Artykuł z numeru: 3/2010
Zrób to sam!
Różnice w kolektorach produkowanych komercyjnie i tych wykonywanych przez nas samych widać gołym okiem. Jednak korzyści ekonomiczne, ekologiczne i edukacyjne przemawiają za tym, żeby choć raz zabawić się w konstruktora i zbudować swój własny kolektor.
Energetyka słoneczna w niektórych krajach Europy rozwija się bazując na ciągle udoskonalanych urządzeniach produkowanych fabrycznie oraz na urządzeniach wykonanych sposobem gospodarskim. To drugie rozwiązanie popularne jest zwłaszcza w Austrii i Szwajcarii.
Idea budowania kolektorów metodą gospodarską sięga czasów, kiedy wiedza na temat instalacji słonecznych była jeszcze mocno ograniczona, dostęp do urządzeń znacznie trudniejszy (rzadko można było kupić kompletny zestaw), a cena zdecydowanie wyższa niż dziś.
O ile kolektory produkowane komercyjnie przeszły w ostatnich kilkunastu latach głęboką metamorfozę, o tyle urządzenia wykonywane samodzielnie przez użytkowników zatrzymały się technologicznie. Mimo to nadal stanowią one ciekawe rozwiązanie świadomego wykorzystania energii słonecznej.
Co ważne, samodzielne wykonanie urządzenia dostarcza podwójnej korzyści – konstruktor poszerza swoją wiedzę na temat instalacji, a także oszczędza pieniądze.
Czarna farba zamiast lakieru słonecznego
Kolektor słoneczny płaski jest prostym przetwornikiem promieniowania słonecznego w ciepło. Najważniejszym jego elementem jest absorber. To dzięki niemu energia słoneczna zamieniana jest w ciepło. Od sposobu wykonania oraz jakości użytych materiałów uzależniona jest ilość energii pozyskanej przez kolektor. Szczególnie istotna jest powłoka pochłaniająca, która w większości produktów komercyjnych jest wysokoselektywna. Kolektory zrobione samodzielnie pokrywane są co najwyżej powłoką niskoslelektywną – lakierem słonecznym. Częściej jednak, z powodu ograniczonej jej dostępności, używana jest powłoka nieselektywną, czyli czarna farba.
Ważne jest też łączenie płyty absorbera z orurowaniem. W kolektorach wykonywanych fabrycznie stosuje się coraz częściej spawanie ultradźwiękowe lub laserowe. Dodatkowo rury kolektora owija się blachą absorbera albo „spłaszcza” rurki. Zabiegi te zwiększają powierzchnię kontaktu nagrzanego absorbera z cieczą przepływającą w rurkach. Nagrzany absorber jest źródłem ciepła wtórnego oddawanego do otoczenia, z tego względu istotna jest odpowiednia izolacja cieplna kolektora. W kolektorach stosuje się wełnę mineralną oddzieloną od absorbera folią aluminiową.
Elementem zewnętrznym kolektora jest obudowa wraz z powłoką przeźroczystą. Obudowa powinna zapewnić odpowiednią stabilność kolektora, a jednocześnie charakteryzować się niewielkim ciężarem. Dobrze w tej roli sprawdzają się obudowy aluminiowe w postaci wanien, kątowników, jak też ostatnio wprowadzone obudowy z poliwęglanu.
Powłokę przeźroczystą stanowi szkło hartowane, niskożelazowe. W przypadku wyrobów komercyjnych dodatkowo wyposażone w powłoki niskoemisyjne i przeciwodbiciowe. Dla kolektorów wykonanych metodą gospodarską stosuje się grube szkło hartowane. Zwiększona w ten sposób waga kolektora wymusza jednak stosowanie specjalnych wzmocnień jego obudowy.
Porównanie użytych materiałów/technologii dla urządzeń zrobionych samodzielnie i wykonanych komercyjnie
|
|
Kolektor „zrób to sam”
|
Kolektor komercyjny
|
|
|
1
|
Powłoka absorbera
|
Lakier słoneczny, ewent. czarna farba
|
Powłoki wysokoselektywne: Tinox, Sunselect, Etaplus, ewentualnie czarny chrom
|
|
2
|
Łączenie absorbera
|
Lutowanie
|
Ultradźwiękowe lub laserowe
|
|
3
|
Izolacja
|
Wełna mineralna
|
Wełna mineralna
|
|
4
|
Obudowa
|
Kątownik i blacha aluminiowa
|
Obudowa aluminiowa, obudowa tworzywowa
|
|
5
|
Powłoka przeźroczysta
|
Szkło hartowane 5mm
|
Szkło niskożelazowe, hartowane, z powłokami ograniczającymi odbicie i emisję o grubości 3,2mm.
|
|
6
|
Uszczelnienie
|
Gumowa uszczelka oraz silikon
|
Uszczelka gumowa
|
| PRZEPIS NA KOLEKTOR SŁONECZNY
Do wykonania kolektora płaskiego o standardowej wielkości potrzebne będą:
Pracę zaczynamy od orurowania kolektora poprzez wygięcie meandra z rury miękkiej i dolutowanie go do rury zbiorczej dolnej i górnej. Następnie sprawdzamy szczelność połączeń, przeprowadzając próbę ciśnieniową. Gdy się powiedzie, przygotowujemy (rozprostowujemy i dopasowujemy wymiar) blachę miedzianą stanowiącą płaszczyznę absorbera. Następnie lutując łączymy orurowanie kolektora z blachą miedzianą. Należy zwrócić szczególną uwagę na wykonanie tego elementu, będzie on bowiem gwarantował odpowiednie przekazywanie ciepła z absorbera do cieczy roboczej. Istotne jest też właściwe dociśnięcie i równe przyleganie do siebie materiałów. Po wykonaniu tych czynności przygotowujemy powierzchnię zewnętrzną blachy do malowania, czyszcząc ją i odtłuszczając.
|
dr inż. Krystian Kurowski
specjalista ds. wykorzystania energii słonecznej
Więcej w lipcowym numerze „Agroenergetyki”
