Najpopularniji načini korištenja solarne energije za zagrijavanje vode su stvaranje ravnih ili vakuumskih solarnih kolektora. Međutim, još uvijek postoje metode s prilično visokim koeficijentom učinkovitosti koji pomažu da se energija sunca koristi za zagrijavanje vode. Ovaj članak će razmotriti jednu od ovih metoda, a to je stvaranje solarnog koncentratora za opskrbu toplom vodom.
Autor je za stvaranje sustava grijanja vode pomoću solarnog reflektora trebao sljedeće materijale:
1) parabolična satelitska antena
2) ogledalo film
3) bakrena cijev
4) sol
5) crna boja otporna na toplinu
6) mulitna kristalna vlakna
Razmotrimo osnove sustava i faze stvaranja solarnog koncentratora.
Glavna prednost takvog sustava je njegova veća produktivnost: visokokvalitetni reflektori u jednom trenutku usredotočuju visoku gustoću sunčeve svjetlosti, što vam omogućuje da u nekoliko sekundi pretvorite vodu u paru.
Da biste pokazali vizualnu snagu takvih sustava, preporučujem vam da pročitate sljedeći video materijal:
Kao što je prikazano u videu, mali solarni koncentrator može sagorjeti drva, rastopiti olovo, to jest, temperatura koja se pojavi u točki koncentracije sunčeve svjetlosti je prilično visoka.
Međutim, ovaj sustav ima niz nedostataka koje morate znati prije nego što se odlučite za izgradnju takvog sustava.
Da bi se reflektor stalno okretao prema suncu, potrebno je ugraditi posebne sustave za praćenje koji će tijekom dana prilagoditi reflektor u odnosu na sunce. Ti su tragači prilično skupi i troše prilično malo energije.
Učinkovitost koncentatora uvelike ovisi o čistoći reflektirajuće površine, tako da ogledala zahtijevaju njihovo održavanje čistim.
Ako vas ovi nedostaci ne plaše, za izradu koncentratora trebat će vam parabolična satelitska antena, a nije osobito važno je li izravno usmjerenje ili offset model, Glavna stvar je ispravna parabola, koja će koncentrirati sve uhvaćene zrake u jednom trenutku. U principu, sami možete čak i napraviti izgled antene iz listova kartona, ali učinkovitost takvog sustava vrlo ovisi o kvaliteti parabole.
Nakon čišćenja površine antene, autor je nastavio lijepljenje zrcalnim filmom. Za stvaranje zrcalne površine najbolje je koristiti metalni film s ljepljivim slojem. Lijepljenje površine takvim filmom prilično je jednostavno prema principu samoljepljive tapete, ali možete koristiti i komade zrcala za stvaranje reflektirajuće površine na anteni.
Budući da satelitski tanjur ima zakrivljeni oblik, nije sasvim razumljivo pokušati staviti jedan jedini film. Stoga je autor prije lijepljenja film izrezao na tanke trake. Zahvaljujući ovom pristupu, bilo je moguće lijepiti cijelu površinu antene prilično ravnomjerno i kvalitetno.
Nakon što antena stekne zrcalnu površinu, potrebno je odrediti točku fokusa, to će biti mjesto koncentracije reflektirane sunčeve svjetlosti s površine antene. Obično se fokusna točka na solarnoj anteni nalazi upravo u području pretvarača, ali ako ste parabolu izgradili sami, tada je najlakše odrediti fokusnu točku eksperimentalnom metodom. Potrebno je uzeti komad šperploče deblji i postupno ga odmaknuti od glavčine sve dok sunčeva mrlja na njemu ne opadne, čim je minimalan, to će biti žarište sunčevih zraka. Glavna stvar koju treba zapamtiti je da je temperatura koncentrirana na ovom mjestu, stoga morate biti oprezni i nositi zaštitnu opremu: kožne rukavice, zavarivačku masku ili sunčane naočale.
Zatim trebate napraviti izmjenjivač topline koji će temperaturu prijaviti vodi. Autor je za to koristio bakrenu cijev. Umočio je sol u nju i počeo malo vijugati oko cijevi. Sol unutar bakrene cijevi potrebna je kako se cijev ne bi spljoštila tijekom navijanja.
Autor primjećuje da kako bi se iskoristila maksimalna energija sunca, izmjenjivač topline ne šteti obojati crnom bojom. Budući da će izmjenjivač topline osjetiti visoke temperature, za slikanje je potrebno koristiti boje otporne na toplinu.
Također, za povećanje učinkovitosti potrebno je izolirati hladnjak kako se ne bi ohladio od vjetra.
Ispod je dijagram izoliranog hladnjaka:
Za izolaciju hladnjaka koristite vatrostalne materijale, jer će se na ovom mjestu koncentrirati visoka temperatura. Autor ovog koncentratora za ovu je svrhu koristio mulitno-kristalna vlakna koja se koriste u plinskim pećima i pećnicama. Staklo također treba temperirati kako se ne bi deformiralo od temperature.
Rashladnik je rađen na principu radijatora sa vodenim hlađenjem za računala. Izrađuje se prema veličini točke žarišta koncentratora.
Ispod je dijagram povezanosti solarnog koncentratora:
Autor također podsjeća da cijevi i spremnik moraju biti izolirani kako bi se povećala učinkovitost.