parašyta perskaičius straipsnį Photon International 2012-12-12. Visos nuotraukos ir duomenys yra iš šio šaltinio.

Trumpai:
1) CSP (Concentrated Solar Power) stočių galia visame pasaulyje 2012 metais padidėjo 1 GW. Ši rinka kasmet auga >100% (ne rašybos klaida!).
2) Instaliuota galia: 2,8 GW, statoma 2,9, planuojama 7 GW.
3) Populiariausia yra parabolinių atšvaitų technologija, tačiau stiprėja koncentratoriai-bokštai ir koncentratoriai ant Fresnel lęšių.

Dabar daugiau. Rinka auga taip:


(šviesiai rudos ir rudos spalvos: metinė įdiegta ir instaliuota CSP galia (GW). Šaltinis: Photon International 2012/12)

Kaip vystysis CSP technologijos? Pažiūrėkime į šį paveikslėlį:


("legendos" paaiškinimas iš kairės į dešinę: bendras, paraboliniai atšvaitai, bokšteliai, paraboliniai indai, linijiniai Frenelio atšvaitai. Pirma diagrama - 2012 m. pabaigoje, antra: statoma, paskutinė: planuojama)

Akivaizdu, kad paraboliniai atšvaitai yra „šiandien“, tačiau koncentratorių bokštai bus populiarūs „rytoj“. Didžiausias iki šiol statomas projektas šioje srityje yra 392 MW Ivanpah saulės elektros energijos generavimo stotis pietų Kalifornijoje. 170 000 veidrodžių nukreips šviesą į bokštus.

CLFR pamažu atkariauja rinką: pastebimas padidėjimas nuo 1 iki 7%. Didžiausias projektas šioje srityje yra 100 MW projektas Radžastane iš Avera Solar.

Kas yra paraboliniai atšvaitai?

Tai sistema, kai paraboliniai veidrodžiai, sukdamiesi išilgai savo ašies, sufokusuoja saulės spindulius į šilumą sugeriantį vamzdelį. Tokia sistema leidžia susikoncentruoti 100 kartų ir pašildyti šilumnešį (specialų aliejų) iki 400 laipsnių. Per šilumokaitį karšta alyva atiduoda energiją garams, kurie savo ruožtu suka turbiną. Naujose šios srities sistemose gali būti išlydytos druskos rezervuaro pavidalo akumuliatorius (iki 8 valandų). Sistema jau gerai žinoma (nuo devintojo dešimtmečio).

Trūkumai ir privalumai:

1. patikrinta technologija.


2. Tačiau didelės išlaidos, palyginti su kitais „žaliaisiais“ šaltiniais (pvz., PV).


3. Tačiau žema aušinimo skysčio temperatūra.


4. Tačiau kai kuriais atvejais tokioms sistemoms reikia tiekti vandens, o tai nėra lengva dykumos aplinkoje.


5. Tačiau įrengimo vietos nuolydis neturėtų būti didesnis nei 1%.

Kas yra koncentratoriai – bokštai?
Tai sistema, kurioje tūkstančiai besisukančių veidrodžių seka saulę ir nukreipia energiją į maitinimo imtuvą. Galite sutelkti energiją 1000 kartų. Bokšto aukštis nuo 5 iki 165 m Veidrodžiai nuo 1,1 iki 120 kv.m. Temperatūra nuo 440 iki 550 laipsnių Celsijaus. Šilumos perdavimui naudojamas vanduo arba išlydyta druska.

Trūkumai ir privalumai:

1. Jie leidžia pasiekti aukštesnę temperatūrą, didesnį efektyvumą, mažesnes energijos sąnaudas nei paraboliniai atšvaitai.


2. Nereikalauja itin plokščio reljefo (gali būti nustatytas 5 % nuolydžiu).


3. Energijos rezervas bake su išlydyta druska yra iki 15 valandų.


4. Tačiau tokių sistemų naudojimo istorija yra trumpesnė, todėl skolinimo rizika yra didesnė.


5. Tačiau kaina vis dar didelė.

Kas yra koncentratorių sistemos su tiesiniais Fresnelio atšvaitais?
Tai paprastesnės sistemos, palyginti su paraboliniais kanalais. Šviesa koncentruojama 30 kartų, o vietoj aliejaus šilumos perdavimui naudojamas vanduo.

Trūkumai ir privalumai:
Paprastas dizainas, mažos energijos sąnaudos.
Tačiau didelė technologinė rizika: ši technologija dar nebuvo išbandyta kaip paraboliniai atšvaitai.

Šiandien koncentratoriai kovoja už savo egzistavimą: pigėjančios ir jau pažįstamos saulės baterijos spaudžia šią rinką.

• 1 sumontuotas vatas iš koncentratorių šiandien kainuoja apie 5 USD (paraboliniai koncentratoriai),


• 1 sumontuotas vatas koncentratorių bokštams yra apie 7 USD (kaina išlieka ta pati, jei energija laikoma smėlyje 6-7 valandas, 10 USD, jei rezervas yra 12-15 valandų).


• 1 įdiegtas vatas įprastoms plokštėms yra apie 1 USD.

1 kWh generavimas kainuos 14-35 centus. Pagal JAV Energetikos departamento tikslą, 2020 m. energija iš centrų pietų Kalifornijoje turėtų būti 6 centai.

Tačiau nepamirškite, kad tai daug jaunesnė pramonė, kuri eina tradicinės prieš 10 metų sukurtos fotoelektros keliu. Šioje srityje yra kainų mažinimo potencialas ir esu tikras, kad „vietos saulėje“ užteks visoms technologijoms.

Tačiau prisimenu ir optimizmą, su kuriuo Siemens ėmėsi koncentratorių (neseniai Siemens paskelbė apie darbo šioje srityje pabaigą) ir prisimenu entuziazmą plonasluoksnei silicio fotovoltikai. Abiem atvejais galimybių langas užsidarė su trenksmu daugeliui kišenių.

Pakalbėkime apie trūkumus. Veidrodžius reikia nuvalyti. Be to, jų paviršius turi būti tobulas ir toks turi išlikti. visą laiką stoties veikimas.


(valymas

Pagrindinis saulės kolektoriaus uždavinys – iš saulės gaunamą energiją paversti elektros energija. Veikimo principas ir įrangos konstrukcija yra nesudėtinga, todėl techniškai nesudėtinga ją pagaminti. Paprastai gaunama energija naudojama pastatams šildyti. Saulės kolektoriaus gamyba namui šildyti savo rankomis turi prasidėti nuo visų komponentų pasirinkimo.

Rodyti viską

Dizainas ir veikimo principas

Namo šildymas saulės energiją paverčiant elektros energija, kaip taisyklė, naudojamas kaip papildomas šilumos šaltinis, o ne pagrindinis. Kita vertus, sumontavus didelės galios konstrukciją, o visus namuose esančius prietaisus paversti elektra, tuomet išsiversti tik su saulės kolektoriumi.

Tačiau verta atminti, kad šildymas saulės kolektorių pagalba be papildomų šilumos šaltinių galimas tik pietiniuose regionuose. Tokiu atveju plokščių turėtų būti daug. Jie turi būti išdėstyti taip, kad neturėtų šešėlio (pavyzdžiui, nuo medžių). Plokštės turi būti dedamos priekine puse ta kryptimi, kurią visą dieną maksimaliai apšviestų saulė.

Saulės energijos koncentratoriai

Nors šiandien yra daugybė tokių įrenginių veislių, veikimo principas yra vienodas visiems. Bet kuri schema paima saulės energiją ir perduoda ją vartotojui, reprezentuodama grandinę su nuosekliu įrenginių išdėstymu. Komponentai, gaminantys elektros energiją, yra saulės baterijos arba kolektoriai.

Kolektorius susideda iš vamzdžių, kurie nuosekliai sujungti su įėjimo ir išleidimo anga. Jie taip pat gali būti išdėstyti ritės pavidalu. Vamzdžių viduje yra proceso vanduo arba vandens ir antifrizo mišinys. Kartais jie užpildomi tiesiog oro srautu. Cirkuliacija vyksta dėl fizinių reiškinių, tokių kaip garavimas, agregacijos būsenos pokyčiai, slėgis ir tankis.

Absorberiai atlieka saulės energijos surinkimo funkciją. Jie turi vientisos juodo metalo plokštės formą arba daugelio plokščių, sujungtų vamzdžiais, struktūrą.

Korpuso dangtelio gamybai naudojamos medžiagos, turinčios didelį šviesos pralaidumą. Dažnai tai yra organinis stiklas arba grūdintas paprastas stiklas. Kartais naudojamos polimerinės medžiagos, tačiau plastikiniai kolektoriai nerekomenduojami. Taip yra dėl didelio jo išsiplėtimo kaitinant saulei. Dėl to korpuse gali nukristi slėgis.

Jei sistema bus eksploatuojama tik rudenį ir pavasarį, tai vanduo gali būti naudojamas kaip šilumos nešiklis. Bet žiemą tai turi būti pakeistas antifrizo ir vandens mišiniu. Klasikinėse konstrukcijose aušinimo skysčio vaidmenį atlieka oras, judantis per kanalus. Jie gali būti pagaminti iš įprasto profiliuoto lakšto.

Patirtis eksploatuojant savarankiškai pagamintą saulės bateriją (saulės baterijos 3 dalis).

Jei kolektorių reikia įrengti šildyti nedidelį pastatą, kuris nėra prijungtas prie privataus namo autonominės šildymo sistemos ar centralizuotų tinklų, tai tiks paprasta sistema su viena grandine ir šildymo elementu jos pradžioje. Schema paprasta, tačiau ginčijamasi dėl jos įrengimo galimybių, nes ji veiks tik saulėtą vasarą. Tačiau jo veikimui nereikia cirkuliacinių siurblių ir papildomų šildytuvų.

Su dviem grandinėmis viskas daug sudėtingiau, tačiau dienų, kai bus aktyviai generuojama elektra, skaičius išauga kelis kartus. Tokiu atveju kolektorius apdoros tik vieną grandinę. Didžioji dalis apkrovos tenka vienam įrenginiui, kuris veikia elektra ar kitos rūšies kuru.

Nors įrenginio našumas tiesiogiai priklauso nuo saulėtų dienų skaičiaus per metus, o kaina yra per didelė, jis vis tiek yra labai populiarus tarp gyventojų. Ne mažiau įprasta yra saulės šilumokaičių gamyba savo rankomis.



Temperatūros klasifikacija

Saulės sistemos klasifikuojamos pagal įvairius kriterijus. Tačiau įrenginiuose, kuriuos galima pagaminti savarankiškai, turėtumėte atkreipti dėmesį į aušinimo skysčio tipą. Tokias sistemas galima suskirstyti į du tipus:

• įvairių skysčių naudojimas;
• oro konstrukcijos.

Pirmieji naudojami dažniausiai. Jie yra našesni ir leidžia tiesiogiai prijungti kolektorių prie šildymo sistemos. Temperatūros klasifikacija taip pat yra įprasta. kurioje įrenginys gali veikti:



„Pasidaryk pats“ saulės baterija, 11 dalis

Pastarojo tipo saulės sistemos veikia dėl labai sudėtingo saulės energijos perdavimo principo. Įrangai reikia daug vietos. Jei pastatysite jį į kaimo kotedžą, jis užims vyraujančią svetainės dalį. Energijai gaminti prireiks specialios įrangos, todėl savo jėgomis pasidaryti tokią saulės sistemą bus beveik neįmanoma.






DIY gamyba

Saulės šildytuvo gaminimas savo rankomis yra gana įdomus, o baigtas dizainas savininkui suteiks daug naudos. Tokio įrenginio dėka galima išspręsti patalpų šildymo, vandens šildymo ir kitas svarbias ekonomines užduotis.



Savarankiškos gamybos medžiagos

Pavyzdys yra šildymo įrenginio, kuris tieks šildomą vandenį į sistemą, sukūrimo procesas. Pigiausias būdas pagaminti saulės kolektorių – kaip pagrindines medžiagas naudoti medinius blokus ir fanerą bei medžio drožlių plokštes. Arba galite naudoti aliuminio profilius ir metalo lakštus, tačiau jie kainuos daugiau.

Visos medžiagos turi būti atsparios drėgmei, tai yra atitikti lauko sąlygomis keliamus reikalavimus. Kokybiškai pagamintas ir sumontuotas saulės kolektorius gali tarnauti nuo 20 iki 30 metų. Atsižvelgiant į tai, medžiagos turi turėti reikiamas eksploatacines charakteristikas, kad būtų galima naudoti visą laikotarpį. Jei korpusas pagamintas iš medžio arba medžio drožlių plokštės, tada, norint pratęsti tarnavimo laiką, jis impregnuojamas vandens-polimero emulsijomis ir laku.

Apžvalga: Naminė saulės baterija (baterija).

Gamybai reikalingų medžiagų galima nusipirkti rinkoje viešai arba sukurti dizainą iš improvizuotų medžiagų, kurias galima rasti bet kuriame namų ūkyje. Todėl pagrindinis dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra medžiagų ir komponentų kaina.

Šilumos izoliacijos išdėstymas

Siekiant sumažinti šilumos nuostolius, dėžutės apačioje klojama izoliacinė medžiaga. Tam galite naudoti putas, mineralinę vatą ir kt. Šiuolaikinė pramonė siūlo didelį įvairių šildytuvų pasirinkimą. Pavyzdžiui, geras pasirinkimas būtų naudoti foliją. Jis ne tik apsaugos nuo šilumos nuostolių, bet ir atspindės saulės spindulius, vadinasi, padidins aušinimo skysčio įkaitimą.

Jei izoliacijai naudojamas polistireninis putplastis arba polistirenas, vamzdeliams galima išpjauti griovelius ir taip sumontuoti. Paprastai absorberis tvirtinamas prie korpuso apačios ir uždedamas ant izoliacinės medžiagos.

Kolektoriaus šilumos kriauklė

Saulės kolektoriaus šilumos kriauklė yra sugeriantis elementas. Tai sistema, susidedanti iš vamzdžių, kuriais juda aušinimo skystis, ir kitų dalių, dažniausiai pagamintų iš vario lakštų.

Geriausia medžiaga vamzdinei daliai yra varis. Tačiau namų amatininkai išrado pigesnį variantą - polipropileno žarnos, kurie susukti į spiralės formą. Jungimui prie sistemos prie įėjimo ir išleidimo angos naudojamos jungiamosios detalės.

Improvizuotas medžiagas ir priemones leidžiama naudoti įvairias, tai yra, beveik visas, kurios yra ūkyje. Šilumos kolektorius „pasidaryk pats“ gali būti pagamintas iš seno šaldytuvo, polipropileno ir polietileno vamzdžių, plieninių plokščių radiatorių ir kitų improvizuotų priemonių. Svarbus veiksnys renkantis šilumokaitį yra medžiagos, iš kurios jis pagamintas, šilumos laidumas.




Idealus variantas kuriant naminį vandens kolektorių yra varis. Jis turi didžiausią šilumos laidumą. Tačiau varinių vamzdžių naudojimas vietoj polipropileno nereiškia, kad prietaisas gamins daug daugiau šilto vandens. Lygiomis sąlygomis variniai vamzdžiai bus 15-25% efektyvesni nei polipropileno analogų montavimas. Todėl taip pat patartina naudoti plastiką, be to, jis yra daug pigesnis nei varis.

Naudojant varį arba polipropileną, visos jungtys (srieginės ir suvirintos) turi būti sandarios. Galimas vamzdžių išdėstymas – lygiagretus arba ritės pavidalo. Pagrindinės konstrukcijos viršus su vamzdeliais yra padengtas stiklu. Naudojant ritės formą, sumažėja jungčių skaičius ir atitinkamai galimas nuotėkių susidarymas, užtikrinamas vienodas aušinimo skysčio judėjimas per vamzdžius.

Dėžutei uždengti galima ne tik stiklą. Šiems tikslams naudojamos permatomos, matinės arba gofruotos medžiagos. Galite naudoti akrilo modernius analogus arba monolitinius polikarbonatus.

Klasikinės versijos gamyboje galite naudoti grūdintą stiklą arba organinį stiklą, polikarbonato medžiagas ir tt Gera alternatyva būtų polietileno naudojimas.

Svarbu atsižvelgti į tai, kad analogų naudojimas (gofruotas ir matinis paviršius) padeda sumažinti šviesos pralaidumą. Gamykliniuose modeliuose tam naudojamas specialus saulės stiklas. Jo sudėtyje yra šiek tiek geležies, o tai užtikrina mažus šilumos nuostolius.

Montavimo akumuliacinė talpa

Norėdami sukurti talpyklą, galite naudoti bet kokį 20–40 litrų talpos indą. Taip pat naudojama schema su keliomis talpyklomis, kurios tarpusavyje sujungtos į vieną sistemą. Pageidautina izoliuoti baką, kitaip pašildytas vanduo greitai atvės.

Jei pažiūrėsite, šioje sistemoje nėra kaupimosi, o pašildytą aušinimo skystį reikia naudoti nedelsiant. Todėl rezervuaras naudojamas:

• slėgio palaikymas sistemoje;
• prieškambario pakeitimas;
• karšto vandens paskirstymas.

Žinoma, pačių namuose pagamintas saulės kolektorius nesuteiks gamykliniams modeliams būdingos kokybės ir efektyvumo. Naudojant tik improvizuotas medžiagas, neverta kalbėti apie didelį efektyvumą. Pramoninio dizaino atveju tokie rodikliai yra kelis kartus didesni. Tačiau finansinės išlaidos čia bus daug mažesnės, nes naudojamos improvizuotos priemonės. „Pasidaryk pats“ saulės kolektorius žymiai padidins komforto lygį kaimo name, taip pat sumažins kitų energijos išteklių sąnaudas.

Susidomėjimas alternatyvia energija nuolat auga. Tam yra daug priežasčių, ir gana objektyvių. Galingiausias ir stabiliausias švarios energijos šaltinis yra saulė. Nors perdirbtos saulės energijos kaina vis dar prastesnė nei gaminama pramoniniu mastu, jos keitiklius į šilumą ar elektrą – saulės baterijas – daugelis perka arba gamina savo rankomis. Namas su elektrą gaminančiomis saulės baterijomis ir šilumos generatoriais – saulės kolektoriais – ant stogo, šiais laikais neretai pasitaiko gana atšiauraus klimato vietose, žr. Be to, niekas negali pakeisti tokio Saulės spinduliavimo orumo kaip visiška nepriklausomybė nuo žmogaus sukurtos aplinkos ir stichinių nelaimių.

Paveikslėlis iliustracijai darytas „žiemą“ ne be reikalo: šiuolaikiniai saulės kolektorių modeliai debesuotą dieną, kai lauke šalna -20, gali tiekti į šildymo sistemą +85 laipsnių Celsijaus temperatūros aušinimo skystį. Už kainą tokios saulės elektrinės yra gana prieinamos, tačiau jų gamybai reikalinga išvystyta gamybos bazė. Jei užduotis yra karšto vandens tiekimas kaimo name ar sodyboje šiltuoju metų laiku, kai išjungtas autonominis šildymas, tada visiškai įmanoma pasidaryti tam tinkamą saulės kolektorių savo rankomis. O jei turite vidutinio lygio namų meistro įgūdžių, instaliaciją, kuri padės šildymo katilui sutaupyti nemažą kiekį kuro žiemą, o šeimininkai sutaupys pinigų. Taip pat galima naudoti kitus naminius saulės kolektorius; bent vanduo baseine šildomas. Tokio tipo firminių dizainų kainos yra akivaizdžiai juokingos, palyginti su jų galimybėmis, ir nėra nieko, ko negalėtumėte padaryti patys.

Naudojant autonominį saulės energijos tiekimą, reikalas yra sudėtingesnis. Pripažinkime: bendro naudojimo saulės elektrinių, visais atžvilgiais pranašesnių už tradicines šilumines elektrines, hidroelektrines ir atomines elektrines, šiandien nėra. Ir kol saulės generuojama elektros energija nebus perkelta į kosmosą ir tam nebus panaudotas visas jos spektras, vargu ar įmanoma. Eurazijoje kraštutiniai šiauriniai taškai, kur didelių saulės elektrinių atsipirkimo laikas yra bent kiek trumpesnis nei jų eksploatavimo laikas, yra Egėjo jūros salos ir Turkmėnistanas.

Tačiau individualiai įsigyta saulės elektrinė gali būti pelninga ir vidutinėse platumose, jei bus atlikta išsami galimybių studija ir parinktas tinkamas modelis; ne paskutinį vaidmenį čia atlieka elektros energijos tiekimo stabilumas rajone. O saulės baterijos „pasidaryk pats“ sąvoka savininkui gali turėti gana neabejotiną ir teigiamą ekonominę reikšmę, jei tenkinamos kai kurios lengvos ir nemokamos jo gamybos ir eksploatavimo sąlygos šiais atvejais:

Kaip įsigyti ar patiems pasigaminti šiuos naudingus prietaisus, kad vėliau netektų gailėtis iššvaistytų pinigų? Apie tai šis straipsnis. Su nedideliu priedu apie saulės koncentratorius arba saulės koncentratorius. Šie prietaisai surenka saulės spinduliuotę į tankų spindulį, prieš perduodami jį konversijai. Kai kuriais atvejais jokiu kitu būdu neįmanoma pasiekti reikiamų įrengimo techninių rodiklių.

Apskritai medžiaga suskirstyta į 5 skyrius su poskyriais:

1. Esminiai saulės energijos naudojimo bruožai.
2. Saulės kolektoriai (SC), pirkti ir naminiai.
3. Saulės koncentratoriai.
4. Saulės baterijos (SAT), ta pačia tvarka.
5. Tinkamas SC ir SB montavimas ir išlyginimas.
6. Išvada išvadoje.

Žodis Kulibinams

Mėgėjai gamina saulės baterijas iš įvairių improvizuotų medžiagų: puslaidininkinių diodų, tranzistorių, išardytų priešpilio seleno ir vario lygintuvų, ant elektrinės viryklės savarankiškai oksiduojamų varinių plokščių ir tt Maksimalus, kurį iš jų galima maitinti, yra imtuvas arba grotuvas su sąnaudomis. srovė iki 50-70 mA esant vidutiniam tūriui. Daugiau iš esmės neįmanoma; kodėl – žr. sek. apie SB.

Tačiau būtų visiškai kvaila kaltinti techninių eksperimentų mėgėjus. Thomas Alva Edisonas kartą pasakė: „Visi žino, kad to padaryti neįmanoma. Yra neišmanėlis, kuris to nežino. Jis yra tas, kuris sukuria išradimą“. Bet kokiu atveju, prisilietimas prie aukštųjų technologijų subtilybių ir materijos gelmių (o SB yra matomas abiejų pavyzdys) suteikia žinių ir gebėjimų jas pritaikyti, t.y. greitas protas. Ir tai yra kapitalas, kuris niekada nenuvertėja ir kurio grąža yra didesnė nei bet kokių vertybinių popierių.

Nepaisant to, net ir bendriausi teoriniai visos tolesnės medžiagos pagrindai yra tokie, kad labiausiai "šiek tiek ant pirštų" neatsiranda straipsnių - knygose. Todėl toliau apsiribosime tais pavyzdžiais įvairioms progoms, kuriuos galima pasigaminti savarankiškai namuose, visiškai nepamirštant to, ko buvo mokoma mokykloje (jų, beje, yra nemažai); tai pirmas. Antra, apsiribosime prietaisais, kurie realiai tiekia šilumą ar srovę, tinka namų ir buities reikmėms. Tada turite pasinaudoti kai kuriais autoriaus teiginiais apie tikėjimą arba kreiptis į pagrindinius šaltinius.

Ko galima tikėtis?

Štai pokalbio telefonu su SB parduodančios įmonės pardavimų vadybininku pavyzdys: „O kokiomis sąlygomis jūsų baterija išvysto deklaruotą galią? - "Bet kuriam!" – O Murmanske (už poliarinio rato) ir žiemą? - Tyla, padėkite ragelį.

Dabar pažiūrėkime į viršutinį žemėlapį Fig. žemiau. Ten - Rusijos Federacijos insoliacijos zonavimas specialiai saulės energijos poreikiams. Ne ūkininkams, augalai per milijardus gyvenimo evoliucijos metų išmoko saulės šviesą naudoti ekonomiškiau. Tarkime, gyvename vietoje, kur saulės energijos srautas yra 4 kW/h 1 kv. m per dieną. Vidurinėse platumose, nuo pavasario iki rudens lygiadienio, ir atsižvelgiant į Saulės stovėjimo aukščio kitimą per dieną ir pagal sezoną, šviesiojo paros valandos trukmė bus apie 14 valandų. Tiksliau, konkrečiam geografiniam taškui galite paskaičiuoti internetinėse skaičiuoklėse, tokių yra.

Tada Saulės energijos srautas eina į apskritimą 4/14 = 0,286 kW/kv. m arba 286 W/kv. m Saulės jėgainės efektyvumui esant 25% (ir tai geras rodiklis), iš aikštės bus galima pašalinti 71,5 W galios, šiluminės ar elektrinės. Jei vidutiniam ilgalaikiam energijos suvartojimui (žr. žemiau) reikia 2 kW (tai yra tipinis atvejis), tada reikia keitiklio skydelio, kurio plotas yra 2000 / 71,5 = 27,97 arba 28 kvadratiniai metrai. m; tai 7x4 m. Naudingumas 25% – ar tai neįvertinta? Taip, iš plokščių galima išspausti daugiau. Didelė šios medžiagos dalis yra skirta tiksliai kaip.

Pastaba: nuorodai – saulės konstanta, t.y. Saulės energijos srauto tankis visame spinduliuotės spektre nuo itin ilgų radijo bangų iki itin kietos gama spinduliuotės, erdvėje Žemės orbitoje yra 1365,7 W/kv. m. Prie pusiaujo vidurdienį lygiadienio dienomis (Saulė savo zenite) - apie 1 kW / kv. m.. Prekybininkai dažnai to nežino, tačiau reikėtų nepamiršti.

Na, o kaip tada su gamintojų pažadais? Skydas, pavyzdžiui, yra 1x1,5 m, o jai deklaruojama 1 kW galia. Atrodo, kad tai neprieštarauja fizikai ir astronomijai, tačiau vidutinėse platumose po atmosferos kailiu tai atrodo aiškiai nerealu. Jie teisūs, nemeluoja. Tik išmatuota galia jų bandymų stende po specialiomis lempomis. Jei jie nori būti sąžiningi su manimi iki galo, tegul ateina ir apšviečia juos ant mano skydelio, o elektrą jie paima bet kur.

Žemėlapis po pirmuoju reikalingas norint papildomai nustatyti kainų kategoriją arba siūlomo įrenginio dizaino pasirinkimą. SB ir ypač SC, galintys dirbti debesuotu oru, yra sudėtingesni ir brangesni nei tie, kurie veikia tik tiesioginėje šviesoje. Per metus 365x24 = 8760 valandų. Atsižvelgiant į tai, kad vasarą didelėse platumose dienos šviesos valandos ilgesnės, SC arba SB gali pasirodyti apmokėti Jakutske arba Anadyre per numatomą eksploatavimo laiką, bet ne Maskvos srityje ar Riazanėje. Tie. taip pat atminkite, kad saulės energija kaip naudinga įprastinės energijos parama yra įmanoma ne tik Sacharoje ar Mohavės dykumoje.

Tarpinė suma

Iš šio skyriaus išplaukia svarbi išvada viskam: ieškodami plokštės pirkimui ar kartojimui, pirmiausia domėkites paviršiaus plotu, kuris efektyviai suvokia (arba sugeria) šviesą, o visa kita apskaičiuokite tik iš jo. . Be to, gali pasirodyti, kad pagal rinkodaros ir vartotojų idėjas šiuo konkrečiu atveju prasčiausiai atrodanti panelė išeis pelningesnė nei „kieta“.

kolekcininkai

Veikimo principas

Bet kurio SC darbas grindžiamas šiltnamio efektu. Jo esmė gerai žinoma: paimkime kamerą, atvirą iš vienos pusės su šviesą sugeriančiu paviršiumi. Uždarome dangteliu, kuris yra permatomas matomai šviesai (geriausia ir ultravioletinei, UV), bet gerai atspindi šiluminę (infraraudonąją, IR) spinduliuotę. Šias sąlygas iš esmės atitinka silikatinis stiklas ir organinis stiklas; beveik visiškai - kvarcinis stiklas ir kiti mineraliniai stiklai lydyto kvarco pagrindu.

Pastaba: Paprastai neteisinga UV spindulius praleidžiančius mineralinius stiklus vadinti mineraliniais stiklais. silikatinis stiklas taip pat yra mineralinis. Geriau būtų pasilikti buvusį pavadinimą „kvarcinis stiklas“, nes. didžioji dalis UV spinduliams skaidraus stiklo lydymo įkrovimo yra smulkintas kvarcas. Yra ir turmalino stiklinių, bet ne kasdieniam gyvenimui – ant jų ištirpsta brangakmenių kristalai.

Į kamerą patenkanti saulės šviesa bus absorbuojama ir fotoaparatas įkais. Kad išvengtume šilumos nuostolių, jį aprūpinsime šilumos izoliacija. Tada šiluminė energija pavirs į IR, bet ji negalės išeiti pro dangtį ir negalės išsisklaidyti. Dabar IR nebelieka kito pasirinkimo, kaip šildyti viduje esantį šilumokaitį šilumnešiu arba per kamerą pučiamą orą. Jei jų nėra, temperatūra viduje kils tol, kol temperatūrų skirtumas tarp vidaus ir išorės „išstums“ šilumos perteklių per šilumos izoliaciją ir nusistovi termodinaminė pusiausvyra.

Kas yra AChT

Norėdami geriau suprasti, turite žinoti, kaip veikia piramidinis arba adatinis juodojo kūno (juodo korpuso) modelis; Kadangi kitų mums nereikia, tai, jei kalbame apie juodojo kūno modelį, „piramidės adatos“ modelį praleidžiame visur. „Runet“ ir apskritai internete nieko apie tai nerandate, tačiau laboratorinėje praktikoje ir technologijoje tokie yra sėkmingai naudojami. Kaip tai veikia, aišku iš fig. Dešinėje. Ir šiuo atveju šviesos sugertis SC bus tuo geresnė, tuo jo danga ar pati efektyviai sugeriančio paviršiaus (EAS) konfigūracija savo savybėmis artimesnė juodojo kūno modeliui.

Pastaba: Juodasis kūnas yra kūnas, sugeriantis bet kokio dažnio elektromagnetinę spinduliuotę. Medienos suodžiai, pvz. - ne juodas kūnas, fotografuojant per IR filtrą atrodo šviesiai pilkas. Piramidės adatos juodo kūno modelis gali sugerti bet kokias, ne tik elektromagnetines, vibracijas. Taigi akustikoje putplasčio piramidės yra klijuojamos ant vidinių garso kamerų paviršių.

Pirktas SC

Jei nuspręsite įsigyti saulės kolektorių, teks susidurti su 1 kv. m sugeriamojo ploto 2000-80 000 rublių. Ir atminkite, kad rodoma tik galutinė kaina, o EPP sritis, jei nurodyta, yra smulkiu šriftu. Taip pat renkantis modelį būtinai reikėtų pasiteirauti, ar jame yra akumuliacinė talpa ir vamzdynų elementai, plačiau apie juos žiūrėkite žemiau. Pabandykime išsiaiškinti, kas paaiškina tokį neatitikimą ir ar jis visada pagrįstas.

Pastaba: teoriškai SC tarnavimo laikas neribotas. Praktiškai daugiau ar mažiau padoriems modeliams, tinkamai eksploatuojant, tai yra mažiausiai 15 metų. Todėl protingai pasirinkus ir atsiperkant, problemų nekyla, jei tik klimatas leidžia juos naudoti.

Tipai ir paskirtis

Kasdieniame gyvenime dažniausiai naudojami 3 tipo dizaino SC, žr. Kairėje yra plokščias SC, centre - vakuuminis, dešinėje - kompaktiškas. Visi jie gali būti atliekami tiek be slėgio, tiek ant termosifono cirkuliacijos, tiek slėgio. Pirmieji yra 1,5-5 kartus pigesni už slėgio analogus, nes juose lengviau užtikrinti tvirtumą ir sandarumą. Neslėginiai SC aušinimo skystį šildo gana lėtai, todėl yra skirti daugiau karšto vandens tiekimui šiltuoju metų laiku. Surišimas paprastas ir nebrangus; kartais derinamas su skydeliu vienoje konstrukcijoje.

Slėginiuose aušinimo skystis arba pumpuojamas cirkuliaciniu siurbliu (dėl to jie yra lakūs), arba į šilumokaitį tiekiamas vanduo iš čiaupo. Tam, žinoma, reikalingas tvirtesnis ir patikimesnis dizainas, taip pat sudėtingas nepastovus diržas ir jį valdantis valdiklis. Kaina atitinkamai didėja. Tačiau šaltuoju metų laiku tinka tik slėginiai SC, nes. greitai įkaista. Dauguma modelių yra visą sezoną; parduodami Rusijos Federacijoje, atsižvelgiant į klimato sąlygas, dažniausiai yra skirti dirbti kartu su šildymo katilu, t.y. yra pagalbiniai prietaisai.

Slėgis SC yra tiesioginio ir netiesioginio šildymo. Pirmuoju atveju SC yra tiesiogiai prijungtas prie CO grandinės (šildymo sistemos). Antrajame, pirmajame, kuris gauna saulės energiją, SC kontūras užpildomas antifrizu, o antrinis aušinimo skystis šildomas 2 kontūro šilumokaityje.

Pastarieji, žinoma, yra brangesni, nes. gali dirbti šaltu oru bet kokiame klimate. Pirmieji dažniausiai naudojami šildymui pavasarį ir rudenį. Nepaisant to, būtent tiesioginio šildomo slėgio SC (vieno kontūro) yra labiausiai naudingi individualiam CO: ne sezono metu, esant labai mažai galiai, kieto kuro katilo efektyvumas smarkiai sumažėja. Tačiau kaip tik šiuo metu namui užtenka SC šiluminės galios, o vienos grandinės yra palyginti nebrangios. Reikia tik pasirūpinti atitinkamus uždarymo ir paskirstymo vožtuvus CO ir rudenį, prieš tikrus šaltus orus, išjungti SC ir ištuštinti.

butas

Plokščio SC schema parodyta fig. Dešinėje; veikimo principas visiškai atitinka aprašytąjį aukščiau. Tokie, kaip taisyklė, yra veiksmingi tik šiltuoju metų laiku. Efektyvumas, priklausomai nuo konstrukcijos, svyruoja nuo 8-60% Vanduo išleidžiamas iki 45-50 laipsnių temperatūros. Slėginiai siurbliai gaminami itin retai, o konstrukcijos sudėtingumas tuo pačiu daro juos nekonkurencingus su vakuuminiais. Šilumokaičio sandarikliai yra skirti užpildyti tik vandeniu, kaip vasarą antifrizo nereikia. Kainai (pabrėžiame - už 1 kv.m EPP; kiekvieną kartą reikia perskaičiuoti pagal specifikacijos duomenis) daugiausiai įtakos turi šie veiksniai:

• Stiklo danga (skaidri izoliacija).
• Pats stiklo tipas.
• Sugeriančios plokštės dizainas ir kokybė.

Stiklo danga pirmiausia atlieka antirefleksinės plėvelės vaidmenį optiniuose įrenginiuose: sumažina šviesos lūžį tarp terpės ir šviesos praradimą dėl šoninio atspindžio. Teisingai įkurtuose vasaros SC (žr. pabaigoje, prieš išvadą) šie nuostoliai yra nedideli arba pietiniuose regionuose visai nepastebimi. Be to, dangą nutrina vėjo nešamos dulkės ir dažniausiai jai netaikoma garantija. Todėl aprėptis yra pirmas dalykas, kurį galite sutaupyti. Jei pastebimas kainų skirtumas dėl techniniais duomenimis panašių modelių aprėpties, imkite „nuogą“, greičiausiai nenusivilsite.

Pats stiklas yra pats svarbiausias elementas, todėl renkantis reikia orientuotis, visų pirma, pagal jį:

1. Mineralinis - praeina UV, o tai labai sustiprina šiltnamio efektą.
2. Tekstūruotas (struktūrizuotas) – turi specialų paviršiuje esantį mikroreljefą, kuris užtikrina beveik vienodą efektyvumą tiesioginėje ir išsklaidytoje šviesoje, t.y. giedru ir debesuotu oru.
3. Mineralinės struktūros - sujungia abi šias savybes ir, be to, praktiškai nesuteikia šoninio atspindžio gana plačiame kritimo kampų diapazone be apšvietimo.
4. Silikatas su priedais - struktūrizuotas ar ne, nepraleidžia UV, blogai atspindi IR ir suteikia reikšmingą šoninį atspindį be apšvietimo. Su juo neturėtumėte tikėtis didesnio nei 20% efektyvumo.
5. Ekologiškas – po bet kokių patobulinimų per 5–7 metus maksimaliai drumstės nuo dulkių, tačiau kai kurie jo tipai gali užtikrinti maksimalias efektyvumo vertes.

Atsižvelgiant į tai, nuolatiniam naudojimui SC reikia pasirinkti struktūrinį mineralinį stiklą. Tai leidžia susitvarkyti su mažesniu SC plotu ir dažnai galiausiai laimėti viso įrengimo kainą. Savaitgalio kotedžuose svarbu ir vandens šildymo norma bei pradinė kolektoriaus kaina, tad ten labiau tinka SC su organiniu stiklu. Montavimas, be to, bus pigus, bus kompaktiškesnis ir lengvesnis; darbo dienomis ir žiemai galima uždengti uždangalu ar net pasiimti į namus, todėl atsparumas dilimui šiuo atveju nėra lemiamas veiksnys.

Esant geram stiklui, SC efektyvumas mažai priklauso nuo sugeriančios plokštės (absorberio) konstrukcijos. Ne tai – sugerianti EPP danga (juodinimas). Įvairių saulės energiją sugeriančių dangų savybės parodytos pav. Dešinėje. Reguliarumas – kaip visada, kuo efektyviau, tuo brangiau. Čia vėlgi reikia skaičiuoti skirtingus modelius, pasiekiant minimalias 1 kv. m skydas. Ir apskritai, atliekant bet kokius SC skaičiavimus, reikia prisiminti, kaip sutaupyti - daugiausia sutaupoma sumažinus reikiamą plokštės (-ių) plotą. Tuo pačiu tikrinami ir pardavėjai: jei, tarkime, specifikacijoje deklaruojamas selektyvus dažymas ir žadamas 75% efektyvumas – nusiųskite juos į bandymų stendą po lempomis, velniškai karšta. Juk aišku, kad viso įrenginio efektyvumas negali būti didesnis nei jo dalių.

Apie tanką

SC talpykla reikalinga ne tik dėl patogumo. Aukščiau pateiktame žemėlapyje parodytos vidutinės metinės insoliacijos vertės. Vasaros įrengimui, skaičiuojant, jie gali padidėti apie 1,7 karto, o sezoniniam pavasariui-vasarai-rudeniui - 25%. Tačiau tai bus tik vidutinė sezono vertė. Ir priklausomai nuo oro, insoliacijos vertė iš dienos į dieną gali „šokti“ 1,5–3 kartus, priklausomai nuo vietos klimato. Talpykloje susikaupęs pašildytas vanduo, jei jis gerai izoliuotas, giedrą karštą dieną gaus šilumos perteklių, o debesuotą – išleis. Dėl to faktinis įrenginio efektyvumas padidėja ketvirtadaliu trečdaliu. Galų gale, kompetentingai sukūrus vietinius duomenis, Rusijos Federacijos vidurinėje zonoje dažnai galima sumažinti reikiamą EPP plotą per pusę ar daugiau, palyginti su tam tikru apskaičiuotu skaičiavimu, pateiktu aukščiau. Atitinkamai – ir įrengimo kaina.

Toliau aprašyti vakuuminiai SC neveikia be šilumos akumuliatoriaus bako. Juose jis yra arba įtrauktas į gatavą konstrukciją, arba įtrauktas į pristatymą. Tačiau su plokščiais SC situacija yra visiškai priešinga ir panaši į situaciją su fotografijos įranga „šlapios“ filmavimo agonijos metu. Tada, pavyzdžiui, už puikų veidrodį „Minolta“ su priartinamuoju objektyvu prašė net 190 USD. O pats kraupiausias nuotraukų didintuvas kainavo apie 600 USD. Tai yra, paėmėte vieną, o be kito neapsieisite, todėl išverskite kišenes.

Kalbant apie plokščius SK, jiems pasirenkamų arba rekomenduojamų firminių bakų kainos atrodo per didelės, tiesiog negražiai. Todėl, jei žinote, kaip tinkuoti, baką geriau pasidaryti patiems, atlaikant tik jo tūrį, nurodytą skydo specifikacijoje. Ir netikėkite prekybininkų grasinimais - naminis bakas gali būti ne blogesnis nei „įmonė“. Kaip – ​​daugiau apie tai vėliau, skyriuje apie naminius gaminius.

vakuumas

Vakuuminiai SC geba įkaitinti aušinimo skystį iki 80-85 laipsnių, o jų efektyvumas siekia 74%, o tik pigiausius nesiekia 50%. Tai iš dalies lemia vamzdžių eilių sugeriančios plokštės konstrukcija; tarpai tarp jų veikia kaip juodojo kūno modelis, tik išilgai vienos koordinatės. Tačiau pagrindinį vaidmenį užtikrinant aukštą efektyvumą čia vaidina tai, kad šilumokaitis yra vakuuminėje kolboje arba tokių kolbų sistemoje. Esmė čia ne šilumos izoliacijoje (vakuumas jo visai neduoda spinduliuotei), o tame, kad kameroje nėra oro konvekcijos. Tai leidžia optimaliai paskirstyti temperatūrą šilumokaičio paviršiuje. Dujomis užpildytoje kameroje konvekcinės srovės ją išlygina.

Ant pav. parodytas 2 dažniausiai pasitaikančių vakuuminių SC tipų įtaisas. Kairėje - 1 grandinės vasara arba sezoninė. Maždaug taip, kaip parodyta aukščiau pav. su SK rusiškų „Dachnitsa“ tipais. Jie užpildyti vandeniu, jo išleidimo temperatūra yra žemesnė nei 60 laipsnių. Čia ypač aiškiai matomas vakuumo vaidmuo: jei oras patenka į kolbą, jo konvekcija išlygina vidinio vamzdžio temperatūrą ir jame nebus „termosifono“.

Kolbos korpusas pagamintas iš skirtingų tipų stiklinių, žr. aukščiau. Vidinis vamzdis yra energijos imtuvas (PE) ir šilumokaitis. Daug ginčų, iki abipusių įžeidimų ir šmeižto forumuose, sukelia klausimą: ką geriau juodinti - vidinį vamzdelį iš išorės ar vidinį apvalkalo paviršių? Didžiausio efektyvumo požiūriu – PE. Šiuo atveju IC nuostoliai yra minimalūs, nes korpusas pagamintas iš labai atspindinčio IR stiklo. Taip išdėstyti insoliacijos matavimo prietaisai - aktinometrai, tik ten vietoj rutulinių vamzdelių.

Todėl vietoms su maža insoliacija ir švytėjimu su PE juodinimu geriau pasirinkti nebrangų neslėginį vakuuminį SC, tačiau pietiniuose regionuose, kur vidutinė metinė insoliacija yra daugiau nei 4 kWh per dieną, o spinduliavimo vertė yra didesnė nei 2000 valandų per metus, jis gali užvirti vasaros įkarštyje, ir tai beveik visada reiškia slėgio mažinimą ir visišką gedimą. Čia patikimesnė bus sistema su apvalkalo juodinimu iš vidaus.

Taip pat, pajuodus apvalkalui iš vidaus, atliekami slėgio SC (paveikslėlyje įdėta viršuje, kairėje). Tokiu atveju, tam tikro IC nutekėjimo per apvalkalą kaina, didelė jo koncentracija išilgai pasiekiama kolba, kuri būtina norint gerai ir greitai pašildyti stiprų vandens srautą. Be to, efektyviausiuose 1 grandinės slėgio SC centrinis (tiekimo) vamzdis taip pat yra pajuodęs, tačiau jis daugiausia šildo aplink jį esantį srautą.

Dešinėje, pav. - 2 grandinių SC su šilumos vamzdžiu ir dviguba kolba iš skirtingų klasių stiklo. Būtent jie ištisus metus tiekia CO 90 laipsnių temperatūros aušinimo skysčiu: IC koncentracija šilumos vamzdyje užtikrina 1-ojo kontūro aušinimo skysčio išgaravimą. Kuris, beje, visai ne vanduo. Todėl 2 grandinių SC netaikomas savaiminis taisymas. Efektyvumas kainuoja, o šiuo atveju – daug. Todėl, gilindamiesi į kainoraščius, ypatingą dėmesį skiriame:

• Ar tiekėjas apskaičiuoja įrengimą pagal išmatavimus vietoje.
• Ar diržai yra pakuotėje (žr. toliau).
• Ar firmos specialistai prijungia įrenginį prie esamo CO.
• Ar deklaruoti parametrai šiuo atveju garantuojami?
• Kiek galioja garantija.
• Ar ir kiek yra numatyta planinė ir neeilinė priežiūra.

Sujungimas ir surišimas

Ištisus metus veikiantys slėginiai indai pripildomi antifrizo, kad žiemą neužšaltų ir nesuplyštų. Supaprastinta jų prijungimo schema parodyta paveikslo kairėje: valdiklis pagal temperatūrų santykį tiekimo, grąžinimo ir bake „išvynioja“ pagal poreikį cirkuliacinį siurblį.

Slėginėse saulės kolektorių šildymo sistemose sumontuota akumuliacinė talpykla su šilumos izoliacija. Rusijos Federacijoje daugiausia parduodamos sistemos, skirtos prijungti prie esamo CO su katilu. Saulės šildymo sistemos vandens šildytuvas turi būti tinkamos konstrukcijos centre, pav. Be papildomos gyvatės, skirtos katilui prijungti (bate viršuje), apatinė, maitinama SC, yra padalinta į 2 dalis; viršutinė yra maždaug dvigubai didesnė už apatinę ir vingiuoja kūgiu, apačioje bake. Apatinė spiralė sužadina konvekcinį vandens srautą, o viršutinė perduoda į ją šilumą.

Toks sprendimas reikalingas, kad katilo grįžtamojo vandens temperatūra nenukristų žemiau 45 laipsnių, antraip jame gali kristi rūgštinis kondensatas, kuris greitai išjungia katilą. Kai nešviečia Saulė ir SC niekaip negali padėti katilui, kūginėje spiralėje susidaro vandens kamštis, kuris neleidžia šaltai „pagalvei“ pakilti iki katilo gyvatuko.

Be specialaus bako, kai įjungiate SC namų CO, jums taip pat reikia vamzdyno, esančio dešinėje fig. Senas katilo vamzdynas (paveiksle sąlygiškai neparodytas) yra visiškai išsaugotas! Katilas SC darbą „jaučia“ tik kaip oro atšilimą! Tiesą sakant, saulės sistemos prijungimo prie CO procedūra yra paprasta: CO tiekimas ir grąžinimas atjungiami nuo katilo ir prijungiami prie SC bako. O atitinkami katilo vamzdžiai yra prijungti prie SC bako viršutinio šilumokaičio jungiamųjų detalių.

Apie modulinius SC

Aukščiau aprašytos sistemos yra vientisos konstrukcijos. Tačiau parduodami ir moduliniai SC, įdarbinami iš plokščių, kol gaunami norimi parametrai, pavyzdžiui, rusiškas Helioplast, žr. Dešinėje. Lygiagrečiai arba nuosekliai jungdami plokštes galite gauti arba didesnį aušinimo skysčio srautą, arba aukštesnę temperatūrą. Pavyzdžiui, modulinio SC kaina yra didelė. 1 Helioplast plokštė kainuoja apie 300 USD. Tačiau perjungiant vamzdynus trijų krypčių vožtuvais, galima visą sistemą perkelti iš „pavasario-rudens“ režimo į „vasarinį“ ir atvirkščiai. Arba, pavyzdžiui, „dušas / virtuvė – baseinas“.

Pastaba: moduliniai SC, kaip ir brangesni, yra skirti darbui esant bet kokiai teigiamai temperatūrai arba - nuo + (10-15) ir debesuotu oru.

Kompaktiška

Belieka paminėti kompaktiškus SC. Paprastai jie naudojami vandens šildymui baseinuose, kad didelės žmogaus sukurtos konstrukcijos nesugadintų kraštovaizdžio. Kainos, palyginti su techniniais parametrais, yra siaubingos; Mercedes-Benz su savo „už žvaigždutę“, čia, kaip sakoma, ilsisi. Dizainas yra paprastas ir gana pakartojamas savo rankomis, žiūrėkite skyrių apie šviesos koncentratorius.

Naminis SC

Savarankiškai gamybai dažniausiai yra plokščių kaimo-kaimo vasarinių SC karšto vandens tiekimui. Sezoninės šildymo sistemos yra tokios sudėtingos ir daug laiko reikalaujančios, kad lengviau ir pelningiau nusipirkti gatavą skydą. Tačiau kalbant apie naminius gaminius iš improvizuotų medžiagų, meistrai kartais sukuria pavyzdžius, kurie yra prastesni už geriausius pramoninius, išskyrus išvaizdą, bet tiesiogine prasme kainuoja centą. Eikime eilės tvarka.

dėžė, stiklas, izoliacija

Naminio plokščio SC korpusas geriausiai pagamintas iš medžio, faneros, OSB ir kt. Patvarumo ir ilgaamžiškumo jai suteiks dvigubas impregnavimas vandens-polimero emulsija prieš dažymą. Patartina paimti dugno storį nuo 20 mm (geriausia nuo 40), kad nuo šiluminių deformacijų nesusidarytų įtrūkimų. Lenta (120-150)x20 eis į šonines sienas. Nepageidautina pateikti atvejį žemiau, nes IR nutekėjimas per stiklą padidės. Išorėje jie dažomi taip, kaip jums patinka, o viduje - kaip „pyrago“ substratas, žr. Matmenys plane skaičiuojami pagal insoliacijos kiekį ir reikiamą galią.

Stiklą geriau imti pigiau ir lengviau, ekologišką. Puikiai tinka 4 mm storio monolitinis polikarbonatas: jo šviesos pralaidumas yra priimtinas, 0,92, kaina nedidelė, o santykinai mažas lūžio rodiklis suteiks mažai šoninio atspindžio. Prastą UV pralaidumą iš dalies kompensuoja mažas šilumos laidumas. Pagal paviršiaus atsparumą dilimui polikarbonatas yra vienas geriausių organinių stiklų, jo užtenka pigiems naminiams gaminiams.

Izoliuoti korpusą putomis; vasaros SC užtenka 20-30 mm. Jie izoliuoti 2 vienodo storio sluoksniais aliuminio folijos juostelėmis, bet apie tai plačiau žemiau. Norint izoliuoti tvirtumo dėžutę, būtina iš vidaus. Jei skaitėte straipsnius apie pastato šiltinimą, atkreipkite dėmesį: esant temperatūrų skirtumui, kurį suteikia plokščias SC, ir esant pakankamai aukštai lauko temperatūrai, nereikia kalbėti apie rasos taško klajojimą.

Nepakeičiamas izoliacijos priedas yra visų jungčių ir vamzdynų laidų vietų sandarinimas silikonu. Per menkiausią įtrūkimą su oro srove „iššvilps“ tiek šilumos, kad jei ir yra kokia prasmė iš SC, tai tik „dėl išvaizdos“. Pirma, korpusas sandarinamas (prieš dažymą); sumontavus šilumokaitį - vamzdelius, o stiklas uždedamas ant sandariklio "dešros" užtepamas ketvirtadalis, parinktas išilgai šonų viršaus. Be to, jie tvirtinami viršuje su rėmu, laikikliais ir kt.

Pyragas

"Pyragelis" (žr. pav. dešinėje) šiuo atveju yra substratas, kuris gerai ir greitai sugeria IR spinduliuotę, kol IR kvantai nespės "pabėgti", atiduoda šilumą šilumokaičiui. "Pyrago" pagrindas yra aliuminio plokštė. Varis yra mažiau tinkamas dėl didelės šiluminės talpos. Papildomi folijos ekranai sugrąžina daugumą „bėglių“; mediena ir IR putplastis nėra visiškai nepermatomos medžiagos.

Antrasis „pyrago“ akcentas – tapyba. Jie dažomi kartu su šilumokaičiu, jau sumontuotu ant spaustukų. Būtina dažyti aliejiniais (lėtai džiūstančiais) juodais dažais ant pigmento „Suodžių dujos“; jo galima įsigyti meno parduotuvėse. Dažai, kurių pagrindą sudaro sintetiniai pigmentai IR spinduliuose, visai nebus juodi.

Po dažymo reikia palaukti, kol dažai išdžius iki sauso prisilietimo, t.y. ant jo, lengvai paspaudus pirštu, turi likti jo įspaudas, o pats pirštas nesusitepti. Tada spalvinga danga perforuojama putų tamponu arba labai minkštu šepečiu. Pastarasis yra geresnis, bet reikalauja tam tikrų įgūdžių, kad neprasiskverbtų pro dar minkštą dangą. Dėl to jūs gaunate plėvelę, kuri savo savybėmis labai primena juodojo kūno modelį.

Pastaba: labai geras variantas yra senas plonasienis štampuotas šildymo akumuliatorius. Tada jums nereikia ieškoti aliuminio. Tik reikia dažyti, kaip aprašyta aukščiau, o ne palikti taip, kaip buvo, žr.

šilumokaitis

Paprasčiausias ir efektyviausias šilumokaitis yra spiralinis, pagamintas iš plonasienės propileno žarnos, žr. Dešinėje. Pats jis jau panašus į blackbody modelį. Varinis bus dar geresnis, bet daug brangesnis. Tačiau plokščias spiralinis šilumokaitis turi nemalonią savybę: bet kurioje padėtyje, išskyrus griežtai horizontalią, laikui bėgant vėdinimas yra neišvengiamas: kaitinant jame ištirpęs oras išsiskiria iš vandens, o kylančių kyla daugiau nei pakankamai. lankai, kur gali kauptis. Tačiau plokščią gyvatuką šilumokaitį galima naudoti naminiame SC baseine su kompaktišku koncentratoriumi, žr. toliau.

Geriausias šilumokaitis yra zigzago formos varinis vamzdis su 10-12 mm skersmens tarpeliu. Kodėl būtent taip? Kadangi greičiausiam vandens pašildymui rezervuare SC kameros šiluminė galia turi būti šiek tiek didesnė už tą, kurią šilumokaitis su vandeniu gali priimti net esant tam tikram temperatūrų skirtumui; savadarbiams SK - 15-25 laipsnių. Priešingu atveju išleidžiamo vandens temperatūra iš pradžių bus per žema ir sistemoje reikės daug apsisukti, kol bakas įkais.

Antrasis parametras, nulėmęs vamzdžio pasirinkimą, yra atsparumas vandens tekėjimui. Padidėjus vamzdžio spindžiui nuo 5 iki 10 mm, jis krenta greitai, o paskui lėčiau. Trečias veiksnys – mažiausias leistinas jo lenkimo spindulys, 5 skersmenys plonasieniui vamzdžiui be dangos (padalijus oro kondicionierius). Tada zigzago kilpų plotis yra 100 mm, o tai yra tiesiog optimalu šilumos perdavimo požiūriu. Ir jūs galite naudoti įprastą rankinį vamzdžių lenktuvą.

Pastaba: šie santykiai galioja aprašytam „pyragui“ ant aliuminio pagrindo. Kalbant apie štampuotus šildymo radiatorius, ten viskas buvo paskaičiuota iki mūsų. Kas gerai atiduoda šilumą, gerai ją sugeria. Tai viena iš termodinamikos aksiomų.

Nežinodami šių aplinkybių galite padaryti tipinių klaidų, žr. Kairėje – storas vamzdis su plačiomis kilpomis iš karto nepriims visos dėžutės generuojamos šilumos. Prastas efektyvumas, lėtas kaitinimas. Priešingai, centre šio šilumokaičio kameros talpa yra nepakankama. Efektyvumas gali būti priimtinas, tačiau bakas vis tiek šils ilgą laiką. Be to, tai košmariškas darbas surinkti, identifikuoti ir sutvarkyti nesandarumus („Visos sandarios jungtys nuteka“ – vienas iš Merfio dėsnių). Dešinėje lyg ir viskas gerai, įskaitant šilumokaičio dangtį (seno šaldytuvo radiatorius). Tačiau vamzdžio liumenas yra 3-4 mm, to nepakanka. Į vandenį „neprastumtas“ IC neturi kur dingti, nebent veltui lauke, o padidėjęs atsparumas skysčio tekėjimui (vanduo ne freonas) garantuoja mažą efektyvumą ir lėtą kaitinimą.

Pastaba: Aukščiau aprašyto SC efektyvumas kruopščiai vykdant viršija 20%, o tai panašu į tokio tipo pramoninį dizainą.

Vėl tankas

Atėjo laikas atidžiai pažvelgti į akumuliatoriaus baką: be jo iš SC bus mažai prasmės. Pradėkime nuo tūrio skaičiavimo – reikia paimti iš Saulės viską, ką leidžia SC, ir taupyti ilgiau; tai ypač svarbu, jei šildymas taip pat įjungtas iš skydelio. Nedidelis bakas tuoj sušils ir tada SC „iššaus“ be jokios naudos, nes. jo negalima įkaitinti iki begalybės. Per didelėje talpykloje vanduo per dieną nespės sušilti iki temperatūros, kurią gali užtikrinti SC, ir vėl neišnaudojame viso šios zonos šiluminio potencialo. Kodėl imame – dienai? Kadangi skaičiuojame sezoninį naudojimą su šildymu, o nakties metu jau gali prireikti šildymo. Vasarą, kaime - praustis, nelaukiant vakaro; pageidautina keli žmonės.

Tegul mūsų vietos nėra visiškai niūrios, ir mes gauname 4 kWh / dieną. Tada, žiūrėkite aukščiau, saulė 1 kvadratui. m išlieja 286 vatų galią. Imame EPP matmenis 1x1,5 m (tai pvz., pasidaryk didelį - blogiau nebus), t.y. EPP plotas - 1,5 kv. m; Laikysime, kad SC efektyvumas yra 20%. Gauname: 286 W x 1,5 x 0,2 = 85,6 W, tai yra mūsų skydo šiluminė galia. 1 W = 1 J * s, t.y. kas sekundę SC į vamzdį (tiekimą) tiekia 85,6 J. O 12 šviesos valandų - 85,6 x 12 x 3600 = 3 697 720 J arba 3 697,72 kJ.

Kiek vandens galima sugerti? Priklauso nuo temperatūrų skirtumo. Imkime pradinį esant 12 laipsnių (pavasarį/rudenį seklus vandens tiekimas arba šulinys); galutinis - 45 laipsniai, t.y. šildys bus 33 laipsniai. Vandens šiluminė talpa yra 1 kcal / l arba 4,1868 kJ / l (1 cal - 4,1868 J). Kaitinant iki 33 laipsnių, 1 litras vandens užtruks 4,1868 x 33 = 138,1644 kJ. Talpai reikės tik šiek tiek daugiau nei 26 litrų. Vasarą esant aukštai saulei ir ilgoms šviesioms valandoms - iki 50 litrų. Arba skaičiuojant kelias giedras dienas iš eilės ir gerą bako šilumos izoliaciją – iki 200 litrų. Kas apskritai įvyko spontaniškai: mėgėjai negamina tankų didesnių nei iš statinės.

Palaukite, bet ar žmonės prausiasi po saulės dušu? Šildymas dar pas jį, aišku čia reikia bent 4 panelių. Ir nepakenktų atsižvelgti į šilumos nuostolius, bent 20% per naktį susikaupusių. Teisingai, tokia technika skirta apeiti užsispyrusios teorijos apribojimus. Beje: „Nėra nieko praktiškesnio už gerą teoriją“ – tai vis dar tas pats puikus praktikas Edisonas. Tik techniniai skaičiavimai ir skaičiavimai pasirodo daug sudėtingesni, todėl pateikiame paprastą rezultatą - rezervuarų, maitinamų vandens tiekimu ir rankiniu užpildymu, diagramas, žr.

Idėja tokia, kad vasarą galima nusiprausti jau po 1,5-2 valandų įjungus SC. Tai yra, mes pasirenkame viršutinį šildomą vandens sluoksnį; rankinio užpildymo atveju - su įleidimo anga iš lanksčios žarnos ant plūdės. Lanksčios jungties ilgis turi būti saikingas: jei pilname bake ji per trumpa, žarna stovės vertikaliai, o jei per ilga, jei vandens lygis žemas, guls ant bako sienelės.

Purkštukų vieta suprojektuota taip, kad bet kokio naudojimo metu karšti ir šalti srautai kuo mažiau susimaišytų, t.y. Vandenį sąmoningai stratifikuojame pagal temperatūrą. Geriausias indas tankui yra statinė, padėta ant šono. Tada dumblas (dumblas) užims nedidelę savo talpos dalį. Izoliacija - putplastis nuo 50 mm. Ir jūs turite pateikti dar 1 drenažo vamzdį su uždarymo vožtuvu žemiausiame visos sistemos taške, prie grįžimo į SC įėjimo. Taip pat nepamirškite – selektyvus grįžtamasis vamzdis turi būti pakeltas virš dugno, antraip dumblas greitai užkimš SC, jį bus sunku išvalyti. Vamzdžiai - įprasta santechnika, nuo 1/2 iki 3/4 colio. Lanksti jungtis - sustiprinta PVC žarna laistymui; jo plūdė yra putplastis.

Pastaba: grįžtamojo srauto pakilimas virš dugno imamas pagal įprastą geriamojo vandens kietumą Rusijos Federacijoje iki 12 vokiečių. laipsnių. Pagal sanitarinius standartus jo ribinė vertė yra 29 vokiški. laipsnių. Tada grąžinimo aukštis turi būti paimtas 80-100 mm, o karšto tiekimo vamzdis turi būti pakeltas virš jo tais pačiais 20-30 mm.

Apie Air Solar SC

Kartais nuo Saulės reikia šildyti ne vandenį, o orą. Nereikalingas šildymui; pavyzdžiui, pasėliams džiovinti arba derliaus nuėmimui. Dėl mažos oro šiluminės talpos oro SC konstrukcija turėtų turėti keletą savybių. Galite sužinoti daugiau apie juos, o tuo pačiu ir apie SC naudojimą oro šildymui (tai labai svarbu sezoniniams kotedžams), galite sužinoti iš vaizdo įrašo:

Vaizdo įrašas: naminis oro-saulės šildymas

Neįprastas naminis

Mėgėjiškas meistras nebūtų juo, jei nesistengtų visko daryti savaip iš improvizuotų šiukšlių. Ir turiu pasakyti, kad rezultatai yra nuostabūs. Neįmanoma apžvelgti visų originalių namų gamybos SC viename leidinyje, paimkime 3 pavyzdžius, taip sakant, skirtingo ženklo.

Ant pav. - oro, t.y. lengviau nei vanduo, SC iš alaus skardinių. Nekikenkime į kumštį ir nesipiktinkime: „Taip, aš tiek negersiu! Pažiūrėkime techniškai. Pati idėja yra gana protinga: tarpai tarp skardinių eilių plokštės gebėjimą sugerti šviesą priartina prie juodojo korpuso modelio. Bet! Medžiagos - aliuminis, mediena, silikoninis sandariklis. Jų šiluminio plėtimosi koeficientai (TEC) gerokai skiriasi. Sąnarių – daugiau nei 200. Elementarus skaičiavimas, atsižvelgiant į didelių skaičių dėsnį, rodo, kad jei iki pirmojo eksploatavimo sezono pabaigos skydas nelabai nutekės, tai yra stebuklas.

Tačiau saulės kolektorius iš plastikinių butelių pav. žemiau atrodo ne taip elegantiškai, bet gana funkcionalu. Iš esmės tai yra linijinių šviesos koncentratorių grandinė, žr. toliau. Talpyklos surenkamos į „dešreles“, kaip statant šiltnamius, šiltnamius, pavėsines ir pan. lengvos konstrukcijos iš butelių, bet suverti ne ant standaus strypo, o ant skaidrios PVC žarnos. „Dešrelių“ nugarėlė perklijuota aliuminio folija, bent jau kepimo rankove. Šiuo atveju naudojamas faktas, kad pats vanduo gana gerai sugeria IR. Montavimo efektyvumas mažas, bet kaina – spręskite patys. O už Saulę mokestis dar neimtas.

Kitas įdomus naminis iš butelių yra uzbekų Ildaras, žr. žemiau. Veikimo principas tas pats; mūsų rajone labai pageidautina, kad butelių apatinis paviršius būtų folija. Montuojant pietiniame stogo šlaite, rėmai, atramos, stogo pertvaros ir stogo skersinio (guolio rėmo) sutvirtinimas nereikalingi. Sujungimų yra daug, tačiau TKR panašios medžiagos yra sujungtos, tad patikimumo pakanka. Stipriausias bus jungtis poz. B, kai buteliai dedami vienas ant kito. Šiek tiek kartoja „Ildarą“, bet veltui. Matyt, gėda, kad vandens srautas rodomas kaip termosifono atvirkštinis srautas. Tačiau termosifono slėgis yra daug silpnesnis nei gravitacinis iš bako, todėl „Ildar“ yra gana efektyvus.

Saulės kolektorius iš Ildar butelių

Pastaba: buteliuose SK reikia paimti 1 "dešros" ilgį vidurinėse platumose apie 3 m, o lygiagrečiai sujungti daugiau jų, kiek yra butelių arba kiek vietos leidžia.

Šviesos koncentratoriai

Šviesos koncentratorius – tai veidrodžių arba lęšių sistema, kuri surenka šviesą iš apšviestos srities ir nukreipia ją į konkrečią vietą. Šviesos koncentratoriai nepadaro visos saulės instaliacijos kompaktiškesnės, kaip kartais sakoma. Pliusas, tiksliau - minusas, kad surinkimo sistemos šviesos pralaidumo koeficientas retai pasiekia 0,8; dažniausiai - 0,6-0,7, o naminiams gaminiams - apie 0,5. Saulės koncentratorius arba saulės koncentratorius leidžia išspręsti šias užduotis:

1. Supaprastinkite spinduliuotės imtuvo konstrukciją, kompaktiškesnę sudėtingiausią saulės sistemos dalį ir sumažinkite jungčių, kurias reikia sandarinti, skaičių.
2. Padidinkite spinduliuotės imtuvo apšvietimą ir taip pagerinkite šviesos sugertį.
3. Padidinkite aušinimo skysčio temperatūrą, kuri leidžia geriau panaudoti sukauptą energiją.
4. Supaprastinti spinduliuotės imtuvo orientavimo į Saulę procedūrą; kai kuriais atvejais galimas vienas reguliavimas išilgai dienovidinio ir aukščio.

Pp. 1 ir 3 leidžia pramoniniuose įrenginiuose pasiekti didesnį bendrą sistemos efektyvumą. Sunku tokius įrenginius pasidaryti namuose, nes. reikalinga nuolatinės tikslios orientacijos į Saulę sistema. Bet pp. 2 ir 4 gali padėti namų meistrui.

Pastaba: bet koks saulės koncentratorius surenka tik tiesioginius spindulius. Jei tikitės naudoti įrenginį debesuotu oru, negalėsite susidoroti su šviesos koncentratoriais.

Pagrindinės saulės koncentratorių schemos parodytos fig. ten visur 1 yra surinkimo sistema, 2 yra šviesos imtuvas. Taip pat yra kompaktiškų stebulių, vieną iš jų aptarsime toliau. Tuo tarpu c) ir e) schemos reikalauja nuolatinio Saulės sekimo; schema c), be to - parabolinio veidrodžio gamyba. Jūs galite pritaikyti palydovinę anteną, bet tikriausiai žinote jų kainas. Ir jums reikia sukurti elektroniką, kuri valdytų tikslią 2 koordinačių elektromechaninę pavarą. Frenelio lęšių schema d) kartais naudojama mažų saulės elementų efektyvumui pagerinti, tačiau jie suyra daug greičiau, žr. toliau.

Mes nagrinėsime linijinius koncentratorius, pp. a) ir b), kaip tinkamiausius savadarbiams saulės energijos įrenginiams. Pusiau cilindrinio veidrodžio a) schema paprastai buvo svarstoma anksčiau, kartu su buteliais. Galima tik pridurti, kad jis gali būti orientuotas (žr. žemiau) tiek išilgai dienovidinio, tiek statmenai jam, priklausomai nuo to, kaip norima nukreipti vandens srautą priėmimo vamzdyje. Šis koncentratorius pagreitina vandens įkaitimą, tačiau orientuotas išilgai dienovidinio ženkliai sumažina šviesiojo paros valandų trukmę imtuvui, nes. kai kritimo kampas iš šono yra didesnis nei apie 45 laipsniai nuo įprastos, šviesa visiškai nefiksuojama. Pakartotinis atspindys jame visada yra vienas. Šviesos pralaidumo koeficientas aliuminio folijos + PET 0,35 mm sistemoje yra apie 0,7.

Įstrižai krintančių veidrodžių koncentratorius b) fiksuoja šviesą kritimo kampais nuo normalaus 60 laipsnių ar daugiau. Tai galima padaryti linijiniu ir taškiniu būdu. Akivaizdus šviesos paros valandų sumažėjimas vasarą pietiniuose regionuose yra beveik nepastebimas. Tačiau ryte ir vakare įrengimo efektyvumas smarkiai krenta, nes. tada šviesa patiria iki 4-5 atspindžių. Nuoroda: optiškai poliruoto aliuminio atspindžio koeficientas yra 0,86; cinkuotas plienas - apie 0,6.

Nepaisant to, tiems, kurie nori tai padaryti, pateikiame veidrodžių profilį, žr. Tinklelio žingsnis parenkamas pagal faktinius įrenginio matmenis. Atkreipkite dėmesį, kad išlyginimas reikalingas, nors ir vienkartinis, bet tikslus: birželio 22 d. arba artimiausiomis dienomis, astronominiu (ne juostos!) vidurdieniu, sparnai sumažinami / išskleidžiami ir sulenkiami taip, kad kaustinė (ryški juosta) koncentruotos šviesos) yra tiksliai išilgai imtuvo vamzdžio . Jo skersmuo apie 100 mm, medžiaga plonas juodintas metalas.

Labiau sudomins „pasidaryk pats“ vienas iš kompaktiškų neorientuojamų koncentratorių tipų, žr. toliau. ryžių. Jo visai nereikia nukreipti į Saulę: sumontuota horizontaliai, ji renka savo spindulius kritimo kampais iki 75 laipsnių nuo normos, kuri šiuo atveju nukreipta į zenitą. Tai yra, mes paimame aukščiau aprašytą SC iš žarnos, susuktos į spiralę, tiekiame jį šiuo koncentratoriumi ir gauname vandens šildytuvą baseinui.

Kad Saulės spinduliai būtų nukreipti į tašką, koncentratoriaus diržams reikalingas parabolinis profilis (paveikslėlyje įdėtas viršuje kairėje), tačiau turime prailgintą apvalų imtuvą, todėl galime apsieiti ir su kūginiais. Kokius matmenis ir santykius reikia išlaikyti šiuo atveju, aišku iš pav. Ekstremalus diržas (pažymėtas raudonai) beveik nepadidina įrenginio efektyvumo, geriau apsieiti be jo. Šviesos pralaidumas yra apie 0,6, todėl šis koncentratorius pravers tik giedrą vasaros dieną. Bet tada tau to reikia.

Baterijos

Dabar pakalbėkime apie saulės baterijas (SB). Pirmiausia, šiek tiek teorijos, be jos neįmanoma suprasti, kas ir kada juose yra gerai ir blogai. Ir kaip išsirinkti tinkamą SB pirkti ar pasidaryti patiems.

Veikimo principas

SB yra pagrįstas elementariu puslaidininkiniu fotoelektriniu keitikliu (PVC), žr. Dešinėje; jei kas mato ten „negražiai“ su mokykline elektrostatika, atkreipkite dėmesį: krūviai energiją gauna iš išorinio šaltinio – Saulės. Puslaidininkių gebėjimą praleisti elektros srovę apibūdina laidumo juostos teorija, sukurta praėjusio amžiaus 30-aisiais daugiausia sovietų fizikų darbais. Dalykas labai sudėtingas, jo supratimui reikia žinių apie kvantinę mechaniką ir daugybę kitų disciplinų. Labai supaprastinta (atleisk fizikui-technologui, jei jis tai skaito), FEP veikimo principas yra toks:

1. Į didelio grynumo silicio kristalą įnešamos donoro ir akceptoriaus priemaišos iš metalų, kiekvienas savo regione, kurių atomai gali integruotis į silicio kristalinę gardelę jos nepažeidžiant; tai yra vadinamasis. dopingas. n-sritis (katodas) yra legiruotas donorais; p-sritis (anodas) – akceptoriai.
2. Donorai sukuria elektronų perteklių savo regione; akceptoriai savo – vienodo dydžio teigiamuose krūviuose – skylėse, tai visiškai teisingas fizikinis terminas. Elektronai ir skylės iš priemaišų yra vadinamieji. smulkūs krūvininkai. Skylės nėra pozitroninės antidalelės, tai tiesiog vietos, kur trūksta elektrono. Skylės gali klaidžioti (dreifuoti) kristale, nes akceptoriai visada vagia vieni iš kitų elektronus.
3. Elektronai su skylutėmis traukia vienas kitą, siekdami vienas kitą neutralizuoti (rekombinuoti).
4. Kristale (čia iš visų jėgų išžaidžiama jo kvantinės savybės) jie negali laisvai susijungti per ribotą laiko tarpą, todėl ribiniame sluoksnyje susidaro dideli atitinkamo ženklo erdvės krūviai; apskritai ribinis sluoksnis yra elektriškai neutralus.
5. Saulės energija tarsi išstumia elektronus iš ribinio sluoksnio į katodą ir į neigiamos srovės kolektoriaus elektrodą.
6. Skylės negali sekti elektronų, nes jie gali tik dreifuoti kristale.
7. Elektronai neturi kito pasirinkimo, kaip pereiti per elektros grandinę ir perduoti iš Saulės gaunamą energiją vartotojui, tai yra elektros fotosrovė.
8. Patekę į anodo sritį, elektronai gauna dar vieną saulės šviesos kvantų „spyrį“, kuris neleidžia jiems susijungti su skylutėmis ir vėl ir vėl paleidžia juos į grandinę, kol kristalas yra apšviestas.

Kitas žodis Kulibinams

Namų gamybos SB dažniausiai ima radijo mėgėjai ir elektronikos inžinieriai. Paprastai jie supranta puslaidininkių teorijos pagrindus. Jiems tik tuo atveju paaiškinsime, kuo FEP skiriasi nuo panašaus į jį diodo ir kodėl nepavyks išspausti didelės fotosrovės iš diodų / tranzistorių kristalų:

• Saulės elemento anodo ir katodo dopingo laipsnis yra eilėmis ir net daug kartų didesnis nei aktyvių elektroninių komponentų.
• Katodas ir anodas yra legiruoti maždaug tokiu pačiu mastu, kiek leidžia plokštuminė epitaksinė technologija.
• Ribinė sritis yra plati (ji šiuo atveju gali būti vadinama tik p-n sandūra su dideliu ruožu), todėl šviesos kvantams yra daugiau „darbo erdvės“, o erdvės krūvis joje yra labai didelis. Elektroninių grandinių komponentų gamyboje jie linkę daryti priešingai, kad padidintų greitį.

Saulės elemento konstrukcijos ypatybės kyla iš to, kad tai ne elektros energijos imtuvas tiekiamos įtampos pavidalu, o jo generatorius. Iš to darytinos išvados, kurios jau yra svarbios bet kuriam naudotojui:

1. Nes į kristalą patekusių šviesos kvantų visada yra daugiau nei ten yra laisvųjų elektronų, papildomi kvantai išleidžia savo energiją kristalo atomų sužadinimui, dėl to laikui bėgant jis pablogėja, tai yra vadinamasis. saulės elementų degradacija arba senėjimas. Paprasčiau tariant, SB susidėvi, kaip ir bet kuri technika, ir laikui bėgant nusėda, kaip ir bet kuri elektros baterija.
2. Elektros srovės praėjimas jungiant saulės elementą prie vartotojo grandinės pagreitina degradaciją, nes. Priverstinai dreifuojantys kristaluose elektronai, taip sakant, atsitrenkia į atomus ir palaipsniui išmuša juos iš savo vietų.
3. Energijos rezervą saulės elemente lemia erdvės krūvio kiekis, saulės šviesa tik inicijuoja jo persiskirstymą.
4. FEP ir iš jų susidedantys SB bijo taršos: palaipsniui prasiskverbdami (difuzuodami) į kristalą, pažeidžia jo struktūrą. „Nuodingų“ priemaišų taip pat yra ore, o jų „mirtina“ dozė fotoelektriniam efektui pasiekti yra nereikšminga.

3 punktas reikalauja papildomų paaiškinimų. Būtent: SB negali tiekti papildomos srovės. Pavyzdžiui, starterio akumuliatorius (baterija), kurio talpa 90 A/h, trumpam tiekia 600 A srovę. Teoriškai daug daugiau, kol sprogs nuo perkaitimo. Bet jei SB specifikacijoje parašyta „Trumpojo jungimo srovė (trumpasis jungimas) 6A“, tai jokiu būdu negalima iš jo išspausti daugiau.

Pastaba, tik tuo atveju: Neįmanoma sutepti silicio iki begalybės, jis tiesiog pavirs purvinu metalu („aukštas“ dopingo laipsnis išreiškiamas dešimtaine trupmena su daugybe nulių po kablelio). O metaluose vidinio fotoelektrinio efekto nėra. Holo efektas sunkiai juntamas, tačiau fotoelektrinis efektas iš esmės neįmanomas: metalų laidumo juosta užpildyta išsigimusiomis elektronų dujomis, jos tiesiog neįsileidžia kvantų į vidų, todėl metalai šviečia. Taip, zona šiuo atveju yra ne erdvės sritis, o dalelių būsenų rinkinys, aprašytas kvantinių lygčių sistema.

Įrenginys

Vienas FEP be apkrovos sukuria 0,5 V potencialų skirtumą. Jį lemia silicio kvantinės savybės ir nepriklauso nuo jokių išorinių sąlygų. Esant apkrovai saulės elemento įtampa krenta, nes. jo vidinis pasipriešinimas didelis. Kvantinė mechanika nepanaikina Omo dėsnio. Todėl akumuliatoriaus įtampa imama su pusantros atsargos: jei, pavyzdžiui, 12 V SB iš modulių imama 0,5 V, tada jie imami 36 vienam poliui, o tai duos XX (tuščiosios eigos) įtampą 18 V. Pusantros įtampos perkrovos maitinimo šaltiniui skaičiuojami visi nuolatinės srovės vartotojai. Vieno saulės elemento trumpojo jungimo srovė yra nuo kelių iki šimtų mA; tai priklauso nuo elemento atviro (apšviečiamo) paviršiaus ploto.

Moduliai (elementai) iš daugelio saulės elementų, sujungtų ant bendro pagrindo nuosekliai, lygiagrečiai arba abu; jų XX įtampa ir trumpojo jungimo srovė nurodyta gaminio specifikacijoje. Tai siejama su paplitusia klaidinga nuomone, kad, anot jų, SB reikia įdarbinti tik iš 0,5 V elementų, o kiti yra nekokybiški. Atvirkščiai, sąžiningo gamintojo moduliai, skirti tarkime 6V 4W, t.y. esant 6 V ir 0,67 A, jie bus patikimesni nei patys surenkami su tokiais pat parametrais. Jau vien dėl to, kad čia fotovoltiniai elementai auginami toje pačioje plokštelėje ir jų parametrai lygiai tokie patys.

SB saulės baterijos grandinėje (žr. pav.) PE moduliai sujungiami į stulpelius E, suteikiant reikiamą įtampą; kaip taisyklė - 12, 24 arba 48 V. Kolonėlės jungiamos lygiagrečiai, norint gauti reikiamą darbinę srovę. Nes moduliai stulpuose nebūtinai pagaminti iš to paties kristalo, stulpų vidinės varžos kiek skiriasi, o apkrovos įtampa taip pat „plaukia“. Per šiek tiek galingesnius stulpelius (su mažesne vidine varža) tekės atvirkštinė srovė, ir nuo jos sparčiai degraduoja saulės elementas. Radijo mėgėjai gali prisiminti, kad jei diodas net šiek tiek atidaromas „iš šono“, jis pradeda praleisti ir atvirkštinę srovę, tuo pagrįstas tiristoriaus veikimas. Todėl polius nuo „grįžimo“ blokuoja VD diodai. Dažniausiai naudojami Schottky diodai, nes. įtampos kritimas juose yra mažas ir papildomai aušinti esant didelėms srovėms nereikia. Tačiau kartais (žr. žemiau, apie SB naminius gaminius) gali prireikti ir diodo su p-n jungtimi.

Įjungiant / išjungiant galingus vartotojus, vadinamieji. pereinamieji procesai, kuriuos lydi papildomos srovės. Vos kelioms ms, bet užtenka švelnaus SB, kad greitai atsisėstumėte. Todėl norint maitinti SB galingiems įrenginiams, reikalinga GB buferinė baterija. Valdo srovių pasiskirstymą SB valdiklyje C; tai valdomas srovės šaltinis, kuris reguliuoja ir riboja SB veikimo srovę kartu su akumuliatoriaus įkrovimo srove. Paprasčiausiu atveju akumuliatoriaus išsikrovimas yra nemokamas pagal suvartojimo lygį. Inverteris I konvertuoja DC iš akumuliatoriaus į AC 220V 50Hz arba bet ką, ko reikia.

Pastaba: Diagramos dešinėje esantis diržas (C, I, GB) gali aptarnauti kelis arba daug SB. Tada gauname saulės elektrinę (SES).

Labai svarbios aplinkybės iš to, kas išdėstyta pirmiau: pirma, akumuliatorius turi būti visą laiką įtrauktas į grandinę. Sukurti SB pagal „kurčiųjų“ UPS schemą, kai baterija duoda srovę tik sutrikus tinklui, reiškia, kad SB dėl papildomų srovių greitai sugenda. Akumuliatoriaus resursas „tekėjimo“ grandinėje gerokai sumažintas, bet nieko nepadarysi, išskyrus brangius akumuliatorius su geliniu elektrolitu. Taigi nereikia ir dar kartą nereikia projektuoti SB su kompiuteriniais UPS. Antra, darbinė srovė turi būti paimta maždaug 80% trumpojo jungimo srovės. Jei, pavyzdžiui, pagal skaičiavimą, pirminės grandinės srovė yra 12 V esant 100 A, tada SB turi būti suprojektuota 120 A.

Trečia, šioje grandinėje, giliai išsikrovus akumuliatoriui, galimas grįžtamas sistemos gedimas, kai viskas tvarkoje, bet nėra srovės. Todėl tikrose saulės elektrinėse aprišimas papildomas baterijos išsikrovimo signalizacija (pypsi dar bjauriau nei UPS be tinklo) ir automatika, kuri išjungia keitiklį, jei šeimininkai nepaisė signalo. Brangiausiose saulės elektrinėse inverteris turi kelis išėjimus, 220 V laidai – kelias atšakas, o automatika vartotojus išjungia atvirkštine jų prioriteto tvarka; šaldytuvas, pavyzdžiui, paskutinis.

SB be diržų paprastai vadinamas saulės kolektoriumi. Jo konstrukcija (žr. pav.) užtikrina visų pirma šviesos degradacijos sumažinimą, o vėliau efektyvų šviesos ir mechaninio stiprumo panaudojimą. Pirmasis duoda daugiausia specialų stiklą, kuris nupjauna kvantą, kuris tikrai neduos srovės; saulės elemento jautrumas skirtingų spektro zonų spinduliams yra gerokai netolygus. EVA plėvelė taip pat suteikia tam tikrą šviesos filtravimą, tačiau ji labiau skirta efektyvumui didinti: sumažina šviesos lūžimą ir šoninį atspindį, t.y. apšviečia dangą. Stiklas, EVA ir apačioje esantys elementai yra „sulieti“ į vientisą pyragą be oro tarpų, todėl šis dizainas nėra skirtas mėgėjams. PET pamušalas, pirma, yra mechaninis slopintuvas (kristalinis silicis yra trapi medžiaga, o elementų plokštės yra plonos). Antra, ji elektriškai izoliuoja modulius nuo skydo korpuso, tačiau užtikrina šilumos perdavimą elementams, kurie įkaista eksploatacijos metu, nes. PET yra geresnis šilumos laidininkas nei kiti plastikai. Diodai jau buvo paminėti. Visas pyragas dedamas į tvirtą metalinį dėklą (taip pat tarnauja kaip šilumos kriauklė) ir kruopščiai užsandarina.

Pastaba: Taip pat parduodami lankstūs SB, žr. Dešinėje. Jie gali būti pigesni ir efektyvesni nei tos pačios galios standžios plokštės, tačiau atminkite – šios SB nėra skirtos konvertuoti išėjimo srovę. Lankstieji SB daugiausia naudojami tiekti mažos galios nuolatinės srovės vartotojus įvairių tipų mobiliuosiuose arba nuotoliniuose neprižiūrimuose įrenginiuose.

Pirktas SB

Norėdami pasiruošti saulės ar saulės elektrinės pirkimui ar gamybai, turite suprasti kreivės koeficiento, didžiausio ir ilgalaikio energijos suvartojimo sąvokas. Kasdieniame gyvenime tai lengviau nei sudėtingose ​​elektros energijos sistemose. Tarkime, jūsų skaitiklio skydelyje yra grandinės pertraukikliai arba kištukai 25 A. Tada iš tinklo galite paimti iki 220x25 = 5500 W arba 5,5 kW. Tai yra jūsų didžiausias suvartojimas, bet jei skaičiuosite elektros tinklą pikui, tada jis išeis neprotingai brangus: galingi vartotojai neįsijungia ilgai ir iš karto.

Skaičiuodami elektros tinklus, elektrikai ima picfator \u003d 5; atitinkamai, ilgalaikis energijos suvartojimas bus 0,2 piko. Mūsų atveju - 1,1 kW. Tačiau jei SES skaičiuojamas tokiam pikui, tada akumuliatoriaus talpa pasirodys per didelė, pati baterija bus brangi, o jos ištekliai bus daug mažesni nei įprastai. Kad SPP kaina būtų kuo mažesnė, jos smailės koeficientas turėtų būti perpus mažesnis – 2,5. SES SB „traukia“ ilgalaikę apkrovą, o smailes perima baterija, t.y. šiuo atveju mums reikia 2,2 kW SB ir akumuliatoriaus, galinčio tiekti 5,5 kW valandą arba 1,1 kW 12 valandų (tamsiomis valandomis).

Ekonomika

SB kaina rinkoje išlieka 50-55 rublių ribose. 1 W galia polisilicio akumuliatoriams (žr. toliau) ir 80-85 rubliai / W monosilicio. Tačiau čia įsikiša papildomos aplinkybės:

• Monosilikoninių SB efektyvumas yra daugiau nei du kartus didesnis nei polisilicio (22-38% palyginti su 9-18%) ir jie yra patvaresni.
• Polisilicio SB galia debesuotame ore mažėja mažiau, o pasibaigus tarnavimo laikui visiškai suyra lėčiau.
• Buferinės rūgšties akumuliatoriaus energijos panaudojimo koeficientas (energijos efektyvumas) yra 74%, o kiti jų tipai, išskyrus siaubingai brangius ličio, menkai tinka buferiniams SB.

Atsižvelgiant į šiuos veiksnius ir Rusijos Federacijos klimato sąlygas, 1 W kaina yra išlyginta ir pasirodo apie 130-140 rublių / W. SB už 1,1 kW, taigi, kainuos apie 140-150 tūkstančių rublių. Kiek tai truks? SB tarnavimo laikas niekaip nereglamentuojamas; gamintojai dažniausiai duoda 5, 10, 15 ir 25 metus. Tai, kas pagal išėjimo valdymą neatlaikys 5 metų, parduodama elementas po elemento savaiminiam surinkimui. Atsargiai, „pasidaryk pats“!

Žinoma, gatavo SB kaina auga atsižvelgiant į tarnavimo laiką. Ištyrus įmonių deklaracijas ir paskaičiavimus, pelningiausi pasirodo SB 15 metų. Čia slypi klastinga subtilybė: SB gaminami A, B, C ir Ungrade (nestandartinėmis) sąlygomis. Atitinkamai, SB galia iki eksploatavimo pabaigos sumažėja iki 5%, 5-30% ir daugiau nei 30%. Tačiau jei perkate A klasės SB 5 metams, negalite tikėtis, kad jis tarnaus dar 25, kol nuvys 30%. Padidėjus elemente likusių eksploatuojamų saulės elementų apkrovai, degradacijos procesas vystosi kaip lavina: poli tęsiasi dar šešis mėnesius ar metus, o mono – 2-4 mėnesius.

Taigi, skaičiuokime toliau. Tinkamai pasirinkus pirminę nuolatinės srovės įtampą (žr. toliau), per 15 metų reikės pakeisti 1 akumuliatorių, kuris kainuos apie 70 tūkstančių rublių. Plius vamzdynai, laidai, padangos, perjungimo elementai, metalinės konstrukcijos ar darbai ant stogo, tai dar apie 150 tūkstančių rublių. Akumuliatorius kainuos apie 30 tūkst. griežtai draudžiama dėti baterijas gyvenamosiose patalpose. Mes turime:

1. Šeštadienis - 150 000 rublių.
2. Baterija - 140 000 rublių.
3. Surišimas - 150 000 rublių.
4. Įkraunamas - 30 000 rublių.

Iš viso 470 000 rublių. Tokios pat galios saulės elektrinė iki galo kainuos apie 1,2-1,5 mln. Tačiau kiek vienas ar kitas yra pagrįstas?

15 metų 15x24x365=131400 valandų. Per šį laiką sunaudosime 131 400x1,1=144 540 kW/val. 1 kW / h iš savo saulės elektrinės kainuos 470 000/144 540 = 3,25 rubliai. Jūs žinote dabartinius tarifus (nuo 3,15 iki daugiau nei 6 rublių). Nauda neatrodo labai gera, turint omenyje, kad šias „pusę citrinos“ reikia pasiimti kur nors kitur, neįsiskolinant pagal dabartines paskolų palūkanas. Nepaisant to, tokiais atvejais jau pagrįsta statyti saulės elektrinę:

• Atokiose sunkiai pasiekiamose vietose su nestabiliu maitinimo šaltiniu. Gyvenimas brangesnis už bet kokius tarifus. Bent jau šiltnamio augalai ir naminiai gyvūnai, kurie suteikia maisto ir pajamų.
• Prekiniuose ūkiuose, kuriuose reikalingas nuolatinis energijos tiekimas, tie patys šiltnamiai arba, tarkime, paukštidės. Galima statyti pigioje žemėje be infrastruktūros, o saulės elektrinių kaina iš karto gali pasirodyti mažesnė nei elektros tiektuvo paklojimas.
• Dideliuose namų ūkiuose sistemingai rūšiuojant pagrindinę vartojimo ribą.
• Kolektyviniam naudojimui. Pavyzdys: SPP už 15 kW piko (3 vidutiniai namai) kainuos apie 1,5 milijono rublių. savarankiškai statyti arba 2,5 milijono rublių. Pilna statyba. „Išmetę“ pas kaimynus/gimines, gauname tuos pačius 500 000 rublių. ir 5 kW vienam namui, bet stabiliai ir be jokio ryšio su energetikos įmonėmis.

Kam pasiimti?

Tačiau dar per anksti važiuoti „dėl baterijų“. Situacija SB rinkoje yra labai komplikuota: didelė ir netvarkinga, ant skubėjimo slenksčio paklausa visame pasaulyje sukelia aršią ir dažnai nesąžiningą konkurenciją. Pasaulinė lyderė šiame segmente yra Kinija ir dėl ne „kiniškų“ kainų (jos visai ne dempingo), o tikrosios kokybės. Tačiau Kinija yra labai dviprasmiška šalis; Yra daugybė Šanchajaus-Uhano atviroje jūroje esančių rūsių, prisidengiančių patikimomis valstybinėmis įmonėmis. Kita vertus, vakarietiški pramonės „banginiai“, panikuodami, gresia bankrotas, negailėdami savo gero vardo, atsiduoda viskam rimtam, jei tik tam, kad stumdytų prekes.

Rusijoje, kalbant apie gamintojo pasirinkimą, yra geras išpardavimas. SSRS ir Rusijos Federacijos elektronikos ir puslaidininkių pramonė visada buvo geriausi moksliniu ir techniniu lygiu; pirmieji Intel procesoriai, beje, buvo pagaminti iš sovietinio silicio, Silicio slėnis tada dar klostėsi. Tačiau palei veleną sovietų-rusų elektronika niekada nebuvo pastebima pasaulyje; daugiausia dirbo karui. Perestroikoje prekyboje mirgėjo geresni nei to meto pasaulyje produktai, tačiau konkuruoti su „rykliais“ buvo per vėlu. Pavyzdžiui – žr. pav. Iki šiol veikė nepriekaištingai, ant jo buvo atlikti skaičiavimai straipsniui. O brangesnių ir mažiau pajėgių bendraamžių „Casio“ ir „Texas Instruments“ klavišai susidėvėjo ir SB ilgai sėdėjo.

Šiuo metu Rusijos Federacijoje veikia kelios įmonės, turinčios švarias patalpas, apmokytą personalą, inžinerinį ir techninį personalą bei patirtį šioje srityje. Jie išsilaiko dėl tinkamos rinkos taktikos: perka SB komponentus iš patikimų Kinijos tiekėjų, perduoda juos per savo įvesties valdymą ir surenka juos į plokštes pagal visas technologijų taisykles. Jų gaminių deklaruojamais parametrais galima besąlygiškai pasitikėti. Deja, po praeities trukdžių jų liko nedaug:

1. Telecom-STV Zelenograde, TSM prekės ženklas.
2. RZMKP, Riazanė, TM RZMP.
3. AE „Kvant“, Maskva, sulankstomas nešiojamas SB.

Pastaruoju metu MicroART (TM Invertor) SB rinkoje daro didelę pažangą, ir atrodo, kad tai ne veltui. Tačiau šiame segmente buvo ir buvo klaidingų paleidimų, todėl vis tiek reikia atidžiau pažvelgti į „Inverter“. Yra dar viena aplinkybė: EVA plėvelė. Jis turi būti atsparus šalčiui, priešingu atveju, esant minusinei temperatūrai, sutirštėja, palaipsniui pleiskanoja ir SB sugenda. Todėl renkantis būtina atsižvelgti į darbo temperatūros diapazoną ir leistiną minimalų ekspozicijos laiką. Arba, galų gale, garantinis laikotarpis tokiomis klimato sąlygomis.

Kokius imti?

Turbūt jau suprantate, kad tokie teiginiai kaip „mono yra šaunu, poli siurbia“ yra labiau emocingi nei pagrįsti. Skirtumas tarp jų, beje, nėra toks esminis. Aukščiausio standarto silicio luitai, vienodiausiai perkristalizuoti, patenka į dideles drožles. 1-oji sąlyga - vidutiniam integracijos laipsniui, 2-oji - atskiriems komponentams ir tik 3-oji - SB. „Mono“ nuo „poli“ skiriasi tuo, kad pirmajame ant vieno kristalo pjūvio ruošinyje (kristalito) auginami keli saulės elementai arba 1 didelis; polisilicio SB, maži PVC kiekvienas užima maždaug 1 taip pat mažą kristalitą.

Tačiau gamintojai ir sukčiai visiškai netinkamą politiką bando perteikti kaip mono-, pakeisdami pavadinimą į panašią reikšmę, bet su raide „m“ pradžioje: daugiakristalinė, mikrostruktūrinė ir pan. Todėl primename: polikristaliniai SB moduliai yra mėlyni, dažniausiai su pastebimu vaiskiavimu (spalvų perpildymais), kairėje fig. Monokristalinis labai tamsus iki visiškai juodas; vaivorykštė, jei yra, mažai pastebima, dešinėje toje pačioje vietoje. Tačiau apskritai modulio kokybės akimis ar elektriniais matavimais nustatyti neįmanoma, reikalinga laboratorinė cheminė, kristalografinė ir mikrostruktūrinė analizė. Ką prekeiviai-aferistai naudoja su galybe ir pagrindiniu.

Apie pirminę įtampą

Dažniausiai rekomenduojama paimti SB 12 V. Kaip, galima įjungti 12 voltų ekonomines lemputes ir nereikia specialaus valdiklio. Pirma, 24, 36 ir 48 V nuolatinės srovės įranga visai nėra „ypatinga“, tai yra standartinės daugelio įtampų vertės. Antra, namų tvarkytojų dalis energijos suvartojime yra visiškai niekinė, o jiems reikia atskirų laidų. Bet esmė ne tame.

Apskaičiuota aukščiau - vidutiniam namui jums reikia buferinės baterijos 5,5 kW pikui. Srovė iš jo su valandine iškrova bus 5500/12 \u003d 458, (3) arba maždaug 460 A. Parduodama baterijų, kurių talpa iki 210-240 A / h, bankai, iš kurių starteriniai akumuliatoriai skirti įdarbinama sunkioji specialioji technika. Jau nekalbant apie sąnaudas, negalima išsiversti be baterijų lygiagretinimo, o SB elementai nebemėgsta dirbti lygiagrečiai su baterijomis ir dėl tų pačių priežasčių; tai yra bendra visų nuolatinės srovės šaltinių savybė. Dėl to - baterija už 100-120 tūkstančių rublių. jis tarnaus daugiausiai 5-6 metus, o po 15 metų reikės keisti 2-3 kartus.

O dabar imkime "pirminę" DC prie 48 V. Geriau būtų 60-72, DC iki 100 V yra saugus, tik SB taip nedaro. Kalbant apie poveikį žmogaus organizmui, 50/60 Hz yra pavojingiausi dažniai, tačiau nėra kur dėtis, jų vertės susiklostė istoriškai. Tada gauname su valandine iškrova 5500/48 = 114,58 (6) A, o akumuliatoriaus talpa yra 120 A / h. Tai paprastas automobilio akumuliatorius, be to, galite naudoti patvarius sandarius AGM, GEL, OpzS, jei negailite pinigų už juos. O pats blogiausias (automatinis starteris) tarnaus mažiausiai 8 metus ar net visus 15. Ir kainuos perpus pigiau nei didžiulis.

Yra dar vienas niuansas. Pažvelkite į pav. - SES diagrama su 48 V pirminiu. Apačioje dešinėje yra pagrindinis 175 A aparatas. 12 V reikia 700 A. Ar matėte tai parduodant? Nuolatinė srovė? Kiek yra? Be to, kiti didelės srovės perjungimai, automatika, laidai ir padangos. Apskritai, jei atmesime prekybos antkainius, 48 ​​V pirminė grandinė sumažina SES kainą per pusę ar daugiau.

Pastaba: ir neduok Dieve prijungti SES prie gatvės įvesties! Už savo išlaidas ir darbą turėsite sumokėti dėdėms ant prekystalio. Po skaitiklio reikia įdėti paketą (tai jau yra abonento laidai, o čia jūs esate visiškas savininkas, tik nepamirškite apie televizorių) ir, jei reikia, perjungti iš Saulės į bendrą tinklą. Tarkime, kai keičiate bateriją arba ilgą laiką blogas oras.

Sat ir naminis

Pirmas dalykas, kurį turi žinoti mėgėjiška saulės energijos pramonė, yra tai, kad atmesti moduliai parduodami atsitiktinai, o 5 jų tikrai nepaliks. Net jei namuose organizuojate švarią gamybą, jie jau yra „apsinuodiję“ lėtai veikiančiais nuodais – kenksmingomis priemaišomis. Be to, norint pagaminti firminį "pyragą", jums reikia kameros su giliu vakuumu, todėl turėsite surinkti SB vėdinamoje dėžutėje, o tai reiškia, kad elementus veikia atmosferos įtaka. Be ominės šilumos pašalinimo, SB moduliai tiesiogine prasme sugenda mūsų akyse. Taigi geriau nesiskaičiuoti ilgiau nei 2-3 metus.

Tačiau naminiai gaminiai gali būti naudingi, nes. 100 W jų galios kainuos mažiau nei 3000 rublių. Kurie – pažiūrėkime šiek tiek žemiau, bet kol kas pasilikime ties surinkimo technologija. Pilnai parodyta čia:

Vaizdo įrašas: saulės baterijos gaminimas savo rankomis

Mažai galima pridėti. Pirma, nepriimkite į darbą akivaizdaus defekto, išsiųsto urmu, kairėje, pav. Geriau pirkti konstruktorių, žr. pav. Dešinėje. Juose sumontuotos fliuso lazdelės ir specialūs laidininkai, o tai labai sumažina litavimo defektus.

Lituoti paprastu lituokliu su kanifolijos srautu (dešinėje, paveikslėlyje kairėje) taip pat nebūtina. Modulių kontaktinės trinkelės sidabrinės (silicis nelituotas), sidabrinis sluoksnis plonas ir vos limpa. Namuose turbūt atlaiko tik 1 kartą litavimą (gaminant automatinėmis mašinomis - 3 kartus), be to, su lituokliu su bronziniu nikeliu antgaliu. Nebandyk jo skardinti, su tokiu lituokliu jie lituoja sausai.

Tačiau SB meistrai lituoja ir įprastais lituokliais, laikydamiesi visokių atsargumo priemonių; kaip galima pamatyti čia:

Vaizdo įrašas: skardinimo ir litavimo kontaktai

Trečias punktas – prieš surinkimą moduliai turi būti sukalibruoti ir stulpai surinkti iš plokščių su maždaug vienodais parametrais (žr. vaizdo įrašą žemiau). Beveik niekada neįmanoma įdarbinti iš nekokybiškų modulių į 48 voltų stulpus, todėl namuose gaminami SB yra 12 voltų arba 6 voltų.

Vaizdo įrašas: elementų kalibravimas

Dabar apie atvejus, kai patiems pasidaryti saulės bateriją yra visiškai prasminga. Pirmasis yra aukščiau aprašyta „guminė juosta“. Jos elektrinės schema parodyta fig. žemiau. Tinka ir duoti, tik vietoj variklio reikia įjungti keitiklį 12VDC / 220VAC 50 Hz prie 200-300 vatų. Televizoriui, nedideliam šaldytuvui ir muzikos centrui to pakanka. Jungiklis S2 veikia, S1 skirtas remontui ir avariniam bei sandėliavimui žiemą.

Reikalas tas, kad įprasto diodo įtampos kritimas didėja didėjant srovei per jį. Ne daug, bet kartu su ribojančiu rezistoriumi Rp (abu yra skirti švino-rūgšties akumuliatoriui 12V 60A / h!) SB srovės perkrova trunka ne ilgiau kaip 2-3 minutes net esant visiškai „tuščiam“ akumuliatoriui. Jeigu tokia situacija pasitaiko kartą per dieną, tai SB truks nuo 4 metų, t.y. daugiau nei savarankiškas surinkimas iš nekokybiškų. O benzininis variklis per tą laiką būtų suvalgęs kuro už daug didesnę sumą nei įrengimo kaina.

Antrasis dėklas yra mobiliojo telefono įkrovimas. Jai geriau nusipirkti paruoštą modulį 6V 5W; jo diagrama yra pav.

Jungiklis S1 ir ryškiai baltas šviesos diodas D3 yra bandomieji jungikliai. Jei norite padirbėti su saulės moduliais, siūlome vaizdo įrašus (žr. toliau). Tokiu atveju akivaizdi santuoka iš gabalo atiteks ir Saugumo Tarybai, kaina pigi. Beje, gera praktika yra dirbti su saulės elementais prieš imant didelį SB, ir bus naudingas įrankis.

Vaizdo įrašas: mini saulės baterija telefono įkrovimui – surinkimas ir testavimas

Montavimas ir derinimas

Stacionarios konstrukcijos saulės baterijų ir kolektorių montavimas dažniausiai atliekamas ant stogo. Galimi 2 sprendimai: arba išardyti dalį stogo ir įtraukti SC/SB korpusą į stogo skersinio maitinimo grandinę (jo rėmas be stogo dangos), tada užsandarinti tarpą arba sumontuoti plokštę ant padarytų atramų. metalinių kaiščių, einančių per stogą. O gegnės, ant kurių užkrito tvirtinimo detalės, sutvirtintos skersiniais.

Pirmasis metodas, žinoma, yra sunkesnis ir reikalauja gana sudėtingų statybos darbų. Tačiau tai išsprendžia ne tik skydo atsparumo vėjui problemą. Labai nedidelis korpuso pašildymas iš palėpės pusės labai sumažina tikimybę, kad nulups EVA plėvelę ir padidina viso įrengimo patikimumą. Todėl tose vietose, kuriose yra stiprūs šalčiai / vėjai, tai tikrai pageidautina.

Kalbant apie mobilias (mobilias) arba laisvai pastatomas įžeminimo plokštes, jos montuojamos ant trimačio rėmo arba stovo (atramos), pagaminto iš metalo, medžio ir pan. Jei plokštė yra ant rėmo, ją reikia kažkuo apdengti kad iš užpakalio pučiantis vėjas nepriverstų panelių demonstruoti savo aerodinamines savybes, gana geras.

Orientuotis į maksimalią vidutinę metinę (sezoninę) insoliaciją (reguliuoti) fiksuotos plokštės turėtų būti kuo tikslesnės. Vištiena skabo grūdus po grūdo, o centas sutaupo rublį – šiuo atveju šie posakiai visiškai įtakoja instaliacijos atsipirkimo laikotarpį. Azimutas nustatytas tiksliai palei dienovidinį. Jei tam naudojate kompasą, turite atsižvelgti į magnetinį vietos nuokrypį; GPS arba GLONASS įrenginiuose įjunkite atitinkamą korekciją. Taip pat galite įveikti vidurdienio liniją (tai yra dienovidinis), kaip aprašyta mokykliniuose gamtos istorijos, geografijos, astronomijos vadovėliuose arba, tarkime, saulės laikrodžio konstravimo vadovuose.

Plokštės posvyris aukštyje α, priklausomai nuo jo geografinės platumos φ, skaičiuojamas įvairiems atvejams, koreguojant žemės ašies posvyrį β = 23,26 laipsniai, dėl ko Saulės aukštis vidutinėse platumose kinta priklausomai nuo metų laikų. metai:

• Vasaros įrenginiams α = φ-β; jei α=<0, панель укладывается горизонтально.
• Sezoniniam pavasariui-vasarai-rudeniui α = φ
• Ištisus metus α = φ + β

Jei pastaruoju atveju išeina α>90 laipsnių, esate už poliarinio rato ir jums nereikia žiemos skydelio. Be to, siekiant paprastumo ir tikslumo, kampas α naudojamas apskaičiuojant plokštės šiaurinio krašto kilimą ilgio vienetais, kaip h = Lsinα, kur L yra plokštės ilgis iš pietų į šiaurę. Tarkime, palei dienovidinį sumontuotas 2 m ilgio skydas. α išėjo 30 laipsnių. Tada šiaurinis kraštas (sin 30 laipsnių = 0,5) turi būti pakeltas 1 m. Kai sinα = 1 arba tiek, plokštė dedama vertikaliai.

Pagaliau

Rusijos, kad ir ką sakytumėte, negalima vadinti šalimi, idealia saulės energijos plėtrai. Tačiau vertinti tai, kas meluoja, nėra didelė garbė. Tačiau pasiekti tikslą nepaisant visko ir kai viskas prieš tave – didelė sėkmė ilgam, jei tik tikslas yra vertas ir naudingas. Istorijoje yra daug pavyzdžių: Olandija, Čilė (nederlingų žemių auginimas), Japonija - pramonės milžinas, beveik visiškai neturintis žaliavų šaltinių, visame pasaulyje - radijo mėgėjų (specialistų) kuriamas HF radijo bangas. , visiškai apsiginklavęs to meto teorijomis, laikė jas bevertėmis), o Rusijoje – bent jau analogų neturinčio Transsibiro geležinkelio tiesimą. Čia naminiai žmonės turi kur klajoti, o jei įvyks „rusiškas saulės stebuklas“, tai tikrai bus didelis jų nuopelnas.

(Kanada) sukūrė universalų, galingą, efektyvų ir vieną ekonomiškiausių saulės parabolinių koncentratorių (CSP – Concentrated Solar Power), kurio skersmuo yra 7 metrai, tiek paprastiems namų savininkams, tiek pramoniniam naudojimui. Įmonė specializuojasi mechaninių įrenginių, optikos ir elektronikos gamyboje, kuri padėjo sukurti konkurencingą produktą.

Gamintojo vertinimu, saulės koncentratorius „SolarBeam 7M“ pranašesnis už kitų tipų saulės įrenginius: plokščiuosius saulės kolektorius, vakuuminius kolektorius, „lovio“ tipo saulės koncentratorius.

Išorinis Solarbeam saulės koncentratoriaus vaizdas

Kaip tai veikia?

Automatinis saulės koncentratorius seka saulės judėjimą 2 plokštumose ir nukreipia veidrodį tiksliai į saulę, todėl sistema gali surinkti maksimalią saulės energiją nuo aušros iki vėlyvo saulėlydžio. Nepriklausomai nuo sezono ar naudojimo vietos, „SolarBeam“ išlaiko saulės nukreipimo tikslumą iki 0,1 laipsnio.

Į saulės koncentratorių patenkantys spinduliai sufokusuojami viename taške.

SolarBeam 7M skaičiavimai ir projektavimas

Streso testavimas

Kuriant sistemą buvo naudojami 3D modeliavimo ir programinės įrangos testavimo nepalankiausiomis sąlygomis metodai. Bandymai atliekami pagal FEM metodiką (Finite Element Analysis), skaičiuojant detalių ir mazgų įtempius ir poslinkius veikiant vidinėms ir išorinėms apkrovoms, siekiant optimizuoti ir patikrinti projektą. Šis tikslus bandymas užtikrina, kad „SolarBeam“ gali veikti esant ekstremalioms vėjo ir klimato sąlygoms. „SolarBeam“ sėkmingai įveikė vėjo apkrovos modeliavimą iki 160 km/h (44 m/s).

Parabolinio atšvaito rėmo ir kolonos jungties išbandymas įtempiais

Solarbeam stebulės tvirtinimo nuotrauka

Saulės koncentratoriaus stovo testavimas nepalankiausiomis sąlygomis

Gamybos lygis

Dažnai didelė parabolinių koncentratorių gamybos kaina neleidžia juos masiškai naudoti individualiose statybose. Antspaudų ir didelių šviesą atspindinčių medžiagų segmentų naudojimas sumažino gamybos sąnaudas. Solartron panaudojo daugybę automobilių pramonėje naudojamų naujovių, kad sumažintų sąnaudas ir padidintų gamybos apimtį.

Patikimumas

„SolarBeam“ buvo išbandytas atšiauriomis šiaurės sąlygomis, todėl užtikrina aukštą našumą ir ilgaamžiškumą. „SolarBeam“ sukurtas visoms oro sąlygoms, įskaitant aukštą ir žemą aplinkos temperatūrą, sniego apkrovą, apledėjimą ir stiprų vėją. Sistema skirta 20 ir daugiau metų eksploatuoti su minimalia priežiūra.

„SolarBeam 7M“ parabolinis veidrodis gali išlaikyti iki 475 kg ledo. Tai apytiksliai prilygsta 12,2 mm storio ledo dangai visame 38,5 m2 plote.
Įrenginys paprastai veikia sningant dėl ​​lenktos veidrodžių sektorių konstrukcijos ir galimybės automatiškai atlikti „automatinį sniego valymą“.

Našumas (palyginimas su vakuuminiais ir plokščiaisiais kolektoriais)

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

Nekoncentruojančių saulės kolektorių efektyvumas buvo apskaičiuotas pagal šią formulę:

Efektyvumas = F kolektoriaus efektyvumas – (nuolydis*delta T) / G saulės spinduliuotė

„SolarBeam“ koncentratoriaus veikimo kreivė rodo bendrą aukštą efektyvumą visame temperatūros diapazone. Plokštieji ir vakuuminiai saulės kolektoriai rodo mažesnį efektyvumą, kai reikia aukštesnės temperatūros.

Solartron ir plokščiųjų/vakuuminių saulės kolektorių palyginimo grafikai

Solartron efektyvumas (COP) kaip temperatūros skirtumo dT funkcija

Svarbu pažymėti, kad aukščiau pateiktoje diagramoje neatsižvelgiama į šilumos nuostolius dėl vėjo. Be to, aukščiau pateikti duomenys rodo maksimalų efektyvumą (vidudienį) ir neatspindi efektyvumo per už. Duomenys pateikti apie vieną geriausių plokščiųjų ir vakuuminių kolektorių. Be didelio efektyvumo, SolarBeamTM gamina dar 30 % daugiau energijos dėl saulės dviejų ašių sekimo. Geografiniuose regionuose, kur vyrauja žema temperatūra, plokščiųjų ir vakuuminių kolektorių efektyvumas gerokai sumažėja dėl didelio absorberio ploto. SolarBeamTM absorberio plotas yra tik 0,0625 m2, palyginti su 15,8 m2 energijos surinkimo plotu, todėl šilumos nuostoliai yra maži.

Taip pat atkreipkite dėmesį, kad dėl dviejų ašių sekimo sistemos SolarBeamTM šakotuvas visada veiks maksimaliai efektyviai. Efektyvus SolarBeam kolektoriaus plotas visada lygus faktiniam veidrodžio paviršiaus plotui. Plokšti (fiksuoti) kolektoriai praranda potencialią energiją pagal žemiau pateiktą lygtį:
PL = 1 – COS i
čia PL yra energijos nuostolis %, didžiausio poslinkio laipsniais)

Valdymo sistema

„SolarBeam“ valdikliai naudoja „EZ-SunLock“ technologiją. Naudojant šią technologiją, sistemą galima greitai įdiegti ir konfigūruoti bet kurioje pasaulio vietoje. Sekimo sistema seka saulę 0,1 laipsnio tikslumu ir naudoja astronominį algoritmą. Sistema turi bendro dispečerinio per nuotolinius tinklus galimybę.

Nenormalios situacijos, kai „lėkštė“ automatiškai bus pastatyta saugioje vietoje.

• Jei aušinimo skysčio slėgis grandinėje nukrenta žemiau 7 PSI
• Kai vėjo greitis didesnis nei 75 km/val
• Nutrūkus maitinimui, UPS (Nepertraukiamo maitinimo šaltinis) perkelia lėkštę į saugią padėtį. Kai maitinimas atstatomas, automatinis saulės sekimas tęsiasi.

Stebėjimas

Bet kuriuo atveju, ypač pramoninėms reikmėms, labai svarbu žinoti savo sistemos būseną, kad būtų užtikrintas patikimumas. Prieš iškylant problemai, turite būti įspėtas.

„SolarBeam“ turi galimybę stebėti per „SolarBeam Remote Dashboard“. Šis skydelis yra paprastas naudoti ir suteikia svarbią SolarBeam būsenos, diagnostikos ir energijos gamybos informaciją.

Nuotolinis konfigūravimas ir valdymas

„SolarBeam“ galima nuotoliniu būdu konfigūruoti ir pakeisti skrydžio metu. „Patiekalas“ gali būti valdomas nuotoliniu būdu, naudojant mobiliąją naršyklę arba asmeninį kompiuterį, supaprastinant arba panaikinant vietoje veikiančias valdymo sistemas.

Perspėjimai

Įvykus pavojaus signalui arba prireikus techninės priežiūros, įrenginys siunčia el. pašto pranešimą paskirtam aptarnavimo personalui. Visi įspėjimai gali būti pritaikyti pagal vartotojo pageidavimus.

Diagnostika

„SolarBeam“ turi nuotolinės diagnostikos galimybes: sistemos temperatūras ir slėgius, energijos gamybą ir kt. Iš pirmo žvilgsnio galite pamatyti sistemos būseną.

Ataskaitos ir diagramos

Jei reikia energijos gamybos ataskaitų, jas nesunkiai galima gauti kiekvienam „patiekalui“. Ataskaita gali būti grafiko arba lentelės pavidalu.

Montavimas

SolarBeam 7M iš pradžių buvo skirtas didelio masto CSP instaliacijai, todėl montavimas buvo kuo paprastesnis. Konstrukcija leidžia greitai surinkti pagrindinius komponentus ir nereikalauja optinio derinimo, todėl sistemos montavimas ir paleidimas yra nebrangūs.

Montavimo laikas

3 žmonių komanda gali sumontuoti vieną SolarBeam 7M nuo pradžios iki pabaigos per 8 valandas.

Apgyvendinimo reikalavimai

„SolarBeam 7M“ yra 7 metrų pločio su 3,5 metro įduba. Montuojant kelis „SolarBeam 7M“, kiekvienai sistemai turi būti skiriamas maždaug 10 x 20 metrų plotas, kad būtų užtikrintas maksimalus saulės energijos surinkimas su mažiausiu šešėliavimu.

Surinkimas

Parabolinė stebulė skirta montuoti ant žemės naudojant mechaninę kėlimo sistemą, leidžiančią greitai ir lengvai sumontuoti santvaras, veidrodžių sektorius ir laikiklius.

Naudojimo sritys

Elektros gamyba naudojant ORC (Organic Rankine Cycle) įrenginius.

Pramoniniai vandens gėlinimo įrenginiai

Šiluminę energiją gėlinimo įrenginiui gali tiekti „SolarBeam“.

Bet kurioje pramonės šakoje, kur technologiniam ciklui reikia daug šiluminės energijos, pavyzdžiui:

• Maistas (virimas, sterilizavimas, alkoholio gavimas, plovimas)
• Chemijos pramonė
• Plastikas (šildymas, išmetimas, atskyrimas, ...)
• Tekstilė (balinimas, plovimas, presavimas, garinimas)
• Nafta (sublimacija, naftos produktų skaidymas)
• Ir daug daugiau

Montavimo vieta

Tinkama vieta įrengimui yra regionai, kurie gauna ne mažiau kaip 2000 kWh saulės spindulių vienam m2 per metus (kWh/m2/metus). Perspektyviausiais gamintojais laikau šiuos pasaulio regionus:

• Buvusios Sovietų Sąjungos regionai
• Pietvakarių JAV
• Centrinė ir Pietų Amerika
• Šiaurės ir Pietų Afrika
• Australija
• Viduržemio jūros šalys Europoje
• Artimieji Rytai
• Indijos ir Pakistano dykumos lygumos
• Kinijos regionai

Solarbeam-7M modelio specifikacija

• Didžiausia galia - 31,5 kW (esant 1000 W / m2 galiai)
• Energijos koncentracijos laipsnis - daugiau nei 1200 kartų (dėmė 18 cm)
• Maksimali fokusavimo temperatūra – 800°С
• Maksimali aušinimo skysčio temperatūra - 270°С
• Veiklos efektyvumas – 82 proc.
• Atšvaito skersmuo - 7m
• Parabolinio veidrodžio plotas - 38,5m2
• Židinio nuotolis – 3,8m
• Servo variklių energijos suvartojimas - 48W+48W / 24V
• Vėjo greitis eksploatacijos metu - iki 75km/h (20m/s)
• Vėjo greitis (saugiuoju režimu) - iki 160 km/val
• Saulės sekimas azimutu – 360°
• Saulės sekimo vertikalė - 0 - 115°
• Atramos aukštis - 3,5m
• Atšvaito svoris - 476 kg
• Bendras svoris -1083 kg
• Absorberio dydis - 25,4 x 25,4 cm
• Sugerties plotas -645 cm2
• Aušinimo skysčio tūris absorberyje - 0,55 litro

Bendrieji atšvaito matmenys

Jau nuo tūkstantmečio pradžios saulės spindulių energijos panaudojimo galimybė ir būdai buvo susirūpinę iškiliausiems žmonijos protams. Jau tada žmonės puikiai suprato, kad dangaus kūnas, pavadintas Saule, yra neišsenkančios energijos spinduliuotės šaltinis. Tačiau kaip „prisijaukinti“ ir panaudoti savo naudai tuo tolimu metu niekas nesugalvojo. Remiantis iki šių dienų išlikusiais šaltiniais, senovės rašytojai Plutarchas ir Polibijus nurodė, kad pirmasis savo ranka brėžinius parašė ir veikiantį išradimą surinko Archimedas.

Tai buvo prietaisas, kuris kai kuriais optika pagrįstais prietaisais sutelkė saulės spinduliuotę į vieną galingą srautą. Vėliau išradimas buvo naudojamas sunaikinti imperatoriškąjį romėnų laivyną, kuris atvyko turėdamas grobuoniškų tikslų.

Išmintingo graikų inžinieriaus išradimas, kurį jis surinko savo rankomis, yra pirmasis Žemės planetoje sukurtas saulės energijos pagrindu sukurtas parabolinis koncentratorius, kurio principas buvo sutelkti spinduliuotę viename mažame pluošte.

Tokio spindulio paveiktoje zonoje temperatūros lygis gali siekti nuo 300 iki 400 laipsnių Celsijaus. Tokios energijos, sutelktos į bet kurio Romos laivyno laivo korpusą (kuris tuo metu buvo visiškai medinis), būtų užtekę uždegti jūrų laivą. Šiandien galima tik daryti prielaidas, kokį konkretų išradimą Archimedas davė pasauliui, tačiau remiantis šiuolaikinėmis žiniomis ir idėjomis apie technologijas ir pasiekimus šioje energetikos srityje, buvo tik du galimi variantai.

Pradėkime nuo to, kad pats pavadinimas, kurį gavo išradimas, yra saulės koncentratorius, šis pavadinimas kalba pats už save.

Iš abiejų pusių išgaubtas lęšis yra paprasto koncentratoriaus pavyzdys.

Tai prietaisas, kuris, fiksuodamas saulės spinduliuotę tam tikru paviršiaus lenkimu, sutelkia spindulius viename taške, pasiekdamas kelis energijos padidėjimo rodiklius. Visi iš savo jaunos praeities prisimename įprastą objektyvą, išgaubtą iš abiejų pusių – tai paprasčiausio koncentratoriaus pavyzdys. Saulėtu oru, savo rankomis reguliuojant saulės spindulių kritimo kampą, buvo galima ant medinio paviršiaus ar popieriaus išdeginti viską, kas tik šaudavo į galvą, bet kokią figūrą ar užrašą.

Toks lęšis priklauso refraktorinių koncentratorių grupei. Be išgaubtų lęšių, tai pačiai koncentratorių grupei priklauso ir Frenelio lęšiai, kurie yra prizmė. Ilgo židinio koncentratoriai surenkami naudojant vadinamuosius linijinius lęšius. Tokie stebulės yra labai nebrangios ir lengvai surenkamos savo rankomis be kvalifikuoto inžinieriaus pagalbos (jei nuspręsite tai padaryti, tinkle yra įkelta pakankamai vaizdo įrašų, prašymas yra naminis saulės atšvaitas). Tačiau praktikoje jie naudojami gana retai, viena iš to priežasčių – gana dideli jų matmenys. Tokie koncentratoriai, taip pat ir naminiai, naudojami tose vietose, kur tai leidžia jo savininkui nereikšmingas plotas ir jų užimama erdvė.

Tokio trūkumo saulės spinduliuotės prizmės koncentratoriuje nėra. Be to, ši įranga gali iš dalies sutelkti dalį difuzinės spinduliuotės, taip žymiai padidindama generuojamo energijos spindulių srauto galią. Trikampė prizmė, kurią naudojant yra pastatytas šis mechanizmas, vienu metu atlieka ir pluošto koncentracijos taško spinduliavimo iniciatoriaus, ir šios spinduliuotės priėmimo funkcijas. Be viso to, galinis daugiakampio paviršius atspindi priekinio paviršiaus gaunamos saulės spinduliuotės energijos srautą, o šoninis paviršius yra atsakingas už spinduliuotės emisiją. Šios įrangos veikimo principas pagrįstas mechanizmu, kuris maksimaliai atspindi saulės spindulius, kol jie atsitrenkia į šoninį veidą.

Refleksinis saulės koncentratorius, palyginti su ugniai atspariais, veikia derindamas atspindėtos saulės spinduliuotės pluošto energiją. Pagal konstrukcijos formą tokie koncentratoriai skirstomi į porūšius ir vadinami paraboliniais ir paraboliniais. Jei suprasite šių prietaisų efektyvumą, tai pats galingiausias energijos šaltinis bus parabolinis koncentratorius, jis gamina iki 10 tūkstančių koncentracijos vienetų.

Parabolinis koncentratorius tiekia iki 10 tūkstančių koncentracijos vienetų

Tačiau kurdami energetines saulės kolektorių šildymo sistemas (ypač šildymui žiemą), dažniausiai imamasi parabolinių arba plokščių įrenginių, be to, tokią sistemą lengva sumontuoti savo rankomis.

Saulės koncentratorių praktinis panaudojimas ir pritaikymas

Iš esmės pagrindinė bet kokios konstrukcijos saulės koncentratorių funkcija yra surinkti iš saulės sklindančią spinduliuotę ir sutelkti ją į vieną tašką. Šios energijos apimtį nustato šios įrangos savininkas. Naudojant visiškai nemokamą ir atsinaujinančią energiją, galima šildyti vandenį buities ir higienos reikmėms. Šildomo vandens kiekis priklausys tik nuo lėkštės dydžio ir bendros koncentratoriaus konstrukcijos. Mažesni paraboliniai koncentratoriai gali būti naudojami kaip virimo krosnis, kuri veiks tik koncentruota saulės spinduliuote.

Žiemą koncentratoriai gali būti naudojami kaip papildomas saulės šviesos šaltinis fotovoltinėms saulės kolektoriams, taip padidinant jų išėjimo galią, kai trūksta saulės spinduliuotės.

Paraboliniai koncentratoriai gali būti naudojami kaip orkaitė maisto ruošimui

Tiesą sakant, kristalinių baterijų naudojimas efektyvumui padidinti yra gana gera idėja, atsižvelgiant į mažą koncentratorių kainą. Be to, tokiam dizainui patentuoti nereikės. Tai pasirodys savotiška naminė saulės energijos tiekimo sistema.

Taip pat įrenginį galima naudoti kaip autonominį Stirlingo variklio energijos šaltinį (tokio variklio patentą jo išradėjas gavo labai seniai). Parabolinės grupės koncentratoriai saulės šviesos surinkimo vietoje sukuria 300–400 °C temperatūrą.

Pastačius metalinį stovą indams ir ant jo uždėjus virdulį spindulių, sklindančių iš santykinai mažos lėkštės, koncentracijos zonoje, vandenį be problemų užvirinsite nenaudodami elektros. Pastatę šildytuvą energijos koncentracijos taške, greitai pašildysite pakankamai didelius tekančio vandens kiekius, kad galėtumėte toliau naudoti namų ūkio reikmėms. Galima laistyti sodą, išplauti indus, nusiprausti.

Į sijos židinį įdėję teisingai pagal galią parinktą Stirlingo variklį, gausite nedidelę šiluminę ir elektros stotelę.

Stirlingo varikliai yra skirti dirbti kartu su saulės koncentratoriumi

Pavyzdžiui, viena įmonė „Qnergy“ sukūrė ir pateikė patentą, išleisdama QB-3500 Stirling variklius, kurie yra specialiai sukurti dirbti kartu su saulės atšvaito saulės koncentratoriumi. Savo esme tokį įrenginį galima laikyti elektros srovės generatoriumi, kuriame pagrindinę funkciją atlieka Stirlingo variklis. Atkreipkite dėmesį, kad tokiai sistemai taip pat reikalingos baterijos gautai energijai kaupti. Tokia jėgainė gamina 3500 vatų elektros srovę. Išvesties keitiklis sukuria standartinę 220 voltų įtampą, 50 Hz dažnį. Tokios elektros srovės galios jums pakanka pilnai patenkinti namo, kuriame gyvena keturių asmenų šeima, poreikius. Tokių baterijų naudojimas taip pat yra veiksmingas kaimo namams. Jūsų svetainėje įrengtas koncentratorius atrodys kaip palydovinė antena, nepažeidžiant išorinės estetikos.

Beje, vienas iš gamintojų užregistravo patentą įrenginiui, kur naudojant Stirlingo variklio principą galima sukurti sistemą, kuri iš esmės veiktų slenkamuoju arba sukamuoju judesiu (nereikalauja akumuliatorių montavimo). Tokios sistemos pavyzdys yra vandens siurblys, skirtas šuliniui ar kitiems tikslams.

Parabolinis koncentratorius turi būti sistemingai sukamas, kad sektų saulės spindulius, kai žemė sukasi dienos metu

Pagrindinis parabolinio koncentratoriaus trūkumas yra tas, kad jį reikia sistemingai stebėti, sukant jį saulės spindulių kryptimi, nes žemė sukasi dienos metu. Ten, kur koncentratoriai pramoniniu mastu naudojami didelėse šiluminėse elektrinėse, prie baterijų grupės papildomai montuojamos specialios saulės judėjimo sekimo sistemos. Tokios sistemos sukasi veidrodžius po jo judėjimo. Tai garantuoja nuolatinį ir efektyvų įeinančios saulės spinduliuotės priėmimą efektyviausiu kampu. Tačiau tokios įrangos naudojimas privačiai, greičiausiai, nebus labai tikslingas dėl to, kad įsigijimo išlaidos bus daug didesnės nei standartinio ant trikojo tvirtinamo atšvaito kaina.

Kaip patiems pasidaryti saulės spinduliuotės koncentratorių?

Norėdami ištirti šią problemą, galima remtis išradėjo iš Vladivostoko Jurijaus Rylovo, turinčio patentą savo sukurtai šildymo sistemai, patirtimi. Ilgą laiką jo didelis kaimo namas, kurio bendras plotas yra daugiau nei 400 kvadratinių metrų, yra visiškai šildomas akumuliatorių sistema, kurioje aušinimo skystis šildomas saulės koncentratoriumi.

Jurijaus Rylovo koncentratorius veikia daugiau nei dvigubai efektyviau nei saulės baterijos

Visą sistemą, kuriai jis gavo patentą, sukūrė pats meistras. Jo koncentratorius veikia daugiau nei dvigubai efektyviau nei saulės baterijos.

Tam yra nemažai priežasčių, viena iš jų – koncentratorių sistema, kuriai išradėjas gavo patentą, ji kaupia beveik viso įeinančio saulės spindulių spektro energiją. Kita priežastis – sistema buvo papildyta saulės sekimo mechanizmu (atsižvelgiant į įrangos apimtį šiuo atveju tai gali būti pateisinama).

Tačiau sistemos įdiegimas į masinę gamybą iškilo problemų. Pagal sukurtą įrenginį daugiau nei prieš penkerius metus išradėjas gavo Rusijos Federacijos patentą, tačiau iki šiol jis nebuvo plačiai paplitęs pramonėje. Tai gana keista, nes, pasak Rylovo, jo koncentratorius leidžia šildyti penkių aukštų namo įėjimą, aprūpinant jį karštu vandeniu. Per aštuonias darbo valandas įranga sušildo kubinį metrą vandens. Per tą patį laiką koncentratorius pagamins 80 kW elektros energijos. Be to, išradėjas susidūrė su intelektinės nuosavybės apsaugos Rusijoje problema. Su savo įrenginio nuosavybės fiksavimu reikia susitvarkyti tose šalyse, kur galima įkurti tokią gamybą, užsienyje pareigūnai nepadeda gauti patento.

Lengviausias būdas sukurti savo naminį mazgą yra sukurti jį iš senos palydovinės antenos.

Taigi, paprasčiausias būdas sukurti savo naminį mazgą yra sukurti jį remiantis sena palydovine antena. Prieš surinkdami mechanizmą, nustatykite jo naudojimo paskirtį, tada pasirinkite koncentratoriaus vietą. Kruopščiai nuvalykite anteną ir prie darbinės pusės pritvirtinkite atspindinčią plėvelę.

Norėdami tolygiai kloti plėvelę ir išvengti galimų raukšlių, supjaustykite plėvelę ne didesnėmis kaip penkiasdešimt milimetrų juostelėmis. Jei nuspręsite koncentratorių panaudoti kaip saulės krosnį, bus geriau, kai centrinėje plokštės dalyje padarysite apie 70 milimetrų skersmens skylę. Perkiškite per jį maisto talpyklos tvirtinimą. Prietaisas garantuoja fiksuotą konteinerio su įkaitusiu objektu padėtį, kai prietaisas sukasi už saulės.

Jei disponuojate tik mažo skersmens plokštele, verta juostą perpjauti 100 milimetrų juostelėmis. Kiekviena juostelė turi būti klijuojama atskirai, kruopščiai ir tiksliai sulygiuojant jungtis.

Baigę klijuoti atspindintį elementą, nustatykite, kur yra spindulių koncentracijos taškas. Tai būtina padaryti, nes indo forma dažnai negarantuoja židinio taško ir signalo priėmimo galvutės vietos sutapimo.

Naminė saulės koncentratoriaus krosnelė

Pirmiausia verta nustatyti susikaupimo vietą, už tai užsidėkite akinius nuo saulės. Paimkite medinę lentą ir aptemptas kumštines pirštines. Nukreipkite atšvaitą į saulę ir sufokusuokite užfiksuotus spindulius į lentą, tada reguliuokite atstumą, kol gausite efektyviausią, koncentruotą energijos spindulį, darykite tai tol, kol pasieksite mažiausią jo dydį. Kumštinės pirštinės apsaugos jūsų odą nuo saulės nudegimo, jei netyčia įdėsite rankas į spindulių fokusavimo sritį. Nustačius koncentracijos tašką, liks tik pataisyti konstrukciją ir užbaigti jos montavimą optimalioje vietoje. Kaip sakoma išradėjų sluoksniuose: „Liko tik gauti patentą“. Pasinaudokite savo darbo rezultatais, gaudami neišsenkamą ir nemokamą energijos šaltinį.

Stirlingo variklį galima surinkti naudojant improvizuotas įprastas medžiagas

Yra daug galimybių gaminti koncentratorius, pagrįstus saulės spinduliuote. Lygiai taip pat jūs patys, naudodami improvizuotas, įprastas medžiagas, galite surinkti Stirlingo variklį (tai tikrai įmanoma, nors iš pirmo žvilgsnio atrodo nepasiekiama), o šio variklio galimybes galite panaudoti įvairiems tikslams. ilgam laikui. Visi apribojimai priklauso tik nuo jūsų kantrybės ir vaizduotės.