioner rubler. ved selvkonstruktion eller 2,5 millioner rubler. Fuld konstruktion. Efter at have "smidt ud" med naboer / slægtninge, får vi de samme 500.000 rubler. og 5 kW pr. bolig, men stabil og uden kommunikation med energiselskaber.

Hvem skal man tage fra?

Det er dog for tidligt at løbe efter batterier. På sikkerhedsmarkedet er situationen meget vanskelig: Høj og uordnet, på randen af ​​et hastværk, skaber efterspørgsel over hele verden hård og ofte unfair konkurrence. Verdens førende i dette segment er Kina, og ikke takket være "kinesiske" priser (de dumper slet ikke), men til den faktiske kvalitet. Men Kina er et meget kontroversielt land; Der er masser af offshore-kældre i Shanghai-Wuhan, der forklæder sig som pålidelige statsejede virksomheder. På den anden side går industriens vestlige "hvaler" i panik under truslen om konkurs helt ud, bare for at få varerne ind, uden at skåne deres gode navn.

I Rusland er der en god afsætningsmulighed i forhold til at vælge en producent. Elektronik- og halvlederindustrien i USSR og Den Russiske Føderation har altid været på deres bedste med hensyn til videnskabeligt og teknisk niveau; Intels første CPU'er var i øvrigt lavet af sovjetisk silicium; Silicon Valley var stadig under udvikling på det tidspunkt. Men på en aksel har sovjetisk-russisk elektronik aldrig været mærkbar i verden; arbejdede hovedsageligt for krigen. Under perestrojka blinkede produkter, der var bedre end de dengang verdens, på udsalg, men det var for sent at konkurrere med "hajerne". For eksempel - se fig. Den fungerer upåklageligt indtil videre, der er lavet beregninger for artiklen på den. Og hans dyrere og mindre dygtige jævnaldrende Casio og Texas Instruments har slidt tangenterne op og sat sig ned i lang tid.

I dag er der flere virksomheder, der opererer i Den Russiske Føderation med rene rum, uddannet personale, ingeniører og teknisk personale og erfaring på dette område. De forbliver oven vande takket være den korrekte markedstaktik: de køber SB-komponenter fra betroede kinesiske leverandører, passerer dem gennem deres egen indgående kontrol og samler dem i paneler i henhold til alle teknologiens regler. De erklærede parametre for deres produkter kan stoles ubetinget på. Desværre, efter de tidligere forstyrrelser, er der ikke mange af dem tilbage:

1. Telecom-STV i Zelenograd, TSM-varemærke.
2. RZMKP, Ryazan, TM RZMP.
3. NPP "Kvant", Moskva, sammenfoldelig bærbar SB.

For nylig har MicroART (TM "Inverter") gjort gode fremskridt på SB-markedet, og det ser ud til, at det ikke er forgæves. Men der var og var falske starter i dette segment, så du skal se nærmere på Inverter. Der er endnu en omstændighed: EVA-film. Det skal være frostbestandigt, ellers bliver det ved minusgrader groft, eksfolierer gradvist og SB'en svigter. Derfor, når du vælger, er det bydende nødvendigt at se på driftstemperaturområdet og den tilladte minimum eksponeringstid. Eller i sidste ende garantiperioden under de givne klimatiske forhold.

Hvilke skal man tage?

At udsagn som "mono er sejt, poly suger" er følelsesmæssige snarere end underbyggede, er sikkert allerede klart for dig. Forskellen mellem dem er i øvrigt ikke så grundlæggende. Siliciumgrise af højeste kvalitet, de mest ensartet omkrystalliserede, bruges til store spåner. Betingelse 1 - for en gennemsnitlig integrationsgrad, 2. - for diskrete komponenter og kun 3. - for SB. "Mono" adskiller sig fra "poly" ved, at i førstnævnte på et snit af en krystal i et emne (krystallit), dyrkes flere FEP'er eller 1 stor; I polysilicium SB'er optager små PVC'er hver ca. 1 fin krystallit.

Men slyngelproducenter og forhandlere forsøger at give helt ubrugelige monopolyer ud, og erstatter betegnelsen med lignende betydninger, men med bogstavet "m" i begyndelsen: multikrystallinsk, mikrostrukturel osv. Derfor minder vi dig om: polykrystallinske SB-moduler er blå, oftest med mærkbar irisering (nuancer af farver), til venstre i fig. Monokrystallinsk meget mørk til helt sort; iriscens, hvis der er, er ikke særlig mærkbar, til højre på samme sted. Generelt er det umuligt at bestemme kvaliteten af ​​modulet med øje eller ved elektriske målinger; laboratoriekemiske, krystallografiske og mikrostrukturelle analyser er nødvendige. Hvad handlende-slyngler med magt og hovedanvendelse.

Om primærspænding

Oftest anbefales det at tage en 12 V SB. Ligesom du kan tænde 12-volts husholdningspærer, og du behøver ikke en speciel controller. For det første er DC-udstyr til 24, 36 og 48 V slet ikke "specielt", det er standardværdier for en række spændinger. For det andet er andelen af ​​husholderske i energiforbruget slet ikke noget, og de har brug for en separat ledning. Men dette er ikke hovedpointen.

Ovenfor er det beregnet - for et gennemsnitshus er der behov for et bufferbatteri på 5,5 kW peak. Strømmen fra det med en timeafladning vil være 5500/12 = 458, (3) eller cirka 460 A. Der er banker til batterier med en kapacitet på op til 210-240 A/t på et bredt udsalg, hvorfra startbatterier af tungt specialudstyr rekrutteres. For ikke at nævne omkostningerne, parallelisering af batteriet er uundværligt, og ikke flere SB-elementer kan lide at arbejde parallelt med batteriet, og af samme årsager; dette er en fælles egenskab for alle jævnstrømskilder. Som et resultat - et batteri til 100-120 tusind rubler. varer højst 5-6 år, og der skal 2-3 udskiftninger til om 15 år.

Og lad os nu tage den "primære" DC ved 48 V. Det ville være bedre 60-72, jævnstrøm op til 100 V er sikkert, kun SB gør ikke sådan. Med hensyn til påvirkningen af ​​den menneskelige krop er 50/60 Hz de farligste frekvenser, kun der er ingen steder at tage hen, deres værdier har udviklet sig historisk. Så får vi med en timeafladning 5500/48 = 114,58 (6) A og kapaciteten på batteriet er 120 A/t. Dette er et almindeligt bilbatteri, plus du kan bruge langtidsholdbare forseglede AGM, GEL, OpzS, hvis du ikke har noget imod pengene. Og det værste af det hele (autostarter) vil vare mindst 8 år, eller endda alle 15. Og det vil koste halv pris af en kæmpestor.

Der er en nuance mere. Tag et kig på fig. - SES kredsløb med primær 48 V. Nederst til højre - hovedmaskinen til 175 A. Til 12 V skal du bruge 700 A. Har du set sådan en på udsalg? Jævnstrøm? Hvor meget er? Plus andre højstrømskoblinger, automatisering, ledninger og busser. Generelt, hvis vi kasserer varemærkerne, reducerer det primære 48 V-kredsløb omkostningerne ved SES med det halve eller mere.

Bemærk: og Gud forbyde dig at forbinde SPP'en til gadeindgangen! Vi bliver nødt til at betale onklerne på disken for deres udgifter og arbejde. Det er nødvendigt at lægge en pakkepose efter tælleren (dette er en abonnentledning, og her er du en komplet mester, bare glem ikke TB), og du bliver pludselig nødt til at skifte tilbage fra solen til det generelle netværk. For eksempel ved udskiftning af batteri eller længerevarende dårligt vejr.

Lør og hjemmelavede produkter

Den første ting, som en amatørsolenergi skal vide, er, at kasserede moduler er spredt på udsalget, hvilket 5 helt sikkert ikke vil fungere. Selvom du organiserer ren produktion derhjemme, er de allerede "forgiftet" med langsomtvirkende gift - skadelige urenheder. For at lave en mærkevare "tærte" har du desuden brug for et kammer med et dybt vakuum, så du bliver nødt til at samle SB'en i en ventileret kasse, hvilket betyder, at elementerne er udsat for atmosfæriske påvirkninger. Uden fjernelse af ohmsk varme nedbrydes SB-moduler bogstaveligt talt foran vores øjne. Så det er bedre ikke at regne med en levetid på mere end 2-3 år.

Dog kan DIY være nyttig som 100 W af deres effekt vil koste mindre end 3000 rubler. Hvilke - lad os se lidt nedenfor, men lad os indtil videre dvæle ved monteringsteknologien. Det er vist ganske fuldt ud her:

Video: lav et solbatteri med dine egne hænder

Du kan tilføje lidt. For det første skal du ikke tage et åbenlyst affald på arbejde, sendt i løs vægt, til venstre i fig. Bedre at købe en konstruktør, se fig. til højre. De er afsluttet med fluxblyanter og specielle ledere, hvilket i høj grad reducerer loddeafvisninger.

Lodning med en konventionel loddekolbe med kolofoniumflux (til højre i figuren til venstre) er heller ikke nødvendig. Modulernes kontaktpuder er sølvbelagte (silicium er ikke loddet), sølvlaget er tyndt og holder næsten ikke. Herhjemme tåler den formentlig kun 1-fold lodning (ved produktion af automatiske maskiner - 3-fold), og med en loddekolbe med en forniklet bronzespids. Forsøg ikke at tin det, de lodde tørre med sådan en loddekolbe.

SB-håndværkere lodder dog også med almindelige loddekolber med alle mulige forholdsregler; hvordan - kan ses her:

Video: fortinnings- og loddekontakter

Det tredje punkt - inden montering skal modulerne kalibreres, og søjlerne skal samles af plader med omtrent samme parametre (se video nedenfor). Det er næsten aldrig muligt at hente moduler til 48 volt poler fra substandard moduler, så hjemmelavede SB'er laves 12 volt eller 6 volt.

Video: Kalibrering af elementer

Nu om de tilfælde, hvor det giver perfekt mening at lave et solcellebatteri selv. Den første er "gummibånd"-båden beskrevet ovenfor. Diagrammet over dets kraftværk er vist i fig. under. Det samme er velegnet til en sommerbolig, kun i stedet for en motor skal du tænde en 12VDC / 220VAC 50 Hz inverter til 200-300 watt. Dette er nok til et tv, et lille køleskab og et musikcenter. Switch S2 virker, S1 er til reparation og nødopbevaring og til vinteropbevaring.

Sagen her er, at spændingsfaldet over en konventionel diode stiger med stigende strøm gennem den. Ikke meget, men i kombination med begrænsningsmodstanden Rp (begge er designet til bly-syre batteri 12V 60A / h!), Overbelastningen af ​​SB ved strøm varer selv med et helt "tomt" batteri ikke mere end 2-3 minutter . Hvis en sådan situation opstår en gang om dagen, så vil SB tjene i mindst 4 år, dvs. mere end selvindsamling fra substandard. Og en benzinmotor i løbet af denne tid ville forbruge brændstof for et beløb, der er meget mere end installationsomkostningerne.

Det andet etui oplader til en mobiltelefon. For hende er det bedre at købe et færdiglavet modul til 6V 5W; skema for det - i fig.

Switch S1 og lysende hvid LED D3 er test. Hvis du vil pille ved solcellemoduler, så tilbyder vi videoer (se nedenfor). I dette tilfælde vil et oplagt ægteskab stykkevis også gå til SB, prisen er billig. Det er i øvrigt en god praksis at arbejde med solceller, før du tager en stor sat, og det vil være et nyttigt værktøj.

Video: mini solcellebatteri til at oplade din telefon - montering og test

Installation og justering

Installation af solpaneler og samlere af en stationær struktur udføres oftest på taget. Der er 2 mulige løsninger: enten adskille en del af taget og inkludere SK / SB-kroppen i tagdragerens strømkreds (dets ramme uden tagpap) og derefter forsegle mellemrummet, eller installer panelet på understøtninger af metalstifter, der går gennem taget. Og spærene, som fastgørelseselementerne faldt på, skal forstærkes med tværstænger.

Den første metode er naturligvis vanskeligere og kræver et ret komplekst byggearbejde. Det løser dog ikke kun problemet med panelets vindmodstand. En meget let opvarmning af sagen fra loftssiden reducerer i høj grad sandsynligheden for EVA-filmafskalning og øger pålideligheden af ​​hele installationen. Derfor er det bestemt at foretrække på steder med hård frost/vind.

Hvad angår mobile (mobile) eller fritstående jordpaneler, er de monteret på en tredimensionel ramme eller en støtte (støtte) lavet af metal, træ osv. demonstrerer deres aerodynamiske kvaliteter, ganske gode.

Det er nødvendigt at orientere faste paneler til den maksimale årlige gennemsnitlige (sæsonbestemte) insolation (align) så nøjagtigt som muligt. Kyllingen bider et korn og sparer en krone en rubel - i dette tilfælde påvirker disse ordsprog fuldt ud tilbagebetalingsperioden for installationen. Azimuth er indstillet nøjagtigt langs meridianen. Hvis du bruger et kompas til dette, skal du tage højde for stedets magnetiske deklination; i GPS- eller GLONASS-enheder - aktiver den tilsvarende korrektion. Du kan også slå fra middagslinjen (dette er meridianen), som beskrevet i skolebøger om naturhistorie, geografi, astronomi eller f.eks. i manualer til konstruktion af et solur.

Panelets hældning i højde α, afhængigt af dets geografiske breddegrad φ, beregnes for forskellige tilfælde med en korrektion for hældningen af ​​jordens akse β = 23,26 grader, hvilket resulterer i, at Solens højde i mellembreddegrader skifter efter årstider:

• Til sommerinstallationer α = φ-β; hvis α =<0, панель укладывается горизонтально.
• For sæsonbestemt forår-sommer-efterår α = φ
• For året rundt α = φ + β

Hvis der i sidstnævnte tilfælde kommer α> 90 grader ud - er du ude over polarcirklen, og du behøver ikke et vinterpanel. For enkelhedens skyld og nøjagtigheden med hensyn til vinklen α, beregnes stigningen af ​​panelets nordlige kant i længdeenheder som h = Lsinα, hvor L er længden af ​​panelet fra syd til nord. Lad os sige, at et panel på 2 m er installeret langs meridianen. α kom ud ved 30 grader. Derefter skal nordkanten (sin 30 grader = 0,5) hæves 1 m. Med sinα = 1 eller deromkring placeres panelet lodret.

Langt om længe

Rusland, uanset hvad du siger, kan ikke kaldes et land, der er ideelt for udvikling af solenergi. Men det er ikke en stor ære at tage det dårlige. Men at komme til det fastsatte mål på trods af alt, og når alt er imod dig, er en stor succes i lang tid, hvis bare målet er værdigt og brugbart. Der er mange eksempler i historien: Holland, Chile (dyrkning af dårlige områder), Japan - en industriel kæmpe, næsten fuldstændig blottet for kilder til råmaterialer, i verden som helhed - udviklingen af ​​HF-radiobølger af radioamatører (eksperter) fuldt bevæbnet med teorier fra den tid anså dem for at være værdiløse), og i Rusland - i det mindste konstruktionen af ​​den transsibiriske jernbane, som stadig ikke har nogen analoger. Her har selvskabte mennesker et sted at strejfe, og hvis der sker et "russisk solmirakel", vil det helt sikkert være deres store fortjeneste.

(Canada) har udviklet en alsidig, kraftfuld, effektiv og en af ​​de mest økonomiske solparabolske koncentratorer (CSP'er - Concentrated Solar Power) med en diameter på 7 meter, både til almindelige husejere og til industriel brug. Virksomheden har specialiseret sig i fremstilling af mekaniske enheder, optik og elektronik, hvilket har hjulpet det med at skabe et konkurrencedygtigt produkt.

Ifølge producenten selv udkonkurrerer SolarBeam 7M solenergikoncentratoren andre typer solenergiapparater: flade solfangere, vakuumfangere, solfangerkoncentratorer af typen "chute".

Udvendigt billede af solenergikoncentratoren Solarbeam

Hvordan det virker?

Automatisk solenergikoncentrator overvåger solens bevægelse i 2 planer og retter spejlet nøjagtigt mod solen, hvilket gør det muligt for systemet at opsamle maksimal solenergi fra daggry til sen skumring. Uanset årstiden eller brugsstedet bevarer SolarBeam en målretningsnøjagtighed på op til 0,1 grader i forhold til solen.

De stråler, der falder på solkoncentratoren, er fokuseret på et punkt.

SolarBeam 7M Beregning og design

Stresstest

Metoder til 3D-modellering og softwarestresstest blev brugt til at designe systemet. Tests udføres ved hjælp af FEM-metoden (Finite Element Analysis) til at beregne spændinger og forskydninger af dele og samlinger under påvirkning af interne og eksterne belastninger for at optimere og verificere designet. Denne strenge test bekræfter, at SolarBeam kan fungere under ekstreme vind- og klimatiske forhold. SolarBeam har med succes simuleret vindbelastninger op til 160 km/t (44 m/s).

Stresstest af den parabolske reflektorramme og stiverforbindelse

Foto af Solarbeam Hub Mount

Solar Concentrator Rack Stress Test

Produktionsniveau

Ofte forhindrer de høje omkostninger ved fremstilling af parabolske koncentratorer deres massive brug i individuel konstruktion. Brugen af ​​matricer og store segmenter lavet af reflekterende materiale har reduceret produktionsomkostningerne. Solartron har brugt mange af de innovationer, der bruges i bilindustrien til at reducere omkostningerne og øge produktionen.

Pålidelighed

SolarBeam er blevet testet under de barske forhold i nord for høj ydeevne og holdbarhed. SolarBeam er designet til alle vejrforhold, inklusive høje og lave omgivende temperaturer, snebelastning, isdannelse og kraftig vind. Systemet er designet til 20 eller flere års drift med minimal vedligeholdelse.

SolarBeam 7M parabolske spejle kan rumme op til 475 kg is. Dette er omtrent lig med 12,2 mm istykkelse over hele arealet på 38,5 m2.
Installationen fungerer normalt i snefald på grund af det buede design af spejlsektorerne og muligheden for automatisk at udføre "automatisk snerydning".

Ydeevne (sammenligning med vakuum- og flade solfangere)

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

Virkningsgraden for ikke-koncentrerende solfangere blev beregnet ved hjælp af følgende formel:

Effektivitet = F Collector Effektivitet - (Slope * Delta T) / G Solstråling

Ydeevnekurven for SolarBeam Hub viser en samlet høj effektivitet over hele temperaturområdet. Flade solfangere og evakuerede solfangere viser lavere effektivitet, når der kræves højere temperaturer.

Sammenlignende plot af Solartron og flade / vakuum solfangere

Solartron effektivitet versus temperaturforskel dT

Det er vigtigt at bemærke, at ovenstående diagram ikke tager højde for vindvarmetab. Derudover angiver ovenstående data maksimal effektivitet (ved middagstid) og repræsenterer ikke effektivitet under for. Dataene er givet for en af ​​de bedste flade- og vakuummanifolder, der findes. Ud over at være yderst effektiv producerer SolarBeamTM op til 30 % mere energi ved at spore solen på to akser. I geografiske områder, hvor der hersker lave temperaturer, er effektiviteten af ​​flade og evakuerede solfangere væsentligt reduceret på grund af det store absorberareal. SolarBeamTM har en absorber med et areal på kun 0,0625 m2 i forhold til opsamlingsarealet på 15,8 m2 og opnår dermed et lavt varmetab.

Bemærk også, at på grund af det dobbeltakse sporingssystem vil SolarBeamTM Hub altid fungere med maksimal effektivitet. Det effektive solfangerareal af en SolarBeam er altid lig med det faktiske overfladeareal af spejlet. Flade (stationære) solfangere mister potentiel energi i henhold til ligningen nedenfor:
PL = 1 - COS i
hvor PL er tabet i energi i %, af maksimum ved forskydning i grader)

Kontrolsystem

SolarBeam-styring bruger "EZ-SunLock"-teknologi. Med denne teknologi kan systemet hurtigt installeres og konfigureres overalt i verden. Sporingssystemet sporer solen med en nøjagtighed på 0,1 grader og bruger en astronomisk algoritme. Systemet er i stand til generel afsendelse via fjernnetværk.

Unormale situationer, hvor "pladen" automatisk vil blive parkeret i en sikker position.

• Hvis kølevæsketrykket i kredsløbet falder til under 7 PSI
• Når vindhastigheden er mere end 75 km/t
• I tilfælde af strømafbrydelse flytter UPS'en (Uninterruptible Power Supply) parabolen til en sikker position. Når strømmen er genoprettet, fortsætter den automatiske solsporing.

Overvågning

Under alle omstændigheder, og især for industrielle applikationer, er det meget vigtigt at kende status for dit system for at sikre pålidelighed. Du skal advares, før der opstår et problem.

SolarBeam har mulighed for at overvåge gennem SolarBeams fjernbetjeningspanel. Dette panel er nemt at bruge og giver vigtige oplysninger om SolarBeam-status, diagnostik og energiproduktion.

Fjernkonfiguration og -styring

SolarBeam kan fjernkonfigureres og hurtigt ændres indstillinger. Pladen kan fjernstyres ved hjælp af en mobil browser eller pc, hvilket forenkler eller eliminerer kontrolsystemer på stedet.

Advarsler

I tilfælde af en alarm eller behov for service, sender enheden en e-mail til det udpegede servicepersonale. Alle advarsler kan tilpasses efter brugerens præferencer.

Diagnostik

SolarBeam har fjerndiagnosefunktioner til systemtemperaturer og -tryk, strømproduktion og mere. På et øjeblik kan du se systemets status.

Rapportering og diagrammer

Når energiproduktionsrapporter er påkrævet, kan de nemt fås for hver plade. Rapporten kan være i form af en graf eller en tabel.

Installation

SolarBeam 7M blev oprindeligt designet til storskala CSP-installationer, hvilket gør installationen så nem som muligt. Designet giver mulighed for hurtig samling af hovedkomponenter og kræver ikke optisk justering, hvilket gør installation og systemstart billig.

Installationstid

Et team på 3 kan installere en SolarBeam 7M fra start til slut på 8 timer.

Indkvarteringskrav

SolarBeam 7M er 7 meter bred med 3,5 meter offset. Når du installerer flere SolarBeam 7M'er, bør der tildeles et område på ca. 10 x 20 meter pr. system for at maksimere solforstærkningen med den mindste mængde af skygge.

montage

Parabolic Hub er designet til at blive samlet på jorden ved hjælp af et mekanisk løftesystem, hvilket muliggør hurtig og nem installation af spær, spejlsektorer og armaturer.

Anvendelsesområder

Generering af elektricitet ved hjælp af ORC (Organic Rankine Cycle) enheder.

Industrielle vandafsaltningsanlæg

Termisk energi til afsaltningsanlæg kan leveres af SolarBeam

I enhver industri, hvor der kræves meget varmeenergi til det teknologiske kredsløb, såsom:

• Mad (madlavning, sterilisering, alkoholproduktion, vask)
• Kemisk industri
• Plast (Opvarmning, udstødning, adskillelse, ...)
• Tekstil (blegning, vask, presning, dampbehandling)
• Petroleum (sublimering, klaring af olieprodukter)
• Og meget mere

Installationssted

Egnede placeringer til installation er områder, der modtager mindst 2000 kWh sollys pr. m2 pr. år (kWh / m2 / år). Jeg anser følgende regioner i verden for at være de mest lovende producenter:

• Regioner i det tidligere Sovjetunionen
• Sydvestlige USA
• Central- og Sydamerika
• Nord- og Sydafrika
• Australien
• Middelhavslandene i Europa
• mellem Østen
• Indiens og Pakistans ørkensletter
• Regioner i Kina

Solarbeam-7M Model Specifikation

• Spidseffekt - 31,5 kW (ved en effekt på 1000 W / m2)
• Graden af ​​koncentration af energi - mere end 1200 gange (plet 18 cm)
• Maksimal temperatur i fokus - 800 ° С
• Maksimal kølevæsketemperatur - 270 ° С
• Driftseffektivitet - 82 %
• Refleks diameter - 7m
• Parabolisk spejlareal - 38,5 m2
• Brændvidde - 3,8m
• Elforbrug ved servomotorer - 48W + 48W / 24V
• Vindhastighed under drift - op til 75 km/t (20 m/s)
• Vindhastighed (i sikker tilstand) - op til 160 km/t
• Solsporing i azimut - 360 °
• Lodret solsporing - 0 - 115 °
• Støttehøjde - 3,5m
• Reflektorvægt - 476 kg
• Totalvægt -1083 kg
• Absorberstørrelse - 25,4 x 25,4 cm
• Absorberareal -645 cm2
• Volumenet af kølevæsken i absorberen - 0,55 liter

Refleks overordnede mål