Solarni kolektor iz plastičnih steklenic: korak za korakom navodila za sestavo helio-naprave

Pojem alternativne energije za mnoge lastnike zasebnih hiš in počitniških hišic je povezan z dragimi sončnimi paneli, vetrnimi elektrarnami ali toplotnimi črpalkami. Nihče niti ne sluti, da lahko v samo nekaj urah za pičle drobiže sestavite sončni kolektor iz plastičnih steklenic, da se oskrbujete s toplo vodo skozi celotno toplo sezono.

Povedali vam bomo, kako iz odpadnih materialov narediti učinkovit sistem za pripravo sanitarne vode. V našem članku boste našli podroben opis konstrukcij in načinov izdelave sistemov, katerih delovanje je preverjeno v praksi. Ob upoštevanju naših priporočil boste brez težav sestavili uporaben gospodinjski pripomoček.

Specifika uporabe sončnih kolektorjev

Glavna razlika med sončnim kolektorjem in različnimi vrstami toploto generirajočih helio-sistemov je v cikličnosti delovanja. Z drugimi besedami – ob odsotnosti sonca ne bo nobene toplotne energije.

Očitno je, da se ponoči učinkovitost avtonomnega sistema za toplo vodo s sončnim kolektorjem zmanjša na nič. Proizvodnja toplote s sončnim kolektorjem je določena z dolžino dnevne svetlobe, ki je odvisna od geografske širine in letnega časa.

Domači sončni kolektor bo omogočil rešiti ne le vprašanje oskrbe s toplo vodo hiše, ki ni priključena na centralna omrežja, ampak tudi težave z ogrevanjem.

Klimatske značilnosti območja prav tako opazno vplivajo na stopnjo zmogljivosti sončnega kolektorja. Če območje zaznamujejo pogoste megle ali se sonce pogosto skriva za oblaki, se zmogljivost heliokolektorja bistveno zmanjša.

Vendar tudi v tem primeru sončni kolektor za ogrevanje in/ali segrevanje vode ostaja učinkovit, zahvaljujoč sposobnosti zajemanja tudi razpršenih žarkov.

Konstrukcijske posebnosti in načelo delovanja

Glavni element standardne različice sončnega kolektorja je absorber v obliki bakrene plošče s cevko. Plošča se pod vplivom sončnih žarkov hitro segreje, pri čemer prenaša toploto na cevko in tekočino v njej. Zaradi prostega ali prisilnega kroženja se pridobljena toplota nato prenaša po celotnem sistemu.

Pod vplivom sončnih žarkov se bakrena plošča segreje, od katere se toplota prenaša na hladilno sredstvo v cevi.

Za izboljšanje učinkovitosti absorberja mu je treba dati potrebne fizikalne lastnosti. Najprej je treba povečati absorpcijsko sposobnost absorberja in zmanjšati odboj sončnih žarkov. Najenostavnejša rešitev je nanos črne barve na absorber.

Da bi izboljšali učinkovitost absorberja, ga je treba pokriti s prozornim steklom. Navadno steklo odbija del sončnih žarkov.

Najbolje je uporabiti posebno steklo z nizko vsebnostjo železa ali protiodsevno prevleko. Da se izognemo umazaniji stekla, mora biti ohišje sončnega kolektorja hermetično zaprto.

Ne glede na številne načine izboljšanja delovanja in povečanja zmogljivosti sončnega kolektorja je zaradi nepopolnosti konstrukcije ta kazalnik še vedno daleč od idealnega. Glede na načelo delovanja sončnega kolektorja in metode povečanja njegove učinkovitosti poskusimo ustvariti preprost in poceni model iz vsakdanjih materialov.

Sestavljanje agregata iz priročnih materialov

Poleg poceni in enostavne sestave se možnost iz plastičnih steklenic razlikuje od standardnih sončnih naprav po tem, da ravni sončni kolektorji slabo delujejo v jutranjih in večernih urah.

Izbočena oblika steklenic zagotavlja skoraj navpično prodiranje žarkov tudi med sončnim zahodom in vzhodom, s čimer zagotavlja učinkovitost delovanja naprave tako v jutranjih kot večernih urah.

Zahvaljujoč izbočeni obliki plastičnih steklenic lahko naprava tudi v vodoravnem položaju ujame žarke vzhajajočega in zahajajočega sonca.

Obstaja več značilnih načinov izdelave dobro delujočega sistema za pridobivanje tople vode iz plastičnih steklenic:

• Sončni kolektor deluje kot zalogovnik, v katerem se voda segreje in nato izpusti;
• Sončni kolektor se poveže z zalogovnikom, kar zagotavlja ogrevanje vode in njeno naravno kroženje;
• Plastične steklenice kolektorja služijo kot rezervoar za vodo;
• Plastične steklenice služijo kot hermetične posode za ohranjanje toplote.

Prav tako se sončni kolektorji lahko razlikujejo po svojih konstrukcijskih značilnostih. To je povezano predvsem tako z načinom pritrditve steklenic kot z načini njihove namestitve.

Različica s shranjevanjem ogrete vode

Za izdelavo sončnega kolektorja bo potrebna polipropilenska cev s premerom 50 mm, na katero bodo priključene plastične steklenice, katerih število je določeno s premerom cevi. Za predlogo smo vzeli 15 plastičnih steklenic, tako da je delovna prostornina sončnega kolektorja znašala 30 litrov.

Spoji med steklenicami in propilensko cevjo se premažejo s silikonskim tesnilom, da preprečijo puščanje vode

Za povezavo steklenic v enoten sistem je treba v propilenski cevi, namenjeni za oskrbo s toplo vodo, izvrtati luknje. Idealna rešitev je bila uporaba peresnega svedra za les s premerom 26 mm.

Pri teh dimenzijah je zagotovljena maksimalna gostota povezave, steklenica pa se s silo privije v luknjo po svojem navoju. Za maksimalno tesnjenje spojev lahko spoje premažete s silikonskim tesnilom, vendar je bolje uporabiti termolepilo.

Da bi dosegli učinek povezanih posod, je treba v zgornjem delu vsake steklenice narediti luknje s premerom približno 2 mm.

Po priključitvi steklenic se na eni strani cevi vreže nastavek, ki bo kasneje povezan z vodovodom za dovod vode. Na drugi strani je treba vrezati pipo, skozi katero bo odtekala ogreta voda v zbiralni rezervoar.

Vendar pa lahko takšna naprava za domačo uporabo sončne energije pod težo napolnjene vode izgubi svojo celovitost. Zato bi bilo smiselno izdelati zaboj. Za njegovo izdelavo bo potrebna deska širine 150 mm.

Za povečanje učinkovitosti sončnega kolektorja lahko na dno zaboja položite 50 mm debelo plast stiropora ali polistirena in ga prekrijete z alu folijo.

Po namestitvi sončnega kolektorja na mesto nadaljnje uporabe je treba plastične steklenice pobarvati v črno barvo za učinkovitejše absorbiranje sončnih žarkov.

Pri barvanju v črno barvo se poveča absorpcijska sposobnost plastike in izboljša učinkovitost segrevanja vode.

Barvo je bolje uporabiti matirano in jo nanašati z razprševanjem iz aerosolnega razpršilca. Preostane le, da zaboj prekrijete s steklom, s čimer povečate njegovo tesnjenje, in ga priključite na sistem za dovod hladne vode ter na sistem za odvajanje tople vode, pripravljene za uporabo, v zbiralni rezervoar.

Iz praktičnih izkušenj je znano, da plastika slabo prenaša vpliv visokih temperatur, ki povzročijo njeno deformacijo. V sončnih dneh lahko temperatura ogrevane vode preseže 65 stopinj, kar bo povzročilo deformacijo plastike.

Zato je bolje, da se popolnoma odpoveste dodatnemu tesnjenju zaboja s steklom ali pa ga uporabljate le v oblačnem vremenu.

Način s kroženjem ogrevane vode

Sistem sončnega kolektorja je podoben prvemu načinu, vendar ima vrsto konstrukcijskih razlik.

Za izdelavo kolektorja boste potrebovali naslednja orodja in materiale:

• PVC cev s premerom 20 mm s koleni in T-kosi;
• Valjčni rezalnik cevi;
• Rezila za snemanje robov;
• Prajs (čistilno sredstvo);
• Plastične steklenice;
• Tetrapaki od mleka ali soka;
• Pisarniški nož;
• Karton;
• Termično obstojna matirana barva črne barve;
• Zbirni rezervoar.

Za montažo bomo potrebovali PVC cev s premerom 20 mm. Horizontalni del cevi je treba razrezati na odseke, na katere bodo s hladnim varjenjem pritrjeni kotniki in T-kosi. Spodnji del sončnega kolektorja bo videti popolnoma enako. Kot končni rezultat bomo dobili zaprt sistem, vendar o vsem po vrsti.

Posebnosti lepljenja PVC cevi

Za kakovosten rez je bolje uporabiti rezalnik cevi, opremljen z valji. Po rezanju je treba z notranje strani cevi odstraniti rob s pomočjo specialnih rezalnikov za posnemanje robov.

Po merjenju globine T-kosov in kotnikov je treba na čelo priključne cevi namestiti oznako ter obdelati čela cevi in fitinge s primerjem (čistilnim sredstvom).

Zahvaljujoč gladkemu premikanju rezalnega dela valjčni rezalnik cevi preprečuje deformacije prereza in nastajanje robov na robu pri rezanju.

Naslednji korak bo nanašanje in porazdelitev lepila na zunanji del cevi ter notranji del fitinga. Lepilo je treba nanesti s čopičem, pri čemer mora biti njegova velikost manjša od premera cevi. Preostane le še vstaviti cev v pripravljen T-kos ali kotnik in jo zasukati za četrt obrata za enakomerno porazdelitev lepila.

Upoštevati je treba, da mora biti delo vstavljanja enega kotnika ali T-kosa opravljeno v največ 30 sekundah. Po fiksiranju je treba odstraniti ostanke lepila.

Vrstni red izdelave sončnega kolektorja

Po pripravi zgornje cevi in priključitvi vertikalnih cevi nanjo lahko začnemo s pripravo plastičnih steklenic. V predstavljenem modelu sončnega kolektorja so 4 vertikalne cevi dolžine 105 cm, na takšni dolžini cevi je mogoče namestiti 5 plastičnih steklenic. To pomeni, da bo za sestavo kolektorja potrebnih 20 enakih plastičnih steklenic.

Z vsake steklenice je treba odstraniti dno. Za to je treba izdelati preprosto šablono iz zvitka kartona dolžine 30 cm. S šablono in pisarniškim nožem odstranimo dno steklenic. Po pripravi steklenic lahko začnemo z izdelavo absorberja, ki bo absorbiral sončno energijo.

Uporaba preproste šablone iz kartona omogoča hitro rezanje in pridobivanje steklenic enake velikosti

Kot absorber uporabimo uporabljene tetrapake od soka ali mleka. Treba jih je razrezati, temeljito oprati in posušiti. Za izboljšanje njihove absorpcijske sposobnosti je treba nanesti črno mat barvo. Najlažje to storimo z uporabo barve v spreju z aerosolom.

Zaporedno nizanje plastičnih steklenic omogoča enostavno nameščanje zloženih tetrapakov vanje

Po pripravi steklenic in tetrapakov lahko začnete s sestavljanjem sončnega kolektorja. Najprej na navpično cev nanizite plastenko z vratom naprej in vanjo vstavite tetrapak. Na podoben način se vse steklenice nanizajo na navpične cevi, ki jih je nato treba povezati s T-spojkami in koleni spodnje cevi, ki je podobna zgornji.

Da bi izdelanemu sončnemu kolektorju zagotovili togost, je treba zanj izdelati oporo.

Navaden lesen ščit daje konstrukciji togost in omogoča enostavno premikanje sončnega kolektorja na mesto njegove uporabe.

Lahko kot v prvem primeru postavite kolektor v leseno škatlo, vendar ga ni več treba izolirati. Ker vsaka od plastičnih steklenic predstavlja nekakšen majhen izoliran rezervoar, ki se segreva od znotraj in prenaša toploto vodi, ki kroži po ceveh.

Posebnosti namestitve in priključitve

Za maksimalno možno absorpcijo sončnih žarkov je treba kolektor usmeriti proti jugu. Dovolj je majhen naklonski kot 10–15 stopinj, da kolektor učinkovito deluje pri skoraj vsaki legi sonca.

Spodnji del cevi je treba priključiti na spodnji del akumulacijskega rezervoarja, zgornji del pa približno na njegov osrednji del. Hladna voda iz polimerne posode bo po spodnji cevi vstopala v kolektor, kjer se bo segrela in po zgornji cevi dvigala v rezervoar.

Tako bo potekala naravna cirkulacija vode v doma izdelanem sistemu. Da bi zagotovili visoko intenzivnost kroženja vode, mora biti rezervoar nameščen nekoliko nad sončnim kolektorjem na razdalji najmanj 0,3 m od njega.

Pri pravilni povezavi sončnega kolektorja z akumulacijskim rezervoarjem se zagotovi naravna cirkulacija vode.

Upoštevati je treba, da ob dotoku hladne vode v rezervoar iz vodovodnega sistema pride do aktivnega mešanja, kar zmanjšuje učinkovitost kolektorja. Temu se lahko izognete tako, da dovod v rezervoar opremite s turbulenčnim reduktorjem, ki je zamašena cev s številnimi luknjami.

Voda skozi reduktor vstopa gladko, kar omogoča, da hladna voda ostane v spodnjih plasteh, od koder se zajema v sončni kolektor.

Uporaba turbulenčnega reduktorja pomaga preprečiti mešanje hladne in tople vode v akumulacijskem rezervoarju.

Očitno je, da sončni kolektor zagotavlja ogrevanje vode le podnevi ob sončnem vremenu. Zato je pomembno ohraniti vročo vodo za uporabo podnevi in zvečer. Za to je treba izolirati akumulacijsko posodo.

Zaključki in koristen video na to temo

Video 1. Tako so nastali prvi sončni sistemi iz plastičnih steklenic:

Video 2. Skoraj brezplačna naprava za ogrevanje vode v akciji:

Sončni kolektor iz plastične embalaže za pijače je poceni rešitev za pridobivanje tople vode. Vendar pa je ob dolgotrajnem slabem vremenu, zlasti spomladi in jeseni, smiselno v zalogovnik namestiti grelni element. V tem primeru bo sončni kolektor del celovitega sistema, ki ob ugodnih pogojih omogoča prihranek denarja.

Povejte nam o svojih izkušnjah pri gradnji domačega sončnega sistema iz plastičnih steklenic. Morda imate v svojem arzenalu informacije in različice konstrukcij, ki bi lahko koristile obiskovalcem spletnega mesta. Prosimo, napišite komentarje v spodnjem obrazcu, postavljajte vprašanja, delite fotografije in koristne informacije.