Рамонт

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Энтузіязм да іншай энергетыцы непахісна вырастае. Абставінаў таго велізарная колькасць, і цалкам бесстаронніх. Самы магутны і мерны крыніца экалагічна незапятанной энергіі – Сонца.

Хоць па сабекошце утилизированная сонечная энергія пакуль саступае прадукцыі, што вырабляецца ў прамысловых маштабах, яе пераўтваральнікі ў цяпло ці электрычнасць – сонечныя панэлі – атрымліваюць небудзь майструюць сваімі рукамі многія.

Дом з даюць электрычнасць сонечнымі батарэямі і генератарамі цяпла – сонечнымі калектарамі – на даху, у нашы дзянькі не унікальнасць і ў месцах з даволі жорсткім кліматам, гл. мал. Тым болей што такое годнасць выпраменьвання Сонца, як поўная незалежнасць ад тэхнагеннай асяроддзя і прыродных катаклізмаў, памяняць пакуль няма чым.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Дом з сонечным цепла - і электразабеспячэннем

Карціна для ілюстрацыі нездарма ўзятая «зімовая»: сучасныя мадэлі сонечных калектараў здольныя даваць у сістэму ацяплення цепланосбіт з тэмпературай +85 градусаў Цэльсія ў хмарны дзянек пры марозе -20 звонку.

Па кошту такія геліяўстаноўкі даволі даступныя, але патрабуюць для вытворчасці развітой вытворчай базы. Калі ж стаіць задача забяспечыць ГВС на дачы альбо ў прыгарадным доме ў цеплы час года, калі аўтаномнае ацяпленне выключана, то зрабіць дастасавальныя для гэтага сонечны калектар сваімі рукамі цалкам можа быць.

А пры наяўнасці здольнасцяў хатняга майстра сярэдняга ўзроўню – ўстаноўку, якая і ўзімку дапаможа ацяпляльнага катла зберагчы большую частку гаручага, а ўладальнікам – сродкі на яго. Верагодныя і іншыя ўкаранення самаробных сонечных калектараў; хоць бы – абаграванне вады ў басейне. Цэны фірмовых узораў гэтага віду відавочна недарэчныя ў супастаўленні з іх здольнасцямі, і там няма нічога, чаго нельга было б зрабіць самому.

З аўтаномным сонечным энергазабеспячэннем справа цяжэй. Скажам прама: сонечных электрычных станцый агульнага выкарыстання, па ўсіх характарыстыках праўзыходных класічныя ЦЭЦ, ГЭС і АЭС, на сення не існуе. І, пакуль генерацыя электраэнергіі ад Сонца не будзе перанесена ў космас і для гэтага не будзе ўжывацца яго дыяпазон стоадсоткава, наўрад ці верагодная. У Еўразіі апошнія паўночныя кропкі, дзе тэрмін акупнасці велізарных гелиоэлектростанций аказваецца хоць мала менш тэрміну іх службы – выспы Эгейскага мора і Туркменія.

Але персанальная пакупная сонечная электрычная станцыя магчыма апынецца прыбытковай і ў сярэдне-высокіх шыротах пры ўмове карпатлівай тэхніка-эканамічнага разліку і выбару падыходнай мадэлі; не апошнюю ролю ў гэтым адыгрывае стабільнасць электразабеспячэння ў дадзенай мясцовасці. А паняцце «сонечная батарэя сваімі рукамі» можа мець цалкам пэўны і станоўчы для ўладальніка эканамічны сэнс, калі выкананыя нейкія няцяжкія і бясплатныя ўмовы яе вытворчасці і эксплуатацыі, у наступных выпадках:

  • На дачы, калі батарэя выстаўляецца на Сонца (засвечивается) толькі на час яе наведвання, пра гэта гл. далей.
  • Для зарадкі мабільнікаў альбо электрасілкавання радыепрыемнікаў, нетбуков і да т. п. ўдалечыні ад цывілізацыі.
  • У прыгарадным доме для нязменнага жылля – для электрасілкавання маламагутных, нетребовательных і не актуальна прынцыповых, але дзейнічаюць доўгі час спажыўцоў: лямпаў асвятлення, унутраных і знешніх, наўтбукаў, кампутараў з УПС і т. п. «Накручваюць» на лічыльніку яны ўсе-ж шмат, але, калі разлічваць толькі на іх, то складанасць стварэння і кошт пабудовы сонечнай электрастанцыі падаюць у разы.
  • Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

    Надзіманая лодка з электрапрывадам ад сонечнай батарэі

    Паляўнічым, рыбаловам, турыстам, натуралистам, фатографам-пейзажистам і анималистам і іншым, якія праводзяць шмат часу на прыродзе, як мабільны і даволі наймагутны крыніца энергіі. Паглядзіце, напр., на рыс. справа; да гэтай лодцы мы яшчэ вернемся. Припас ходу па мерным вадзе ў хмарны дзянек – ад 30 км; у ясны дзянек летам фактычна неабмежаваны. Ход так малошумен, што дазваляе падбірацца на дыстанцыю здымкі альбо стрэлу да такіх усмотрительным птушкам, як дзікія гусі.

Як набыць альбо зрабіць самому гэтыя карысныя прылады, каб пазней не шкадаваць аб дарэмна выкінутых грошах? Вось гэтаму і прысвечана рэальная артыкул. З маленькі дадаткам аб сонечных концентраторах, альбо гелиоконцентраторах. Гэтыя прылады збіраюць выпраменьванне Сонца ў шчыльны пучок, да таго як перадаць яго на пераўтварэнне. У нейкіх выпадках дасягнуць патрэбных тэхнічных характарыстык ўстаноўкі іншым метадам нерэальна.

У цэлым матэрыял арганізаваны ў 5 раздзелаў з падраздзеламі:

  1. Значныя асаблівасці выкарыстання сонечнай энергіі.
  2. Сонечныя калектары (СК), пакупныя і самаробныя.
  3. Сонечныя канцэнтратары.
  4. Сонечныя батарэі (СБ), у тым жа парадку.
  5. Правільная ўстаноўка і юстировка СК і СБ.
  6. Выснова ў заключэнне.

Слова да кулібіна

Аматары робяць сонечныя батарэйкі з самых розных падручных матэрыялаў: паўправадніковых дыедаў, транзістараў, разабраных дапатопных селеновых і купроксных выпрамнікоў, без дапамогі іншых акісленай на электраплітцы медных пласцінак і інш. Максімум, што ўдаецца ад іх запитать – прыемнік альбо плэер з токам ўжывання да 50-70 мА на сярэдняй гучнасці. Больш принципно нерэальна; чаму – гл. у разд. пра СБ.

Але ганіць аматараў тэхнічных тэстаў было б зусім тупа. Томас Альва Эдысан сказаў у адзін выдатны момант: «Усе ведаюць, што гэта зрабіць нерэальна. Знаходзіцца невук, які гэтага не ведае. Ен-то і робіць вынаходніцтва». У любым выпадку дотык да тонкасцям вялікіх тэхналогій і глыбінь матэрыі (а СБ – бачны прыклад таго і іншага) дае веды і ўменне іх выкарыстоўваць, г. зн кемлівасць. А яны – капітал, які ніколі не абясцэньваецца і прыбытковасць якога вышэй за ўсіх каштоўных папер.

Усе ж, нават самыя агульныя тэарэтычныя базы ўсяго будучага матэрыялу такія, што самае «ледзь-ледзь на пальцах» выліваецца не ў артыкулы – у кніжкі. Таму мы абмяжуемся далей тымі эталонамі на розныя выпадкі жыцця, якія можна зрабіць без дапамогі іншых дома, не цалкам забыўшыся, чаго ў школе вучылі (іх, між іншым, шмат); гэта па-1-х-2-х, з іх абмяжуемся прыладамі, рэальна даюць цяпло альбо ток, прыдатныя для бытавых і гаспадарчых патрэб. Нейкія зацвярджэння стваральніка для вас тады прыйдзецца прыняць на веру, альбо звярнуцца да базавых крыніц.

Чаго можна чакаць?

Вось вам наглядны прыклад размовы па тэлефоне з гандлевым мэнэджэрам канторы, якая прадае СБ: «А пры якіх умовах ваша батарэя развівае заяўленую магутнасць?» – «Пры ўсіх!» – «І ў Мурманску (за Палярным кругам) зімой таксама?» – маўчанне, адбой.

Цяпер паглядзім на верхнюю карту мал. ніжэй. Там – раянаванне РФ па інсаляцыі спецыяльна для патрэб гелиоэнергетики. Не для аграрыяў, расліны за млрд гадоў эвалюцыі жыцця навучыліся выкарыстоўваць сонечнае святло эканомней. Дапусцім, мы жывем у месцы, дзе паток энергіі Сонца чатыры кВт/г на адзін кв. м у дзянек. У сярэдніх шыротах, ад вешнего да восеньскага раўнадзенства і з улікам канфігурацыі вышыні стаяння Сонца на працягу дня і па сезону, працягласць светлавога дня прымем што-то каля чатырнаццаць гадзіну. Як мага дакладней для пэўнага геаграфічнага пт можна вылічыць на анлайнавых калькулятарах, есць такія.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Рэсурсы сонечнай энергетыкі ў Рф

Тады паток энергіі Сонца ў нас выходзіць на круг 4/14 = 0,286 кВт/кв. м альбо дзвесце восемдзесят 6 Вт/кв. м. Пры ККД геліяўстаноўкі 25% (а гэта нядрэнны паказчык), з квадрата атрымаецца зняць 71,5 Вт магутнасці, тэрмічны альбо электроннай. Калі сярэдне-доўгачасовай спажыванай магутнасці (гл. далей) неабходна два кВт (гэта звычайны выпадак), то панэль пераўтваральніка патрэбна плошчай 2000/71,5 = 27,97 альбо 20 восем кв. м; гэта 7х4 м. ККД 25% – не заніжаная? Так, з панэляў можна выціснуць і больш. Значная частка гэтага матэрыялу прысвечана таму, як канкрэтна.

Заўвага: для даведкі – сонечная нязменная, г. зн. шчыльнасць патоку энергіі Сонца ва ўсім дыяпазоне выпраменьвання ад звышдоўгіх радыехваль да сверхжесткого гама-выпраменьвання, у космасе на зямной арбіце складае 1365,7 Вт/кв. м. На экватары ў апоўдні ў дзянькі раўнадзенства (Сонца ў зеніце) – каля адзін кВт/кв. м. Гандляры часта гэтага не ведаюць, але вы-то майце на ўвазе.

Выдатна, як жа тады абяцанні вытворцаў? Панэль, дапусцім, 1х1,5 м, і для яе сцвярджаюць магутнасць у кВт. Як бы і не супраць фізікі з астраноміяй, але глядзіцца ў сярэдніх шыротах пад футрам атмасферы відавочна нерэальна. Дакладна сцвярджаюць, не хлусяць. Толькі вымераная магутнасць на іх выпрабавальным шчыце пад адмысловымі лямпамі. Калі жадаюць быць са мной добрасумленнымі да канца, няхай прыязджаюць і свецяць імі на маю панэль, а электрычнасць для гэтага бяруць дзе заўгодна.

Карта пад першай патрэбна, каб дадаткова обусловиться з цэнавай катэгорыяй небудзь выбарам меркаванай канструкцыі ўстаноўкі. СБ і, у асаблівасці, СК, здольныя працаваць у воблачнае надвор'е, цяжэй і даражэй за тых, якія дзейнічаюць толькі на прамым святла. У годзе 365х24 = восем тысяч семсот шэсцьдзесят гадзін. З улікам таго, што ў вялікіх шыротах летам працягласць светлавога дня больш, СК небудзь СБ могуць у Якуцку альбо Анадыры апынуцца акупныя ў працягу разліковага тэрміну эксплуатацыі, а ў Падмаскоўі альбо Разані – няма. Г. зн. таксама майце на ўвазе, што гелиоэнергетика як прыбытковая дапамога звычайнай верагодная не толькі ў Цукры альбо пустыні Махавэ.

Промежный вынік

З гэтага падзелу варта прынцыповы для ўсяго маючага адбыцца выснову: прыглядаючы панэль для пакупкі альбо паўтарэння, цікаўцеся спачатку плошчай выдатна воспринимающей (альбо всасывать) святло паверхні, а па ей падлічваць усе іншае. Пры гэтым магчыма апынецца, што па маркетынгава-спажывецкім уяўленням панэль як бы горшая ў дадзеным пэўным выпадку выйдзе прыбытковей «круты».

Калектары

Механізм працы

У базе працы хоць якога СК ляжыць парніковы эфект. Сутнасць яго выдатна вядомая: возьмем адкрытую з аднаго боку камеру з всасывать святло паверхняй. Закрыем яе вечкам, празрыстай для бачнага святла (лепш таксама – ультрафіялету, УФ), але выдатна якая адлюстроўвае тэрмічнае (інфрачырвонае, ВК) выпраменьванне. Гэтым умовам у значнай ступені задавальняюць сілікатнае шкло і аргшкла; практычна цалкам – кварцавае шкло і інш мінеральныя шкла на базе плаўленага кварца.

Заўвага: называць прапускалыя УФ шкла мінеральнымі наогул-то некарэктна, т. к. сілікатнае шкло таксама мінеральнае. Лепш было б захаваць ранейшы загаловак «кварцавае шкло», т. к велізарную частку шыхты для выплаўлення УФ-празрыстых шклоў складае дробнены кварц. Яшчэ есць турмалиновые шкла, але не для побыту – у пераплаўку на іх ідуць крышталі каштоўных каменьчыкаў.

Сонечны святло, патрапіўшы ў камеру, паглынецца ею, і камера нагрэецца. Каб пазбегнуць цепластрат, снабдим яе тэрмаізаляцыі. Тады тэрмічная энергія пераўвасобіцца ў ВК, але праз вечка яно выйсці вонкі і рассеяцца не здолее. Цяпер ВК не застаецца нічога іншага, як грэць змешчаны ўнутр цеплаабменнік з цепланосбітам альбо продуваемый праз камеру паветра. Калі іх няма, тэмпература ўнутры будзе павышацца да таго часу, пакуль рознасць тэмператур ўнутры і звонку не «прадушыць» лішняе цяпло праз цеплаізаляцыю і не ўсталюецца термодинамическое раўнавагу.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Мадэль цалкам цемнага цела

Што такое АЧТ

Каб лепш разабрацца ў маючым адбыцца, для вас неабходна ведаць, як працуе пірамідальная, альбо игловатая, мадэль цалкам цемнага цела (АЧТ); так як іншыя нам не спатрэбяцца, далей, калі пойдзе гаворка аб мадэлі АЧТ, «пірамідальнай-игольчатая» усюды апускаем. У руинтернете, і ў інэце наогул, аб ей толкам нічога не доищешься, але ў лабараторнай практыцы і тэхніцы такія ўдала выкарыстоўваюцца. Як яна ўладкованая – ясна з мал. справа. А ў гэтым выпадку – паглынанне святла ў СК будзе тым лепш, чым яе пакрыцце альбо сама канфігурацыя выдатна всасывать паверхні (ЭПП) бліжэй па ўласцівасцях да мадэлі АЧТ.

Заўвага: АЧТ называецца цела, паглынальнае электрычнае выпраменьванне хоць якой частоты. Драўняная сажа, напр. – не АЧТ, пры фотаздымцы праз ІЧ-фільтр яна глядзіцца шэрай. Пірамідальнай-игольчатая мадэль АЧТ здольная ўсмоктваць любыя, не толькі электрычныя, ваганні. Так, у акустыцы поролоновым пірамідкамі абклейваюць ўнутраныя паверхні звукомерных камер.

Пакупныя СК

Калі вы вырашылі набыць сонечны калектар, для вас прыйдзецца сутыкнуцца з відэльцам коштаў за адзін кв. м всасывать плошчы ў 2000-80 нуль. руб. І ўлічыце, з выгляду выстаўляецца толькі выніковая цана, а плошча ЭПП калі і прапісваюць, то маленькім шрыфтам. Таксама, выбіраючы мадэль, неабходна абавязкова пацікавіцца, абсталеўваецца яна назапашвальныя бакам і элементамі абвязкі, пра іх больш падрабязна гл. далей. Паспрабуем разабрацца, чым тлумачыцца такі разнабой і заўседы ен апраўданы.

Заўвага: на тэарэтычным узроўні тэрмін службы СК неабмежаваны. Фактычна – у больш-менш салідны мадэляў пры правільнай эксплуатацыі складае больш за пятнаццаць гадоў. Таму пры абгрунтаваным выбары з акупляльнасьцю праблем не з'яўляецца, толькі б клімат дазваляў іх выкарыстоўваць.

Віды і прызначэнне

У побыце больш за ўсе выкарыстоўваюцца СК 3-х відаў канструктыўнага выканання, гл. мал. Злева – тонкі СК, у цэнтры – вакуумны, справа – малагабарытны. Яны ўсе могуць вырабляцца як безнапорными, на термосифонной цыркуляцыі, так і уздзейнічаюць. 1-ыя ў 1,5-5 разоў танней напорных аналагаў, т. к. у іх прасцей забяспечыць трываласць і шчыльнасць. Безнапорные СК грэюць цепланосбіт адносна павольна, таму прадугледжаны больш для ГВС ў цеплае час года. Абвязка звычайная і танная; час ад часу сумяшчаецца з панэллю ў адзін канструктыў.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Сонечныя калектары бытавога прызначэння

У напорных цепланосбіт або прапампоўваецца цыркуляцыйных помпай (што робіць іх энергозависимыми), або ў цеплаабменнік падаецца вадаправодная вада. Гэта, відавочна, просіць канструкцыі трывалей і надзейней, плюс няпростая энэргазалежных абвязка і кіруючы ею кантролер. Вырастае адпаведна і кошт. Але толькі напорныя СК дастасавальныя для ацяплення дома ў халодны час года, т. к. грэюць імкліва. Большая частка мадэляў – всесезонные; якія прадаюцца ў РФ, з улікам пагодных крытэр, у большасці выпадкаў разлічаны на сумесную працу з катлом апалу, г. зн. з'яўляюцца дапаможнымі прыладамі.

Напорныя СК бываюць прамога і ўскоснага нагрэву. У першым выпадку СК ўключаецца канкрэтна ў контур З (сістэмы ацяплення). У 2-м – 1-ы, які ўспрымае сонечную энергію, контур СК запаўняецца антыфрызам, а другасны цепланосбіт награваецца ў цеплаабменніку 2-га контуру.

2-ыя, натуральна, даражэй, бо здольныя працаваць у мароз у любым клімаце. 1-ыя выкарыстоўваюцца ў большай ступені для ацяплення вясной і восенню. Усе ж, пэўна напорныя СК прамога нагрэву (одноконтурная) хутчэй за ўсе апынуцца прыбытковымі для персанальнай З: у міжсезонне, на вельмі малой магутнасці, ККД катла на цвердым паліве вельмі падае. Але як раз у гэты час тэрмічны магутнасці СК на дом і хопіць, стаяць жа одноконтурная адносна танна. Неабходна толькі прадбачыць у СА належную запорно-размеркавальную арматуру і восенню да рэальных халадоў СК адключаць і апаражняць.

Плоскія

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Прылада плоскага сонечнага калектара

Схема плоскага СК прыведзена на мал. справа; прынцып дзеі цалкам адпавядае апісанаму крыху вышэй. Працаздольныя такія, звычайна, выключна ў цеплае час года. ККД, залежна ад канструктыўнага выканання, ляжыць у межах 8-60% Ваду выдаюць з тэмпературай да 45-50 градусаў. Уздзейнічаюць выпускаюцца вельмі зрэдку, ускладненне канструкцыі пры ўсім гэтым робіць іх неканкурэнтаздольнымі з вакуумнымі. Ўшчыльнення цеплаабменніка разлічаны на напаўненне толькі вадой, т. к летам у антифризе няма патрэбы. На кошт (падкрэслім – за адзін кв. м ЭПП; неабходна кожны раз пералічваць самому па дадзеных спецыфікацыі) аказваюць ўплыў у галоўным наступныя прычыны:

  • Пакрыцце (празрыстая ізаляцыя) шкла.
  • Разнавіднасць самага шкла.
  • Канструкцыя і якасць всасывать панэлі.

Пакрыцце шкла гуляе ролю спачатку прасвятляў пленкі ў аптычных прыладах: памяншае праламленне святла на мяжы падзелу асяроддзяў і светопотери на бакавое адлюстраванне. У дакладна вызначаных летніх СК (гл. у канцы, перад заключэннем) гэтыя страты невялікія небудзь, у паўдневых краях, зусім непрыкметныя. Не лічачы таго, пакрыцце сціраецца несомой ветрам пылам і гарантыя на яго ў большасці выпадкаў не распаўсюджваецца. Таму пакрыцце – 1-е, на чым можа быць зберагчы. Калі бачная розніца ў кошце за кошт пакрыцця для падобных па техданным мадэляў – бярыце «голую», хутчэй за ўсе не расчаруецеся.

Фактычна шкло – важны элемент і арыентавацца пры выбары неабходна спачатку па ім:

  1. Мінеральнае – прапускае УФ, што нашмат павялічвае парніковы эфект.
  2. Текстурированное (структураванае) – мае на паверхні асаблівы микрорельеф, які забяспечвае фактычна роўную эфектыўнасць на прамым і рассеяным святле, г. зн. у ясную і воблачнае надвор'е.
  3. Мінеральнае структураванае – злучае абодва гэтыя ўласцівасці і вприбавок фактычна не дае бакавога адлюстравання ў досыць большенном спектры кутоў падзення без прасвятлення.
  4. Сілікатная з прысадкамі – структураванае альбо няма, не прапускае УФ, непрынцыпова адлюстроўвае ВК і дае без прасвятлення істотнае бакавое адлюстраванне. На ККД больш за 20% з іх разлічваць не варта.
  5. Арганічнае – з хоць якімі ўдасканаленнямі праз 5-7 гадоў максімум помутнеет ад пылу, але асобныя яго віды здольныя забяспечыць найбольшыя значэння ККД.

Зыходзячы з гэтага, для СК нязменнага выкарыстання выбар варта рабіць у карысць мінеральнай структураванага шкла. Яно дазваляе абыйсціся найменшай плошчай СК і часта ў выніку выйграць на цэны ўсей ўстаноўкі. На дачы выхаднога дня прынцыповая таксама хуткасць нагрэву вады і зыходная цана калектара, таму туды больш падыдзе СК з оргстеклом. Ўстаноўка, не лічачы таннасці, будзе кампактней і лягчэй; на будні і на зіму яе можна зачыняць чахлом альбо зусім выносіць у дом, так што зносаўстойлівасць у гэтым выпадку не вызначальны фактар.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Характарыстыкі светопоглощающих пакрыццяў

Пад нядрэнным шклом ККД СК ад канструкцыі всасывать панэлі (абсорбера) залежыць не дастаткова. Не тое – паглынальнае пакрыцце (зачернение) ЭПП. Характарыстыкі розных пакрыццяў сонечных абсорберов паказаны на мал. справа. Заканамернасць – як звычайна, чым больш эфектыўна, тым і даражэй. Тут зноў трэба пралічваць розныя мадэлі, выходзячы на мінімум цэны адзін кв. м панэлі. І наогул, пры ўсіх разліках СК, трэба трымаць у галаве, як отченаш – вялікая эканомія дасягаецца скарачэннем патрэбнай плошчы панэлі (панэляў). Заадно правяраюцца і гандляры: калі, скажам, у спецыфікацыі заяўлена селектыўны афарбоўка і абяцаюць ККД 75% – пасылайце іх на выпрабавальны шчыт пад лямпы, там горача, як у пекле. Ясна ж, што ККД усей усталеўкі не можа быць вышэй, чым яе часткі.

Пра баку

Назапашвальны бак для СК патрэбен не толькі толькі дзеля зручнасці. На карце вышэй дадзеныя сярэднегадавыя значэнні інсаляцыі. Для гадовай ўстаноўкі пры разліку іх можна павысіць прыблізна ў 1,7 разы, а для сезоннай вясна-лета-восень – на 25%. Ды і гэта будзе толькі сярэднім значэннем, цяпер па сезоне. А залежна ад надвор'я велічыня інсаляцыі можа «скакаць» дзень ото дня ў 1,5-3 разы залежна ад мясцовага клімату. Скопленная ў баку падагрэтая вада, пры ўмове нядрэнны яго тэрмаізаляцыі, ўспрыме лішак цяпла ў ясны гарачы дзянек і дасць у хмарны. У выніку сапраўдны ККД ўстаноўкі павялічваецца на чвэрць-траціна. А ў выніку, добра павядзьмарыўшы над мясцовымі дадзенымі, у сярэдняй паласе РФ часта атрымоўваецца паменшыць патрабаваную плошчу ЭПП у два разы і поболее супраць пэўнай прикидочным разлікам, прыведзеных вышэй. Адпаведна – і выдаткі на ўстаноўку.

Апісваныя ніжэй вакуумныя СК без бака-теплоаккумулятора неработоспособны. У іх ен ці уключаны ў гатовы канструктыў, або заходзіць у набор пастаўкі. А вось з плоскімі СК сітуацыя прама зваротная і нагадвае становішча спраў з фотатэхнікай падчас агоніі «мокрай» пленкавай фота. Тады, напр., за лепшую люстраную «Минолту» з зум-аб'ектывам прасілі аж $190. А самы дрэнны фотоувеличитель каштаваў сее-дзе $600. Г. зн., узяў адно, без іншага ўжо не абыдзешся, так што – выкручивай кішэнькі.

У дачыненні да плоскім СК, цэны на апцыянальныя альбо рэкамендаваны фірмовыя бакі для іх глядзяцца завышанымі проста непрыгожа. Таму, калі вы ўмееце майстраваць, бак лепш рабіць самому, вытрымаўшы толькі вызначаны ў спецыфікацыі на панэль яго аб'ем. І не верце пагрозам гандляроў – самаробны бак можна зрабіць ніяк не горшым «фірмы». Як – пра гэта далей, у раздзеле аб самоделках.

Вакуумныя

Вакуумныя СК здольныя награваць цепланосбіт да 80-85 градусаў, а іх ККД дамагаецца 74% і толькі ў самых танных бывае ніжэй за 50%. Збольшага гэта вызначаецца канструкцыяй всасывать панэлі з шэрагаў труб; прамежкі паміж імі дзейнічаюць накшталт мадэлі АЧТ, толькі па адной каардынаце. Але галоўную ролю для забеспячэння высокай эфектыўнасці тут адыгрывае тое, што цеплаабменнік размяшчаецца ў вакуумнай прабірцы небудзь сістэме такіх прабірак. Справа тут не ў тэрмаізаляцыі (для выпраменьванняў вакуум яе зусім не дае), а ў адсутнасці канвекцыі паветра ў камеры. Гэта дазваляе размеркаваць тэмпературу па паверхні цеплаабменніка добрым чынам. У газонаполненной камеры канвекцыйныя патокі яе згладжваюць.

На рыс. паказана прылада 2-х самых практычныя і карысныя відаў вакуумных СК. Злева – 1-контурны гадовы альбо сезонны. Прыблізна так пабудавана паказаная вышэй на мал. з тыпамі СК руская «Дачніца». Запраўляюцца такія вадой, яе тэмпература на выхадзе – пад шэсцьдзесят градусаў. Тут асабліва ясна бачная ролю вакууму: калі ў прабірку натечет паветра, яго канвекцыя выраўнуе тэмпературу ўнутранай трубкі і ніякай «термосифонки» у ей не будзе.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Прылада вакуумных сонечных калектараў

Абалонка прабіркі вырабляецца з шкла розных відаў, гл. вышэй. Унутраная трубка – прыемнік энергіі (ПЭ) і цеплаабменнік. Шмат спрэчак, прама да ўзаемных абраз і поношений на форумах, спараджае пытанне: што лепш зачернять – ўнутраную трубку звонку небудзь ўнутраную паверхню абалонкі? Зыходзячы з перакананняў найвышэйшага ККД – ПЭ. Пры ўсім гэтым страты ВК малыя, т. к абалонка вырабляецца іх выдатна адлюстроўвае ВК шкла. Канкрэтна так уладкованыя прыборы для вымярэння інсаляцыі – актинометры, толькі там замест трубак сферы.

Недарагую безнапорную вакуумную СК для месцаў з маленькі інсаляцыі і ззяннем таму лепш браць з зачернением ПЭ, але ў паўдневых рэгіенах са сярэднегадавой інсаляцыі больш за чатыры кВт*г/дзянек пры велічыні ззяння вышэй дзве тысячы гадзіну/год яна ў разгар лета можа закіпець, а гэта практычна заўседы значыць разгерметызацыю і поўны выхад з ладу. Тут надзейней будзе сістэма з зачернением абалонкі знутры.

Таксама з зачернением абалонкі знутры вырабляюцца СК напорныя (ўрэзка злева уверсе на мал.) У такім выпадку цаной нейкай ўцечкі ВК праз абалонку дасягаецца найвышэйшая яго канцэнтрацыя па восі прабіркі, што трэба для добрага і хуткага прагрэву моцнага патоку вады. Дадаткова ў самых дзейсных 1-контурных напорных СК зачерняют яшчэ цэнтральную (падае) трубу, але грэе яна ў большай ступені абцякальны яе узыходзячы струмень.

Справа на мал. – 2-контурная СК з цеплавой трубкай і двайны пробиркой з шкла розных відаў. Канкрэтна такія і сілкуюць СА круглы год цепланосбітам з тэмпературай пад дзевяноста градусаў: канцэнтрацыя ВК на тэрмічны трубцы забяспечвае выпарэнне цепланосбіта 1-га контуру. Які, між іншым, зусім не вада. Таму 2-контурныя СК саморемонту не падлягаюць. Эфектыўнасць сродкаў варта, і ў гэтым выпадку велізарных. Таму, капаючыся ў прайсах-прэйскуранце, сугубое ўвагу звяртаем на:

  • Вырабляе ці пастаўшчык разлік ўстаноўкі па дадзеных вымярэнняў на месцы.
  • Заходзіць у набор пастаўкі абвязка (гл. ніжэй).
  • Вырабляюць ці фірмовыя спяцы падлучэнне ўстаноўкі да наяўнай СА.
  • Гарантуюцца ў такім выпадку заяўленыя характарыстыкі.
  • Як доўга дзейнічае гарантыя.
  • Прадастаўляецца лі і колькі каштуе планавае і пазачарговае тэхабслугоўванне.

Падключэнне і абвязка

Круглагадовае напорныя СК для прадухілення замярзання і разрыву зімой запаўняюцца антыфрызам. Палегчаная схема іх падлучэння паказана злева на рыс: кантролер па суадносінах тэмператур на падачы, обратке і ў баку «раскручвае», як патрабуецца, цыркуляцыйны помпа.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Падлучэнне напорных сонечных калектараў

Напорныя ацяпляльныя гелиосистемы абсталеўваюцца аккумулирующим бакам з тэрмаізаляцыі. У РФ больш за ўсе прадаюцца сістэмы, створаныя для падлучэння да дзеючай СА з катлом. Воданагравальнік для сістэмы сонечнага ацяплення абавязаны мець належную канструкцыю, у цэнтры на мал. Не лічачы дадатковага змеявіка для падлучэння катла (у баку уверсе), ніжні, запитываемый ад СК, дзеліцца на дзве часткі; верхняя прыблізна ў два разы больш ніжняй і навіваць конусам, панізе ў баку. Ніжняя спіраль ўзбуджае канвектыўныя ток вады, а верхняя вырабляе цепластраты ў яго.

Такое рашэнне трэба, каб тэмпература обратки катла не звалілася ніжэй за 40 5 градусаў, па іншаму ў ім можа выпасці кіслотны кондесат, імкліва вывадны кацел з ладу. Калі Сонца не свеціць і СК катла дапамагчы нічым не можа, у канічнай спіралі з'яўляецца вадзяны корак, якая не дазваляе прахалоднай «падушцы» падняцца ўвысь да змеевику катла.

Акрамя спецыяльнага бака, пры ўключэнні СК ў хатнюю СА патрэбна і абвязка для яго, справа на мал. Ранейшая абвязка катла (на мал. умоўна не паказана) на сто адсоткаў захоўваецца! Кацел «адчувае» працу СК толькі як пацяпленне надвор'я! Фактычна працэдура падлучэння галлактики да СА нескладана: падачу і обратка СА адключаюць ад катла і падлучаюць да баку СК. А належныя патрубкі катла падключаюць да штуцерам верхняга цеплаабменніка бака СК.

Аб модульных СК

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Апісаныя вышэй сістэмы ўяўляюць сабой суцэльныя канструктыва. Але ў продажы есць і модульныя СК, набіраюцца з панэляў да атрымання падыходных характарыстык, напр, беларуская «Гелиопласт», гл. мал. справа. Падлучаючы панэлі паралельна альбо па чарзе, можна атрымаць або большы паток цепланосбіта, або вялікую яго тэмпературу. Кошт модульных СК немалая, напр. Адзін панэль «Гелиопласта» каштуе каля $300. Але, перамыкаючы трубаправоды трехходовыми вентилями, можна ўсю сістэму перакладаць з рэжыму «вясна-восень» на «лета» і назад. Альбо, напрыклад, «душ/кухня – басейн».

Заўвага: модульныя СК, як больш дарагія, разлічаны на эксплуатацыю пры ўсіх плюсавых тэмпературах, альбо – ад +(10-15), і ў воблачнае надвор'е.

Малагабарытныя

Засталося згадаць аб малагабарытных СК. Ужываюцца яны, звычайна, для абагравання вады ў басейнах, каб большенными тэхнагеннага віду канструкцыямі пейзаж не псаваць. Цэны адносна техпараметров – неймаверныя; Мэрсэдэс-Бенц з яго «за зорачку», тут, як кажуць, адпачывае. Канструкцыя нескладана і цалкам повторяема сваімі рукамі, гл ў раздзеле аб концентраторах святла.

Самаробныя СК

Для самастойнага вытворчасці даступныя больш за ўсе плоскія дачна-летнія загарадныя СК для ГВС. Сезонна-ацяпляльныя аказваюцца гэтак складанымі і трудозатратными, што прасцей і прыбытковей выходзіць набыць гатовую панэль. Затое па частцы самоделок з падручных матэрыялаў ўмельцы час ад часу робяць эталоны, якія саступаюць найлепшым фабрычным хіба што па вонкавым абліччы, але обходящиеся практычна ў капейкі. Пойдзем па парадку.

Скрыню, шкло, уцяпленне

Корпус самаробнай плоскага СК лепш за ўсе рабіць з дрэва, фанеры, АСП і да т. п. Даўгавечнасць і ўстойлівасць яму дасць двухразовая насычэнне водна-палімернай эмульсіяй перад афарбоўкай. Таўшчыню дна лепш браць ад 20 мм (лепш – ад 40), каб ад цеплавых дэфармацый не ўтварыліся шчыліны. На бакавіны пойдзе дошка (120-150)х20. Ніжэй корпус рабіць не трэба, т. к. ўзмоцніцца ўцечка ВК праз шкло. Звонку афарбоўваюць як заўгодна, а ўнутры – як падкладку «пірага», гл. ніжэй. Памеры ў плане разлічваюцца зыходзячы з велічыні інсаляцыі і патрабаванай магутнасці.

Шкло лепш ўзяць танней і лягчэй, арганічнае. Выдатна падыдзе суцэльны полікарбанат шырыней чатыры мм: яго святлопрапусканне прымальна, 0,92, кошт невысокая, а адносна маленькай каэфіцыент праламлення забяспечыць маленькае бакавое адлюстраванне. Нядобрае прапусканне УФ збольшага кампенсуецца малой цеплаправоднасці. Па павярхоўнай зносаўстойлівасці полікарбанат – адно з найлепшых арганічных шклоў, для таннай самаробкі яго хопіць.

Ўцяпляюць корпус пенапластам; для летняга СК даволі 20-30 мм. Ўцяпляюць у два пласта роўнай таўшчыні з пракладкамі з дюралевой фальгі, але пра гэта ніжэй. Ўцяпляць скрыню трываласці дзеля неабходна знутры. Калі вы чыталі артыкулы пра ўцяпленні пабудоў, улічыце: пры рознасці тэмператур, якую тонкі СК забяспечвае, і пры даволі высокай тэмпературы звонку казаць пра бадзяннях, кропка расы не прыходзіцца.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Абсорбер святла самаробнай сонечнага калектара

Абавязковае дадатак да ўцяпленні – герметызацыя ўсіх злучэнняў і месцаў праводкі трубаправодаў сіліконам. Праз драбнейшую шчылінку з токам паветра «высвистит» столькі цяпла, што толку ад СК калі і будзе, дык толькі «для віду». Спачатку герметызуюць корпус (да афарбоўкі); пасля ўстаноўкі цеплаабменніка – трубкі, а шкло ўкладваюць на «каўбаску» герметыка, нанесеную ў абраную па версе бартоў чвэрць. Дадаткова фіксуюць зверху рамкай, дужкамі і да т. п.

Пірог

«Пірог» (гл. мал. справа) у гэтым выпадку – выдатна ўсмоктвае ВК-выпраменьванне падкладка і імкліва, пакуль ВК-кванты не паспелі «ўцячы», якая аддае цяпло ў цеплаабменнік. База «пірага» – дюралевая пласцінка. Медзь падыходзіць горш з-за высокай цеплаемістасці. Дадатковыя экраны з фальгі велізарную частку «уцекачоў» вяртаюць назад; дрэва і пенапласт для ВК – матэрыялы не цалкам непразрыстыя.

2-ая разыначка «пірага» – афарбоўка. Фарбуюць заадно з ужо устаноўленым на хамута цеплаабменнікам. Фарбаваць неабходна алейнай (павольна сохнущей) цемнай фарбай на пигменте «Сажа газавая»; яго можна набыць у мастацкіх крамах. Фарбы на базе сінтэтычных пігментаў у ІЧ-прамянях будуць зусім не цемнымі.

Пасля афарбоўкі неабходна пачакаць, пакуль фарба не падсохне да сухога адліпаючы, г. зн. на ей пасля легкага націску пальцам павінен застацца яго адбітак, а сам палец не выпацкацца. Тады яркае пакрыцце прабіваюць поролоновым тампонам альбо вельмі мяккай кантавой пэндзлем. Апошняе лепш, але просіць вызначанага навыку, каб не праткнуць яшчэ мяккае пакрыцце наскрозь. У канчатковым выніку атрымаецца пленка, даволі-такі нагадвае па ўласцівасцях мадэль АЧТ.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Заўвага: вельмі нядрэнны варыянт – старажытная танкасценных штампаваная ацяпляльная батарэя. Тады не трэба знаходзіць алюміній. Толькі фарбаваць трэба, як апісана вышэй, а не пакідаць як было, гл. мал.

Цеплаабменнік

Самы звычайны і даволі дзейсны цеплаабменнік – спіральны з танкасценнага прапіленавага шланга, гл. мал. справа. Ен сам па для сябе ўжо падобны на мадэль АЧТ. Медны такой жа будзе яшчэ лепш, але істотна даражэй. Але ў плоскага спіральнага цеплаабменніка есць адваротнае ўласцівасць: у любым становішчы, не лічачы строга гарызантальнага, з цягам часу безизбежно завоздушивание: пры нагрэве з вады вылучаецца раствораны ў ей паветра, а ўзыходзячых дуг, дзе яму можна назапашвацца – навалам. Усе ж, цеплаабменнік ў выглядзе плоскай спіралі можа знайсці прымяненне ў самаробнай СК для басейна з малогабаритным канцэнтратарам, гл. далей.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Сонечны калектар з шланга

Найлепшы цеплаабменнік – звілісты з меднай трубкі з прасветам поперечником 10-12 мм. Чаму канкрэтна такім? Так як для хутчэйшага нагрэву вады ў баку тэрмічная магутнасць камеры СК павінна быць мала больш той, якую здольны прыняць цеплаабменнік з вадой і пры дадзенай розніцы тэмператур; для самаробных СК – 15-25 градусаў. Па іншаму тэмпература вады на выхадзе будзе спачатку вельмі нізкай, і ей прыйдзецца зрабіць шмат абаротаў у сістэме, пакуль бак нагрэецца.

2-ой параметр, які вызначыў выбар трубкі – супраціў току вады. Пры павелічэнні прасвету трубы з 5 да 10 мм яно падае імкліва, а далей – медлительнее. 3. фактар – мала дапушчальны радыус яе извива, 5 поперечников для танкасценнай трубкі без пакрыцця (для спліт-сістэм кондюков). Тады шырыня завес зігзаг выходзіць за 100 мм, што як раз нармальна зыходзячы з перакананняў цеплаперадачы. І можна скарыстацца звычайным ручным трубогибом.

Заўвага: гэтыя суадносін справядлівыя для апісанага «пірага» на дюралевой падкладцы. Што тычыцца штампаваных радыятараў ацяплення, то там усе пралічана да нас. Тое, што выдатна дае цяпло, выдатна яго і паглынае. Гэта адна з аксіем тэрмадынамікі.

Не ведаючы гэтых падзей, можна зрабіць звычайныя памылкі, гл. мал. Злева – тоўстая труба з шырокімі завесамі не ўспрыме адразу ўсе якое генеруецца скрыняй цяпло. Нядобры ККД, павольны нагрэў. У цэнтры насупраць, магутнасць камеры для дадзенага цеплаабменніка недастатковая. ККД можа быць дастасавальным, але награвацца бак будзе ўсе роўна доўга. Не лічачы таго – жахлівая праца па зборцы, выяўленні і ліквідацыі уцечак («Усе герметычныя злучэння цякуць» – адзін з законаў Мэрфі). Справа – усе як бы ОК, уключаючы пакрыцце цеплаабменніка (радыятар старэнькага халадзільніка). Але прасвет трубкі – 3-4 мм, гэтага не шмат. «Не протолкнувшемуся» да вадзе ВК дзявацца няма куды, не лічачы як дарэмна вонкі, а завышанае супраціў току вады (вада – не фрэон) гарантуе маленькі ККД і павольны нагрэў.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Малаэфектыўныя цеплаабменнікі самаробных сонечных калектараў

Заўвага: ККД апісанага крыху вышэй СК пры асцярожным выкананні пераўзыходзіць 20%, што параўнальна з прамысловымі эталонамі дадзенага тыпу.

Зноў бак

Настаў час заняцца бакам-акумулятарам ушчыльную: без яго ад СК толку будзе трошкі. Пачнем з разліку аб'ему – нам неабходна за дзянек ўзяць ад Сонца усе, што дазваляе СК і захаваць даўжэй; гэта асабліва прынцыпова, калі ад панэлі задзейнічана і ацяпленне. Невялікі бак хутка прагрэецца і потым СК будзе «кочегарить» без карыснасці, т. к. разагравацца да бясконцасці ен не можа. У вельмі большенном баку вада за дзянек не паспее нагрэцца да тэмпературы, якую здольны забяспечыць СК, і мы зноў жа не выкарыстоўваем цалкам тэрмічны патэнцыял дадзенай плошчы. Чаму бярэм – за дзянек? Так як разлічваем на сезоннае ўкараненне з абаграваннем, а да ночы ўжо можа спатрэбіцца ацяпленне. Летам жа на дачы – каб памыцца, не чакаючы вечара; лепш – некалькім людзям.

Няхай месцы ў нас не зусім нахмураныя, і чатыры кВт*г/дзень мы атрымліваем. Тады, гл. вышэй, Сонейка на адзін кв. м вылівае магутнасць дзвесце восемдзесят 6 Вт. Памеры ЭПП возьмем 1х1,5 м (гэта для прыкладу, зробіце велізарную – горш не будзе), г. зн. плошчу ЭПП – 1,5 кв. м; ККД СК прымем 20%. Атрымліваем: дзвесце восемдзесят 6 Вт х 1,5 х 0,2 = 85,6 Вт, гэта тэрмічная магутнасць нашай панэлі. Адзін Вт = адзін Дж*з, г. зн. кожную секунду СК выдае ў трубу (падае) 85,6 Дж. А за дванаццаць светлавых гадзін – 85,6 х дванаццаць х тры тысячы 600 = тры 697 сямсот 20 Дж альбо тры 697,72 кДж.

Колькі вады здолее прыняць гэта ў сябе? Знаходзіцца ў залежнасці ад рознасці тэмператур. Возьмем пачатковую у дванаццаць градусаў (мелкозаглубленный вадаправод вясной/восенню альбо калодзеж); канцавы прыпынак – 40 5 градусаў, г. зн нагрэў будзе на 30 тры градусы. Цеплаемістасць вады – адзін ккал/л альбо 4,1868 кДж/л (1 кал – 4,1868 Дж). Пры нагрэве на 30 тры градусы адзін л вады ўспрыме 4,1868 х 30 тры = 138,1644 кДж. Емістасць спатрэбіцца усяго-то крыху больш за 20 6 л Летам, пры высокім стаянні Сонца і длинноватом светлавым деньке – пад 50 л. Альбо, у разліку на некалькі ясных дзен запар і нядрэнны тэрмаізаляцыі бака – да дзвесце л Што, у агульным-то і склалася стыхійна: бакаў, велізарных, чым з бочкі, аматары не робяць.

Пачакайце, але ж людзі-то пад сонечным душам мыюцца? Ацяпленне – шут пакуль з ім, ясна, што тут неабходныя як мінімум чатыры панэлі. І цеплааддачы не перашкаджала б ўлічваць, хоць бы 20% ад скопленного за ноч. Правільна, на тое і тэхніка, каб абыходзіць абмежаванні ўпартай тэорыі. Дарэчы: «Няма нічога больш практычным нядрэнны тэорыі» – гэта ўсе той жа велічны практык Эдысан. Толькі тэхнічныя выкладкі і разлікі аказваюцца куды больш масіўнымі, таму даем проста вынік – схемы бакаў з харчаваннем ад вадаправода і з ручным запаўненнем, гл. мал.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Схемы бакаў для самаробных сонечных калектараў

Думка – каб аднаму можна было памыцца летам ужо праз 1,5-2 гадзіны пасля ўключэння СК. Г. зн., адбіраем верхні летні пласт вады; у выпадку ручнога запаўнення – заборником з гнуткага шланга на жывот. Даўжыню гнуткага звяна неабходна браць ўмераны: пры вельмі маленькім у поўным баку шланг ўстане тарчма, а вельмі даўжэзны пры малым узроўні вады ляжа на сцяну бака.

Размяшчэнне патрубков разлічана так, каб пры любым выкарыстанні гарачыя і халодныя патокі як мага менш змешваліся, г. зн. мы знарок расслаиваем ваду па тэмпературы. Найлепшы посуд для бака – бочка, выкладзеная на бок. Тады шлам (адстой) зойме малую частку яго емістасці. Уцяпленне – пенапласт ад 50 мм І неабходна прадбачыць чарговы зліўны патрубок з запорным вентылем у найніжэйшай кропцы ўсей сістэмы, пры ўваходзе обратки ў СК. Яшчэ не забудзьцеся – адборны патрубок обратки павінен быць прыпадняты над дном, па іншаму шлам хутка засорит СК, а чысціць яго цяжка. Трубы – штодзенныя вадаправодныя, ад 1/2 да 3/4 цалі. Гнуткае звяно – армаваны ПВХ шланг для паліву; яго паплавок – пенапласт.

Заўвага: узвышэнне сцеку обратки над дном ўзята ў разліку на штодзеннае у РФ цвердасць пітной вады да дванаццаць ім. градусаў. Па санітарных нормах яе лімітавае значэнне – 20 дзевяць ім. градусаў. Тады ўзвышэнне обратки неабходна браць 80-100 мм, а патрубок падачы гарачай падняць над ім на тыя ж 20-30 мм.

Аб паветрана-сонечных СК

Час ад часу бывае трэба грэць ад Сонца не ваду, а паветра. Не абавязкова для ацяплення; дапусцім, для сушкі ўраджаю альбо збору. З прычыны малой цеплаемістасці паветра канструкцыя паветранага СК абавязаная мець шэраг асаблівасцяў. Больш падрабязную інфармацыю пра іх, а заадно аб прымяненні СК для паветранага ацяплення (для сезоннай дачы гэта вельмі актуальныя), можна высветліць з роліка:

Відэа: паветрана-сонечнае ацяпленне сваімі рукамі

 

?????????????? ?????????

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Паветраны сонечны калектар з алюмініевых слоікаў

Майстар-аматар не быў бы ім, калі б не імкнуўся ўсе зрабіць па-свойму з падручнага хламу. І, трэба сказаць, вынікі бываюць дзівосныя. Усе унікальныя самаробныя СК агледзець у адной публікацыі нерэальна, возьмем тры для прыкладаў, так бы мовіць, рознага знака.

На рыс. – паветраны, г. зн. прасцей вадзянога, СК з піўных бляшанак. Не будзем хіхікаць ў кулак альбо абурацца: «Ды я ж столькі ня вып'ю!» Паглядзім на тэхнічным узроўні. Сама думка нават вельмі разумная: правалы між радамі слоікаў набліжаюць здольнасць панэлі ўсмоктваць святло да мадэлі АЧТ. Але! Матэрыялы – алюміній, дрэва, сіліконавы герметык. Іх каэфіцыенты тэмпературнага пашырэння (ТКР) значна розныя. Злучэнняў – больш за 200. Простый падлік з улікам закона вялікіх лікаў паказвае, што, калі да канца першага сезона эксплуатацыі панэль не пацячэ вельмі, гэта чараўніцтва.

А вось сонечны калектар з пластмасавых бутэлек на мал. ніжэй глядзіцца не настолькі раскошным, але цалкам працаздольны. У сутнасці, гэта ланцужок лінейных светоконцентраторов, гл. далей. Емістасці збіраюцца ў «каўбасы», як пры пабудове цяпліц, парнікоў, альтанак і т. п легкіх пабудоў з бутэлек, але нанізваюцца не на жорсткі стрыжань, а на празрысты ПВХ шланг. Тыльны бок «каўбас» абклейваецца дюралевой фальгой, хоць бы рукавы для запякання. У гэтым выпадку ўжываецца той факт, што вада сама па для сябе добра паглынае ВК. ККД ўстаноўкі невялікі, затое кошт – судзіце самі. А за Сонца падатку пакуль не бяруць.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Самаробны сонечны калектар з пластмасавых бутэлек

Яшчэ займальная самоделка з бутэлек – узбекская «Илдар», гл. мал. ніжэй. Прынцып дзеяння той жа, у нашых краях вельмі лепш ніжнюю паверхню бутэлек фольгировать. Пры мантажы на паўдневым пахіле даху не патрабуецца рам, падпорак, пераборкі даху і ўзмацнення рыгеля (апорнага каркаса) даху. Злучэнняў шмат, але стасуюцца падобныя па ТКР матэрыялы, так што надзейнасць дастатковая. Самым моцным будзе стык па поз. Б, калі бутэлькі напяливаются адзін на аднаго. Паўтараюць «Илдар» не дастаткова, а дарэмна. Мабыць, бянтэжыць тое, што ток вады паказаны абаротны термосифонному. Але термосифонный напор яшчэ слабей гравітацыйнага з бака, так што «Илдар» цалкам працаздольны.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Сонечны калектар з бутэлек "Илдар"

Заўвага: у бутэлькавых СК даўжыню адзін «каўбасы» неабходна ў сярэдніх шыротах браць каля тры. м, а ў паралель злучаць такіх пабольш, колькі бутэлек есць альбо колькі месца дазваляе.

Канцэнтратары святла

Светоконцентратор – сістэма люстэркаў або лінзаў, што збірае святло з асветленай плошчы і перенаправляющая яго ў канкрэтнае месца. Светоконцентраторы не робяць усю гелиоустановку кампактней, як час ад часу пішуць. Плюс, дакладней – мінус, у тым, што каэфіцыент святлопрапускання якая збірае сістэмы зрэдку дамагаецца 0,8; у большасці выпадкаў – 0,6-0,7, а для самоделок – каля 0,5. Сонечны канцэнтратар, альбо гелиоконцентратор, дазваляе вырашыць наступныя задачы:

  1. Спрасціць канструкцыю прымача выпраменьвання, зрабіць самую складаную частку гелиосистемы кампактней і паменшыць колькасць патрабуюць герметызацыі злучэнняў у ей.
  2. Павялічыць асветленасць прымача выпраменьвання і тым узмацніць светопоглощение.
  3. Павысіць тэмпературу цепланосбіта, што дае магчымасць больш поўна выкарыстоўваць скопленную энергію.
  4. Спрасціць функцыю арыентацыі прымача выпраменьвання на Сонца; у шэрагу разнастайных выпадкаў верагодная аднаразовая юстировка па мерыдыяне і куце месцы.

Пп. Адзін і тры дазваляюць у прамысловых устаноўках дасягнуць большага агульнага ККД сістэмы. Дома зрабіць такія ўстаноўкі цяжка, бо патрабуецца сістэма бесперапыннай выразнай арыентацыі на Сонца. А вось пп. Два і чатыры могуць паспрыяць хатняму ўмельцу.

Заўвага: хоць які гелиоконцентратор збірае толькі прамыя прамяні. Калі вы разлічваеце на ўкараненне ўласнай ўстаноўкі і ў воблачнае надвор'е, светоконцентраторами можна не займацца.

Галоўныя схемы сонечных канцэнтратараў паказаны на рыс; там усюды адзін – што збірае сістэма, два – светоприемник. Бываюць яшчэ малагабарытныя канцэнтратары, адным з іх зоймемся ніжэй. А пакуль – схемы ў) і д) патрабуюць бесперапыннага адсочвання Сонца; схема у), не лічачы таго – вытворчасці парабалічнага люстэрка. Можна прыстасаваць спадарожнікавую талерку, але кошты на іх, трэба лічыць, разумееце. І неабходна рабіць электроніку, кіравальную прэцызійныя 2-каардынатных электрамеханічным прывадам. Схема з лінзай Фрэнэля г) час ад часу ўжываецца для павелічэння эфектыўнасці кампактных сонечных батарэй, але яны пры ўсім гэтым яшчэ жвавей дэградуюць, гл. далей.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Мы зоймемся лінейнымі канцэнтратарамі, пп. а) і б), як больш прыдатныя для самаробных геліяўстановак. Схема ў выглядзе полуцилиндрического люстэркі а) у агульным разгледжана раней, сумесна з бутэлькамі. Можна толькі дадаць, што арыентаваць яе (гл. далей) можна як па мерыдыяне, так і перпендыкулярна яму залежна ад таго, як патрабуецца навесці ток вады ў трубе-прымачы. Гэты канцэнтратар паскарае нагрэў вады, але пры арыентацыі па мерыдыяне істотна памяншае працягласць светлавога дня для прымача, т. к. пры кутах падзення з бакавой боку больш прыблізна 40 5 градусаў ад нармалі святло наогул не ўлоўлівае. Переотражение у ім заўседы аднаразовае. Каэфіцыент святлопрапускання у сістэме дюралевая фальга + ПЭТ 0,35 мм – каля 0,7.

Канцэнтратар з люстэркаў касога падзення б) ўлоўлівае святло ў межах кутоў падзення ад нармалі ў шэсцьдзесят градусаў і больш. Можа вырабляцца лінейным і кропкавым. Бачнае скарачэнне светлавога дня летам у паўдневых краях з ім практычна непрыкметна. Але з раніцы і адвячоркам ККД ўстаноўкі вельмі падае, т. к. святло тады адчувае да 4-5 переотражений. Для даведкі: каэфіцыент адлюстравання аптычна паліраванага алюмінія – 0,86; пакрытай цынкам сталі – каля 0,6.

Усе ж такі для жадаючых зрабіць такі прыводзім профіль люстэркаў, гл. мал. Крок сеткі выбіраецца зыходзячы з рэальных памераў ўстаноўкі. Улічыце, што юстировка патрэбна хоць і аднаразовая, але выразная: 20 чэрвеня два альбо ў наиблежайшие да яго дзянькі ў астранамічны (не пасавай!) апоўдні крылы зводзяць/разводзяць і падгінаюць так, каб каўстык (каларытная паласа сканцэнтраванага святла) легла дакладна па трубе-прымача. Яе дыяметр – каля 100 мм, матэрыял – вузкі зачерненный метал.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Профіль сонечнага канцэнтратара з люстэркамі касога падзення

Большы энтузіязм для самодельщика прадставіць, хутчэй, адзін з відаў малагабарытных неориентируемых канцэнтратараў, гл. след. мал. Яго наогул не трэба наводзіць на Сонца: усталяваны гарызантальна, ен збірае яго прамяні ў межах кутоў падзення да 70 5 градусаў ад нармалі, якая ў гэтым выпадку арыентавана ў зеніт. Г. зн., бярэм апісаны крыху вышэй СК з шланга, свитого ў спіраль, забяспечвалі гэтым канцэнтратарам, і атрымліваем падагравальнік вады для басейна.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Малагабарытны неориентируемый сонечны канцэнтратар

Каб звесці прамяні Сонца на кропку, паясы концентратора неабходныя парабалічнага профілю (ўрэзка злева уверсе на мал.), але ў нас прыемнік працяглы круглы, таму магчыма абыйсціся канічнымі. Якія пры ўсім гэтым памеры і суадносін неабходна вытрымаць, ясна з мал. Апошні пояс (пазначаны чырвоным) эфектыўнасці прылады практычна не нарошчвае, лепш абысціся без яго. Святлопрапусканне – каля 0,6, таму толк ад гэтага концентратора будзе выключна ў ясны летні дзянек. Але басейн-то менавіта ў гэты момант і патрэбны.

Батарэі

Цяпер зоймемся сонечнымі батарэямі (СБ). Для пачатку – трохі тэорыі, без гэтага не ўсвядоміць, што і калі ў іх выдатна і дрэнна. І як дакладна абраць СБ для пакупкі альбо зрабіць самому.

Механізм працы

У базе СБ ляжыць простый паўправадніковы фотаэлектрычны пераўтваральнік (ФЭП), гл. мал. справа; калі хто-то углядит там «нескладушки» са школьнай электростатикой, улічыце: зарады атрымліваюць энергію ад іншага крыніцы – Сонца. Здольнасць паўправаднікоў прапускаць электронны ток апісваецца зоннай тэорыі праводнасці, зробленай у 30-х гадах мінулага стагоддзя працамі ў галоўным рускіх фізікаў. Штука гэта вельмі няпростая, яе ўсведамленне просіць пазнання квантавай механікі і шэрагу іншых дысцыплін. Вельмі спрошчана (хай даруе фізік-тэхнолаг, калі прачытае) прынцып дзеі ФЭП глядзіцца наступным чынам:

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Прылада фотаэлектрычнага пераўтваральніка (ФЭП)

  1. У крышталь крэмнія высокай чысціні ўводзяцца, любая ў сваю вобласць, донорные і акцэптарны прымешкі з металаў, атамы якіх здольных ўбудоўвацца ў крышталічную краты крэмнія, не парушаючы яе; гэта т. зв. легаванне. н-вобласць (катод) легирована донарамі; п-вобласць (анод) – акцепторами.
  2. Донары робяць ва ўласнай вобласці лішак электронаў; акцепторы ва ўласнай – роўных ім па велічыні станоўчых зарадаў – дзірак, гэта цалкам карэктны фізічны тэрмін. Электроны і дзіркі ад легіруючых прысадак гэта т. зв. неасноўныя носьбіты зарадаў. Дзіркі – не античастицы пазітроны, гэта проста месца, дзе электрона не хапае. Дзіркі могуць блукаць (дрэйфаваць) у межах крышталя, т. к. акцепторы заўседы перахопліваюць адзін у аднаго электроны.
  3. Электроны з дзіркамі прыцягваюцца адзін да аднаго, імкнучыся ўзаемна нейтрализоваться (рекомбинировать).
  4. У крышталі (вось тут-то на ўсю моц і разыгрываюцца яго квантавыя характарыстыкі) свабодна аб'яднацца за канчатковы прамежак часу яны не могуць, таму ў памежным пласце ўтворацца вялізныя вялікія зарады адпаведнага знака; у цэлым жа памежны пласт электрічным нейтральны.
  5. Сонечная энергія быццам бы выкідвае электроны з памежнага пласта ў катод і на адмоўны электрод-токосъемник.
  6. Дзіркі за электронамі рушыць услед не могуць, т. к. дрэйфаваць здольныя выключна ў межах крышталя.
  7. Электронам нічога не застаецца, як прайсці па электроннай ланцугу, і даць атрыманую ад Сонца энергію спажыўцу, гэта і есць электронны фототок.
  8. Апынуўшыся ў аноднай вобласці, электроны атрымліваюць чарговы «штурхель» ад квантаў сонечнага святла, які не дае ім рекомбинировать з дзіркамі і запускае ў ланцуг зноў і зноў, пакуль крышталь асветлены.

Яшчэ слова да кулібіна

За самаробныя СБ бяруцца ў большасці выпадкаў радыеаматары і электроншчыкі. Звычайна, у асновах тэорыі паўправаднікоў яны разбіраюцца. Для іх, на ўсялякі выпадак, растлумачым, чым адрозніваецца ФЭП ад падобнага на яго диодика, і чаму выціснуць значны фототок з крышталяў дыедаў/транзістараў не атрымаецца:

  • Ступень легіравання анода і катода ФЭП на парадкі, і нават на шмат парадкаў вышэй, чым у актыўных электрычных кампанент.
  • Катод і анод легированы прыблізна ў падобнай ступені, як дазваляе планарно-эпитаксиальная распрацоўка.
  • Памежная вобласць шырокая (называць яе п-н пераходам у гэтым выпадку можна толькі з вялікай нацяжкай), каб было больш «працоўнага прасторы» для квантаў святла, а вялікі зарад у яе вельмі вялікі. У вытворчасці кампанент электрычных схем імкнуцца да оборотному, каб павысіць хуткадзейнасць.

Асаблівасці структуры ФЭП зыходзяць з таго, што ен не прыемнік электраэнергіі ў выглядзе прыкладзенай напругі, а яе генератар. Адсюль вынікаюць высновы, прынцыповыя ўжо для ўсіх карыстальнікаў:

  1. Г. к., якія трапілі ў крышталь квантаў святла заўседы больш, чым свабодных электронаў там, залішнія кванты растрачваюць сваю энергію на ўзбуджэнне атамаў крышталя, з-за чаго ен з цягам часу псуецца, гэта т. зв. дэградацыя альбо старэнне ФЭП. Проста кажучы, СБ зношваецца, як і ўсе роўна якая тэхніка, і з цягам часу садзіцца, як і ўсе роўна якая электронная батарэя.
  2. Праходжанне электроннага току пры падключэнні ФЭП да ланцуга спажыўца паскарае дэградацыю, т. к. прымусова дрэйфуючыя ў крышталі электроны, так бы мовіць, лупяць па атама і раўнамерна выбіваюць іх з уласных месцаў.
  3. Припас энергіі ў ФЭП вызначаецца велічыней вялікага зарада, сонечнае святло толькі ініцыюе яго пераразмеркаванне.
  4. ФЭП і якія складаюцца з іх СБ баяцца забруджванняў: раўнамерна пранікаючы (диффундируя) у крышталь, яны парушаюць яго структуру. «Атрутныя» прымешкі есць і ў паветры, а «смяротная» для фотаэфекту іх доза нікчэмная.

П. Тры просіць дадатковых тлумачэнняў. Канкрэтна: СБ не здольная выдаваць экстраток. Напрыклад, стартерная акумулятарная батарэя (АКБ) емістасцю ў дзевяноста А/спан кароткатэрмінова выдае ток 600 А На тэарэтычным узроўні – яшчэ шмат больш, пакуль не выбухне ад перагрэву. Але, калі ў спецыфікацыі на СБ напісана «Ток КЗ (недлинного замыкання) 6А», то больш з яе і не выціснуць ніякімі метадамі.

Увага, на ўсялякі выпадак: легировать крэмній да бясконцасці нельга, ен проста пераўвасобіцца ў брудны метал («высокая» ступень легіравання выяўляецца дзесятковай шротам з многімі нулямі пасля коскі). А ў металах ўнутранага фотаэфекту не бывае. Эфект Хола можна з цяжкасцю намацаць, але фотаэфект принципно немагчымы: зону праводнасці металаў запаўняе зводу электрычны газ, ен проста не пусціць кванты ўнутр, таму металы і пабліскваюць. Так, зона ў гэтым выпадку – не вобласць месцы, а совокупа станаў часціц, апісваная сістэмай квантавых раўнанняў.

Прылада

Адзін ФЭП без нагрузкі робіць рознасць патэнцыялаў 0,5 Ст. Яна вызначаецца квантавымі якасцямі крэмнію і ні ад якіх вонкавых крытэр не залежыць. Пад нагрузкай напружанне ФЭП падае, т. к. яго ўнутраны супраціў вяліка. Квантавая механіка закона Ома не адмяняе. Таму напружанне батарэі бяруць з палутарным прыпасам: калі, напрыклад, дванаццаць У СБ набіраецца з модуляў на 0,5 У, то іх бяруць па 30 6 на слуп, што дасць напружанне ХХ (халастога ходу) у васемнаццаць Ст. На полуторную перагрузкі па напрузе сілкавання разлічваюцца ўсе спажыўцы нязменнага току. Ток КЗ 1-га ФЭП – ад некалькіх да сотняў мА; ен знаходзіцца ў залежнасці ад плошчы экспонированной (асветленай) паверхні элемента.

У продаж і на зборку паступаюць модулі (элементы) з многіх ФЭП, злучаных на агульнай падкладцы па чарзе, паралельна альбо і так, і гэтак; іх напружанне ХХ і ток КЗ паказваюцца ў спецыфікацыі на выраб. З гэтым звязана распаўсюджанае зман, што, маўляў, СБ неабходна набіраць толькі з частак на 0,5 У, а іншыя – некандыцыя. Наадварот, модулі ад сумленнага вытворцы на, скажам, 6В 4В, г. зн. на 6 і 0,67 А, будуць надзейней самосборных з тымі ж параметрамі. Хоць бы так як тут ФЭП вырашчаны на адной пласцінцы і іх характарыстыкі дакладна супадаюць.

У схеме сонечнай батарэі СБ (гл. мал.) модулі ПЕ злучаюцца ў слупы Е, якія забяспечваюць неабходнае напружанне; звычайна – 12, 20 чатыры альбо 40 восем В Слупы для атрымання патрабаванага працоўнага току злучаюцца паралельна. Т. к. модулі ў слупах не абавязкова выкананы з 1-га і такога ж крышталя, унутраныя супраціву слупоў некалькі адрозніваюцца, «плыве» і напружанне пад нагрузкай. Праз слупы крыху больш магутны (з найменшай унутраным супрацівам) пацячэ абаротны ток, а ад яго дэградацыя ФЭП адбываецца хутка. Радыеаматарам можна ўспомніць, што, калі диодик хоць крыху прыадчыніць «з боку», ен пачынае прапускаць і абаротны ток, на гэтым базирована праца тырыстара. Таму слупы блакуюцца ад «обратки» диодиками ВД. У большасці выпадкаў ўжываюць дыеды Шоттки, т. к. падзенне напругі на іх невяліка і дадатковага астывання на вялікіх токах ім не патрабуецца. Але час ад часу (гл. далей, пра СБ-самоделках) можа спатрэбіцца і диодик з п-н пераходам.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Электронная принципная схема сонечнай батарэі з абвязкай

Пры ўключэнні/выключэнні масіўных спажыўцоў безизбежно з'яўляюцца т. зв. пераходныя працэсы, якія суправаджаюцца экстратоками. Усяго на некалькі мс, але ласкавай СБ гэтага хопіць, каб імкліва сесці. Таму да СБ для харчавання масіўных прылад абавязкова патрэбна буферная АКБ ГБ. Кіруе рассредотачиванием токаў у СБ кантролер Ц; гэта кіраваны крыніца току, які рэгулюе і абмяжоўвае працоўны ток СБ разам з токам зарада АКБ. У простым выпадку разрад АКБ – свабодны адпаведна ўзроўню ўжывання. Інвертар И канвертуе нязменны ток ад АКБ ў пераменны дзвесце 20 У 50 Гц небудзь іншы, які патрабуецца.

Заўвага: абвязка справа на схеме (Ц, И, ГБ) можа абслугоўваць некалькі або шмат СБ. Тады атрымаем сонечную электрычную станцыю (СЭС).

Вельмі прынцыповыя здарэння, наступныя з вышэйсказанага: 1-ае, АКБ павінна быць уключана ў схему пастаянна. Будаваць СБ па схеме «глухіх» УПС, у якіх АКБ дае ток толькі пры знікненні сеткі – азначае выракчы СБ на хуткую дэградацыю з прычыны экстратоков. Рэсурс АКБ ў «праточнай» схеме значна паніжаецца, але тут ужо нічога не зробіш, хіба што выкарыстоўваць дарагія АКБ з гелевыя электралітам. Так што не трэба і зноў не трэба канструяваць СБ з кампутарнымі УПС. 2-ое – працоўны ток неабходна браць прыблізна 80% ад току КЗ. Калі, напрыклад, па разліку выйшаў ток першаснай ланцуга дванаццаць Ў 100 А, то СБ неабходна праектаваць на 100 20 А.

Трэцяе – у дадзенай схеме пры глыбокім разрадзе АКБ верагодны зварачальны сістэмны адмову, калі ўсе спраўна, а току няма. Таму ў рэальных СЭС абвязку дапаўняюць сігналізацыяй переразряда АКБ (пішчыць яшчэ больш агіднага, чым УПС без сеткі) і аўтаматыкай, выключающей інвертар, калі гаспадары праігнаравалі сігнал. У самых дарагіх СЭС інвертар мае некалькі выхадаў, праводка дзвесце 20 – некалькі галінак, і аўтаматыка адключае спажыўцоў у парадку, адваротным іх прыярытэту; халадзільнік, напр., апошнім.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Канструкцыя электроннай сонечнай панэлі

СБ без абвязкі прынята называць сонечнай панэллю. Яе канструкцыя (гл. мал.) забяспечвае спачатку памяншэнне светлавой дэградацыі, потым – дзейсны ўкараненне святла і механічную трываласць. 1-ае дае приемущественно асаблівая шкло, отсекающее кванты, якія напэўна не дадуць току; адчувальнасць ФЭП да прамяням розных зон дыяпазону значна нераўнамерная. Нейкую фільтраванне святла дае і пленка ЭВА, але яна больш створана для павелічэння эфектыўнасці: памяншае светопреломление і бакавое адлюстраванне, г. зн. прасвятляе пакрыцце. Шкло, ЭВА і элементы пад ей «злепленыя» ў адзіны пірог без паветраных зазораў, так што падобная канструкцыя – не для аматараў. ПЭТ-падшэўка, па-1-х, механічны дэмпфер(крышталічны крэмній – рэчыва крохкае, а пласцінкі частак тонкія). У-2-х, яна ізалюе модулі ад корпуса панэлі электрічным, але забяспечвае цепластраты греющихся у працы частак, т. к ПЭТ лепш за іншых пластыкаў праводзіць цяпло. Аб диодиках ўжо было сказана. Увесь пірог змяшчаецца ў моцны жалезны корпус (ен жа служыць радыятарам) і карпатліва герметызуецца.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Эластычная сонечная батарэя

Заўвага: у продаж паступаюць і гнуткія СБ, гл. мал. справа. Яны могуць быць танней і больш эфектыўна жорсткіх панэляў той жа магутнасці, але памятаеце – гэтыя СБ не разлічаны на пераўтварэнне аддаванай току. Выкарыстоўваюцца гнуткія СБ ў галоўным для харчавання спажыўцоў нязменнага току маленькі магутнасці ў рознага роду мабільных альбо аддаленых неабслугоўваных аб'ектах.

Пакупныя СБ

Каб падрыхтавацца да куплі або вырабу СБ альбо СЭС, неабходна засвоіць паняцці пикфактора, пікавага і доўгага энергаспажывання. У побыце гэта прасцей, чым у складаных энергасістэмах. Дапусцім, у вас на шчытку са лічыльнікам стаяць аўтаматы абароны альбо коркі на 20 5 А Тады ад сеткі вы зможаце ўзяць да 220х25=5500 Вт альбо 5,5 кВт. Гэта і есць ваша пікавае спажыванне, але, калі разлічваць электрасетку на пік, то яна выйдзе неабгрунтавана дарагі: масіўныя спажыўцы не усякаюць навечна і ўсе адразу.

Электрыкі пры разліку электрасетак бяруць пикфатор = 5; адпаведна, доўгая спажываная магутнасць будзе 0,2 ад пікавай. У нашым выпадку – 1,1 кВт. Але, калі вылічыць СЭС на такі пік, то емістасць АКБ атрымаецца вельмі вялікі, сама батарэя – дарагі, а яе рэсурс – яшчэ менш звычайнага. Для мінімізацыі цэны СЭС яе пикфактор неабходна браць у два разы менш, 2,5. У СЭС СБ «цягнуць» доўгатэрміновую нагрузку, а пікі бярэ на сябе АКБ, г. зн. нам у гэтым выпадку патрэбна СБ на 2,2 кВт і АКБ, здольная аддаваць 5,5 кВт на працягу гадзіны альбо 1,1 кВт на працягу дванаццаць гадзіну (чорнае час сутак).

Эканоміка

Кошт СБ на рынку трымаецца ў межах 50-55 руб. за адзін Вт магутнасці для поликремниевых батарэй (гл. ніжэй) і 80-85 руб./Аў для монокремниевых. Але тут ўмешваюцца дадатковыя здарэння:

  • ККД монокремниевых СБ больш чым у два разы вышэй, чым поликремниевых (22-38% супраць 9-18%) і яны даўгавечней.
  • Магутнасць поликремниевых СБ у воблачнае надвор'е падае менш, і па заканчэнні тэрміну службы яны стоадсоткава дэградуюць медлительнее.
  • Каэфіцыент выкарыстання энергіі (ККД па энергіі) буфернай кіслотнай АКБ складае 74%, а астатнія іх тыпы, не лічачы страшна дарагіх літыевых, для буферызацыі СБ падыходзяць дрэнна.

З улікам гэтых прычын і ўмоў крытэр РФ кошт адзін Вт выраўноўваецца і аказваецца каля 130-140 руб./Вт. СБ на 1,1 кВт, такім макарам, абыйдзецца сее-дзе ў 140-150 тыс. руб. Навечна яе хопіць? Тэрміны службы СБ ніяк не рэгламентаваны; вытворцы даюць звычайна 5, 10, пятнаццаць і 20 5 гадоў. Што па дадзеных выхаднога кантролю за 5 гадоў не працягне, ідзе ў продаж поэлементно для самазборкі. Улічыце, самодельщики!

Кошт гатовай СБ, відавочна, вырастае адпаведна тэрміну службы. Па даследаванні фірмовых дэкларацый і падлікаў больш акупныя аказваюцца СБ на пятнаццаць гадоў. Тут есць каверзная тонкасць: СБ выпускаюцца кандыцый Граде А, Граде Б, Класа Ц і Унграде (некандыцыя). Адпаведна, магутнасць СБ да канца тэрміну службы падае на велічыню да 5%, 5-30% і вышэй 30%. Але, калі вы купіце СБ Граде А на 5 гадоў, то разлічваць, што яна пазней працягне яшчэ 25, пакуль не зачаўрэе на 30%, нельга. З прычыны ўзрастання нагрузкі на тыя, што засталіся спраўнымі ФЭП у элеменце працэс дэградацыі развіваецца лавінападобна: полі - трымаюцца яшчэ паўгода-год, а мона - 2-4 месяцы.

Такім чынам, лічым далей. Пры правільным выбары першаснага нязменнага напружання (гл. далей) за пятнаццаць гадоў спатрэбіцца адзін падмена АКБ коштам каля 70 тыс. руб. Плюс абвязка, правады, шыны, камутацыйныя элементы, металаканструкцыі небудзь працы на даху, гэта яшчэ прыблізна 100 50 тыс. руб. Каля 30 тыс. абыйдзецца акумулятарная; ставіць АКБ ў жылых памяшканнях катэгарычна нельга. Маем:

  1. СБ – 100 50 000 руб.
  2. АКБ – 100 40 000 руб.
  3. Абвязка – 100 50 000 руб.
  4. Акумулятарная – 30 000 руб.

Разам чатырыста 70 000 руб СЭС пад ключ той жа магутнасці абыйдзецца прыблізна ў 1,2-1,5 млн. руб. Але як апраўдана тое альбо іншае?

У пятнаццаць гадах 15х24х365=131 чатырыста гадзін. Мы за гэты перыяд часу потребим 100 30 адзін 400х1,1=144 500 40 кВт/ч. Адзін кВт/г ад уласнай СЭС абыйдзецца ў чатырыста 70 000/144 500 40 = 3,25 руб Дзеючыя цэны (ад 3,15 да больш чым 6 руб.) вы разумееце. Выгада быццам бы не вельмі, беручы пад увагу, што гэтыя «падлогу-цытрыны» неабходна яшчэ сее-дзе ўзяць, не ўлазячы ў даўгі па цяперашнім крэдытных стаўках. Усе ж, будаваць для сябе СЭС ўжо апраўдана ў такіх выпадках:

  • У аддаленых недаступных месцах з нестабільным энергазабеспячэннем. Жыцце даражэй за ўсіх тарыфаў. Хоць бы аранжарэйны раслін і хатніх гадаванцаў, якія даюць ежу і прыбытак.
  • У таварных гаспадарках, якія патрабуюць бесперапыннага энергазабеспячэння, тых жа цяпліцах альбо, дапусцім, птушніках. Можна будавацца на таннай зямлі без інфраструктуры, а выдаткі на СЭС, можа быць, адразу апынуцца менш кошты пракладкі фідара электрасілкавання.
  • У велізарных домаўладаннях, сістэматычна перебирающих базісны мяжа ўжывання.
  • У калектыўным выкарыстанні. Прыклад: СЭС на пятнаццаць кВт пікавых (3 сярэдніх дома) абыйдзецца сее-дзе ў 1,5 млн. руб. самабудам альбо 2,5 млн. руб. пад ключ. «Сбросившись» з суседзямі/сваякамі, атрымаем тыя ж 500 000 руб. і 5 кВт на дом, але размерана і без усялякіх зносін з энергакампаніі.

У каго браць?

Але бегчы «за батарэйкамі» рана. На рынку СБ сітуацыя вельмі няпростая: высокі і неўпарадкаваных, на мяжы ажыятажнага, попыт у свеце спараджае жорсткую і часта нерадивую конкурентнсть. Сусветнай фаварыт у дадзеным сектары – КНР, і дзякуючы не «кітайскім» коштах (яны зусім не дэмпінгавыя), а рэальнага якасці. Але Кітай – краіна вельмі разнастайная; шанхайско-уханьских афшорных подвальчиков, маскіравальных пад надзейныя дзяржпрадпрыемствы, там хапае. З іншага боку, заходнія «кіты» галіны ў паніцы пад небяспекай банкруцтва пускаюцца ва ўсе цяжкія, толькі б прадукт вперить, не шкадуючы ўласнага добрага імя.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Інжынерны калькулятар з сонечнай батарэяй

У Рф па частцы выбару вытворцы есць добрая аддушына. Электроніка і паўправадніковая індустрыя СССР і РФ па навукова-тэхнічнаму ўзроўню заўседы былі на вышыні; 1-ыя ЦП Интел, між іншым, рабіліся з рускай крэмнія, Сіліконавая раўніна тады яшчэ разгортвалася. Але па вале савецка-расейская электроніка бачная ў свеце ніколі не была; працавалі ў галоўным «на вайну». У перабудову ў продажы замільгалі вырабы лепш тагачасных глабальных, але супернічаць з «акуламі» было ўжо позна. Напрыклад – гл. мал. Працуе безадмоўна да гэтага часу, разлікі да артыкуле на ім рабіліся. А ў яго больш дарагіх і з найменшымі здольнасцямі аднагодкаў Цасио і Тексас Инструментс кнопкі сцерліся і СБ селі ўжо здаўна.

Цяпер у РФ дзейнічаюць некалькі кампаній, якія выклікаюць прыхільнасць чыстымі памяшканнямі, навучаным персаналам, інжынерна-тэхнічнымі кадрамі і досведам працы ў дадзенай сферы. На плаву яны трымаюцца дзякуючы правільнай рынкавай стратэгіі: закупляюць у выпрабаваных кітайскіх пастаўшчыкоў складнікі СБ, прапускаюць праз уласных ўваходны кантроль і збіраюць у панэлі па ўсіх правілах тэхналогіі. Заяўленым характарыстыках іх прадукцыі можна верыць абавязкова. На жаль, такіх пасля мінулых пертурбацыяў засталося мала:

  1. Тэлекам-СТВ у Зеленаградзе, гандлевая марка ТСМ.
  2. РЗМКП, Разань, ТМ РЗМП.
  3. НВП «Квант», Масква, раскладныя пераносныя СБ.

У бліжэйшы час на рынку СБ выдатна прасоўваецца МикроАРТ (ТМ «Інвертар»), і як бы не дарэмна. Але фальстартов у дадзеным сектары было і было, так што да «Инвертору» неабходна яшчэ прыгледзецца. Яшчэ есць адна падзея: пленка ЭВА. Яна павінна быць морозоустойчивой, па іншаму пры мінусовых тэмпературах грубее, раўнамерна адслойваецца і СБ выходзіць з ладу. Таму пры выбары неабходна абавязкова глядзець спектр працоўных тэмператур і дапушчальнае час ўздзеяння малой. Альбо, у выніку – тэрмін гарантыі ў дадзеных умовах крытэрах.

Якія браць?

Тое, што сцвярджэнні накшталт «мона – крута, полі – адстой» хутчэй пачуццевыя, чым абумоўлены, для вас, напэўна, ужо зразумела. Розніца між імі, дарэчы, не настолькі ўжо принципна. Крамяневыя даўбешкі вышэйшай кандыцыі, больш аднастайна перекристаллизовавшиеся, ідуць на велізарныя чыпы. Адзін кондиция – на сярэднюю ступень інтэграцыі, 2-я – на дыскрэтныя складнікі, і толькі 3-я – на СБ. «Мона» адрозніваюцца ад «полі» тым, што ў першых на зрэзе 1-га крышталя ў даўбешкі (кристаллита) вырошчваецца некалькі ФЭП альбо адзін вялікі; у поликремниевых СБ маленькія ФЭП займаюць кожны прыблізна па 1-му таксама маленькаму кристаллиту.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Полікрышталічны і монакрышталічнага модулі сонечных батарэй

Але вытворцы і гандляры-жулікі спрабуюць выдаць зусім нядобра полі - за мона-, замяняючы абазначэнне падобным па сэнсе, але з літаркі «м» спачатку: мультикристаллические, микроструктурные і да т. п. Таму нагадваем: полікрышталічнага модулі СБ блакітнага колеру, у большасці выпадкаў з прыкметнай иризацией (пералівамі колераў), злева на мал. Монакрышталічнага вельмі чорныя, да зусім цемных; иризация калі і есць, то бачная не дастаткова, справа там жа. А наогул-то на вока альбо электроннымі вымярэннямі знайсці якасць модуля нерэальна, патрэбен лабараторны хімічнай, кристаллографический і микроструктурный аналіз. Чым гандляры-прощелыги на ўсю моц і карыстаюцца.

Аб першасным напрузе

У большасці выпадкаў раяць браць СБ на дванаццаць Ст. Маўляў, можна ўключаць 12-вольтовые лямпачкі-ахмістрыні і не патрэбны спецконтроллер. У-1-х, абсталяванне нязменнага току на 24, 30 6 і 40 восем У зусім не «спец», гэта стандартныя значэнні шэрагу высілкаў. У-2-х, толіка экономок ў энергаспажыванні – усяго нічога, а асобная праводка для іх патрэбна. Але галоўнае не ў гэтым.

Вышэй падлічана – для сярэдняга дома патрэбна буферная АКБ на 5,5 кВт пікавых. Ток ад яе пры гадзіннікавым разрадзе будзе 5500/12 = 458,(3) альбо набліжана чатырыста шэсцьдзесят А. У шырокай продажы есць банкі для АКБ емістасцю да 210-240 А/г, з іх набіраюць старцернае АКБ тяжеленной спецтэхнікі. Не кажучы пра кошты, без запараллеливания АКБ не абысціся, а працаваць у паралель АКБ любяць не больш частак СБ і па гэтых жа прычынах; гэта агульнае ўласцівасць ўсіх крыніц нязменнага току. У канчатковым выніку – АКБ за 100-120 тыс. руб праслужыць ад сілы 5-6 гадоў, і за пятнаццаць гадоў спатрэбіцца 2-3 яе падмены.

А зараз возьмем «першасную арганізацыю» ДЦ у 40 восем Ст. Лепш бы 60-72, нязменны ток да 100 У неопасен, толькі СБ такіх не робяць. У сэнсе ўздзеяння на чалавечы арганізм 50/60 Гц – самыя небяспечныя частоты, толькі дзявацца ужо няма куды, іх значэння склаліся гістарычна. Тады атрымаем пры гадзіннікавым разрадзе 5500/48 = 114,58(6) А і емістасць АКБ 100 20 А/ч. Гэта радавая аўто батарэя, плюс можна выкарыстоўваць доўгачасовыя герметызаванай АГМ, ГЕЛ, ОпзС, калі сродкаў на іх не шкада. І праслужыць горшая з усіх (автостартерная) больш за восем гадоў, а то і ўсе 15. А абыдзецца ў два разы танней вялікі.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Схема сонечнай электрастанцыі з буфернай батарэяй на 40 восем Ў

Яшчэ есць адзін аспект. Паглядзіце на мал. – схему СЭС з пярвічкай 40 восем Ст. Справа панізе – галоўны аўтамат на 100 70 5 А Для У дванаццаць спатрэбіцца на сямсот А Бачыў такія ў продажы? Нязменнага току? Колькі каштуюць? Плюс іншая сильноточная камутацыя, аўтаматыка, драты і шыны. Увогуле, калі адкінуць гандлевыя накруткі, то першасная ланцуг на 40 восем Ў памяншае кошт СЭС ў два разы і больш.

Заўвага: і барані вас божа падключаць СЭС да вулічнаму ўводу! Прыйдзецца плаціць дзядзькам па лічыльніку за свае выдаткі і працы. Неабходна пасля лічыльніка паставіць пакетник (гэта ўжо абаненцкая праводка і тут вы поўны ўладальнік, толькі аб ТБ не запамятовывайте) і перамыкацца назад з Сонца на агульную сетку, раптам спатрэбіцца. Скажам, пры падмене АКБ альбо працяглым непагадзь.

СБ і самаробкі

1-ае, што трэба ведаць гелиоэнергетику-аматару – у продаж уразнабой ідуць модулі отбракованные, якія 5 дакладна не праслужаць. Нават калі вы арганізуеце дома незаплямлены стварэнне, яны ўжо «атручаныя» атрутай запаволенага дзеяння – шкоднымі прымешкамі. Вприбавок, каб зрабіць фірмовы «пірог», патрэбна камера з найглыбокім вакуумам, таму сабраць СБ прыйдзецца ў вентыляваным скрыні, а азначае – элементы падпадаюць пад атмасферныя ўздзеяння. Без адводу амічных цяпла модулі СБ дэградуюць практычна на вачах. Так што на тэрмін службы больш за 2-3 гадоў лепш не разлічваць.

Усе ж, самаробкі могуць быць карыснымі, т. к. 100 Вт іх магутнасці абыйдзецца менш чым у тры тысячы руб Якія канкрэтна – паглядзім трошкі ніжэй, а пакуль затрымаемся на тэхналогіі зборкі. Даволі шмат яна паказана тут:

Відэа: гатоўнасць сонечнай батарэі сваімі рукамі

 

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Канструктары для самастойнай зборкі сонечных батарэй

Дадаць можна малое. 1-ае, не бярыце ў працу відавочны шлюб, рассыланы шмат, злева на мал. Лепш набыць канструктар, гл. мал. справа. Яны абсталеўваюцца флюсовыми алоўкамі і асаблівымі праваднікамі, што нашмат памяншае паечный шлюб.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Некарэктная зборка сонечных батарэй

Літаваць штодзенным паяльничком з каніфольна флюс (справа на мал. злева) таксама не трэба. Кантактныя пляцоўкі модуляў серебреные (крэмній не паяется), пласт срэбра тоненькі і трымаецца ледзь-ледзь. У хатніх умовах ен напэўна вытрымлівае толькі 1-кратную пайку (на вытворчасці аўтаматамі – 3-кратную), пры гэтым паяльничком з бронзавым никелированным джалам. Не спрабуйце залудить яго, такім паяльничком паяюць усухую.

Зрэшты, ўмельцы СБ паяюць і звычайнымі паяльничками з усялякімі предосторожностями; як – можна паглядзець тут:

Відэа: лужение і пайка кантактаў

 

3-ий момант – да зборкі модулі неабходна адкалібраваць і слупы збіраць з пласцінак з прыблізна падобнымі параметрамі (гл. відэа ніжэй). Набраць з некандыцыя модуляў на 48-вольтовые слупы практычна ніколі не ўдаецца, так што самаробныя СБ робяць 12-вольтовыми альбо 6-вольтовыми.

Відэа: каліброўка частак

 

Зараз аб выпадках, калі зрабіць сонечную батарэю самому мае поўны сэнс. 1-ы – апісаная вышэй лодка-«гумка». Схема яе энергаўстаноўкі – на мал. ніжэй. Такая ж падыдзе і для дачы, толькі замест матора неабходна ўключыць інвертар 12ВДЦ/220ВАЦ 50 Хз на 200-300 Вт. Для целіка, маленькага халадзільніка і музычнага цэнтра гэтага хопіць. Выключальнік С2 рабочы, С1 – рамонтна-аварыйны і для зімовага захоўвання.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Электронная схема маломощной мабільнай сонечнай электрастанцыі

Штука тут у тым, што падзенне напругі на звычайным диодике пры павелічэнні току праз яго расце. Ненашмат, але ў купэ з абмежавальным рэзістарам Рп (тое, і іншае разлічана пад свінцова-кіслотныя батарэі АКБ 12В 60А/ч!) перагрузка СБ па току працягваецца нават пры стоадсоткава «пусты» АКБ менш за 2-3 мін. Калі такая сітуацыя з'яўляецца раз у дзянек, то СБ праслужыць ад чатыры гадоў, г. зн. больш, чым самосбор з некандыцыя. А бензінавы рухавічок за гэты перыяд часу з'еў бы паліва на суму, шмат велізарную цэны ўстаноўкі.

2-ой выпадак – зарадка для тэлефона. Для яе лепш набыць гатовы модуль на 6В 5В; схема да яго – на рыс:

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Схема зарадкі мабільнага тэлефона ад сонечнай батарэі

Выключальнік С1 і кідкі белы святлодыед Д3 – тэставыя. Калі ж вы жадаеце павазіцца канкрэтна з сонечнымі модулямі, то прапануем ролікі (гл. ніжэй). У дадзеным выпадку на СБ пойдзе і відавочны шлюб паштучна, кошт капейкавая. Дарэчы, гэта добрая практыка працы з сонечнымі элементамі да таго, як брацца за вялікую СБ, і карыснае прыстасаванне будзе.

Відэа: міні сонечная батарэя для зарадкі тэлефона - зборка і тэставанне

 

 

Ўстаноўка і юстировка

Ўстаноўка сонечных батарэй і калектараў стацыянарнай канструкцыі робіцца ў большасці выпадкаў на даху. Тут верагодныя два рашэнні: або разабраць частку даху і ўключыць корпус СК/СБ ў сілавую схему рыгеля даху (яе каркаса без дахавага пірага), а потым загерметызаваць зазор, або ўсталяваць панэль на падстаўках з жалезных штыроў, якія праходзяць праз дах. А кроквы, на якія прыйшоўся крепеж, узмацніць папярочкамі.

1-ы метад, відавочна, складаней і просіць досыць складаных строй работ. Але з яго дапамогай вырашаецца не толькі толькі праблема ветроустойчивости панэлі. Зусім маленькай абаграванне корпуса з боку гарышча нашмат памяншае магчымасць адслаенне пленкі ЭВА і нарошчвае надзейнасць ўсей ўстаноўкі. Таму ў месцах з моцнымі маразамі/вятрамі ен абавязкова пераважны.

Сонечныя батарэі-калектары сваімі рукамі, купля

Што тычыцца перасоўных (мабільных) альбо паасобна якія стаяць наземных панэляў, то іх мантуюць на вялікі каркас або падстаўку (апору) з металу, дрэва і інш Калі панэль будзе на каркасе, яго неабходна сее-чым абшыць, каб задувший ззаду вецер не прымусіў панэль паказаць свае аэрадынамічныя ўласцівасці, даволі-такі добрыя.

Арыентаваць на максімум сярэднегадавы (среднесезонной) інсаляцыі (юстировать) недвижные панэлі неабходна па здольнасці як мага дакладней. Курачка па зярнятку дзяўбе, а капейка рубель беражэ – у гэтым выпадку гэтыя прымаўкі адбіваюцца цалкам у дачыненні да тэрміну акупнасці ўстаноўкі. Азімут выстаўляюць дакладна па мерыдыяне. Калі вы для гэтага карыстаецеся компасам, неабходна ўлічваць магнітнае скланенне месцы; у ГПС альбо ГЛОНАСС прыладах – уключыць належную папраўку. Можна і адбіць паўдневую лінію (гэта і есць мерыдыян), як апісана ў школьных падручніках па прыродазнаўству, геаграфіі, астраноміі альбо, скажам, у кіраўніцтвах па пабудове сонечных гадзін.

Нахіл панэлі па куце месцы ? залежна ад яго геаграфічнай шыраты ? вылічаюць для розных выпадкаў з папраўкай на нахіл зямной восі ?=23,26 градусы, з прычыны якога вышыня стаяння Сонца ў сярэдніх шыротах змяняецца па сезонах года:

  • Для летніх установак ? = ?-?; калі ?=лт;0, панэль, размешчаных гарызантальна.
  • Для сезонных вясна-лета-восень ? = ?
  • Для круглагодных ? = ?+?

Калі ў апошнім выпадку выйдзе ?гт;90 градусаў – вы за Палярным кругам, і зімовая панэль для вас не патрэбна. Далей для прастаты і дакладнасці па куце ? вылічаюць велічыню ўздыму паўночнага краю панэлі ў адзінках даўжыні як х = Лсин?, дзе Л – даўжыня панэлі з поўдня на поўнач. Скажам, панэль даўжыней два м ўстаноўлена ўздоўж па мерыдыяне. ? выйшаў у 30 градусаў. Тады паўночны край (син 30 градусаў = 0,5) неабходна падняць на адзін. м. Пры син? = адзін або каля таго панэль ставіцца вертыкальна.

У заключэнне

Расею, што ні гласи, нельга называць дзяржавай, бездакорнай для развіцця сонечнай энергетыкі. Але невялікая гонар ўзяць, што дрэнна ляжыць. А вось прыйсці да пастаўленай мэты насуперак усяму і калі ўсе супраць цябе – гэта вялікі поспех навечна, калі толькі мэта вартая і патрэбная. Прыкладаў у гісторыі шмат: Галандыя, Чылі (акультурванне бясплодных земляў), Японія – прамысловы гігант, практычна начыста пазбаўлены крыніц сыравіны, у свеце ў цэлым – асваенне КВ-радыехваль радыеаматарамі (спяцы ў поўным узбраенні тагачасных тэорый лічылі іх нікуды не прыдатнымі), а ў Рф – хоць бы пабудова Транссібірскай магістралі, да гэтага часу аналагаў для сябе не мае. Тут самодельшикам есць дзе разгуляцца і, калі здарыцца «рускае сонечнае цуд», напэўна ў гэтым будзе і вялікая іх ўзнагарода.