ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์โพลีคาร์บอเนต

บนอินเทอร์เน็ต ฉันเห็นเทคโนโลยีและวิธีการต่างๆ มากมายในการทำเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ จึงตัดสินใจแบ่งปันประสบการณ์ของตัวเอง ฉันคิดว่าโครงการนี้ประสบความสำเร็จอย่างมากเนื่องจากทุก ๆ เซนติเมตรของพื้นผิวของตัวสะสมสัมผัสโดยตรงกับน้ำร้อน นอกจากนี้ด้วยการใช้เทคโนโลยีเป็นพื้นฐานคุณสามารถสร้างนักสะสมตามขนาดที่ต้องการได้อย่างง่ายดาย

แนวคิดโครงการ

สาระสำคัญของตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์คือน้ำเย็นจากอ่างเก็บน้ำจะไหลเข้าสู่ตัวสะสมด้วยแรงโน้มถ่วง น้ำอุ่นจะลอยขึ้นมาตามช่องและไหลกลับเข้าสู่ถัง ดังนั้นการหมุนเวียนตามธรรมชาติจึงถูกสร้างขึ้นในระบบปิด
ท่อร่วมทำจากแผ่นโพลีคาร์บอเนตหรือพลาสติกอื่นๆ ที่มีสี่เหลี่ยมกลวงด้านในวิ่งตามยาว เพื่อเพิ่มการดูดซับแสงแดดและปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวสะสม (อัตราที่น้ำร้อนขึ้น) พลาสติกสามารถทาสีดำได้ แต่สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าแผ่นนี้ทำจากโพลีคาร์บอเนตที่ค่อนข้างบาง ดังนั้นหากได้รับความร้อนอย่างแรงโดยไม่มีการไหลเวียนก็อาจทำให้นิ่มหรือเสียรูปซึ่งจะทำให้น้ำรั่วได้
เป็นที่น่าสังเกตว่าอุปกรณ์นี้ไม่เหมาะสำหรับการติดตั้งในที่พักอาศัยเพื่อการจ่ายน้ำร้อน โครงการทดลองนี้เหมาะสำหรับเตรียมห้องอาบน้ำฝักบัวฤดูร้อนในกระท่อมฤดูร้อนมากกว่า

เครื่องมือและวัสดุ

เครื่องมือที่คุณต้องการ:

• เลื่อยวงเดือนและมือ
  
• สว่านไฟฟ้า.
  
• มีด.
  
• รูเล็ต
  
• ไขควง.
  
• ปืนยิงกาวซิลิโคน
  
• เครื่องเย็บกระดาษก่อสร้าง

วัสดุสำหรับนักสะสม:

• แผ่นโพลีคาร์บอเนตแบบมีช่องกลวง
  
• ท่อพลาสติกเอบีเอส.
  
• ปลั๊ก 4 หลอด.
  
• จุกนมเกลียวพลาสติกขนาด 2 ½ นิ้ว พร้อมข้อต่อสายยาง
  
• ท่อน้ำยาซีลซิลิโคน
  
• พ่นสีหากคุณวางแผนที่จะทาสี

วัสดุกรอบ:

• ไม้อัด 1 แผ่น.
  
• แผ่นโพลีสไตรีนแบบขยาย คุณยังสามารถใช้สี่เหลี่ยมโฟมได้
  
• คานไม้หน้าตัด 100×100 มม.
  
• ฟิล์มโพลีเอทิลีน, เทป
  
• โบลท์ น็อต แหวนรอง ตัวยึดสำหรับยึด

วัสดุสำหรับจัดระเบียบการไหลเวียนของน้ำ:

• อ่างเก็บน้ำหรือภาชนะที่เหมาะสมสำหรับน้ำ
  
• ในการเชื่อมต่อถังคุณจะต้องมีสายยางสวนซึ่งความยาวขึ้นอยู่กับระยะห่างของภาชนะบรรจุน้ำจากตัวสะสม
  
• ที่หนีบหลายอันสำหรับต่อท่อ

เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของตัวเก็บน้ำร้อนอย่างชัดเจน ฉันใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิตอล

เทคโนโลยีทีละขั้นตอนในการประกอบตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์

ก่อนอื่นคุณต้องตัดแผ่นโพลีคาร์บอเนตตามขนาดที่ต้องการ ฉันวางแผนที่จะสร้างนักสะสมขนาด 1x2 เมตรและดำเนินการต่อจากข้อเท็จจริงนี้ ลำดับของงานมีดังนี้:

• ท่อพลาสติก ABS ถูกตัดเป็นชิ้น ๆ ให้มีความยาวสอดคล้องกับความกว้างของแผ่น ในกรณีของฉันคือ 1 เมตร
  
• ที่ด้านข้างของฝาปิดทั้งสองคุณจะต้องเจาะรูสำหรับหัวนมหากคุณไม่มีดอกสว่านที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสม คุณสามารถขยายรูเล็กๆ ด้วยตะไบกลมได้
  
  
  
  
• เพื่อให้ปลั๊กที่ติดตั้งอะแดปเตอร์เข้ากับท่อได้จะต้องเจาะรูครึ่งวงกลมดังที่แสดงในรูปภาพ
  
  
  
  
  
  
  
• จากนั้นฉันใช้เลื่อยโต๊ะตัดท่อทั้งสองเพื่อสร้างส่วน C
  
  
  
  เมื่อดำเนินการนี้ คุณต้องระมัดระวังและคำนึงถึงตำแหน่งและทิศทางที่ต้องการของอะแดปเตอร์จุกนมด้วย
  
  
  
  
• ต้องทำการตัดแบบเดียวกันในแคปเพื่อให้แผงพลาสติกสามารถใส่เข้าไปได้
  
  
  
  
  
  
  
• เมื่อการดำเนินการเตรียมการทั้งหมดเสร็จสิ้น คุณจะต้องประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดให้แห้งเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถใช้งานร่วมกันได้ และทำการปรับเปลี่ยนหากจำเป็น
  
• เมื่อปรับองค์ประกอบทั้งหมดแล้ว โครงสร้างจะถูกถอดประกอบแล้วประกอบใหม่โดยใช้กาวซิลิโคนเพื่อปิดผนึกข้อต่อทั้งหมด นอกจากการเคลือบรอยต่อด้วยน้ำยาซีลแล้ว ผมขอแนะนำให้ทาซิลิโคนเล็กน้อยที่ด้านนอกของตะเข็บทั้งหมดหลังการประกอบ

เพื่อให้สารเคลือบหลุมร่องฟันแห้งได้ดี โครงสร้างที่ประกอบแล้วจะต้องถูกปล่อยทิ้งไว้ประมาณหนึ่งวัน หลังจากนั้นจึงเริ่มตรวจสอบความแน่นได้ ในการทำเช่นนี้ ท่อจะเชื่อมต่อกับอะแดปเตอร์ทางเข้าและทางออก ซึ่งหนึ่งในนั้นเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายน้ำ หลังจากที่เติมน้ำลงในถังสะสมจนหมดแล้ว ตะเข็บและการเชื่อมต่อทั้งหมดจะถูกตรวจสอบหารอยรั่ว หากตรวจพบการรั่วไหล น้ำจะถูกระบายออก และหลังจากการทำให้แห้ง การเชื่อมต่อที่เป็นปัญหาจะถูกปิดใหม่
เพื่อให้สามารถคำนวณประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของตัวรวบรวมได้ คุณจำเป็นต้องทราบปริมาณของมัน ในการทำเช่นนี้ต้องระบายน้ำจากตัวสะสมลงในภาชนะบางส่วนตัวอย่างเช่น แผงของฉันมี 7.2 ลิตร (รวมสายยาง)

ทำโครงและประกอบแผง

โดยหลักการแล้ว สามารถใช้ตัวสะสมได้แล้วโดยวางไว้บนหลังคาหรือพื้นผิวเรียบและนิ่งอื่นๆ แต่ฉันตัดสินใจสร้างตัวเรือนสำหรับแผงพลาสติกเพื่อลดโอกาสที่จะเกิดความเสียหายเมื่อยก/ลดระดับลงจากหลังคาโรงนา ซึ่งฉันตัดสินใจติดตั้งฝักบัวฤดูร้อน เนื่องจากฉันวางแผนที่จะถอดมันออก สำหรับฤดูหนาว
การประกอบเคสทีละขั้นตอนอธิบายไว้ด้านล่าง:

• แผ่นไม้อัดถูกตัดให้มีขนาดเท่ากับตัวสะสมที่ประกอบโดยแต่ละด้านซ้อนทับกัน 10 ซม. (ก่อนอื่นฉันทาสีแผ่นพลาสติกสีดำด้วยสีสเปรย์)
  
• ฉันเจาะรูเพื่อถอดข้อต่อสำหรับต่อท่อ
  
  
  
  
• วางโพลีสไตรีนที่ขยายตัวหนา 50 มม. บนไม้อัด
  
  
  
  
• ฉันวางท่อร่วมพลาสติกไว้บนโฟมโพลีสไตรีน
  
  
  
  
  
  
  
• บล็อกไม้ถูกขันเข้ากับไม้อัดทุกด้านของแผงซึ่งทำหน้าที่เป็นฟันดาบชนิดหนึ่ง
  
• จากด้านบน โครงสร้างทั้งหมดถูกหุ้มด้วยฟิล์มพลาสติกหนา ซึ่งยึดด้วยเทปและลวดเย็บกระดาษโดยใช้ที่เย็บกระดาษสำหรับงานก่อสร้าง

ดังนั้นฉันจึงได้รับตัวสะสมความร้อนใน "เคส" ที่เชื่อถือได้ซึ่งต้องขอบคุณแผงพลาสติกที่ได้รับการปกป้องจากความเครียดทางกล
บันทึก! ฉันใช้โพลีเอทิลีนใสธรรมดา แต่ในภาพดูเหมือนเป็นสีขาว - นั่นคือแสงจ้า

เติมระบบ

ตอนนี้คุณสามารถเติมน้ำลงในตัวรวบรวมและทดสอบประสิทธิภาพของระบบได้แล้ว ฉันติดตั้งมันในมุมและถัง (ว่าง) สูงขึ้นเล็กน้อย ท่อหนึ่งเชื่อมต่อกับข้อต่อด้านล่าง และท่อที่สองอยู่ด้านบน ในการเติมน้ำในระบบ ฉันเชื่อมต่อท่อด้านล่างเข้ากับแหล่งจ่ายน้ำ และเปิดวาล์วเล็กน้อยเพื่อให้ระบบค่อยๆ เต็มไปด้วยน้ำนี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้น้ำค่อยๆ แทนที่อากาศทั้งหมด เมื่อน้ำไหลออกจากท่อเส้นที่สอง (เติมน้ำจนเต็มแล้ว) ฉันจึงเปิดวาล์วจนสุดเพื่อให้อากาศที่เหลือไหลออกมาภายใต้แรงดันน้ำ ฉันเติมน้ำใส่ถังด้วย

เมื่อไม่มีฟองอากาศในการไหลของน้ำที่ไหลออกจากท่อทางออกอีกต่อไป ฉันจึงปิดน้ำและจุ่มปลายทั้งสองด้านของท่อลงในน้ำในอ่างเก็บน้ำ (ควรอยู่ใต้น้ำเสมอเพื่อไม่ให้อากาศเข้าสู่ระบบ ).

การทดสอบและทดสอบเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

เมื่อเติมระบบภายใต้อิทธิพลของความร้อนจากแสงอาทิตย์ น้ำที่อยู่ในช่องบางๆ ของแผงพลาสติกจะร้อนขึ้นและค่อยๆ เคลื่อนขึ้นด้านบน ทำให้เกิดการไหลเวียนตามธรรมชาติ น้ำเย็นไหลจากถังผ่านท่อด้านล่าง และน้ำร้อนจากตัวสะสมจะเข้าสู่ถังเดียวกันผ่านท่อด้านบน น้ำในภาชนะจะค่อยๆร้อนขึ้น

เพื่อเป็นตัวอย่างในการทดลอง ฉันใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิทัลกับเซ็นเซอร์อุณหภูมิภายนอก ขั้นแรก ฉันวัดอุณหภูมิของน้ำในภาชนะซึ่งอยู่ที่ 23 °C จากนั้นฉันก็สอดเซ็นเซอร์เข้าไปในท่อทางออกซึ่งน้ำร้อนในท่อร่วมจะไหลเข้าสู่อ่างเก็บน้ำ เทอร์โมมิเตอร์แสดงอุณหภูมิ 50 °C ระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์กำลังทำงาน!

บทสรุป

จากผลการทดสอบประสิทธิภาพของระบบคอลเลคเตอร์เป็นเวลา 1 ชั่วโมง ฉันได้รับความร้อนจากน้ำ 20.2 ลิตร (ในตัวคอลเลกชั่น 7.2 ลิตร และ 13 ลิตรที่ฉันเก็บในภาชนะสำหรับการทดลอง) จาก 23 ถึง 37 °C
แน่นอนว่าประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของระบบขึ้นอยู่กับกิจกรรมของแสงอาทิตย์ ยิ่งดวงอาทิตย์ส่องแสงมากเท่าไร น้ำร้อนก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และสามารถให้ความร้อนในปริมาณที่มากขึ้นในเวลาที่น้อยลง แต่สำหรับการอาบน้ำช่วงซัมเมอร์นี้ผมว่าสะสมตัวนี้ก็เพียงพอแล้ว

บทความต้นฉบับเป็นภาษาอังกฤษ