Для нагрева воды, используя энергию солнца, мы используем плоские и вакуумные солнечные коллекторы, но мало кто знает, что это не единственные способы нагрева воды, используя энергию солнца, которые обладают высоким КПД.

В разделе «солнечные печи», я уже описывал подобный концентратор, который можно сделать из спутниковой антенны предназначение которого было для приготовления еды. Но сейчас мы рассмотрим изготовление, своими руками солнечного концентратора применяя его именно для нагрева воды (горячего водоснабжения).

Основное достоинство солнечного концентратора (рефлектора) в том, что они могут достигать более высоких КПД. Фокусируя высокую плотность солнечной энергии в одной точке, они способны превращать воду в пар в считанные секунды.

Для наглядности, хочу представить к вашему вниманию видео, где продемонстрировано, как солнечный концентратор, имеющий небольшую площадь зеркала, может воспламенить дерево, расплавить свинец и т.д.

Но наряду с достоинствами у солнечного концентратора есть существенные недостатки:

1. Необходимо применять сложные системы слежения за солнцем (трекеры), которые в свою очередь не дешевые и потребляют электроэнергию.

2. Зеркало требует постоянной чистки от пыли, которая оседает на поверхность зеркала, тем самым снижая эффективность солнечного концентратора.

Для изготовления солнечного концентратора своими руками нам понадобится ненужная (старая) параболическая спутниковая антенна (неважно прямофокусная или офсетная) которая будет концентрировать солнечные лучи в одной точке.

Если лишней спутниковой антенны у вас в наличии нет, то ее можно изготовить своими руками из картона или ему подобные (для этого посетите сайты посвященные строительству спутниковых антенн). Но, разумеется эффективность будет зависеть от того на сколько точно вы изготовите параболу.

Поверхность концентратора обклеиваем зеркальной пленкой. На мой взгляд, для этих целей наиболее подходит металлизированная пленка с клейким слоем (по типу самоклеющих обоев), но можно приклеить и кусочки зеркал.

зеркальная пленка для концентратора

Поскольку поверхность спутниковой антенны искривлена, то, разумеется, цельный кусок приклеить не удастся и целесообразно пленку нарезать на тонкие полоски.

оклейка параболы зеркальной пленки

Таким образом, можно довольно ровно оклеить всю криволинейную поверхность.

солнечный концентратор для нагрева воды своими руками

Теперь нужно определить точку фокуса, т.е. место в которой сконцентрированы солнечные лучи. Если вы использовали спутниковую антенну, то точка фокуса будет находиться в районе крепления конвертера. Если параболу вы строили самостоятельно, то точку фокуса можно найти экспериментальным путем. Для этого концентратор устанавливается перпендикулярно солнцу, подносим кусок деревянной доски к центру и постепенно отводим от концентратора. Минимальное солнечное пятно и будет являться точкой фокуса.

Внимание!!! В данном месте сконцентрирована высокая энергия (в нашем случае порядка 300 градусов, но не забывайте, чем больше площадь параболы тем больше температура будет в точке фокуса) и дерево может воспламениться, поэтому используйте индивидуальные средства защиты (солнечные очки или сварочную маску и кожаные или брезентовые перчатки).

Теплоприемник можно сделать из медной трубки, обмотав вокруг 1/2″ – 3/4″ трубы. Чтобы медная трубка не сплющилась во время намотки, вовнутрь необходимо затрамбовать соль.

теплообменник солнечного концентратора

 

Чтобы использовать энергию солнца по максимуму, теплоприемник обязательно необходимо окрасить в черный цвет используя термостойкую краску.

 

солнечный концентратор своими руками

 

Однако хочу отметить, что если теплоприемник не будет теплоизолирован, то он будет остывать от порывов ветра, соответственно получаем снижение КПД.

солнечный концентратор своими руками

Как вариант предлагаю вот такую схему утепленного теплоприемника.

теплоприемник солнечного концентратора

Учитывая, что в данном месте сконцентрирована высокая температура, то в качестве утеплителя необходимо использовать огнеупорные материалы, например муллитокристаллическое волокно, которое используют в газовых горнах и муфельных печах. А стекло использовать закаленное, поскольку обычное от перепадов температур может лопнуть.

ватерблок для солнечного концентратора

Сам теплоприемник можно сделать по типу ватерблоков (радиаторов водяного охлаждения для компьютеров), только, разумеется, изготавливать необходимо исходя из размеров полученного теплового пятна.

 

Схема подключения солнечного концентратора, будет иметь примерно такой вид.

 

схема подключения солнечного концентратора

 

Разумеется, трубки и бак должны быть теплоизолированны.