Il modo più popolare di utilizzare l'energia solare per riscaldare l'acqua è creare collettori solari piatti o sotto vuoto. Tuttavia, ci sono ancora metodi con un coefficiente di efficienza piuttosto elevato che aiutano a utilizzare l'energia del sole per riscaldare l'acqua. Questo articolo prenderà in considerazione uno di questi metodi, vale a dire la creazione di un concentratore solare per l'approvvigionamento di acqua calda.
Per creare un sistema di riscaldamento dell'acqua usando un riflettore solare, l'autore aveva bisogno dei seguenti materiali:
1) parabola satellitare parabolica
2) pellicola a specchio
3) tubo di rame
4) sale
5) vernice nera resistente al calore
6) fibra di cristallo di mullite
Considera le basi del sistema e le fasi della creazione di un concentratore solare.
Il vantaggio principale di un tale sistema è la sua maggiore produttività: i riflettori di alta qualità focalizzano l'alta densità della luce solare in un punto, il che consente di trasformare l'acqua in vapore in pochi secondi.
Per dimostrare il potere visivo di tali sistemi, ti consiglio di leggere il seguente materiale video:
Come mostrato nel video, un piccolo concentratore solare può bruciare legna, fondere piombo, ovvero la temperatura che si verifica nel punto di concentrazione della luce solare è piuttosto elevata.
Tuttavia, questo sistema presenta una serie di svantaggi che è necessario conoscere prima di decidere di costruire un tale sistema.
Affinché il riflettore sia costantemente orientato verso il sole, è necessario installare speciali sistemi di localizzazione che regoleranno il riflettore rispetto al sole durante il giorno. Questi tracker sono piuttosto costosi e consumano un po 'di energia.
L'efficacia del concentratore dipende fortemente dalla pulizia della superficie riflettente, quindi gli specchi richiedono di mantenerli puliti.
Se queste carenze non ti spaventano, quindi per costruire un concentratore avrai bisogno di un'antenna parabolica parabolica, e non è particolarmente importante se si tratta di messa a fuoco diretta o offset il modello. La cosa principale è la parabola corretta, che concentrerà tutti i raggi catturati in un punto. In linea di principio, tu stesso puoi persino fare una parvenza di un'antenna da fogli di cartone, ma l'efficacia di un tale sistema dipende molto dalla qualità della parabola.
Dopo aver pulito la superficie dell'antenna, l'autore ha proceduto a incollarla con una pellicola a specchio. È meglio usare un film metallico con uno strato adesivo per creare una superficie a specchio. Incollare la superficie con un film del genere è abbastanza semplice sul principio della carta da parati autoadesiva, ma puoi anche usare pezzi di specchi per creare una superficie riflettente sull'antenna.
Poiché la stessa parabola satellitare ha una forma curva, non è del tutto ragionevole cercare di attaccare un singolo pezzo di film. Pertanto, prima di incollare, l'autore ha tagliato il film in strisce sottili. Grazie a questo approccio, è stato possibile incollare l'intera superficie dell'antenna in modo abbastanza uniforme e di qualità.
Dopo che l'antenna acquisisce una superficie a specchio, è necessario determinare il punto AF, sarà il luogo di concentrazione della luce solare riflessa dalla superficie dell'antenna. Di solito, il punto AF sull'antenna solare si trova proprio nell'area del convertitore, ma se si è costruita la parabola da soli, è più semplice determinare il punto AF utilizzando il metodo sperimentale. È necessario prendere un pezzo di compensato più spesso e spostarlo gradualmente dal mozzo fino a quando la macchia solare su di esso non diminuisce, non appena è minimo questo sarà il punto focale dei raggi del sole. La cosa principale da ricordare è che il calore è concentrato in questo luogo, quindi è necessario fare attenzione e indossare dispositivi di protezione: guanti di pelle, una maschera per saldatura o occhiali da sole.
Successivamente, è necessario creare uno scambiatore di calore che riporti la temperatura all'acqua. Per questo, l'autore ha usato un tubo di rame. Ci mise dentro il sale e cominciò a avvolgere un po 'di più il tubo. Il sale all'interno del tubo di rame è necessario in modo che il tubo non si appiattisca durante l'avvolgimento.
L'autore osserva che per utilizzare la massima energia dal sole, lo scambiatore di calore non fa male a dipingere di nero. Poiché lo scambiatore di calore subirà temperature elevate, è necessario utilizzare vernice resistente al calore per la verniciatura.
Inoltre, per aumentare l'efficienza, è necessario isolare il dissipatore di calore in modo che non si raffreddi dal vento.
Di seguito è riportato un diagramma del dissipatore di calore isolato:
Utilizzare materiali refrattari per isolare il dissipatore di calore, poiché l'alta temperatura sarà concentrata in questo luogo. L'autore di questo concentratore ha utilizzato a tal fine una fibra di cristallo di mullite, utilizzata in forni a gas e forni a muffola. Anche il vetro dovrebbe essere temperato per non deformarsi dalla temperatura.
Il dissipatore di calore è stato realizzato secondo il principio dei radiatori raffreddati ad acqua per computer. Viene prodotto in base alla dimensione del punto focale del mozzo.
Di seguito è riportato un diagramma del collegamento di un concentratore solare:
L'autore ricorda inoltre che anche i tubi e il serbatoio devono essere isolati per aumentare l'efficienza.