individual_solarСамый непонятный и ключевой элемент для солнечных коллекторов – селективное покрытие. Оно как губка впитывает в себя весь спектр солнечного излучения и превращает его в тепло, которое можно аккумулировать или транспортировать. Селективным этот черный как сажа состав называется, потому что имеет свойство намного меньше излучать тепла, чем поглощать, то есть работает как тепловой диод.

Самое интересное, что такое покрытие можно купить в виде баночки с химикатом и нанести на все, что пожелаете, кроме алюминия. Стоимость 2 квадратных метров покраски сплошным слоем будет стоить от 400 грн. Приплюсуйте к этой сумме аккумулятор тепла, трубы и т.д. и сразу станет понятно, что гелиосистема на солнечных элементах совсем не такое дорогое удовольствие для обогрева дома, как стараются его продать непросвещенным покупателям.

Что нужно знать о таких покрытиях:

Отношение количества поглощенной энергии к количеству излученной (отраженной) называется коэффициент селективности. В готовых химикатах для солнечных коллекторов он варьируется от 8,5 до 16.

Есть еще селективное покрытие с антиконвекционным свойствами — покрытия, которые уменьшают теплоотдачу в виде конвекции во внешнюю среду (в сторону закрывающего стекла)

Чтобы увеличить КПД солнечного коллектора, позаботьтесь о том, чтобы селективный состав наносился на полированную поверхность, отражающую солнечные лучи, как зеркало.

Кроме готовых химикатов в качестве селективного покрытия можно нанести тонким слоем:
оксид меди или оксиды других металлов;
черный хром;
газовую сажу;
покрытие из полупроводников;
воронение стали;
черный утепляющий материал для обуви, напоминающий на ощупь черную байку
на худой конец можно просто покрасить матовой черной краской или накрыть москитной или другой черной сеткой

Как сделать солнечные гелиоколлекторы своими руками

Поглощающая поверхность может быть плоской (в форме листа или плоской панели, серии пластин, как в жалюзи, или лампелей)

Лучше сделать селективное покрытие на объёмной плоскости, тогда можно задействовать больше углов для попадания солнечных лучей в накопитель тепла.

Гелиоколлекторы, которые почти не теряют тепла, помещают в:
стеклянную герметичную замкнутую емкость с воздухом, а еще лучше в вакуум, тогда исключается теплоотдача во внешнюю среду;
вакуумные прозрачные трубки, в которых размещена поглощающая поверхность, имеющая непосредственный контакт с тепловой трубой, идущей в аккумулятор тепла;
зеркальный желоб, в фокусе которого проходит труба-мишень с переносящей тепло в аккумулятор субстанцией (воздух, вода, антифриз) покрытой поглощающей поверхностью;
концентрирующие зеркала в форме полусферы, параболоида вращения, где в фокусе размещают мишень с поглощающим покрытием, которая связана с тепловой трубой или передает тепло тепловой машине, которая приводит в движение генератор электроэнергии.

Еще есть такие хитрости:

прозрачные вакуумные трубки, зеркальные жолобы, концентрирующие системы с высокотемпературной мишенью, соединяются с парогенератором или электрогенератором с циклом Стирлинга.

Селективное покрытие можно наносить кисточкой, но если использовать один из нижеперечисленных способов, то расход дорогого химиката будет меньше:

Способы нанесения селективных покрытий:

-плазменное напыление;

-магнетронно-ионное напыление;

-электрохимическое осаждение;

-химическое покрытие.

Солнечный гелиоколлектор только поглощает спектр излучения и превращает его в тепло,

Как построить систему теплоснабжения дальше? Есть несколько продуманных и опробованных способов:

с прямой передачей тепла из поглощающего солнечное тепло теплообменника в:
аккумулятор (если его разместить в доме, то его теплопотери пойдут на обогрев помещения);
помещение для подогрева воздуха или его осушки;
бойлер с термосифонной циркуляцией воды, которая имеет мало солей в своем составе

Можно сделать более сложную систему обогрева, например: первый контур из поглощающего солнечное тепло теплообменника в теплоаккумулятора снабдить циркуляционным насосом (самый дешовый — помпа отопителя салона а/м «Газель») и антифризом – незамерзающей жидкостью, циркулирующей по трубам. Выгоды очевидны – внутренняя среда никогда не замерзнет и не загрязнится.

Если еще установить контролер с датчиком температуры и автоматической регуляцией потока антифриза, то можно добиться максимального нагревания этой жидкости до попадания ее в аккумулятор. Потому КПД такой системы отопления выше. Когда теплоаккумулятор соберет достаточное количество тепла, то потоки можно переключить, например, на воздушные и обогревать теплым воздухом помещение. Аналогично можно переключить аккумулятор на подогрев воды.

Теплоаккумулирующим устройство может быть:
бойлер;
отопительная система дома с трубопроводами и батареями;
вода в бассейне;
жидкотельныйтельным теплоаккумулятором из глауберовой соли;
твердотельным теплоаккумулятором камня, например подвал с большим количеством гальки, который нагревается днем за счет потока горячего воздуха из солнечного гелиоколлекттора, а ночью воздушные каналы переключаются на циркуляцию теплого воздуха из подвала в дом.