Fabrication d'une structure de type plat
Dans un chalet d'été ou une zone suburbaine pour les besoins domestiques d'une famille de trois personnes, il suffit d'installer un chauffe-eau d'une superficie de 2 m2 pour un réservoir de 200 litres. Pour assembler vous-même un capteur solaire, vous aurez besoin de :
- corps d'absorbeur en contreplaqué et planches de bois;
- tôle d'acier, de cuivre ou d'aluminium pour absorbeur d'énergie solaire;
- réseau de tuyaux sans soudure pour le liquide de refroidissement;
- matériau isolant (laine minérale, Penofol, mousse plastique);
- verre d'une épaisseur supérieure à 5 mm;
- capacité pour 200 l;
- 6 à 7 m de tube de cuivre pour l'échangeur de chaleur ;
- peinture noire résistante à la chaleur;
- outils pour le travail du bois et du métal, machine à souder, matériel de fixation, silicone.
Pour économiser de l'argent, vous pouvez vous passer d'un absorbeur en métal et utiliser la paroi arrière d'une caisse en bois, qui doit être peinte en noir, comme absorbeur de rayonnement infrarouge. Les tuyaux en cuivre sont remplacés par du polypropylène. Le coût des tés pour leur connexion est bien inférieur à celui du soudage.
Une instruction étape par étape vous aidera à fabriquer un capteur solaire de vos propres mains:
- Une grille pour le liquide de refroidissement est soudée à partir de tuyaux métalliques.
- S'il y a une tôle de l'absorbeur, un treillis de tuyaux y est soudé.
- Selon les dessins, le contreplaqué est coupé et le corps est monté.
- Si des tuyaux en plastique sont utilisés, ils sont fixés avec des clips sur la base et reliés les uns aux autres par des raccords.
- La carrosserie et la calandre avec absorbeur sont recouvertes de peinture noire.
- Sous l'absorbeur en tôle, une isolation est posée ou l'appareil de chauffage est isolé de l'extérieur.
- Pour fixer le verre autour du périmètre du corps, un cadre est constitué de planches, dans lesquelles des trous d'entrée et de sortie pour les tuyaux sont percés.
- Les parties en verre du couvercle supérieur du collecteur sont reliées par des coins en aluminium.
- Sceller avec du silicone.
La technologie de fabrication de l'échangeur de chaleur consiste à isoler le réservoir de stockage, en organisant l'entrée et la sortie du serpentin en cuivre, à travers lequel le fluide caloporteur va circuler. Installez le collecteur sur un support de barres de 50x50 mm, fixé avec des coins métalliques, car le poids de la structure, même sans eau, est assez impressionnant.
Collecteurs en matériaux non traditionnels
Le schéma général et le manuel de fabrication d'un chauffe-eau solaire classique permettent d'auto-modéliser la structure à l'aide de moyens improvisés, de polycarbonate cellulaire et d'un tuyau en plastique. Vous pouvez fabriquer vous-même un petit collecteur à partir du circuit de fréon d'un vieux réfrigérateur. La bobine est fixée dans le cadre, la paroi arrière est isolée et recouverte de verre par le haut.
Le chauffe-piscine le plus simple dans un chalet d'été peut être fabriqué à l'aide d'un tuyau d'arrosage, qui est tordu en spirale et posé sur un isolant en mousse. Le verre crée un effet de serre et le tuyau en plastique chauffe rapidement. Pour augmenter les performances du système, plusieurs spirales sont connectées en série les unes avec les autres.
Il ne sera pas difficile d'assembler le capteur solaire en polycarbonate le plus léger et le plus durable si vous achetez :
- feuilles en nid d'abeilles en polycarbonate 1000x2000 mm 4 mm d'épaisseur - 2 pièces (pour caloporteur et revêtement protecteur);
- mousse pour isoler le mur du fond;
- 2 m de tuyaux en PVC d'un diamètre de 32 mm - 2 pièces;
- bouchons et coins filetés pour tuyaux - 2 pcs.
L'instruction aidera à fabriquer un chauffe-eau en polycarbonate:
1. Faites des dessins et assemblez le cadre de base en suivant le guide de menuiserie.
2. À l'aide d'une perceuse avec une buse à disque dans les tuyaux, il est nécessaire de faire des coupes longitudinales sur la largeur de la feuille de polycarbonate.
3. Les bords du polycarbonate sont traités avec du papier de verre et dégraissés.
4. Des plaques sont insérées dans les découpes afin qu'elles ne bloquent pas la lumière dans le tuyau.
5.Les joints sont scellés avec de la colle chaude pour plastique.
6. Peint avec de la peinture noire.
7. Connectez les raccords et testez.
Le processus d'assemblage d'un capteur solaire fait maison
Le début de l'assemblage de ce produit d'énergie solaire commence par la fabrication de la bobine. Si vous avez réussi à récupérer une bobine prête à l'emploi, l'assemblage final prendra beaucoup moins de temps. Le serpentin sélectionné doit être lavé très soigneusement sous l'eau courante (de préférence chaude) afin de laver tous les blocages de l'intérieur et de se débarrasser des résidus de fréon. Si vous n'avez pas trouvé de tubes appropriés, vous pouvez acheter la bonne quantité dans le magasin. Mais dans ce cas, vous devrez fabriquer la bobine elle-même. Pour le faire, coupez les tubes à la longueur requise. Ensuite, en utilisant des transitions d'angle, soudez-les sous la forme d'une structure de bobine. De plus, pour que le collecteur puisse être connecté au système d'alimentation en eau, soudez les transitions de plomberie ¾ sur les bords de la bobine. Il existe plusieurs options pour la forme et la conception de la bobine, par exemple, vous pouvez souder des tubes sous la forme d'une "échelle" (si vous envisagez de mettre en œuvre cette option, achetez des adaptateurs sans angle, vous aurez besoin de tés) .
Assemblage de capteurs solaires
Ensuite, sur une feuille de métal pré-préparée, vous appliquez un revêtement sélectif avec de la peinture noire mate, il est conseillé de le faire en au moins quelques couches. Attendre que le flux d'air sèche la peinture et commencer à souder le coil (côté non peint). Toute la structure de la bobine doit être soudée sur toute la longueur des tubes, ce faisant, vous garantissez le transfert de chaleur le plus efficace et, par conséquent, le transfert de chaleur maximal vers le système d'alimentation en eau. Si vous faites tout correctement, le capteur solaire que vous avez assemblé fonctionnera comme prévu.
De quels matériaux aurez-vous besoin
Pour assembler votre propre capteur solaire, vous pouvez trouver tous les outils et matériaux nécessaires dans un magasin de quincaillerie et de plomberie.
Pour concevoir l'appareil, vous devrez stocker:
tubes en cuivre de 18 mm (serviront de matériau pour créer une bobine);
- transitions de plomberie et d'angle d'une taille de 18 mm;
- tôle (environ 0,8 mm d'épaisseur);
- isolation thermique;
- fer à souder;
- polycarbonate cellulaire;
- contreplaqué avec barres en bois ou tôles et coins en aluminium;
- peinture noire en aérosol (doit être résistante à la chaleur);
- absorbant et laine minérale.
Comment faire un revêtement sélectif
Le collecteur à haut rendement a un haut degré d'absorption de l'énergie solaire. Les rayons tombent sur une surface sombre, après quoi ils la chauffent. Moins le rayonnement est repoussé par l'absorbeur du capteur solaire, plus il reste de chaleur dans le système solaire.
Pour assurer un stockage de chaleur suffisant, un revêtement sélectif est nécessaire. Il existe plusieurs options de fabrication :
- Revêtement collecteur sélectif fait maison - utilisez n'importe quelle peinture noire qui, après séchage, laisse une surface mate. Il existe des solutions lorsqu'une toile cirée foncée opaque est utilisée comme absorbeur collecteur. Un émail noir est appliqué sur les tuyaux de l'échangeur de chaleur, la surface des canettes et des bouteilles, avec un effet mat.
- Revêtements absorbants spéciaux - vous pouvez aller dans l'autre sens en achetant une peinture sélective spéciale pour le collecteur. La composition des revêtements sélectifs comprend des plastifiants polymères et des additifs qui offrent une bonne adhérence, une résistance à la chaleur et un degré élevé d'absorption de la lumière solaire.
Les systèmes solaires utilisés exclusivement pour chauffer l'eau en été peuvent très bien se contenter de peindre l'absorbeur en noir avec de la peinture ordinaire. Les capteurs solaires faits maison pour chauffer une maison en hiver doivent avoir un revêtement sélectif de haute qualité. Vous ne pouvez pas lésiner sur la peinture.
Système solaire fait maison ou en usine - ce qui est mieux
Il n'est pas réaliste de fabriquer soi-même un capteur solaire comparable aux produits d'usine en termes de caractéristiques techniques et de performances. En revanche, si vous avez juste besoin de fournir suffisamment d'eau pour une douche extérieure, l'énergie solaire suffira à faire fonctionner un simple chauffe-eau fait maison.
En ce qui concerne les capteurs de liquide fonctionnant en hiver, même tous les systèmes solaires industriels ne peuvent pas fonctionner à basse température. Les systèmes tous temps, il s'agit le plus souvent d'appareils à caloducs sous vide, au rendement accru, capables de fonctionner jusqu'à une température de -50°C.
Les capteurs solaires d'usine sont souvent équipés d'un mécanisme rotatif qui ajuste automatiquement l'angle d'inclinaison et la direction du panneau aux points cardinaux, en fonction de l'emplacement du Soleil.
Un chauffe-eau solaire efficace est un chauffe-eau qui est en parfaite adéquation avec les tâches qui lui sont assignées. Pour chauffer de l'eau pour 2-3 personnes en été, vous pouvez vous contenter d'un capteur solaire ordinaire fabriqué de vos propres mains à partir de moyens improvisés. Pour le chauffage en hiver, malgré les coûts initiaux, il est préférable d'installer un système solaire d'usine.
Transformer l'énergie solaire en électricité
L'énergie solaire se développe dans deux directions, les convertisseurs à semi-conducteurs génèrent de l'électricité à partir de la lumière du jour. Le système solaire fonctionne grâce à des cellules photoélectriques, constituées de deux plaquettes de silicium de conductivité différente. Dans l'un, il y a un excès de particules négatives, dans l'autre - un manque. Sous l'influence de la lumière entre la cathode et l'anode, le mouvement des électrons commence et un courant apparaît. La technologie moderne permet la production de plaquettes de silicium monocristallin et polycristallin, les premières ont une durée de vie plus longue et un rendement élevé, les secondes ont un faible coût.
Les performances d'une seule cellule photoélectrique ont peu d'importance, c'est pourquoi des panneaux solaires y sont collectés. Le générateur d'énergie lumineuse le plus simple est une chaîne en série de plaques semi-conductrices avec une tension totale. Les photocellules courantes ont des paramètres de 3,6 A et 0,5 V. Une conception standard peut être assemblée à partir de 36 de ces plaques, ce qui générera un courant de 18 V, ce qui correspond à environ 60 watts. Pour augmenter l'intensité du courant, plusieurs panneaux solaires sont connectés en parallèle, tandis que la puissance du système augmente et que la tension reste inchangée.
Les photocellules fonctionnent comme des générateurs d'énergie pendant la journée, lorsqu'elles sont obscurcies, elles se transforment en collecteurs de courant, elles peuvent surchauffer et tomber en panne. Pour protéger le système solaire contre les pertes diurnes et la décharge nocturne de la batterie, une diode semi-conductrice est connectée en série à chaque panneau.
Ils stockent l'énergie produite par les cellules photovoltaïques dans des batteries à plus basse tension. Étant donné que les panneaux solaires fonctionnent par intermittence pendant la gradation, ils sont connectés au réservoir via le contrôleur. Il fournit une protection contre les surcharges de la batterie et commute le système sur une résistance. Pour utiliser la lumière du soleil dans un réseau électrique domestique, un onduleur est installé dans le circuit, qui convertit le courant continu en courant alternatif.
Vous pouvez assembler des panneaux solaires de vos propres mains à partir de photocellules prêtes à l'emploi et d'un cadre fait maison:
1. La puissance du système est déterminée par les charges prévues, puis le nombre requis de plaques et la surface qu'elles occuperont sont calculés.
2. Le fond du corps peu profond pour placer les photocellules est en contreplaqué. Sur les côtés, il est nécessaire de faire des trous pour la ventilation et l'égalisation de la pression interne.
3. L'aggloméré est utilisé comme substrat pour les plaques et le plexiglas est utilisé pour se protéger contre les précipitations atmosphériques, qui résisteront aux impacts de la grêle.
4. Les photocellules sont posées face vers le bas sur le substrat de sorte qu'il y ait un espace de 5 mm entre elles.
5. Les conducteurs de connexion d'une plaque sont placés sur les points de soudure à l'arrière de l'autre.Utilisez un fer à souder de faible puissance, de la soudure et du flux.
6. Les chaînes de photocellules sont fixées en série à l'aide de fil de cuivre ou d'un bus spécial.
7. Les panneaux sont retournés et, avec le substrat, sont installés dans le boîtier. Connectez les diodes et faites passer les fils à travers le trou en bas pour vous connecter à la batterie.
8. Couvrir le cadre de plexiglas, sceller les joints avec du silicone. Effectuez un test de batterie.
| Type de système | Taille, mm | Matériau absorbant | Prix, roubles | Fabricant |
| Collecteur plan pour le chauffage saisonnier de l'eau : | ||||
| Falcon Effect-A | 2000x1000 | aluminium | 16800 | OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya" |
| Effet Sokol-M | le cuivre | 19400 | ||
| Léger chaud standard 2 | 1980x920 | 18680 | Exmork LLC | |
| ISolaire | 2065x1100 | 19700 | OOO Novy Polyus | |
| Aspirateur tous temps pour eau chaude et chauffage : | ||||
| 30 tubes avec cadre | 2370x1430 | le cuivre | 49900 | SGVA (Chine) |
| SUNRAIN ES-R1 (30 pièces) | 2420x2010 | 39800 | Korsa LLC | |
|
SCH-30 |
2400x1900 | 61700 | ANDI Grupp (Chine) | |
| Batterie pour la production d'énergie : | ||||
| CHN150-36M éléments 36, 150W, 12V | 1480x670 | monocristal de silicium | 14780 |
Chinaland Solar Energy (Chine) |
| Éléments Exmork FSM-250M 72, 250 W, 24V | 1640x920 | 17750 | Sunny Energy Science et technologie (Chine) | |
| Éléments Exmork FSM-300P 72, 300 W, 24V | 1956х992 | silicium polycristallin | 19260 |
Classification selon des critères de température
Il existe un assez grand nombre de critères selon lesquels l'une ou l'autre conception de systèmes solaires est classée. Cependant, pour les appareils pouvant être fabriqués à la main et utilisés pour l'alimentation en eau chaude et le chauffage, le plus rationnel serait la division par type de liquide de refroidissement.
Ainsi, les systèmes peuvent être liquides et aériens. Le premier type est plus couramment utilisé.
Galerie d'images
Photo de
Étape 1 : Assemblage du collecteur de tuyau ondulé
Étape 2 : Peignez le luminaire solaire en noir
Étape 3 : Installation des entrées d'air
Étape 4 : Fabriquer le couvercle de l'appareil solaire
De plus, une classification est souvent utilisée en fonction de la température à laquelle les unités de travail du collecteur peuvent être chauffées :
- Basse température. Options capables de chauffer le liquide de refroidissement jusqu'à 50ºС. Ils sont utilisés pour chauffer l'eau des récipients pour l'irrigation, dans les salles de bains et les douches en été et pour augmenter le confort lors des soirées fraîches de printemps et d'automne.
- Température moyenne. Fournir la température du caloporteur à 80ºС. Ils peuvent être utilisés pour le chauffage des locaux. Ces options conviennent le mieux à l'aménagement de maisons privées.
- Haute température. La température du liquide de refroidissement dans de telles installations peut atteindre 200-300ºС. Utilisé à l'échelle industrielle, installé pour chauffer les usines de production, les bâtiments commerciaux, etc.
Dans les systèmes solaires à haute température, un processus assez complexe de transfert d'énergie thermique est utilisé. De plus, ils occupent un espace impressionnant, que la plupart de nos amoureux de la vie à la campagne ne peuvent se permettre.
Le processus de fabrication de leur main-d'œuvre, la mise en œuvre nécessite un équipement spécialisé. Il est presque impossible de créer indépendamment une telle version du système solaire.
Les panneaux solaires à haute température sur les convertisseurs photovoltaïques à la maison sont assez difficiles à fabriquer.
Principe d'opération
Le collecteur est utilisé pour chauffer l'eau à l'aide de l'énergie solaire. Un tel appareil peut être installé près d'une douche d'été ou sur le toit d'une maison privée.
Les modèles d'usine se composent d'un panneau extérieur en verre et d'un système de tuyauterie en dessous. Derrière les tuyaux, il y a un radiateur. Le verre contribue à la création d'un effet de serre à l'intérieur.
Les modèles faits à la main en polycarbonate sont plus simples - l'eau qu'ils contiennent est chauffée dans les cellules de la feuille elle-même. Le fluide chaud entre dans le réservoir et le fluide froid entre automatiquement à sa place. Par temps ensoleillé, un tel collecteur permet de chauffer suffisamment d'eau pour que plusieurs personnes se baignent.
Le capteur solaire chauffe l'eau qui y pénètre à travers des tubes de cuivre grâce à l'énergie solaire.
Procédure
Voyons comment créer un simple collecteur de vos propres mains.
Entraînement
Tout d'abord, prenez des mesures et déterminez la surface que vous pouvez allouer à l'appareil. Si le toit est en polycarbonate, en verre ou en matériaux similaires relativement faibles, le collecteur ne doit pas être trop grand.
Une conception très pratique est constituée de deux plaques d'environ 2,1 x 1 m.Une feuille chauffe directement le liquide, la seconde joue le rôle d'un revêtement protecteur. Le polycarbonate doit être uniquement cellulaire, de préférence noir.
L'épaisseur de tôle recommandée est de 4 mm. La section transversale totale des canaux dans ce cas est de 35 cm² par mètre linéaire, ce qui est approximativement égal à la section transversale d'un tuyau de 6 à 7 cm de diamètre. Ainsi, 1 m² de bâche pourra contenir jusqu'à 4 litres d'eau. Une feuille de 10 mm d'épaisseur contiendra jusqu'à 10 litres par 1 m².
Avant de commencer la construction d'un capteur solaire, un schéma détaillé de l'ensemble de la structure doit être établi.
En plus du polycarbonate, vous aurez besoin des matériaux suivants :
- deux tuyaux d'égout en PVC de 2 m de long et de 32 mm de diamètre ;
- 2 bouchons pour tuyaux ;
- 2 tuyaux flexibles avec raccord fileté ;
- 2 pièces d'angle en polypropylène avec filetage métallique ;
- feuille de mousse pour l'isolation;
- profils de cloisons sèches galvanisés et traverses pour le cadre ;
- mastic silicone.
Les coins en polypropylène doivent être bien ajustés dans les tuyaux, il est donc préférable de les acheter ensemble.
Les tuyaux en polypropylène dans le capteur solaire sont fixés avec des coins en polypropylène
La largeur des profilés doit correspondre à l'épaisseur totale des feuilles de polycarbonate et de mousse.
Vous aurez également besoin d'un appareil pour couper les tuyaux - une meuleuse ou une perceuse avec une buse de scie.
Si vous n'avez pas pu acheter de feuilles noires, vous aurez besoin de la peinture appropriée. Le polycarbonate peut être peint avec de l'émail nitro, des peintures acryliques à base d'eau ou des sprays plastiques.
Assemblage du cadre
Le montage du collecteur s'effectue comme suit :
Serrez les tuyaux avec des colliers et faites-leur des coupes correspondant à la longueur du futur collecteur. Ne touchez pas les bords : le début et la fin du tuyau doivent rester intacts pour se connecter au système.
Poncer les zones de polycarbonate qui seront en contact avec le tuyau - le mastic adhère mieux sur une surface rugueuse.
Insérez les bords de la feuille dans les découpes. Les cellules doivent être perpendiculaires au tuyau pour que l'eau y pénètre. Si la coupe est trop serrée, élargissez-la. Vous pouvez également utiliser un couteau de bureau pour amener la coupe au bord du tuyau, après quoi, en vous déplaçant sur le côté, conduisez progressivement la feuille.
Regardez dans le tuyau. Le polycarbonate ne doit pas pénétrer à plus d'un quart du diamètre, sinon il gênera la circulation de l'eau. Ajustez la position de la feuille selon vos besoins.
Dégraissez le joint et scellez-le. Pour éviter que le collecteur ne fuie, passez 3 à 4 fois dans la coupe : essayez d'abord d'enfoncer le mastic dans le joint, puis formez le joint extérieur.
Portez une attention particulière aux extrémités. Appliquez une nouvelle couche de mastic après séchage de la précédente.
Si vous coupez le tuyau jusqu'au bord, assurez-vous de traiter soigneusement cette zone.
Si vous avez acheté du polycarbonate transparent, peignez-le en noir et laissez-le sécher.
Insérez les coins filetés dans les bords des tuyaux et scellez le joint. Fermer les bords opposés avec des capuchons.
Utilisez des tuyaux et des raccords pour connecter le collecteur à un réservoir plein d'eau. Vérifiez soigneusement toutes les coutures. Sceller toutes les fuites trouvées.
Faites un cadre avec des traverses à partir des profils. Posez la mousse à l'intérieur et fixez-la avec des vis. Placez un collecteur dessus. Découpez des trous dans le profil pour les tuyaux et raccordez-les aux coins. Fermez la structure avec une feuille de protection. Il est fixé au cadre avec des coins et des vis.
Connectez le collecteur à un réservoir de stockage d'eau chaude et à une pompe à eau froide.
Bien qu'un tel collecteur ne puisse être utilisé qu'en été, il réduira néanmoins considérablement le coût du chauffage de l'eau.
