Эффективный солнечный коллектор своими руками

Солнечные коллекторы предназначаются для сбора и поглощения солнечной энергии с последующим ее преобразованием в энергию тепловую. Полученная тепловая энергия передается теплоносителю, который используется для удовлетворения бытовых нужд: отопления, нагрева воды, дополнительного подогрева бассейнов и т.д. Модули позволяют экономить на оплате коммунальных счетов за тепло и горячую воду. А в тех регионах, где отопление или горячая вода — это роскошь, без коллектора не обойтись. Чаще всего их используют на дачах, в удаленных от муниципальных центров селах, в коттеджных поселениях.

Традиционный солнечный коллектор выглядит как черная пластина, помещенная в специальный прозрачный корпус для сбора и накопления солнечной энергии. По этому простому принципу изготавливаются заводские коллекторы, которые вы могли видеть в интернете или на крышах домов. К сожалению, стоимость заводских коллекторов может оказаться слишком высокой, поэтому в последнее время набирает популярность практика самостоятельного изготовления батарей из подручных материалов. Давайте разберемся, как смастерить эффективный солнечный коллектор своими руками и что для этого потребуется.

Как выбрать подходящую схему солнечного коллектора своими руками

По своему принципу действия коллекторы бывают:

• Накопительные — способные поддерживать температуру n-ое количество времени (зависит от емкости и устройства).
• Плоские — эффективность зависит от количества собираемой солнечной энергии. Состоят из поглощающей солнечную энергию пластины и теплового носителя. В зависимости от теплоносителя делятся на:
  • жидкостные — с водой или антифризом, которые циркулируют по трубам, распределяющим полученное тепло;
  • воздушные — с нагретым воздухом, который используется для отопления помещений и просушки сельхоз продукции.

Накопительные модели способны и нагревать воду, и поддерживать высокую температуру. Они состоят из баков (одного или нескольких), которые наполняются водой и помещаются в теплоизоляционный короб. Вода нагревается с помощью стеклянной крышки, поставленной сверху баков. Конструкции не требуется насос — из-за этого ее самостоятельное строительство не обойдется вам слишком дорого. Единственный минус накопительных коллекторов — их практически невозможно использовать зимой, а в регионах с коротким световым днем они будут бесполезны. Такая конструкция подойдет только тем, кто проживает в солнечных регионах и собирается использовать коллектор на даче, т.е. не на постоянной основе, а в сезон.

Для постоянной эксплуатации вам потребуется коллектор плоского типа. Для подогрева воды и отопления воздушный коллектор не подойдет. Такие модели больше применимы для сельхоз нужд: сушка фруктов, отопление хлевов, просушивание культур. А вот жидкостный коллектор действительно поможет сэкономить на оплате счетов за отопление и горячую воду.

Солнечный коллектор своими руками: как собрать

Наиболее оптимальную конструкцию придумал болгарский инженер С. Станилов. Разработанный им коллектор использует принцип парникового эффекта. По схеме Станилова накопитель представляет собой трубчатый радиатор, сделанный из сваренных между собой стальных труб. Радиатор помещается в теплоизолированный деревянный короб. Для обеспечения циркуляции воды задействуются водопроводные трубы диаметром от 1 до 3/4 дюйма.

Теплоизоляция коробки обеспечивается с помощью таких материалов, как пенопласт, эковата, минеральная вата, пенополистирол. Особое внимание необходимо уделять днищу — его нужно хорошо заизолировать, можно даже в несколько слоев. На само днище укладывается лист кровельного железа (оцинкованного). А уже сверху днища хомутами крепится радиатор. Лист и радиатор прокрашиваются черной краской, желательно матовой. Все остальные элементы конструкции красятся в белый. Стеклянная крышка оставляется незакрашенной. В качестве накопителя тепловой энергии используются металлические бочки или баки из-под нагревательных котлов. Накопитель помещается в деревянную коробку, которая заполняется просушенным опилками, эковатой, песком или керамзитовым гравием.

Как изготовить солнечный коллектор своими руками — пошаговая инструкция

Перед началом убедитесь, что вы располагаете всеми необходимыми материалами:

• теплоизолятор;
• черная и белая краска;
• соединительные муфты;
• бак или бочка на 200-300 л;
• лист оцинкованного железа;
• труба и приемная труба радиатора;
• деревянный брусок (сечение 5х3 см);
• аквакамера с поплавковым клапаном;
• лист стекла (170х75 см) и рама под него;
• накладка «уголок», закрепительные хомуты;
• несколько листов ДВП для днища (оргалит);
• деревянные доски (сечение 12х2,5 см) и трехметровая стальная полоса (сечение 2х0,25 см).

Из досок сколотите днище и укрепите его брусом. После этого утеплите дно выбранным теплоизолятором, а сверху уложите металлический лист. На вершину этой конструкции установите радиатор, закрепив его хомутами. Места соединений тщательно загерметизируйте. Если в ходе строительства у вас образовались какие-то щели, их также следует замазать изолятором. Металлический лист и трубы радиатора перекрасьте в черный цвет, а деревянную коробку и бак — в белый. Если под рукой нет именно белой краски, можно заменить ее на серебристую. Бак для воды поместите в короб или бочку большего диаметра. Оставшееся место между баком и коробом засыпьте теплоизолятором.

Чтобы создать постоянное давление, разместите аквакамеру выше бака примерно на 0,8-1 м. Конструкция из аквакамеры и бака монтируется на чердаке под крышей дома. Коллектор прикрепляется к крыше с южной стороны под углом в 45°. После этого соедините всю систему трубами: высоконапорная часть (от аквакамеры к водопроводному вводу) соединяется полудюймовыми трубами. Для низконапорных частей используются дюймовые трубы.

Заполнять систему водой нужно снизу — это поможет избежать воздушных пробок. Как только система будет заполнена, из трубки аквакамеры польется вода. После этого следует открыть вентиль в трубке от бака — вода тут же начнет нагреваться. Согласно задумке, теплая вода будет подниматься вверх, вытесняя собой холодную, отчего та автоматически будет попадать в радиатор. В тот момент, когда часть воды будет израсходована и выкачана из бака, сработает поплавковый клапан. Он позволит холодной воде вновь поступить в нижнюю часть системы. Вот и весь принцип работы схемы Станилова. Как видите, создать солнечный коллектор для нагрева воды своими руками — не так уж и сложно!