Солнечный тепловой генератор

Солнечный генератор своими руками: инструкция по изготовлению альтернативного источника энергии

Альтернативные источники энергии, позволяющие обеспечить жилое помещение теплом и электричеством в необходимом объеме – недешевое «удовольствие», требующее значительных финансовых затрат на приобретение, монтаж и установку.

Сделать же солнечный генератор своими руками значительно дешевле и вполне по силам многим домашним мастерам. Рассмотрим инструкцию, доступно описывающую все нюансы процесса изготовления.

Как работает генератор солнечной энергии?

Солнечный генератор представляет собой комплекс фотоэлектрических полупроводниковых элементов, напрямую преобразующих энергию солнца в электрическую.

Кванты вырабатываемого лучами света при попадании на фотопластину выбивают электрон с заключительной атомной орбиты рабочего элемента. Этот эффект создает множество свободных электронов, которые и образуют непрерывный поток электрического тока.

В качестве действующего материала используют кремний. Он отличается высокой эффективностью и обеспечивает коэффициент фотоэлектрического преобразования в обычном режиме на уровне 20%, а при благоприятных условиях – до 25%.

На одну сторону пластины кремния наносят тонкое покрытие из пассивных химических элементов – бора или фосфора. Именно на этой поверхности в результате интенсивного воздействия солнечных лучей происходит активное высвобождение электронов. Фосфорная пленка надежно удерживает их в одном месте и не позволяет разлетаться.

На самой рабочей пластине располагаются металлические «дорожки». На них строятся свободные электроны, создавая таким образом, упорядоченное движение, то есть, электрический ток.

К минусам пластин относят только сложность и затратность процесса очистки самого кремния, и, чтобы избежать этих проблем, активно осваивают использование альтернатив в виде галлия, кадмия, индия и различных соединений меди. Однако пока что реальных конкурентов у кремниевых элементов еще нет.

Самый простой способ соорудить преобразователь солнечной энергии в электричество – купить готовую солнечную батарею и установить ее на крыше дома или гаража:

Что нужно для работы?

Для изготовления генератора, состоящего из комплекта солнечных батарей, требуются такие инструменты и материалы, как:

  • модули для преобразования солнечных лучей в энергию;
  • алюминиевые уголки;
  • деревянные рейки;
  • листы ДСП;
  • прозрачный элемент (стекло, плексиглас, оргстекло, поликарбонат) для создания защиты для пластин кремния;
  • саморезы и шурупы разных размеров;
  • плотный поролон толщиной 1,5-2,5 мм;
  • качественный герметик;
  • диоды, клеммы и провода;
  • шуруповерт либо набор отверток;
  • паяльник;
  • ножовка по дереву и металлу (либо болгарка).

В каком объеме понадобятся материалы, будет напрямую зависеть от запланированного размера генератора. Масштабная работа повлечет за собой дополнительные расходы, но в любом случае обойдется дешевле, чем покупной модуль.

Для конечного тестирования собранного агрегата используют амперметр. Он позволяет зафиксировать реальное КПД установки и помогает определить фактическую отдачу.

Выбор типа фотопреобразователя

Мероприятия по созданию своими руками солнечного генератора начинают с выбора типа фотоэлектрического кремниевого преобразователя.

Эти составляющие бывают трех видов:

  • аморфные;
  • монокристаллические;
  • поликристаллические.

Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки, а выбор в пользу любого из них делают, исходя из объема средств, выделенных на покупку всех компонентов системы.

Особенности аморфных разновидностей

Аморфные модули состоят не из кристаллического кремния, а из его производных (силан или кремниеводород). Путем напыления в вакууме, их тончайшим слоем наносят на высококачественную металлическую фольгу, стекло или пластик.

Готовые изделия имеют блеклый, размыто-серый оттенок. Видимые кристаллы кремния на поверхности не наблюдаются. Основным достоинством гибких солнечных батарей считается доступная цена, однако, КПД их очень невелико и колеблется в диапазоне 6-10%.

Специфика поликристаллических типов

Поликристаллические солнечные батареи производят при постепенном очень медленном охлаждении кремниевого расплава. Получившиеся изделия отличаются насыщенным синим цветом, имеют поверхность с четко выраженным рисунком, напоминающим морозный узор, и проявляют эффективность в районе 14-18%.

Дать более высокую КПД-производительность мешают наличествующие внутри материала области, отделенные от общей структуры зернистыми границами.

Характеристика монократиллических вариантов

Монокристаллические модули характеризуются плотным темным цветом и состоят из цельных кристаллов кремния. Их эффективность превышает показатели прочих элементов и составляет 18-22% (при благоприятных условиях – до 25%).

Еще одним достоинством считается впечатляющий срок службы – по заявлению производителей свыше 25 лет. Однако, при продолжительном использовании КПД монокристаллов падает и спустя 10-12 лет фотоотдача уже составляет не более 13-17%.

Для создания солнечного генератора дома своими руками преимущественно берут поли- и монокристаллические пластины различных габаритов. Их приобретают в популярных интернет-магазинах, в том числе на eBay или Алиэкспресс.

Из-за того, что фотоэлементы ценятся довольно высоко, многие поставщики предлагают покупателям продукцию группы B, то есть пригодные к полноценной эксплуатации фрагменты с небольшим дефектом. Их стоимость отличается от стандартной цены на 40-60%, благодаря чему сбор генератора обходится в разумную цену, не слишком бьющую по карману.

Как сделать каркас для пластин?

Для изготовления каркаса будущего генератора используют прочные деревянные рейки или алюминиевые уголки. Деревянный вариант считается менее практичным, так как материал требует дополнительной обработки во избежание последующего гниения и расслаивания.

Алюминий имеет гораздо более привлекательные физические характеристики и благодаря своей легкости не оказывает лишней нагрузки на крышу или другую опорную конструкцию, куда планируется установить агрегат.

Кроме того, за счет антикоррозийного покрытия металл не ржавеет, не гниет, не впитывает влагу и легко переносит воздействие любых агрессивных атмосферных проявлений.

Для создания каркасной конструкции из алюминиевых уголков сначала определяют размер будущей панели. При стандартном варианте на один блок используют 36 фотоэлементов размером 81 мм х 150 мм.

Для корректности последующей эксплуатации между фрагментами оставляют небольшой зазор (около 3-5 мм). Это пространство позволяет учесть изменение базовых параметров основы, подвергшейся воздействию атмосферных проявлений. В результате общий размер заготовки составляет 83 мм х 690 мм при ширине уголка каркаса в 35 мм.

После определения размеров из уголков выкраивают необходимые фрагменты и с помощью крепежных элементов собирают их в каркасные рамки. На внутреннюю поверхность конструкции наносят слой силиконового герметика, очень внимательно следя, чтобы не было пропусков и пустот.

От этого зависит целостность, прочность и долговечность монтируемой конструкции. Сверху укладывают защитный прозрачный материал (стекло с антибликовым покрытием, оргстекло либо поликарбонат со специальными параметрами) и надежно крепят его с помощью метизов (по 1 с короткой и по 2 с длинной части рамы и 4 по углам корпуса).

Для работы используют шуруповерт и шурупы подходящего диаметра. В конце прозрачную поверхность аккуратно очищают от пыли и мелкого мусора.

Выбор прозрачного элемента

Основные критерии выбора прозрачного элемента для создания генератора:

  • способность к поглощению ИК-излучения;
  • уровень преломления солнечного света.

Чем ниже показатель преломления, тем выше КПД продемонстрируют кремниевые пластины. Наиболее низким коэффициентом светоотражения обладают плексиглас и оргстекло. Поликарбонат тоже имеет далеко не лучшие показатели.

Для создания каркасных конструкций под домашние гелиосистемы рекомендуется по возможности использовать антибликовое прозрачное стекло или специальный вид поликарбоната с антиконденсатным покрытием, обеспечивающим необходимый уровень термической защиты.

Самыми лучшими характеристиками в плане поглощения ИК-излучения обладают прочное термопоглащающее оргстекло и стекло с опцией ИК-поглощения. У простого стекла эти показатели значительно ниже. От эффективности ИК-поглощения зависит, будут ли греться в процессе эксплуатации кремниевые пластины или нет.

Если нагрев окажется минимальным, фотоэлементы прослужат долго и обеспечат стабильную отдачу. Перегрев пластин приведет к перебоям в работе и быстрому выходу из строя отдельных фрагментов системы или всего комплекса.

Установка кремниевых фотоэлементов

Непосредственно перед установкой защитные стекла, уложенные в алюминиевые рамы, хорошо очищают от пыли и обезжиривают спиртосодержащим составом.

Купленные фотоэлементы ровно располагают на разметочной подложке на расстоянии 3-5 миллиметров друг от друга и делают маркировку углов общей конструкции. Затем приступают к пропайке элементов – самому важному и трудоемкому отрезку работы по сборке генератора.

Пропайку действующих элементов генератора осуществляют по схеме, в которой «+» являются дорожки на внешней стороне, а «-» – каналы, расположенные на изнаночной части пластины.

Для корректного соединения контактов сначала наносят флюс (кислота для паяния) и припой, а потом осуществляют обработку в строгой последовательности сверху вниз. В конце все ряды соединяют между собой.

Следующим шагом делают проклейку фотоэлементов. Для этого в центр каждой пластины из кремния выдавливают немного герметика, образовавшиеся цепочки элементов переворачивают внешней стороной вверх и размещают в строгом соответствии с разметкой, нанесенной ранее.

Аккуратно руками прижимают пластины, фиксируя их на нужном месте. Действуют очень осторожно, стараясь не повредить и не согнуть материал.

Контакты фотоэлементов, расположенных по краям, выводят на отдельную шину (широкий серебряный проводник), как «+» и «-». Дополнительно комплекс оснащают блокирующим диодом. Соединяясь с контактами, он не дает аккумуляторам разрядиться через каркасную конструкцию в ночное время суток.

В донной части каркаса проделывают дрелью отверстия, через которые провода выводят наружу. Чтобы они не провисали, используют в работе силиконовый герметик.

С шагами сборки солнечной панели из 60ти элементов познакомит следующая фото-галерея:

Своими руками

Соорудить солнечное отопление частного дома своими руками – не такая и сложная задача, как кажется неосведомленному обывателю. Для этого понадобятся навыки сварщика и материалы, доступные в любом строительном магазине.

Актуальность создания солнечного отопления частного дома своими руками

Получить полную автономию – мечта каждого владельца, затевающего частное строительство. Но действительно ли солнечная энергия способна отапливать жилой дом, особенно если устройство для ее накопления собрано в гараже?

Расчет мощности солнечного коллектора

В зависимости от региона солнечный поток может давать от 50 Вт/кв.м в пасмурный день до 1400 Вт/кв.м при ясном летнем небе. При таких показателях даже примитивный коллектор с низким КПД (45-50%) и площадью 15 кв.м. может выдавать в год около 7000-10000 кВт*ч. А это сэкономленные 3 тонны дров для твердотопливного котла!

Как рассчитать необходимую площадь солнечного коллектора для бытовых нужд:

  • в среднем на квадратный метр устройства приходится 900 Вт;
  • чтобы повысить температуру воды, необходимо затратить 1,16 Вт;
  • учитывая также теплопотери коллектора, 1 кв.м сможет нагреть около 10 литров воды в час до температуры 70 градусов;
  • для обеспечения 50 л горячей воды, необходимой одному человеку, понадобится затратить 3,48 кВт;
  • сверившись с данными гидрометцентра о мощности солнечного излучения (Вт/кв.м) в регионе, необходимо 3480 Вт разделить на получившуюся мощность солнечного излучения – это и будет нужная площадь солнечного коллектора для нагрева 50 л воды.
Читайте также  Тепловые системы без обогрева для квартиры

Как становится понятно, эффективное автономное отопление исключительно с использованием солнечной энергии осуществить довольно проблематично. Ведь в хмурую зимнюю пору солнечного излучения крайне мало, а разместить на участке коллектор площадью 120 кв.м. не всегда получится.

Применение солнечных коллекторов

Так неужели солнечные коллекторы нефункциональны? Не стоит заранее сбрасывать их со счетов. Так, с помощью подобного накопителя можно летом обходиться без бойлера – мощности будет достаточно для обеспечения семьи горячей водой. Зимой же удастся сократить затраты на энергоносители, если подавать уже нагретую воду из солнечного коллектора в электрический бойлер.
Кроме того, солнечный коллектор станет отличным помощником тепловому насосу в доме с низкотемпературным отоплением (теплыми полами).

Так, зимой нагретый теплоноситель будет использоваться в теплых полах, а летом излишки тепла можно отправить в геотермальный контур. Это позволит снизить мощность теплового насоса.
Ведь геотермальное тепло не возобновляется, так что со временем в толще грунта образовывается все увеличивающийся «холодный мешок». Например, в обычном геотермальном контуре на начало отопительного сезона температура составляет +5 градусов, а в конце -2С. При подогреве же начальная температура поднимается до +15 С, а к концу отопительного сезона не падает ниже +2С.

Устройство самодельного солнечного коллектора

Для уверенного в своих силах мастера собрать тепловой коллектор не составит труда. Можно начать с небольшого устройства для обеспечения горячей воды на даче, а в случае успешного эксперимента перейти к созданию полноценной солнечной станции.

Плоский солнечный коллектор из металлических труб

Самый простой в исполнении коллектор – плоский. Для его устройства понадобится:

  • сварочный аппарат;
  • трубы из нержавеющей стали или меди;
  • стальной лист;
  • закаленное стекло или поликарбонат;
  • деревянные доски для рамы;
  • негорючий утеплитель, способный выдержать нагретый до 200 градусов металл;
  • черная матовая краска, устойчивая к высоким температурам.

Сборка солнечного коллектора довольно проста:

    Трубы свариваются в решетку – две горизонтальные большего диаметра, по которым будет подаваться теплоноситель, а между ними вертикальные меньшего диаметра – по которым теплоноситель будет циркулировать в процессе нагревания.

Собирается рама из досок по размеру сваренной решетки.

Трубы привариваются к стальному листу – он выступает в роли адсорбера солнечной энергии, поэтому прилегание труб должно быть максимально плотным. Все красится в матовый черный цвет.

На лист с трубами кладется рама так, чтобы трубы оказались с внутренней стороны. Просверливаются отверстия для входа и выхода труб. Укладывается утеплитель. Если используется гигроскопичный материал, нужно позаботиться о гидроизоляции – ведь намокших утеплитель больше не будет защищать трубы от охлаждения.

  • Утеплитель фиксируется листом ОСБ, все стыки заполняются герметиком.
  • Со стороны адсорбера кладется прозрачное стекло или поликарбонат с небольшим воздушным зазором. Оно служит для предотвращения остывание стального листа.
  • Фиксировать стекло можно с помощью деревянных оконных штапиков, предварительно проложив герметик. Он предотвратит попадание холодного воздуха и защитит стекло от сжатия рамы при нагревании и охлаждении.
  • Для полноценного функционирования коллектора понадобится накопительный бак. Его можно сделать из пластиковой бочки, утепленной снаружи, в которой спиралью уложен теплообменник, соединенный с солнечным коллектором. Вход нагретой воды должен располагаться сверху, а выход холодной – снизу.

    Важно правильно разместить бак и коллектор. Чтобы обеспечить естественную циркуляцию воды, бак должен находиться выше коллектора, а трубы – иметь постоянный наклон.

    Если же солнечный коллектор расположен на крыше дома, придется включить в систему насос, который обеспечит движение воды.

    Солнечный нагреватель из подручных материалов

    Если со сварочным аппаратом дружбу свести так и не удалось, можно сделать простой солнечный нагреватель из того, что под рукой. Например, из жестяных банок. Для этого в дне делаются отверстия, сами банки скрепляются друг с другом герметиком, на него же садятся в местах соединения с ПВХ-трубами. Красятся в черный цвет и укладываются в раму под стекло также, как и обычные трубы.

    А вот работать с пластиковыми бутылками еще проще – достаточно нанизать их на покрашенные в черный цвет ПВХ-трубы.

    Для улучшения нагревания в каждую бутылку вкладывается черная подложка, сами же бутылки создают парниковый эффект, так что не требуют накрывания стеклом.

    Фасад дома из солнечных батарей

    Почему бы вместо обычного сайдинга не отделать дом чем-то полезным? Например, сделав с южной стороны на всю стену солнечный нагреватель.

    Такое решение позволит оптимизировать расходы на отопление сразу по двум направлениям – снизить затраты на энергоноситель и существенно сократить теплопотери за счет дополнительного утепления фасада.

    Устройство просто до безобразия и не требует специальных инструментов:

    • на утеплитель уложен окрашенный оцинкованный лист;
    • поверх уложена нержавеющая гофрированная труба, также выкрашенная в черный;
    • все прикрыто листами поликарбоната и зафиксировано алюминиевыми уголками.

    Если же и этот способ кажется сложным, на видео представлен вариант из жести, полипропиленовых труб и пленки. Куда уж проще!

    Генератор на солнечных батареях для дома и дачи плюсы и минусы

    Рынок солнечных генераторов медленно, но неуклонно растет. Портативные электростанции «все в одном», использующие солнечную энергию, являются новой альтернативой традиционным портативным генераторам, работающим на топливе.

    Как эти источники автономного электричества сравнивнить друг с другом? Солнечные генераторы лучше, чем портативные генераторы, работающие на бензине?

    1. Что такое солнечный генератор? Стоит ли его покупать.
    2. Рассмотрим основные преимущества использования портативных солнечных электростанций.
    3. Солнечные генераторы лучше, чем обычные портативные генераторы на топливе?
    4. Как выбрать между солнечным генератором и топливным генератором
    5. Сколько энергии вам нужно?
    6. Каким должен быть портативный генератор?
    7. Где вы будете использовать генератор?
    8. Получите ли вы достаточно часов солнца?
    9. Каков ваш бюджет для покупки солнечного генератора?

    Что такое солнечный генератор? Стоит ли его покупать.

    Читайте дальше, чтобы узнать больше о преимуществах и недостатках портативной электростанции на солнечной энергии и узнайте, подходят ли они для ваших нужд.

    Принцип работы так называемого солнечного генератора сильно отличается от того, как работает обычный генератор на топливе. Механика иная, и технические характеристики, как правило, тоже очень разные.

    Базовая установка солнечного генератора — это аккумулятор, инвертор, солнечное зарядное устройство и солнечные батареи. Энергия, получаемая от солнечных батарей, проходит через солнечное зарядное устройство к перезаряжаемой батарее, а затем инвертор преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока.

    Другая, более подходящая маркировка для солнечных батарей — это портативная электростанция. Иногда эти устройства также называют универсальными портативными электростанциями, когда батарею также можно заряжать через обычную настенную розетку или автомобильную розетку.

    Преимущества портативной электростанции на солнечной энергии по сравнению с топливными генераторами

    Есть много преимуществ использования солнечной энергии для удаленных мест вне сети. Солнце бесплатно для всех и светит во всем мире, поэтому использование солнечной энергии в этом смысле — надежная ставка.

    Рассмотрим основные преимущества использования портативных солнечных электростанций.

    Как солнечные генераторы сравнивают с обычными топливными генераторами?

    Отсутствие шума: в переносной электростанции, работающей на солнечной энергии, нет двигателя, который исключал бы самый большой источник шума, который есть во всех традиционных переносных генераторах, работающих на топливе. Кроме того, в солнечном генераторе нет движущихся частей — тряска в топливном генераторе — еще одна причина, по которой они шумят.

    Бесплатное энергоснабжение: использование солнечной энергии бесплатно, поэтому солнечные панели позволяют использовать бесплатный и неограниченный источник энергии. Тем не менее, он не является полностью бесплатным, так как требует в первую очередь инвестиций в солнечную энергетическую систему.

    Кроме того, солнечная энергия более доступна в большинстве отдаленных районов по сравнению с бензином или дизельным топливом. Вы не можете исчерпать солнечную энергию, пока находитесь в месте, где светит солнце.

    Еще одним преимуществом, связанным с затратами, является то, что солнечная энергия не подвержена колебаниям цен, как бензин и дизельное топливо. Когда у вас есть солнечное энергетическое оборудование, ваши расходы на топливо остаются неизменными.

    Несколько источников энергии: как уже упоминалось, многие солнечные генераторы на самом деле являются портативными электростанциями «все в одном», что означает, что они также могут заряжаться от источников энергии, отличных от солнечной энергии. Помимо солнечной энергии, основными источниками питания являются обычное электричество переменного тока от настенной розетки или от автомобиля.

    Низкие эксплуатационные расходы: по сравнению с переносным генератором, работающим на топливе, солнечный генератор имеет более низкие эксплуатационные расходы. Вам не нужно покупать топливо, так как солнечная энергия может свободно извлекаться, и нет масла, которое нужно менять.

    Отсутствие движущихся частей также снижает риск повреждения или необходимости замены запасных частей. Таким образом, несмотря на большие первоначальные инвестиции в солнечные генераторы, их эксплуатационные расходы ниже по сравнению с переносным генератором, работающим на топливе.

    Отсутствие паров. Окись углерода, выделяемая обычным генератором на топливе, представляет серьезную опасность для здоровья, поэтому их можно использовать только на открытом воздухе и на безопасном расстоянии от любых зданий. Солнечные генераторы не выделяют паров, что делает их самым безопасным вариантом, даже достаточно безопасным для использования внутри помещений.

    Экологичность: солнечная энергия является одним из самых экологически чистых возобновляемых источников энергии. Использование портативной электростанции, работающей на солнечной энергии, намного более экологично, чем генераторы, работающие на топливе.

    Обычный переносной генератор выделяет углекислый газ и другие вредные для окружающей среды газы, в то время как переносной генератор на солнечной энергии не выделяет никаких паров. Таким образом, не только ввод чистой энергии, но и выход.

    Легкий вес. Самыми тяжелыми деталями в обычном топливном генераторе являются двигатель, (заполненный) топливный бак и аккумулятор. Солнечная портативная электростанция имеет только батарею, что означает, что значительная часть веса генератора отсутствует.

    Читайте также  Тепловые системы без обогрева напольные

    Вот почему многие солнечные генераторы более легкие, с большим количеством моделей весом менее 10 кг. Кроме того, производители могут создавать более портативные конструкции, например портативные солнечные электростанции в стиле портфеля, когда нет необходимости включать топливный бак и двигатель.

    Недостатки портативной электростанции на солнечной энергии по сравнению с топливными генераторами

    Как и во всем, у портативных электростанций, работающих на солнечной энергии, есть свои недостатки. В определенных аспектах обычный портативный генератор имеет выигрышную комбинацию.

    Взгляните на основные недостатки, связанные с использованием портативного генератора на солнечной энергии по сравнению с портативным генератором на топливе. Как эти недостатки соотносятся с преимуществами переносной электростанции на солнечной энергии?

    Чувствительность к температуре: по иронии судьбы некоторые портативные генераторы «все в одном» не выдерживают длительного воздействия высоких температур. Поэтому, если вы используете их в очень жарком климате, вам необходимо убедиться, что в электростанции поддерживается более низкая температура, а солнечные панели все еще расположены для максимального воздействия солнечного света.

    Ищите солнечные генераторы, в которых упоминается наличие системы управления батареями или BMS. Это особая функция, которая, помимо прочего, контролирует температуру портативной электростанции.

    Непостоянное энергоснабжение: энергия солнца не постоянна. В некоторых местах мира солнечные часы и пасмурные дни ограничены, а другие погодные условия также ограничивают эффективность использования солнечных батарей.

    В действительности, солнечный генератор лучше всего работает в тропическом и субтропическом климате, где солнечный свет более постоянный. Генератор солнечной энергии менее эффективен в регионе с сезонными различиями в солнце.

    Цена: существует широкий диапазон цен на генераторы, и солнечные генераторы, как правило, относятся к более дорогой категории, особенно когда вы смотрите, сколько энергии вы получаете. Технология солнечной энергии просто дороже, чем обычные топливные двигатели.

    Таким образом, портативная электростанция на солнечной энергии, как правило, является более крупной первоначальной инвестицией, чем обычный генератор на топливе. Однако имейте в виду, что затраты на техническое обслуживание и эксплуатационные расходы солнечного генератора ниже, чем у обычного генератора на топливе.

    Большой размер для большой мощности: солнечные генераторы, предназначенные для легкого использования, более легкие, чем инверторные генераторы и обычные генераторы.

    Медленная зарядка. Несмотря на то, что большинство портативных электростанций «все в одном» имеют три различных варианта зарядки, все варианты зарядки, как правило, медленные. Время зарядки 8 часов не является чем-то необычным для универсальной портативной электростанции.

    Такое длительное время зарядки не идеально для чрезвычайных ситуаций. Производители пытаются ограничить это неудобство с помощью солнечных батарей, которые могут накапливать энергию, но это всегда меньше полной зарядки.

    Другой способ, с помощью которого производители пытаются компенсировать эту проблему, — это разработка аккумуляторных батарей, которые можно использовать во время зарядки. Не каждая модель солнечного генератора способна на это.

    Солнечные генераторы лучше, чем обычные портативные генераторы на топливе?

    Большинство истинных преимуществ универсальной портативной электростанции на солнечной энергии заключается в том, насколько она удобна и экологична.

    Короче говоря, перевешивают ли преимущества недостатки в действительности, зависит от того, для чего будет использоваться генератор, и от климата в этом месте.

    Переносные генераторы на солнечной энергии идеально подходят для отдыха на природе, например, для рыбалки и кемпинга. Они не производят никакого шума, поэтому они не могут беспокоить соседей или дикую природу, и они не выделяют никаких опасных паров, поэтому они являются экологически чистыми и безопасными.

    Портативные электростанции «все в одном» также являются единственным реальным вариантом в качестве альтернативного источника электропитания для использования внутри помещений, поскольку они не выделяют никаких паров.

    Генератор солнечной энергии также является идеальным спутником в путешествиях для профессионалов, работающих в автономных ситуациях.

    Генератор солнечной энергии также является распространенным механизмом для поездок по бездорожью. Аккумулятор можно использовать для питания небольших электрических инструментов в случае поломки автомобиля или для запуска автомобиля.

    Короче говоря, портативная электростанция на солнечной энергии является универсальным автономным источником электроэнергии, но она не подходит для всех целей.

    Солнечная энергия также не является надежным источником энергии в регионах с ограниченными солнечными часами или непредсказуемыми погодными условиями. Например, переносная электростанция на солнечной энергии не получит достаточно солнечных часов для полной зарядки в нашей стране зимой.

    Как выбрать между солнечным генератором и топливным генератором

    Не существует стандартного ответа на вопрос, является ли солнечный генератор более подходящим, чем обычный портативный генератор. Это зависит от цели, местоположения и требований к питанию.

    Все еще не можете выбрать между портативным генератором солнечной энергии и обычным генератором на топливе? Вот вопросы, которые нужно задать себе.

    Сколько энергии вам нужно?

    Это всегда первый вопрос, который нужно задать себе при поиске генератора. В общем, чем больше энергии вам нужно, тем менее портативным будет генератор.

    Каким должен быть портативный генератор?

    Последующий вопрос к вопросу 1 — как часто вам нужно перемещать генератор. Легкие солнечные генераторы более портативны, но как только вам понадобится больше энергии, инверторный генератор с параллельными возможностями может быть более подходящим вариантом.

    Где вы будете использовать генератор?

    Солнечные генераторы являются единственным вариантом для использования в помещении. Они не выделяют никаких испарений и не создают шума и делают их более подходящим вариантом для активного отдыха, например, для рыбалки.

    Получите ли вы достаточно часов солнца?

    Солнечные генераторы имеют длительное время зарядки, поэтому убедитесь, что количество солнечных часов будет достаточно. Альтернативой является использование обычной настенной или автомобильной розетки для зарядки аккумулятора.

    Каков ваш бюджет для покупки солнечного генератора?

    Портативные электростанции на солнечной энергии недешевы. Рассмотрите возможности, а затем решите, будут ли стоять ли первоначальные инвестиции в генератор на солнечной энергии более низких эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание в долгосрочной перспективе.

    Солнечный водяной коллектор своими руками

    • Как работает устройство
    • Варианты конструктивного исполнения
    • Рекомендации по установке гелиоустановок
    • Особенности сборки систем с применением солнечного коллектора
    • Оснащение систем работающих с солнечными коллекторами автоматикой
    • Преимущества и недостатки солнечных коллекторов
    • Изготовление солнечного коллектора своими руками
    • Видео по теме

    Солнечная энергия одно из направлений альтернативной энергетики, развитие которой обусловлено сохранением экологии окружающей среды, ее неограниченным запасом и отсутствием необходимости платить за ее использование. К одним из таких устройств принадлежат солнечные коллекторы, способные эффективно поглощать солнечный свет и передавать его энергию теплоносителю, который обеспечивает человека горячей водой и теплом.

    Как работает устройство

    Принцип работ солнечного коллектора отличается от других теплогенерирующих установок цикличностью работы. В ночное время из-за отсутствия солнца солнечные коллекторы не выполняют свои функции. В зимнее время световой день сокращается, а в пасмурную погоду солнечный свет сильно рассеивается. Поэтому теплоизоляция конструкции должна обеспечивать минимальную отдачу накопленного ранее тепла.

    Основным элементом устройства является адсорбер, выполненный, как один из вариантов, в виде металлической пластины с высокими теплопроводными свойствами, к которой прилегает трубчатый теплообменник. Пластина вместе с трубками поглощает солнечную энергию и нагревает находящийся внутри теплообменника теплоноситель (воду, антифриз, масло и другие). Для повышения степени поглощения, поверхность пластины покрывается специальным материалом черного цвета (черный хром, черная краска, черная ПВХ пленка и другие).

    Варианты конструктивного исполнения

    Различают основные два типа конструкций:

    • плоский солнечный коллектор;
    • более сложное устройство с применением теплового барьера в виде вакуума, который по этой причине и называется вакуумным.

    Образец конструкции плоского коллектора представлен на изображении:

    В качестве утеплителя используется обычно минеральная вата. В зимних условиях, когда градиент температур наружного воздуха и внутреннего пространства коллектора достигает значительной величины, такая теплоизоляция не спасает от больших непроизводительных потерь тепла.

    Для того, чтобы солнечный коллектор эффективно работал и в любых условиях применяют вакуумный солнечный коллектор. Конструктивным элементом, отличающим от других видов теплогенераторов, являются стеклянные трубки с воссозданным внутри их вакуумным пространством. Трубки объединяются в единую конструкцию с помощью специальных соединительных устройств и представляют собой вакуумный солнечный коллектор, вариант которого на изображении:

    Принцип работы коллектора с тепловыми трубками, работающими по технологии heat pipe:

    В технологии heat pipe трубка заполняется легкоиспаряющимся веществом, которое в условиях закрытой трубы, при нагревании нижней части испаряясь, поднимается вверх. В верхней части располагается теплообменник, в котором вещество трубки конденсируется, отдавая тепло, например, если вы решили установить солнечный водонагреватель, то воде все тепло передастся воде.

    Альтернативой технологии heat pipe по типу передачи тепла в вакуумных трубках широко используется прямоточный U-образный тепловой канал. В корпусе с вакуумным пространством монтируется изогнутая медная трубка, концы которой имеют раздельное подключение к системам теплообменника, отвечающим за холодный и горячий потоки.

    Такая трубка имеет высокую производительность в передачи тепла, однако заменить одну неисправную трубку такая конструкция не позволит. Придется менять весь блок вместе с приемным теплообменником.

    Рекомендации по установке гелиоустановок

    Чем больше света попадает на солнечный коллектор, тем эффективнее его работа. Следовательно, устанавливать его надо в местах, где максимально долго отсутствует тень от окружающих предметов (строений, деревьев и других препятствий солнечному свету).

    Ориентация приемной плоскости коллектора зависит от географической широты. В северном полушарии, где находится Россия, наибольшую часть времени солнце светит с южной стороны. Поэтому приемник света коллектора должен быть направлен строго в южном направлении. В силу объективных технических причин возможны отклонения на юго-запад или юго-восток.

    Необходимо правильно установить угол наклона гелиоустановки. Он зависит от географического положения местности, так как от широты изменяется отклонение положения солнца от зенита. Следует выбрать такой угол наклона, при котором будет отражаться минимальное количество света от защитного стекла коллектора.

    Особенности сборки систем с применением солнечного коллектора

    В проектировании автономных систем для горячего водоснабжения и отопления на базе солнечных коллекторов следует всегда предусматривать наличие накопительного бака, который будет выступать в качестве аккумулятора тепловой энергии. Это связано с неравномерным как поступлением энергии, так и ее расходом.

    Читайте также  Как работает водяной тепловентилятор?

    Существуют следующие проверенные на практике схемы подключения в систему солнечного коллектора.

    • С естественной циркуляцией. В данной схеме накопительный бак располагается выше уровня солнечного коллектора.

    Важно: уровень высоты бака не должен превышать одного метра. Находит применение для организации солнечного водонагревателя для небольших дач, бань и душевых.

    • Схема для отопления дома с участием солнечного коллектора. Интенсивность солнечного излучения зависит от географической широты. На северных широтах России его может быть недостаточно для обогрева помещения в зимних условиях. Наиболее эффективна его работа будет в паре с традиционным источником тепла, работающего на твердом топливе или газе. В представленной ниже схеме отопительный котел обозначен за номером 12.
    • Схема использования гелиоустановки для одновременного снабжения дома горячим водоснабжением и отоплением.Отличительной особенностью этой схемы является наличие дополнительной накопительной емкости. Ее необходимость вызвана разделением питьевой воды и технической, поступающей исключительно в систему отопления.
    • Солнечный коллектор для нагрева воды в бассейне.Солнечный коллектор позволяет поддерживать оптимальную температуру в бассейне в течение всего времени суток.

    Рекомендуем также изучить вакуумный солнечный коллектор, возможно он лучше подойдет под ваши задачи.

    Оснащение систем работающих с солнечными коллекторами автоматикой

    Специфика работы гелиоустановок, постоянно меняющиеся исходные данные (время года, погодные условия и так далее) не обеспечивают стабильности параметров (температура, расход теплоносителей и других), что требует включению в схему установки управляющих систем.

    Электронные устройства типа контроллера на основании анализа температуры в определенных местах схемы установки дают команды на открытие/закрытие клапанов, включают/выключают насосные установки для выбора оптимального движения теплоносителя по контуру. Так, например, при превышении температуры воды в накопительном баке теплоносителя, контроллер остановит его движение по контуру, прекратив потери тепла, которое могло бы сбрасываться в окружающую среду через коллектор.

    Преимущества и недостатки солнечных коллекторов

    Основные преимущества солнечных водонагревателей:

    • использование неиссякаемого и абсолютно бесплатного источника энергии;
    • уменьшается расход традиционных источников энергии — газа, нефти, угля;
    • возможность работы круглый год;
    • можно легко уменьшать или наращивать тепло, убирая/дополняя количество секций;
    • изменение цен на энергоносители не оказывают влияние на функционирование гелиоустановок;
    • надежная работа, удобная эксплуатация на протяжении длительного времени.
    • стоимость собственно солнечного коллектора и его установки вместе с обвязкой со всеми дополняющими элементами обойдется в немаленькую сумму — это достаточно дорогое удовольствие:
    • обеспечить эффективную автономную работу солнечного коллектора удается далеко не всегда из-за непостоянного присутствия солнца на небосклоне, поэтому применение одного лишь коллектора без дополнительных источников энергии, не обеспечивает потребностей человека в тепловой энергии.

    Изготовление солнечного коллектора своими руками

    Одним из недостатков гелиоколлекторов промышленного производства считается их высокая стоимость. Действительно далеко не каждый имеет свободные средства, чтобы отдать их за наличие горячей воды у себя на даче. Вариант солнечного водонагревателя можно решить, изготовив его своими руками. Характеристики такого водонагревателя будут сильно уступать заводскому, но для того чтобы в условиях дачи умыться и помыть посуду, температуры и расхода воды вполне хватит.

    Для изготовления солнечного коллектора своими руками подбираются материалы, которые лежат без дела в подсобном помещении или, в крайнем случае, их можно дешево купить в обычном хозяйственном магазине. Выигрыш в расходах по сравнению с покупкой промышленного образца весьма ощутимый.

    Для самостоятельного изготовления в качестве прототипа берется плоский солнечный коллектор. Вакуумный коллектор частным порядком изготовить практически невозможно. Основной задачей в изготовлении самодельного солнечного коллектора будет подбор подходящих материалов для адсорбера — главного конструктивного узла, отвечающего за работоспособность устройства. Существуют варианты, где мастера из народа вместо дорогих меди и алюминия применяют дешевые подручные материалы.

    • Адсорбер из трубы гофрированной нержавейки.Нержавейка в таком виде легко гнется в любых направлениях, что важно в изготовлении змеевика адсорбера. Высокая теплопроводность и коррозионная стойкость повышают эффективность и срок эксплуатации коллектора с таким адсорбером.
    • Адсорбер из пластиковых труб.Материалы из пластика уступают по теплофизическим свойствам меди и алюминию. Однако технологические свойства в изготовлении теплообменников сложных форм и стойкость к коррозии наряду с дешевизной делают этот материал востребованным при изготовлении самодельных водогрейных установок.
    • Адсорбер из пивных банок.Емкости для пива и других напитков в виде банок изготавливаются из пищевого алюминия. Материал с хорошими теплопроводными свойствами народные мастера приспособили для теплообменников в солнечных коллекторах. После вскрытия верхних и нижних частей банок, они склеиваются между собой термостойким клеем.

    После сборки приемник света из банок окрашивается в черный цвет и может накапливать тепловую энергию в дневное время суток.

    Кроме приведенных выше вариантов изготовления солнечных самодельных водогрейных устройств, существует много придуманных народными умельцами конструкций: из пластиковых бутылок, резинового шланга и других.

    Существует стойкое мнение, что применение солнечных коллекторов дает зримый эффект лишь в южных районах, где много солнечных дней. Однако если обратить внимание на географию пользователей гелиоустановками, то можно найти положительные отзывы от людей, проживающих недалеко от Москвы, а это далеко не юг. С совершенствованием технологии производства солнечных коллекторов и ростом цен на газ, география их применения будет все больше расширяться, в том числе и на широтах ближе к северу.

    Видео по теме

    Солнечные панели или ветрогенераторы: что выбрать для домашней электростанции

    Крайне популярная тема: с помощью установок для получения альтернативной энергии от солнца или ветра вы можете автономно питать дом и приусадебный участок. Питания с нескольких компактных панелей или одного хорошего ветряка достаточно для организации освещения участка и дома в темное время суток (с использованием накопителя энергии). Гибкие солнечные панели используются для установки на крышу автомобилей: для электрификации минивенов и микроавтобусов, трейлеров и автодомов во время стоянки или путешествия.

    Солнечные панели

    Солнечные панели бывают разных типов: поли- и моно-кристаллические солнечные панели, гибкие полимерные солнечные панели. В зависимости от типа они имеют различную эффективность. Конечно, огромное значение имеют физические размеры панелей — чем больше, тем лучше. Жесткие панели требуют бережного отношения и надежной фиксации на крыше или на открытом пространстве. Гибкие солнечные панели подойдут для установки на оконное стекло или на крышу автомобиля. При выборе оцениваем необходимые размеры, выходное напряжение и мощность панелей.

    Ветряные генераторы

    Одна из популярных и сильных тем в альтернативной энергетике — это установка ветряных электростанций. С помощью недорогого уличного мотор-генератора с лопастями вы сможете гарантированно получать по 500 и более ватт энергии. Однозначно выигрывают жители тех областей, где часто дует сильный ветер. Конструкция ветряка такая, что он поворачивается по направлению за ветром, как флюгер. В зависимости от количества лопастей различаются подобные ветрогенераторы по эффективности. Существуют также вертикальные и горизонтальные ветряки, которые можно приспособить под конкретные условия. Практически все предложенные варианты доступны для заказа из наличия в России. Выбираем тип/количество лопастей/номинальное напряжение (12/24В).

    Контроллеры и инверторы для солнечных панелей

    Несколько недорогих моделей контроллеров питания для домашней солнечной электростанции. Контроллеры следят за уровнем отдачи энергии от для солнечных панелей, за уровнем заряда накопителей. Контроллеры имеют широкий диапазон питания — есть возможность комбинировать солнечные панели как параллельно, так и последовательно для увеличения тока/напряжения и мощности. При покупке руководствуемся параметрами выбранных солнечных панелей (мощность, ток, напряжение) с учетом из комбинаций.

    Силовые инверторы и аккумуляторные батареи

    В общем случае, вам потребуется одна или несколько панелей, которые можно устанавливать последовательно-параллельно, контроллер для заряда аккумуляторов-накопителей энергии, а также силовой инвертор, который будет преобразовывать напряжение с аккумуляторов в сетевое (220В/50Гц). Аккумуляторы приобретать в Китае — дело дорогое, проще установить старый свинцовый аккумулятор с автомобиля.

    Условная схема организации питания для солнечных панелей.

    Конечно, предложенным списком варианты для создания домашней электростанции не заканчиваются. Если на территории имеется перепад высот и отведение дождевых вод, то можно на основе двигателя-генератора реализовать небольшую гидроэлектростанцию, которая будет обеспечивать номинальное питание участка: освещение, контроль полива и т.д.

    Об авторе

    Для того, чтобы найти крупицу истины в огромном количестве информации – загляните в мой личный блог на IXBT. Я постарался свести все статьи по нескольким темам: обзоры тесты различных гаджетов, товаров и инструмента, а также подборки и списки интересных вариантов из китайских магазинов и не только. Постоянно добавляю свежие публикации и новые тематические направления.

    Лучшие предложения смарт-часов Подборка народных мультиметров ANENG
    Выбираем осциллограф, мультиметр, цифровой микроскоп Подборка свежих смартфонов и новинок
    • 10
    • 1

    Пожаловаться на комментарий

    19 комментариев

    Добавить комментарий

    Лучше сделайте коллектор из пивных банок

    люто плюсую… в конце 80-х сделал для дачи (более навороченные) термо-панели из «толстых» неоновых «обсыпанных» и латунных почерневших из котельных теплообнников (валялись по свалкам) трубок, даже откачал, как мог школьным вакуумным насосом… в солнечный день зимой в подмосковье давали до 85° в контуре 🙂

    поподробнее про вакуумные насосы

    насос не на участке, а из «школьного кабинета физики», сосет не до «0», но прилично… не знаю, как сегодня дела с такими древними учебными пособиями, тонкая латунная трубка в одно пробке рядом с черной трубкой для теплоносителя, ударно повращать колесо с ручкой, трубку «вакуумирования» переломить пару раз пассатижами и ими же «запрессовать»… готово, один элемент коллектора готов, было 2 панели по полтора десятка трубок… неонки обрезались по концам нихромовой спиралью, пробками были медицинские из отличной термостойкой «оранжевой» резины от больших (больничных) флаконов для инъекций/диффузии, отлично подошедших по диаметру… всего этого добра во времена оны на свалке ящика, где работал, было достаточно, насос из ведомственного же профессионального училища одолжен… окончание «андроповкой» раннегорбачевского разлива с коллегой, таким же молодым специалистом и отметил 🙂