Solarni kolektor od plastičnih boca: korak po korak vodič za sastavljanje helio-uređaja

Pojam alternativne energije za mnoge vlasnike privatnih kuća i vikendica povezuje se sa skupim sunčanim panelima, vjetrenjačama ili toplinskim pumpama. Nitko ni ne sluti da se za samo nekoliko sati i za simboličan novac može izgraditi sunčani kolektor od plastičnih boca kako bi se osigurala topla voda tijekom cijele tople sezone.

Pokazat ćemo vam kako od otpadnih materijala napraviti učinkovit sustav za pripremu sanitarne vode. U našem članku pronaći ćete detaljan opis konstrukcija i načina izrade sustava čije je djelovanje provjereno u praksi. Uz naše preporuke bez poteškoća ćete sastaviti koristan kućanski uređaj.

Specifičnosti primjene sunčanih kolektora

Osnovna razlika između sunčanog kolektora i raznih vrsta solnarnih sustava koji generiraju toplinu leži u cikličnosti rada. Drugim riječima – bez sunca neće biti nikakve toplinske energije.

Očigledno je da u mračno doba dana učinkovitost autonomnog sustava tople vode sa sunčanim kolektorom pada na nulu. Proizvodnja topline sunčanim kolektorom određena je dužinom svjetlosnog dana, koja ovisi o geografskoj širini i godišnjem dobu.

Domaći sunčani kolektor omogućit će rješavanje ne samo pitanja opskrbe toplom vodom kuće koja nije priključena na centralne mreže, već i problema grijanja.

Klimatske značajke lokaliteta također imaju značajan utjecaj na razinu učinkovitosti sunčanog kolektora. Ako je područje karakterizirano čestim maglama ili se sunce često skriva iza oblaka, učinkovitost sunčanog kolektora znatno se smanjuje.

Međutim, i u tom slučaju sunčani kolektor za grijanje i/ili zagrijavanje vode ostaje učinkovit zahvaljujući sposobnosti hvatanja čak i raspršenih zraka.

Konstrukcijske značajke i princip rada

Glavni element standardne izvedbe sunčanog kolektora je apsorber u obliku bakrene ploče s cijevi. Ploča se brzo zagrije pod djelovanjem sunčevih zraka, prenoseći toplinu na cijev i tekućinu u njoj. Zahvaljujući prirodnoj ili prisilnoj cirkulaciji, dobivena toplina se dalje prenosi kroz cijeli sustav.

Pod djelovanjem sunčevih zraka zagrijava se bakrena ploča, s koje se toplina prenosi na nosač topline koji se nalazi u cijevi.

Kako bi se povećala učinkovitost rada apsorbera, potrebno ga je opremiti potrebnim fizičkim svojstvima. Prije svega, potrebno je povećati apsorpcijsku sposobnost apsorbera i svesti na minimum refleksiju sunčevih zraka. Najjednostavnije rješenje je nanošenje crne boje na apsorber.

Kako bi se povećala učinkovitost rada apsorbera, potrebno ga je prekriti prozirnim staklom. Obično staklo reflektira dio sunčevih zraka.

Najbolje je koristiti posebno staklo s niskim udjelom željeza ili primijeniti antirefleksni premaz. Kako bi se izbjeglo onečišćenje stakla, kućište solarnog kolektora treba učiniti hermetičkim.

Unatoč brojnim načinima poboljšanja rada i povećanja proizvodnosti solarnog kolektora, zbog nesavršenosti konstrukcije taj je pokazatelj daleko od idealnog. Uzimajući u obzir princip rada solarnog kolektora i metode poboljšanja njegove učinkovitosti, pokušajmo izraditi primitivan i jeftin model od dostupnih materijala.

Sastavljanje uređaja od priručnih materijala

Osim jeftinoće i jednostavnosti sastavljanja, varijanta od plastičnih boca razlikuje se od standardnih solarnih uređaja po tome što ravni solarni kolektori slabo rade u jutarnjim i večernjim satima.

Konveksni oblik boca omogućuje gotovo okomito prodiranje zraka čak i tijekom zalaska i izlaska sunca, čime se osigurava učinkovitost rada uređaja, kako u jutarnjim tako i u večernjim satima.

Zahvaljujući konveksnom obliku plastičnih boca, uređaj čak i u vodoravnom položaju može uhvatiti zrake izlazećeg i zalazećeg sunca.

Postoji nekoliko karakterističnih načina izgradnje iz plastičnih boca izvrsno funkcionirajućeg sustava za dobivanje tople vode:

• Solarni kolektor igra ulogu spremnika u kojem se voda zagrijava i zatim ispušta;
• Solarni kolektor povezuje se sa spremnikom uz osiguranje zagrijavanja vode i njezine prirodne cirkulacije;
• Plastične boce kolektora obavljaju ulogu rezervoara za vodu;
• Plastične boce igraju ulogu hermetičkih spremnika za očuvanje topline.

Također, solarni kolektori mogu se razlikovati po svojim konstrukcijskim značajkama. Prije svega, to je povezano kako s načinom pričvršćivanja boca, tako i s načinima njihovog rasporeda.

Varijanta s akumulacijom zagrijane vode

Za izradu solarnog kolektora bit će potrebna polipropilenska cijev promjera 50 mm, na koju će biti spojene plastične boce, čiji broj određuje promjer cijevi. Za predložak je uzeto 15 plastičnih boca, tako da je radni kapacitet solarnog kolektora iznosio 30 litara.

Spojnice između boca i polipropilenske cijevi premazuju se silikonskim brtvilom kako bi se spriječilo curenje vode

Za povezivanje boca u jedinstveni sustav, u polipropilenskoj cijevi namijenjenoj za opskrbu toplom vodom potrebno je izbušiti rupe. Idealno rješenje bilo je korištenje pernatog svrdla za drvo promjera 26 mm.

Pri tim dimenzijama osigurava se maksimalna gustoća spoja, a boca se s naporom uvija u rupu po svom navoju. Za postizanje maksimalnog brtvljenja spojevi se mogu premazati silikonskim brtvilom, ali je bolje koristiti termo ljepilo.

Kako bi se postigao učinak spojenih posuda, u gornjem dijelu svake boce potrebno je napraviti rupe promjera oko 2 mm.

Nakon priključivanja boca, na jednoj strani cijevi se ugrađuje spojnica koja će se dalje spojiti na vodovod za dovod vode. S druge strane treba ugraditi slavinu kroz koju će se zagrijana voda ispuštati u spremnik.

Međutim, pod težinom napunjene vode takav uređaj za kućnu upotrebu sunčeve energije može izgubiti svoj integritet. Stoga će biti korisno napraviti kutiju. Za njenu izradu bit će potrebna daska širine 150 mm.

Kako bi se povećala učinkovitost solarnog kolektora, na dno kutije može se postaviti stiropor ili polistiren debljine 50 mm i prekriti folijom.

Nakon postavljanja solarnog kolektora na mjesto njegove daljnje upotrebe, plastične boce potrebno je obojiti u crno radi učinkovitijeg apsorbiranja sunčevih zraka.

Prilikom bojenja u crno povećava se apsorpcijska sposobnost plastike i povećava učinkovitost zagrijavanja vode

Bolje je koristiti mat boju i nanositi je raspršivanjem iz aerosolnog spremnika. Preostaje pokriti kutiju staklom, čime se povećava njezina nepropusnost, te je spojiti na sustav dovoda hladne vode i sustav ispuštanja pripremljene tople vode u spremnik.

Iz praktičnog iskustva poznato je da plastika loše podnosi visoke temperature koje dovode do njezine deformacije. U sunčanim danima temperatura zagrijane vode može premašiti 65 stupnjeva, što će dovesti do deformacije plastike.

Zbog toga je bolje odustati od dodatnog brtvljenja kutije pomoću stakla ili ga koristiti isključivo po oblačnom vremenu.

Način s cirkulacijom vode koja se zagrijava

Sustav solarnog kolektora sličan je prvom načinu, ali ima niz konstrukcijskih razlika.

Za izradu kolektora bit će potrebni sljedeći alati i materijali:

• PVC cijev promjera 20 mm s kutnicima i T-komadima;
• Rolni rezač za cijevi;
• Skosna glodala;
• Primer (sredstvo za čišćenje);
• Plastične boce;
• Tetrapak ambalaža od mlijeka ili soka;
• Kancelarijski nož;
• Karton;
• Termootporna mat boja crne boje;
• Spremnik.

Za montažu trebat će nam PVC cijev promjera 20 mm. Horizontalni dio cijevi treba razrezati na dijelove u koje će se hladnim zavarivanjem spojiti koljena i T-komadi. Donji dio solarnog kolektora izgledat će potpuno isto. Konačni rezultat bit će zatvoreni sustav, ali idemo redom.

Osobitosti lijepljenja PVC cijevi

Za dobivanje kvalitetnog reza bolje je koristiti rezač cijevi opremljen valjcima. Nakon rezanja s unutarnje strane cijevi potrebno je skinuti skos pomoću posebnih rezača za skošenje.

Nakon mjerenja dubine T-komada i koljena potrebno je na kraj cijevi koja se spaja postaviti oznaku i obraditi krajeve cijevi i fitinze primerom (sredstvom za čišćenje).

Zahvaljujući glatkom pomicanju reznog dijela, valjkasti rezač cijevi omogućuje izbjegavanje deformacija presjeka i stvaranja neravnina na rubu prilikom rezanja

Sljedeći korak je nanošenje i raspoređivanje ljepila po vanjskom dijelu cijevi i unutarnjem dijelu fitinza. Ljepilo je potrebno nanositi kistom, pri čemu njegova veličina treba biti manja od promjera cijevi. Preostaje umetnuti cijev u pripremljeni T-komad ili koljeno i okrenuti je za četvrtinu kruga kako bi se ljepilo ravnomjerno rasporedilo.

Treba uzeti u obzir da radovi na lijepljenju jednog koljena ili T-komada moraju biti dovršeni u roku od najviše 30 sekundi. Nakon fiksiranja potrebno je ukloniti ostatke ljepila.

Redoslijed izrade sunčanog kolektora

Nakon pripreme gornje cijevi i spajanja okomitih cijevi na nju, može se pristupiti pripremi plastičnih boca. U prikazanom modelu solarnog kolektora postoje 4 okomite cijevi duljine 105 cm, a na toj duljini cijevi može se smjestiti 5 plastičnih boca. To znači da je za sastavljanje kolektora potrebno 20 identičnih plastičnih boca.

Sa svake boce treba ukloniti dno. Za to je potrebno izraditi jednostavan predložak od smotane cijevi od kartona duljine 30 cm. Koristeći predložak i nož za papir, uklanjamo dno s boca. Nakon pripreme boca može se pristupiti izradi apsorbera koji će apsorbirati sunčevu energiju.

Korištenje jednostavnog predloška od kartona omogućuje brzo rezanje i dobivanje boca jednake veličine

Kao apsorber koristimo korištene tetrapake od soka ili mlijeka. Potrebno ih je razrezati, temeljito oprati i osušiti. Kako bi se poboljšala njihova apsorpcijska sposobnost, potrebno je nanijeti crnu mat boju. Najlakše je to učiniti pomoću boje u spreju aerosolnim raspršivanjem.

Uzastopno nizanje plastičnih boca omogućuje jednostavno smještanje presavijenih tetrapaka u njih

Nakon pripreme boca i tetrapaka, može se pristupiti sastavljanju sunčanog uređaja. Prvo na vertikalnu cijev treba nanizati plastičnu bocu s grlom naprijed i umetnuti u nju tetrapak. Na sličan način nanižu se sve boce na vertikalne cijevi, koje potom treba spojiti s T-komadima i kutnicima donje cijevi, slične gornjoj.

Kako bi se izrađenom solarnom kolektoru dala krutost, potrebno je izraditi potporu za njega.

Obična drvena ploča daje krutost konstrukciji i omogućuje lako premještanje solarnog kolektora na mjesto njegove uporabe.

Moguće je, kao u prvom slučaju, smjestiti kolektor u drvenu kutiju, ali ga više nije potrebno izolirati. Budući da svaka plastična boca predstavlja svojevrsni mali izolirani spremnik koji se zagrijava iznutra i prenosi toplinu vodi koja cirkulira kroz cijevi.

Osobitosti postavljanja i spajanja

Za maksimalno moguće upijanje sunčevih zraka, kolektor treba usmjeriti prema jugu. Dovoljan je mali kut nagiba od 10-15 stupnjeva kako bi kolektor učinkovito radio gotovo pri bilo kojem položaju sunca.

Donji dio cijevi treba spojiti s donjim dijelom spremnika, a gornji približno s njegovim središnjim dijelom. Hladna voda iz polimerne posude ulazit će kroz donju cijev u kolektor, gdje će se zagrijavati i podizati kroz gornju cijev u spremnik.

Na taj način će se ostvariti prirodna cirkulacija vode u domaćem sustavu. Kako bi se osigurao visok intenzitet cirkulacije vode, spremnik treba biti smješten malo iznad solarnog kolektora na udaljenosti od najmanje 0,3 m od njega.

Pri pravilnom spajanju solarnog kolektora sa spremnikom osigurava se prirodna cirkulacija vode.

Treba uzeti u obzir da pri ulasku hladne vode u spremnik iz vodoopskrbnog sustava dolazi do njezina aktivnog miješanja, što smanjuje učinkovitost rada kolektora. To se može izbjeći opremanjem ulaza u spremnik turbulentskim reduktorom, koji predstavlja zatvorenu cijev s višestrukim otvorima.

Voda kroz reduktor ulazi glatko, što omogućuje hladnoj vodi da ostane u donjim slojevima, odakle se i uzima za solarni kolektor.

Korištenje turbulentskog reduktora pomaže izbjeći miješanje hladne i tople vode u spremniku.

Očito je da solarni kolektor osigurava zagrijavanje vode samo danju po sunčanom vremenu. Stoga je važno sačuvati toplu vodu za korištenje danju i navečer. Za to je potrebno izolirati spremnik.

Zaključci i koristan video na temu

Video 1. Tako su nastali prvi solarni sustavi od plastičnih boca:

Video 2. Gotovo besplatni uređaj za zagrijavanje vode u akciji:

Solarni kolektor iz plastičnih posuda za piće – jeftino rješenje za dobivanje tople vode. Međutim, u slučaju dugotrajnog lošeg vremena, osobito u proljeće i jesen, preporučljivo je u spremnik ugraditi grijaći element. U tom slučaju solarni kolektor postaje dio cjelovitog sustava koji uz povoljne uvjete omogućuje uštedu sredstava.

Podijelite svoje iskustvo u izgradnji vlastitog solarnog sustava od plastičnih boca. Nije isključeno da u vašem arsenalu imate informacije i varijante konstrukcija koje bi mogle biti korisne posjetiteljima stranice. Molimo vas, napišite komentare u donjem obrascu, postavite pitanja, podijelite fotografije i korisne informacije.