Populārākie saules enerģijas izmantošanas veidi ūdens sildīšanai ir plakanu vai vakuuma saules kolektoru izveidošana. Tomēr joprojām pastāv metodes ar diezgan augstu efektivitātes koeficientu, kas palīdz izmantot saules enerģiju ūdens sildīšanai. Šajā rakstā tiks apskatīta viena no šīm metodēm, proti, saules koncentrētāja izveidošana karstā ūdens apgādei.
Lai izveidotu ūdens sildīšanas sistēmu, izmantojot saules reflektoru, autoram bija nepieciešami šādi materiāli:
1) paraboliskais satelītantena
2) spoguļplēve
3) vara caurule
4) sāls
5) melna karstumizturīga krāsa
6) mullīta kristāla šķiedra
Apsveriet sistēmas pamatus un saules koncentrētāja izveidošanas posmus.
Šādas sistēmas galvenā priekšrocība ir augstāka produktivitāte: augstas kvalitātes atstarotāji vienā vietā fokusē augstu saules gaismas blīvumu, kas ļauj dažu sekunžu laikā ūdeni pārvērst tvaikā.
Lai parādītu šādu sistēmu vizuālo spēku, iesaku jums izlasīt šo video materiālu:
Kā parādīts videoklipā, neliels saules koncentrāts var sadedzināt koksni, izkausēt svinu, tas ir, temperatūra, kas notiek saules gaismas koncentrācijas vietā, ir diezgan augsta.
Tomēr šai sistēmai ir virkne trūkumu, kas jums jāzina pirms lēmuma pieņemšanas par šādas sistēmas izveidi.
Lai atstarotāju varētu nemitīgi pagriezt pret sauli, ir jāuzstāda speciālas izsekošanas sistēmas, kas visu dienu noregulēs atstarotāju attiecībā pret sauli. Šie izsekotāji ir diezgan dārgi un patērē diezgan daudz enerģijas.
Koncentrētāja efektivitāte ir ļoti atkarīga no atstarojošās virsmas tīrības, tāpēc spoguļiem ir jāuztur tie tīri.
Ja šie trūkumi jūs nebiedē, tad, lai izveidotu koncentratoru, jums būs nepieciešams paraboliskais satelītantena, un nav īpaši svarīgi, vai tas ir tiešs fokuss vai kompensēts modeli. Galvenais ir pareiza parabola, kas vienā brīdī koncentrēs visus nozvejotos starus. Principā jūs pats varat pat izgatavot antenu no kartona loksnēm, taču šādas sistēmas efektivitāte ir ļoti atkarīga no parabolas kvalitātes.
Pēc antenas virsmas tīrīšanas autore to ielīmē ar spoguļplēvi. Lai izveidotu spoguļa virsmu, vislabāk ir izmantot metāla plēvi ar līmes slāni. Virsmas ielīmēšana ar šādu plēvi ir diezgan vienkārša pēc pašlīmējošo tapešu principa, taču, lai izveidotu atstarojošu virsmu antenai, varat izmantot arī spoguļu gabalus.
Tā kā satelītantenai ir izliekta forma, nav pilnīgi saprātīgi mēģināt pielīmēt vienu filmas gabalu. Tāpēc pirms ielīmēšanas autors filmu sagriež plānās sloksnēs. Pateicoties šai pieejai, bija iespējams diezgan vienmērīgi un kvalitatīvi pielīmēt visu antenas virsmu.
Pēc tam, kad antena iegūst spoguļa virsmu, ir jānosaka fokusa punkts, tā būs atstarotās saules gaismas koncentrācijas vieta no antenas virsmas. Parasti fokusa punkts pie saules antenas atrodas tieši pārveidotāja zonā, bet, ja jūs pats uzbūvējāt paraboļu, tad fokusa punktu ir visvieglāk noteikt, izmantojot eksperimentālo metodi. Ir nepieciešams ņemt biezāku saplākšņa gabalu un pakāpeniski to virzīt prom no rumbas, līdz samazinās uz tā esošais saules stariņš, tiklīdz tas būs minimāls, tas būs saules staru fokusa punkts. Galvenais atcerēties, ka karstums ir koncentrēts šajā vietā, tāpēc jums jābūt uzmanīgam un valkājiet aizsarglīdzekļus: ādas cimdus, metināšanas masku vai saulesbrilles.
Tālāk jums jāizgatavo siltummainis, kas ziņos par ūdens temperatūru. Šim nolūkam autors izmantoja vara cauruli. Viņš tajā ielēja sāli un sāka nedaudz vējoties ap cauruli. Sāls vara caurules iekšpusē ir nepieciešams, lai tinuma laikā caurule nesaplacinātu.
Autore norāda, ka, lai maksimāli izmantotu saules saražoto enerģiju, siltummainis nesāp krāsot melnu krāsu. Tā kā siltummainis piedzīvos augstu temperatūru, krāsošanai ir jāizmanto karstumizturīga krāsa.
Tāpat, lai palielinātu efektivitāti, ir nepieciešams siltināt izlietni, lai tā neatdzistu no vēja.
Zemāk ir izolētās siltuma izlietnes shēma:
Siltumizolācijas izolācijai izmantojiet ugunsizturīgus materiālus, jo šajā vietā koncentrēsies augsta temperatūra. Šī koncentrāta autors šim mērķim izmantoja mullīta kristāla šķiedru, ko izmanto gāzes krāsnīs un mufeļkrāsnīs. Stiklam jābūt arī rūdītam, lai tas nedeformētos no temperatūras.
Siltuma izlietne tika izgatavota pēc datoru dzesēšanas radiatoru principa. Tas tiek ražots atbilstoši rumbas fokusa punkta vietas lielumam.
Zemāk ir parādīta saules koncentrētāja savienojuma shēma:
Autore arī atgādina, ka caurulēm un tvertnei jābūt arī izolētai, lai palielinātu efektivitāti.