Nejoblíbenějším způsobem využití sluneční energie k ohřevu vody je vytvoření plochých nebo vakuových solárních kolektorů. Stále však existují metody s poměrně vysokým koeficientem účinnosti, které pomáhají využívat energii slunce k ohřevu vody. Tento článek se zaměří na jednu z těchto metod, jmenovitě na vytvoření solárního koncentrátoru pro zásobování horkou vodou.
K vytvoření systému ohřevu vody pomocí solárního reflektoru potřeboval autor následující materiály:
1) parabolická satelitní anténa
2) zrcadlový film
3) měděná trubice
4) sůl
5) černá barva odolná vůči teplu
6) mullitové krystalické vlákno
Zvažte základy systému a fáze vytváření solárního koncentrátoru.
Hlavní výhodou takového systému je jeho vyšší produktivita: vysoce kvalitní reflektory soustředí vysokou hustotu slunečního světla na jeden bod, což vám umožní přeměnit vodu na páru během několika sekund.
Pro demonstraci vizuální síly takových systémů doporučujeme přečíst si následující video materiál:
Jak je vidět na videu, malý solární koncentrátor může spalovat dřevo, topit olovo, to znamená, že teplota, ke které dochází v bodě koncentrace slunečního světla, je poměrně vysoká.
Tento systém má však řadu nevýhod, které musíte znát, než se rozhodnete postavit takový systém.
Aby byl reflektor neustále obrácen směrem ke slunci, je nutné nainstalovat speciální sledovací systémy, které nastaví reflektor vůči slunci po celý den. Tyto sledovače jsou poměrně drahé a spotřebovávají dost energie.
Účinnost koncentrátoru je vysoce závislá na čistotě odrazného povrchu, takže zrcátka je musí udržovat v čistotě.
Pokud vás tyto nedostatky nevyděsí, pak k vybudování koncentrátoru budete potřebovat parabolickou satelitní parabolu a není zvlášť důležité, zda se jedná o přímé zaostření nebo offset model. Hlavní věc je správná parabola, která soustředí všechny zachycené paprsky do jednoho bodu. V zásadě si můžete dokonce udělat zdání antény z listů lepenky, ale účinnost takového systému je velmi závislá na kvalitě paraboly.
Po vyčištění povrchu antény autor přistoupil k jeho vložení zrcadlovým filmem. K vytvoření zrcadlového povrchu je nejlepší použít kovovou fólii s adhezivní vrstvou. Vkládání povrchu takovým filmem je na principu samolepicí tapety docela jednoduché, ale můžete také použít kousky zrcadel k vytvoření odrazného povrchu na anténě.
Protože satelitní anténa sama o sobě má zakřivený tvar, není zcela rozumné pokusit se přilepit jeden kus filmu. Před vložením tedy autor rozřezal film na tenké proužky. Díky tomuto přístupu bylo možné přilepit celý povrch antény poměrně rovnoměrně a kvalitně.
Poté, co anténa získá zrcadlový povrch, je nutné určit zaostřovací bod, bude to místo koncentrace odraženého slunečního světla z povrchu antény. Obvykle je zaostřovací bod na sluneční anténě umístěn právě v oblasti převodníku, ale pokud jste si postavili parabolu sami, pak je nejjednodušší určit zaostřovací bod pomocí experimentální metody. Je nutné vzít kousek překližky tlustší a postupně ji přesouvat z náboje, dokud se sluneční skvrna na ní neklesne, jakmile bude minimální, bude to bod zaostření slunečních paprsků. Hlavní věcí je zapamatovat si, že teplota je v tomto místě soustředěna, takže musíte být opatrní a nosit ochranné vybavení: kožené rukavice, svařovací masku nebo sluneční brýle.
Dále musíte vytvořit tepelný výměník, který bude ohlašovat teplotu do vody. K tomu autor použil měděnou trubku. Vrazil do ní sůl a začal se po trubce ještě více ovíjet. Sůl uvnitř měděné trubice je potřebná, aby se trubka během navíjení nezplošťovala.
Autor poznamenává, že za účelem využití maximální energie ze slunce, tepelný výměník neuškodí černění. Vzhledem k tomu, že tepelný výměník bude vystaven vysokým teplotám, je nutné pro lakování použít tepelně odolné barvy.
Také pro zvýšení účinnosti je nutné izolovat chladič, aby se neochladil od větru.
Níže je schéma izolovaného chladiče:
K izolaci chladiče použijte žáruvzdorné materiály, protože na tomto místě bude koncentrována vysoká teplota. Autor tohoto koncentrátoru pro tento účel použil mullitové křišťálové vlákno, které se používá v plynových a muflových pecích. Sklo by mělo být také temperováno, aby se nedeformovalo z teploty.
Chladič byl vyroben na principu vodou chlazených radiátorů pro počítače. Vyrábí se podle velikosti bodu zaostřovacího bodu náboje.
Níže je schéma připojení solárního koncentrátoru:
Autor také připomíná, že trubky a nádrže musí být také izolovány, aby se zvýšila účinnost.