Jak vyrobit solární kolektor pro vytápění vlastníma rukama: průvodce krok za krokem

Vzduchový solární kolektor: konstrukční schéma

K výrobě vzduchového solárního kolektoru z prostředků, které jsou k dispozici v každé domácnosti, potřebujete trochu.

Budete potřebovat:

• Dřevěná prkna, fošny, překližky;
• Samořezné šrouby, hřebíky nebo jiný spojovací materiál;
• Železné plechovky na nápoje;
• Černá barva;
• Sklo.

Prvním krokem je příprava dřevěné krabice o potřebných rozměrech (délka x šířka). Hloubka krabice by měla být o něco větší než průměr použitých plechovek. Stěny krabice lze připevnit samořeznými šrouby nebo jakýmkoli vhodným spojovacím materiálem. Pak v horní a dolní části krabice ve vzdálenosti 10-15 cm od horní a dolní stěny musíte nainstalovat police, po jejichž délce vyvrtat otvory pro plechovky o průměru rovnajícím se jejich průměru.

Vyřízněte otvory ve sklenicích odříznutím hrdla a dna, čímž získáte průchozí trubku podobnou malému vzduchovému potrubí. Pro spojení sklenic vložíte druhou sklenici do prázdného dna první sklenice, další do ní a tak dále po celé délce potrubí. Poté vložte výslednou trubku z plechovek do krabice skrz otvory vyvrtané pro tento účel. Tímto způsobem naplňte celou krabici sklenicemi, nepočítaje prostor mezi horní stěnou a horní policí, do které jsou sklenice upevněny, a prostor mezi spodní policí a spodní stěnou.

Spoje mezi horní a dolní policí a sklenicemi musí být zajištěny samořeznými šrouby navrtáním police společně se stěnou sklenice. Prostor mezi horní stěnou skříňky a horní policí bude nasávat vzduch z místnosti, pro který je třeba zajistit otvory, nejlépe několik. Při průchodu sklenicemi a ohřevu se vzduch dostane do stejného prostoru mezi spodní polici a stěnu, odkud bude otvory proudit zpět do místnosti, zde by měl být umístěn ventilátor. Tímto způsobem by mělo dojít k úplné cirkulaci vzduchu a ohřevu.

Samotnou skříňku a instalované plechovky je třeba odmastit a natřít černou matnou barvou (lze použít nejlevnější barvu), aby se vytvořil dojem jednotné konstrukce a zvýšila se rychlost ohřevu.

Kritická fáze montáže

Poslední fází je montáž pláště, který spojí všechny součásti do jednoho celku. Pomocí překližky a dřevěných prken je třeba srazit robustní krabici. Do použitých dřevěných tyčí předem vyřízněte drážky, do kterých pak vložíte polykarbonátové síto (hloubka drážky je asi 0,5 cm). Výstupní otvory pro trubky můžete vytvořit až po instalaci všech hlavních součástí. Poté do již smontované dřevěné krabice položíte izolaci z minerální vlny, abyste vytvořili vzduchovou kapsu. Na horní stranu minerální vlny připevněte panel s cívkou. Okraje vlny zastrčte tak, aby se cívka nedotýkala stěn krabice. Topný panel a polykarbonátová deska musí být od sebe vzdáleny a nesmí se vzájemně dotýkat.

Závěrečná fáze spočívá v ošetření pláště speciální vodoodpudivou maltou a jeho pokrytí smaltem (s výjimkou přední části).

Solární kolektor ze starých rámů

To je vše - solární kolektor vlastníma rukama je připraven. Chcete-li jej aktivovat, umístěte jej na podpůrnou konstrukci a otočte přední stranou ke slunci tak, aby paprsky dopadaly na přední stranu v co nejpřesnějším úhlu. Na střechu nainstalujte nádrž na vodu, která bude sloužit jako zásobník. Z horní části nádrže vedete hadici připojenou k horní sběrné trubce a ze spodní trubky ke dnu nádrže. Tímto způsobem připojení vody zajistíte přirozenou cirkulaci. Podle fyzikálních zákonů bude horká voda stoupat vzhůru směrem k zásobníku a vytlačená studená voda bude proudit do rozdělovače k ohřevu ve spirále. Nezapomeňte k nádrži připojit hadici a ventil pro čerpání vody z nádrže i pro její plnění novou vodou.

Vzduchový rozdělovač

Vzduchový kolektor je jedním z nejúspěšnějších návrhů. Solární panely vzduchového typu jsou však velmi vzácné. Taková zařízení nejsou vhodná pro vytápění domácností ani pro ohřev teplé vody. Používají se pro klimatizaci. Teplonosným médiem je kyslík, který je ohříván sluneční energií. Solární panely tohoto typu se vyznačují žebrovaným ocelovým panelem natřeným tmavým odstínem. Principem fungování tohoto zařízení je přirozená nebo automatická dodávka kyslíku do soukromých domů. Kyslík se pod panelem ohřívá slunečním zářením a vytváří klimatizaci.

Vzduchový kolektor je možné instalovat v soukromých domech i komerčních prostorách.

Klasifikace podle teplotního rozsahu

Solární zařízení pro domácnosti se často dělí podle typu teplonosného média. V současné době jsou na světovém trhu k dispozici kapalinové a vzduchové systémy. Kromě toho se kolektory dělí podle teplotního režimu provozu, tj. uplatňuje se klasifikace podle maximální teploty ohřevu pracovních prvků. Rozlišují se následující typy systémů:

• nízkoteplotní - teplonosné médium pro solární kolektory se zahřívá na 50 ℃;
• středně teplotní - teplota oběhové kapaliny nepřesahuje 80 ℃;
• Vysokoteplotní - maximální teplota topného média může dosáhnout až 300 stupňů Celsia.

První dvě varianty jsou nejvhodnější pro použití v domácnostech, zatímco modely s vysokoteplotními kolektory se častěji používají v průmyslovém a komerčním sektoru. Důvodem je skutečnost, že v systémech vysokoteplotního ohřevu vody je přeměna sluneční energie na teplo složitý proces. Takové solární tepelné systémy však zabírají velké plochy. Ne každý majitel chaty si může tento luxus dovolit.

Typy solárních ohřívačů vody a jejich vlastnosti

Solární ohřívače vody jsou souborem zařízení pro ohřev vody pomocí sluneční energie. Jiný název pro tato zařízení je solární kolektor. Na rozdíl od fotovoltaických panelů, které využívají sluneční světlo k výrobě elektřiny, solární ohřívače okamžitě přijímají tepelnou energii, kterou předávají teplonosnému médiu (voda, nemrznoucí směs atd.).

Tvoří celý systém, který se skládá z následujících prvků:

• Sběratel. Panel, který přijímá tepelnou energii a předává ji teplonosnému médiu.
• Zásobník. Nádrž, ve které se akumuluje ohřátá voda a ochlazené teplonosné médium je nahrazeno čerstvě ohřátým proudem.
• Topné okruhy. Běžný radiátorový systém nebo systém podlahového vytápění, který využívá energii topného média. V některých systémech není topný okruh součástí objemu kolektorového systému, ale získává energii z akumulační nádrže, kterou je v tomto případě výměník tepla.

Podle typu oběhu

Cirkulace topného média umožňuje přijímat tepelnou energii výměnou za energii odevzdanou do vnitřní atmosféry domu. Existují dva typy:

1. Přírodní. Slouží k přesunu ohřátých vrstev kapaliny směrem nahoru a jejich nahrazení chladnějšími vrstvami. Nevyžaduje žádné zařízení ani použití elektřiny, ale závisí na mnoha faktorech - vzájemné poloze kolektoru, akumulátoru a zbytku systému, teplotě atd. Pohyb tekutin je nestabilní, může se zvyšovat i snižovat.
2. Vynuceně. Průtok je řízen oběhovým čerpadlem. Vytváří se stabilní režim s konstantní rychlostí proudění, což vede ke stabilnímu vytápění domu.

Podle typu sběrače

Existují konstrukce kolektorů s různou účinností, schopnostmi a způsoby přenosu tepla. Patří mezi ně:

1. Otevřeno. Ploché dlouhé žlaby nebo koryta z černého plastu, ve kterých cirkuluje voda. Účinnost otevřených kolektorů je velmi nízká, ale jejich jednoduchost a levnost přispívá k jejich oblibě. Používají se k ohřevu vody pro letní sprchy nebo bazény.
2. Trubkové (termosifony). Základním prvkem je koaxiální trubice s vakuovou vrstvou mezi vnějšími vrstvami, která spolehlivě izoluje obsah trubice. Konstrukce je účinná, ale drahá a neopravitelná.
3. Plochý. Jedná se o uzavřené nádoby s průhledným horním panelem. Vnitřní povrch je pokryt vrstvou přijímače tepelné energie, která se vrací vodě, jež se pohybuje uvnitř trubek připájených k přijímači. Jednoduchá a účinná konstrukce, ve které se někdy pro větší účinek vytváří vakuum pro tepelnou izolaci.

Podle typu oběhového okruhu

1. Otevřený - slouží k zásobování obytných prostor teplou vodou. Teplonosným médiem je v tomto případě voda, která se používá pro různé domácí účely, a proto se již nevrací zpět do okruhu.
2. Jednookruhový systém - používá se pro vytápění domácností. Takto ohřívané teplonosné médium se používá jako doplněk k teplonosnému médiu ohřívanému běžným způsobem. V tomto případě se ohřátá tepelná kapalina přenáší do topného systému, odkud je dopravována zpět do sací nádrže a do kolektoru.
3. Dvouokruhový topný systém je nejuniverzálnější. V zimě se dá použít k vytápění nebo k zásobování vodou.

Dvouokruhový systém ohřevu vody a vytápění

Je také možné zvolit jednu z možných kapalin pro přenos tepla - vodu, olej nebo nemrznoucí směs. Za kolektorem prochází teplonosná látka výměníkem tepla, kde dochází k přenosu tepla do druhého okruhu. Druhé teplonosné médium se používá pro topný okruh nebo okruh teplé vody.

Médium pro přenos tepla

Pro tyto ohřívače se používají různé tepelné kapaliny: nemrznoucí směs, chladicí kapalina a voda.

Aplikace

Solární tepelné systémy si postupně získávají oblibu. Lze s nimi řešit mnoho aplikací:

• Zahřátí kapaliny na požadovanou teplotu.
• Zvyšuje výkon topného systému.
• Ohřívač vody pro bazén, letní sprcha.
• Ohřev kapaliny pro další potřeby.

Absorbér, nejdůležitější část systému

Část solárního kolektoru, která přijímá, ukládá a předává teplo teplonosné látce, se nazývá absorbér. Právě tento prvek určuje účinnost celého systému.

Tento prvek je vyroben z mědi, hliníku nebo skla s následnou povrchovou úpravou. Účinnost absorbéru závisí více na povlaku než na materiálu, ze kterého je vyroben. Na obrázku níže vidíte, jaké povlaky jsou k dispozici a jak účinně dokáží absorbovat teplo.

V popisu systému je uvedena maximální možná absorpce sluneční energie dopadající na absorbér. "α" je maximální možné procento absorpce. "ε" je procento odraženého tepla.

Podle typu struktury

Absorbéry se liší také typem zařízení; v současnosti existují pouze dva typy:

Pérová váha - jsou uspořádány takto. Desky vzájemně spojují trubky s teplonosným médiem. Samotné trubky lze spojit do jednoho systému několika způsoby. Jedná se o jednoduchý typ absorbéru, který lze vyrobit ručně.

Válcový - v tomto případě se povlak nanáší na skleněný povrch baňky a používá se ve vakuových kolektorech. Díky tomuto zařízení se více tepla soustředí právě do středu trubky, kde je umístěn odváděč tepla neboli tyč. Tento systém pracuje s vyšší účinností než systém s pérovou váhou.

Lze solární kolektor používat v zimě

Pro celoroční používání zařízení je nutné se podrobněji seznámit s tím, jak solární kolektor funguje v zimě. Hlavním rozdílem je médium pro přenos tepla. Protože voda v potrubí okruhu může zamrznout, je třeba ji nahradit nemrznoucí směsí. Princip nepřímého vytápění funguje na základě instalace dalšího kotle. Schéma je následující:

• Jakmile se nemrznoucí směs zahřeje, proudí z baterie ven do cívky vodní nádrže a ohřívá ji.
• Teplá voda bude proudit do systému, ochlazená voda bude proudit zpět.
• Je nutné nainstalovat snímač tlaku (manometr), odvzdušňovací ventil a expanzní ventil pro uvolnění nadměrného tlaku.
• Stejně jako u letní verze je třeba pro zlepšení cirkulace zajistit oběhové čerpadlo.

Solární kolektor na střeše domu v zimě

Jak vyrobit solární ohřívač vody vlastníma rukama

Spotřebič je 1palcový trubkový radiátor umístěný v dřevěné skříňce. Konstrukce může být izolována pěnovým plastem. Dno spotřebiče musí být dodatečně izolováno pozinkovaným plechem. Nezapomeňte materiály natřít černou barvou, abyste urychlili proces zahřívání, s výjimkou skleněného víka, které je natřeno bílou barvou.

Jako nádrž na vodu lze použít velký železný sud, který je umístěn v bedně ze dřeva nebo překližky. Prázdné místo by mělo být vždy vyplněno. K tomu se hodí piliny, písek, keramzit apod.

Nástroje a materiály pro ohřívač vody vlastníma rukama

Pro stavbu solárního ohřívače vody jsou zapotřebí následující materiály a nářadí:

• sklo s rámem;
• lepenka na dno
• Dřevo nebo překližka na schránku pod hlavní
• připojovací pouzdro;
• výplň prázdného prostoru (písek, piliny atd.).
• železné rohy pro obložení;
• potrubí pro chladič;
• upevnění (např. svorky);
• pozinkovaný železný plech;
• velkoobjemovou nádrž na železo (stačí 300 litrů);
• černá, bílá a stříbřitá barva;
• dřevěná prkna.

Postup výroby solárního ohřívače vody

Výroba solárního kolektoru vlastníma rukama je nejen fascinující, ale také přínosná. Vytvořené zařízení umožní racionálně využívat sluneční záření pro různé domácí práce. Specifika vytváření sběrače krok za krokem jsou následující:

1. Nejprve je třeba pod nádrží vytvořit box, který je třeba vyztužit dřevem.
2. Zespodu se položí tepelně izolační materiál a na něj se položí plech.
3. Chladič je umístěn nahoře a musí být řádně upevněn připravenými spojovacími prvky.
4. Nejmenší mezery v konstrukci musí být utěsněny a utěsněny.
5. Trubky a plech by měly být natřeny černou barvou.
6. Sud a skříňka se natřou stříbrnou barvou a po zaschnutí se nádrž instaluje do dřevěné konstrukce.
7. Prázdné místo je vyplněno připravenou výplní.
8. Pro zajištění konstantního tlaku je možné zakoupit plovákem ovládanou vodní komoru a nainstalovat ji do nádrže na vodu.
9. Konstrukce by měla být umístěna na slunném místě v úhlu k horizontu.
10. Systém je pak propojen trubkami (jejich počet a materiál závisí na velikosti a typu projektu).
11. Aby se zabránilo vzniku vzduchových kapes, je nutné začít plnit od spodní části chladiče.
12. V tomto systému se ohřátá voda pohybuje vzhůru a vytlačuje studenou vodu, která následně vstupuje do chladiče a ohřívá se.

Pokud je výpočet správný, bude po chvíli z odtokové trubky vytékat teplá voda. Nezapomeňte, že podmínkou je slunečné počasí. Teplota uvnitř systému ohřívače vody se tak může pohybovat kolem 70 stupňů. Rozdíl v teplotě vody na vstupu a výstupu bude 10-15 stupňů. Doporučuje se, aby byla voda během noci uzavřena, aby se zabránilo tepelným ztrátám.

Výkon takového spotřebiče je výrazně nižší než u dílenského ohřívače. Účinnost domácí jednotky bude mnohem nižší, ale pokud není nutné kupovat tak drahý systém, můžete vše vyrobit vlastníma rukama.

Solární energie - alternativní zdroj tepla

Myšlenka využití solární energie k vytápění není nová. Ve skutečnosti to dokázali Američané, Číňané, Španělé, Izraelci a Japonci.

Trh je plný nabídek různých zařízení pro přeměnu solární energie a její další využití pro domácí účely.

Solární systémy jsou aktivně využívány jako hlavní zdroj tepla v mnoha zemích světa. V našich zeměpisných šířkách se stále používá jako doplněk topného systému.

Cena systémů závisí na jejich typu, ploše a materiálu použitém při jejich výrobě. Rok od roku je patrný trvalý klesající trend cen všech typů solárních zařízení - solárních termických systémů.

Díky tomu jsou cenově dostupnější pro širokou veřejnost. Ne každý je však zatím ochoten takový nákup uskutečnit.

Pokud však chcete, můžete si postavit účinný solární systém vlastníma rukama a utratit přitom podstatně méně peněz.

Běžný topný systém, který po mnoho let dokonale plní svou funkci, je stále dražší. Důvodem je globální růst cen energetických zdrojů na celém světě. Přirozenou snahou majitele je ušetřit peníze za vytápění, které ukusuje velkou část rodinného rozpočtu.

Solární systém vytápění tak může plně nahradit běžná pevná paliva, plyn nebo jiné. Vše závisí na typu a velikosti místnosti, ve které se bude používat.

Varianta vhodná pro sýpku by nebyla vhodná pro obytný dům a systém, který vyhovuje potřebám altánu, by nezvládl vytápění dvoupodlažního sídla.

Úplné nahrazení klasického vytápění solárním je někdy problematické. Majitel se obává, že by systém mohl selhat nebo že nemá dostatek prostoru pro instalaci správného počtu panelů.

Proto se často používá kombinovaný systém vytápění, aniž by se zcela upustilo od instalovaného plynového (elektrického nebo jiného) zařízení. Míra náhrady konvenčního vytápění solárním ohřevem může dosahovat až 90 %.

Důležitý je také roční počet slunečných dnů v oblasti, kde se obydlí nachází. A průměrná denní teplota není tak důležitá.

Mnoho zařízení účinně pohlcuje světlo v mrazivých zimních dnech (solární kolektory používají jako teplonosné médium nemrznoucí směs).

Kromě vytápění může solární elektrárna dodávat do domu teplou vodu a elektřinu.

Ceny továrně vyráběných zařízení

Lví podíl finančních nákladů na vybudování takového systému představuje výroba kolektorů. To není překvapivé; i u komerčně dostupných solárních tepelných systémů připadá přibližně 60 % nákladů na tento konstrukční prvek. Finanční náklady závisí na výběru materiálu.

Je třeba poznamenat, že takový systém není schopen vytápět místnost, pouze pomáhá šetřit náklady tím, že pomáhá ohřívat vodu v topném systému. Vzhledem k poměrně vysokým nákladům na energii potřebnou k ohřevu vody solární kolektor integrovaný do topného systému tyto náklady podstatně snižuje.

Solární kolektor lze snadno integrovat do systému vytápění a ohřevu vody (+)

Materiály použité na jeho stavbu jsou poměrně jednoduché a dostupné. Navíc je zcela energeticky nezávislý a nevyžaduje žádnou údržbu. Údržba systému se omezuje na pravidelnou kontrolu a čištění sběrného skla.

Výhody a nevýhody

Každý typ instalace má své výhody a nevýhody. I pro solární kolektory existují vlastní charakteristiky.

Klady:

1. Solární systém ohřevu šetří energii na přípravu teplé vody.
2. Část nákladů na vytápění v zimě lze snížit využitím slunečního záření.

Nevýhody:

1. Musel by být zhotoven zcela nový topný systém, který by musel být integrován do tradičního topného zařízení a zařízení na výrobu teplé vody.
2. Solární systémy nemohou zaručit mrazivé špičky. Zde budou zapotřebí jednotky na spalování paliv nebo elektrické vytápění.

Jak to funguje v zimě?

Vakuové rozdělovače se obvykle používají v topných systémech, což je dáno jejich technickými vlastnostmi a provozními podmínkami.

Základní prvek vakua solární kolektor je vakuová trubicekterá se skládá z:

• Izolační trubice ze skla nebo jiného materiálu, která propouští sluneční paprsky s minimálními ztrátami energie;
• Měděná tepelná trubka umístěná ve vnitřním prostoru izolační trubky;
• Hliníková fólie a absorpční vrstva mezi trubkami;
• Kryt izolační trubice, který je těsněním zajišťujícím podtlak ve vnitřním prostoru jednotky.

Systém funguje následovně:

1. Solární tepelná energie se vypařuje a stoupá vzhůru, kde kondenzuje ve výměníku tepla kolektoru, předává své teplo teplonosnému médiu vnějšího okruhu, poté proudí dolů a proces se opakuje.
2. Vnější teplonosná látka z výměníku tepla solárního kolektoru proudí do zásobníku, kde se získaná tepelná energie předává teplonosné látce systému vytápění a přípravy teplé vody.
3. Cirkulace chladicí kapaliny vnějšího okruhu se provádí instalací oběhového čerpadla a automatického systému, který zajišťuje automatický provoz systému.
4. Automatizační systém zahrnuje řídicí jednotku, snímače a ovládací prvky, které zajišťují nastavené provozní parametry systému (teplota, průtok TUV atd.).

Aby byl systém účinný a mohl plnit svůj účel i v zimě, počítá s instalací záložních zdrojů energie. Může se jednat o systém doplňkového vytápění, který využívá topné médium jako na výše uvedeném schématu, přičemž topné médium doplňkového okruhu je vytápěno pomocí různých paliv (plyn, biopalivo, elektřina). Alternativně lze tohoto cíle dosáhnout instalací elektrických topných těles přímo do zásobníku. Záložní zdroje energie jsou řízeny automatizačním systémem, který tato zařízení aktivuje podle potřeby.

Jak funguje solární kolektor?

Princip činnosti kolektoru je založen na absorpci tepelné energie ze slunce speciálním přijímačem a jejím přenosu do teplonosného média s minimálními ztrátami. Jako přijímače se používají měděné nebo skleněné trubky černé barvy.

Je známo, že tmavé nebo černě zbarvené předměty nejlépe absorbují teplo. Teplonosným médiem je obvykle voda, někdy vzduch. Na konstrukci solárních kolektorů pro vytápění domu a ohřev vody existují tyto druhy:

• vzduch;
• vodní plocha;
• Vakuové sběrače vody.

Vzduchový solární kolektor se mimo jiné liší jednoduchostí konstrukce a tím i nejnižší cenou. Představuje panel - přijímač slunečního záření z kovu, uzavřený v hermetickém pouzdře. Ocelový plech je na zadní straně žebrován pro lepší odvod tepla a je položen na tepelně izolovaném dně. Na přední straně je namontováno průhledné sklo a na bocích skříně jsou otvory s přírubami pro připojení kanálů nebo jiných panelů, jak je znázorněno na obrázku:

Je třeba říci, že instalace solárních kolektorů s ohřevem vzduchu má svá specifika. Vzhledem k jejich nízké účinnosti musí být k vytápění místností použito několik takových panelů spojených do baterie. Kromě toho je nezbytný ventilátor, protože ohřátý vzduch z kolektorů na střeše sám dolů neproudí. Schéma vzduchového systému je znázorněno na obrázku níže:

Je to zajímavé: Markýzy na verandu z polykarbonátu: Všechny zákoutí.

Jak funguje solární kolektor?

Princip kolektoru je založen na absorpci tepelné energie ze slunce speciálním přijímačem a jejím předávání s minimálními ztrátami teplonosnému médiu. Jako přijímač se používají měděné nebo skleněné trubky natřené na černo.

Je známo, že tmavé nebo černě zbarvené předměty nejlépe absorbují teplo. Teplonosným médiem je obvykle voda, někdy vzduch. Solární kolektory pro vytápění a ohřev vody mohou být následujících typů:

• vzduch;
• vodní plocha;
• vakuové sběrače vody.

Vzduchový solární kolektor se mimo jiné liší jednoduchostí konstrukce a tím i nejnižší cenou. Představuje panel - přijímač slunečního záření z kovu, uzavřený v hermetickém pouzdře. Ocelový plech je na zadní straně žebrován pro lepší odvod tepla a je položen na tepelně izolovaném dně. Přední strana je opatřena průhledným sklem a na bocích skříně jsou otvory s přírubami pro připojení kanálů nebo jiných panelů, jak je znázorněno na obrázku:

Je třeba říci, že instalace solárních kolektorů s ohřevem vzduchu má svá specifika. Vzhledem k jejich nízké účinnosti je třeba k vytápění místností použít několik takových panelů v kombinaci. Kromě toho je nezbytný ventilátor, protože ohřátý vzduch z kolektorů na střeše sám dolů neproudí. Schéma vzduchového systému je znázorněno na obrázku níže:

Konstrukce a funkce solárního vzduchového kolektoru

Solární vzduchový kolektor se skládá z několika hlavních částí:

Schéma vzduchového solárního kolektoru

• Celá konstrukce kolektoru je zalita do robustního a vzduchotěsného pouzdra, které je nutně opatřeno tepelným izolantem. Teplo, které vstupuje do kolektoru, nesmí "unikat" ven.
• Hlavní částí každého kolektoru je solární panel, známý také jako absorbér nebo absorbér. Úkolem tohoto panelu je pohlcovat sluneční energii a následně ji přenášet do vzduchu, proto musí být vyroben z materiálu s co nejvyšší tepelnou vodivostí. V domácnostech je k dispozici měď a hliník, vzácněji i ocel. Pro lepší přenos tepla se spodní část absorbéru co nejvíce zvětšuje, takže lze použít žebra, vlnité plochy, perforace a další metody. Pro lepší absorpci sluneční energie je přijímací část absorbéru natřena tmavou matnou barvou.
• Horní část kolektoru je utěsněna průhlednou izolací, kterou může být tvrzené sklo nebo plexisklo či polykarbonátové sklo.

Solární kolektor je orientován na jih a jeho povrch je nakloněn tak, aby na něj dopadalo co nejvíce sluneční energie. Jak říkají odborníci - pro maximální oslunění. Studený venkovní vzduch vstupuje přirozeně nebo nuceně do sací části, prochází žebry absorbéru a vychází z druhé části, opatřené přírubou pro připojení k potrubí vedoucímu dovnitř vytápěné místnosti. Je třeba poznamenat, že existuje mnoho variant konstrukcí solárních kolektorů a výše popsaná je uvedena pouze jako příklad.

Ohřev vzduchu pomocí solárních kolektorů nemůže v našem klimatickém pásmu zcela nahradit základní vytápění, ale bude velmi dobrým pomocníkem i v mrazivých zimních slunečných dnech.

Jak sběrač funguje - je to snadné

Každá z konstrukcí pro přeměnu sluneční energie na tepelnou energii, o nichž pojednává tento článek, má dvě hlavní součásti - výměník tepla a akumulační zařízení pro zachycování světla. Druhý slouží k zachycení slunečních paprsků, první k jejich přeměně na teplo.

Nejmodernějším sběračem je vakuový sběrač. Akumulační trubky jsou v něm zasunuty do sebe a mezi nimi vzniká prostor bez vzduchu. V podstatě se jedná o klasickou termosku. Vakuový kolektor díky své konstrukci zajišťuje dokonalou tepelnou izolaci jednotky. Trubky v něm mají mimochodem válcový tvar. Sluneční paprsky na ně proto dopadají kolmo, což zajišťuje, že kolektor přijímá velké množství energie.

Progresivní vakuová zařízení

Existují také jednodušší zařízení - trubicové a ploché kolektory. Vakuový rozdělovač je překonává ve všech ohledech. Jeho jediným problémem je poměrně vysoká náročnost konstrukce. Takové zařízení je možné sestavit doma, ale je třeba vynaložit velké úsilí.

Teplonosným médiem v solárních kolektorech pro vytápění je voda, která na rozdíl od moderních paliv nestojí mnoho a nevypouští do životního prostředí oxid uhličitý. Vlastnoručně vyrobený solární kolektor o geometrických rozměrech 2x2 metry čtvereční je schopen zajistit přibližně 100 litrů teplé vody denně po dobu 7-9 měsíců. K vytápění domu lze použít i větší konstrukce.

Pokud chcete vyrobit kolektor pro celoroční použití, musíte jej vybavit dalšími výměníky tepla, dvěma okruhy proti zamrzání a zvětšit jeho plochu. Tato zařízení vám poskytnou teplo za slunečného i zamračeného počasí.

Rozdíl mezi solárními panely a kolektory

Než budeme pokračovat v popisu hlavních charakteristik a aplikací solárních systémů pro ohřev vody, je třeba pochopit rozdíly mezi solárními panely a kolektory.

1) Solární panel je zařízeníSolární kolektory, které vyrábějí elektřinu ze sluneční energie pomocí vysoce citlivých fotovoltaických článků, jež jsou spojeny do jednoho samostatného systému. Protože fotovoltaické měniče vyrábějí stejnosměrný proud, používá se navíc střídač k výrobě střídavého proudu vhodného pro domácí použití: elektřinu a osvětlení.

2) Solární kolektor je funkční dělený systém, jehož hlavním úkolem je absorbovat blízké infračervené záření a viditelné sluneční světlo. Baterie vyrábějí proud, zatímco kolektory ohřívají kapalinu uvnitř trubic. To je jejich hlavní rozdíl.

Teplonosné médium pro solární kolektory se vybírá podle ročního období a provozních podmínek. U multifunkčních konstrukcí se obvykle používá nemrznoucí kapalina (nemrznoucí směs), zatímco sezónní systémy se plní vodou. Dnes je možné zakoupit i univerzálnější variantu - hybridní solární kolektor. Toto zařízení je atraktivní, protože vyrábí elektřinu a zároveň ohřívá vodu. Výhody jeho použití jsou zřejmé: fotovoltaické moduly jsou chlazeny systémem aktivního odběru tepla, který vyrábí dvakrát více elektřiny, a přebytečné zdroje tepla se využívají k ohřevu vody.

Jak vyrobit solární kolektor vlastníma rukama

Solární kolektor lze vyrobit solární kolektor vlastníma rukama, čímž získáte přírodní ohřívač a ušetříte značné množství peněz za energie.

Stavba se skládá z několika kroků:

• Určení účelu - jedná se o vzduchový kolektor (pro vytápění) nebo vodní kolektor (pro ohřev vody);
• Nakreslení požadovaných rozměrů budoucího kolektoru, vypracování schématu konstrukce;
• Výroba skříně, její izolace;
• Instalace součástí kolektoru (vakuové trubky představující podomácku vyrobený výměník tepla);
• Konstrukce vstupních/výstupních otvorů;
• Zasklení hotové konstrukce (lze použít i polykarbonát nebo fólii, ale lepší je sklo).

Jako absorbér lze použít většinu materiálů, které jsou v domě k dispozici, např. vlnitá lepenka natřená na černo se často používá jako absorbér.

Konstrukce solárních kolektorů

Konstrukce solárních kolektorů

Uvažované jednotky mají poměrně jednoduchou konstrukci. Obecně se systém skládá z dvojice kolektorů, předkomory a zásobníku. Solární kolektor funguje na jednoduchém principu: sluneční paprsky procházejí sklem a přeměňují se na teplo. Systém je navržen tak, aby tyto paprsky nemohly uniknout z uzavřeného prostoru.

Systém funguje na principu termosifónu. Během ohřevu teplá kapalina stoupá vzhůru, vytlačuje studenou vodu a směřuje ji ke zdroji tepla. Díky tomu není potřeba ani čerpadlo, protože kapalina cirkuluje sama. Systém ukládá energii ze slunce a uchovává ji uvnitř systému po delší dobu.

Komponenty pro tento systém lze zakoupit ve specializovaných obchodech. Kolektor je v podstatě trubkový radiátor umístěný ve speciální dřevěné skříni, jejíž jeden okraj je vyroben ze skla.

K výrobě chladiče se používají trubky. Optimálním materiálem potrubí je ocel. Spojovací a odbočovací trubky jsou vyrobeny z trubek tradičně používaných v instalatérství. Obvykle se používají ¾" trubky, ale vhodné jsou i 1" výrobky.

Mřížka je vyrobena z menších trubek s tenčími stěnami. Doporučený průměr je 16 mm a optimální tloušťka stěny je 1,5 mm. Každá mříž musí mít 5 trubek o délce 160 cm.

Solární kolektory

Výroba spotřebiče z vlnitého ocelového plechu

Jedná se o ještě jednodušší konstrukci solárního kolektoru. Vybudujete ji mnohem rychleji.

První krok. Nejprve si vyrobte dřevěnou krabičku stejným způsobem jako v předchozí variantě. Poté položte po obvodu zadní stěny dřevěnou desku (cca 4x4 cm) a na její dno položte minerální vlnu.

Druhý krok. Ve spodní části vytvořte odtokový otvor.

Druhý krok. Na dřevo položte profilovaný plech a natřete ho černou barvou. Samozřejmě, pokud byla barva původně jiná.

Čtvrtý krok. Po celé vlnité lepence udělejte perforaci pro proudění vzduchu.

Pátý krok. Pokud chcete, můžete celou konstrukci zasklít polykarbonátem - tím se zvýší teplota absorbéru. Nezapomeňte však, že je třeba zajistit také přívod vzduchu zvenčí.

Další provozní náklady

Kromě občasného úklidu nečistot a sněhu v zimě (pokud nerozmrzne) není potřeba žádná údržba ani servis. S tím však budou spojeny určité náklady:

Oprava, cokoli, co lze vyměnit v rámci záruky, nemá výrobce problém vyměnit, důležité je nakupovat u oficiálního prodejce a mít záruční doklady.
Elektrická energie se pro čerpadlo a řídicí jednotku používá velmi málo. Pro první můžete dát jen 1 solární panel o výkonu 300 W a bude to stačit (i bez bateriového systému).
Proplachování cívek je nutné provádět jednou za 5-7 let.

Vše závisí na kvalitě vody (pokud se používá jako teplonosné médium).