Солнечный коллектор из пластиковых бутылок своими руками: инструктаж по сооружению

Понятие альтернативной энергетики у многих владельцев частных домов и коттеджей ассоциируется с дорогими солнечными панелями, ветряками или тепловыми насосами. Никто даже не догадывается, что всего за несколько часов, всего за копейки, из пластиковых бутылок можно построить солнечный коллектор, который будет снабжать вас горячей водой в жаркое время года.

Мы расскажем, как создать эффективную систему подготовки санитарной воды из отходов. В предложенной нами статье вы найдете подробное описание конструкций и способов изготовления систем, работа которых проверена на практике. Прислушиваясь к нашим рекомендациям, вы без проблем соберете полезное в хозяйстве устройство.

Специфика применения солнечных коллекторов

Основное отличие солнечного коллектора от различных типов теплогенерирующих систем солнечных элементов заключается в цикличности работы. Другими словами, при отсутствии солнца не будет тепловой энергии.

очевидно, что в темное время суток производительность автономного горячего водоснабжения с солнечным коллектором сводится к нулю. Производство тепла солнечным коллектором определяется продолжительностью светового дня, которая зависит от географической широты и времени года.

Самодельный солнечный коллектор решит не только проблему подачи горячей воды в дом, не подключенный к центральным сетям, но и проблемы с отоплением

Климатические характеристики местности также оказывают существенное влияние на уровень производительности солнечного коллектора. Если для местности характерны частые туманы или солнце часто прячется за тучами, производительность солнечного коллектора значительно снижается.

Но и в этом случае солнечный коллектор для отопления и/или нагрева воды остается работоспособным, благодаря способности улавливать даже рассеянные лучи.

Конструктивные особенности и принцип действия

Основным элементом стандартной версии солнечного коллектора является адсорбер в виде медной пластины с трубкой. Пластина быстро нагревается под воздействием солнечных лучей, передавая тепло трубе и жидкости в ней. Благодаря свободной или принудительной циркуляции полученное тепло передается дальше по системе.

Под воздействием солнечных лучей медная пластина нагревается, от чего тепло передается теплоносителю в трубе

Для повышения эффективности адсорбера его следует оснастить необходимыми физическими свойствами. В первую очередь необходимо увеличить поглощающую способность адсорбера и минимизировать отражение солнечных лучей. Самым простым решением будет нанести на адсорбер черную краску.

Для повышения эффективности адсорбера его необходимо закрыть прозрачным стеклом. Обычное стекло отражает часть солнечных лучей.

Лучше всего использовать специальное стекло с низким содержанием железа в составе или нанести антибликовое покрытие. Во избежание загрязнения стекла корпус солнечного коллектора должен быть герметизирован.

Несмотря на массу способов улучшения работы и увеличения производительности солнечного коллектора, из-за несовершенства конструкции этот показатель далек от идеала. Попробуем изготовить примитивную и недорогую модель из подручных материалов с учетом принципа работы солнечного коллектора и способов повышения его эффективности.

Сборка агрегата из подручных материалов

Помимо того, что он дешев и прост в установке, вариант из пластиковых бутылок отличается от стандартных солнечных устройств тем, что плоские солнечные коллекторы плохо работают в утренние и вечерние часы.

Выпуклая форма флаконов обеспечивает почти вертикальное проникновение лучей даже во время заката и рассвета, тем самым обеспечивая эффективность прибора как утром, так и вечером.

Благодаря выпуклой форме пластиковых бутылок прибор даже в горизонтальном положении способен ловить лучи восходящего и заходящего солнца

Есть несколько отличительных способов построить идеально функционирующую систему горячего водоснабжения из пластиковых бутылок:

• Солнечный коллектор играет роль накопительного резервуара, в котором вода нагревается, а затем сливается;
• Солнечный коллектор соединен с накопительным баком для обеспечения нагрева воды и ее естественной циркуляции;
• Пластиковые бутылки коллектора служат резервуаром для воды;
• Пластиковые бутылки играют роль герметичных емкостей для сохранения тепла.

Солнечные коллекторы также могут различаться по конструктивным особенностям. Во-первых, это связано как с тем, как крепятся бутылки, так и с тем, как они размещаются.

Вариант с накоплением подогретой воды

Для изготовления солнечного коллектора потребуется полипропиленовая труба диаметром 50 мм, к которой должны быть присоединены пластиковые бутылки, количество которых определяется диаметром трубы. Для шаблона было взято 15 пластиковых бутылок, поэтому рабочий объем солнечного коллектора составил 30 литров.

Стыки между бутылями и пропиленовой трубой промазаны силиконовым герметиком, препятствующим протечке воды

Для соединения бутылей в единую систему в пропиленовой трубе, предназначенной для горячего водоснабжения, необходимо просверлить отверстия. Идеальным решением было использование сверла по дереву диаметром 26 мм.

При таких размерах обеспечивается максимальная герметичность соединения, а бутылка ввинчивается в отверстие с усилием по резьбе. Чтобы обеспечить максимальную герметизацию стыка, стыки можно промазать силиконовым герметиком, но лучше использовать термоклей.

Для достижения эффекта сообщающихся сосудов в верхней части каждой из бутылок необходимо сделать отверстия диаметром ок. 2 мм.

После соединения бутылок в одной стороне трубы врезается штуцер, который в дальнейшем подключается к водопроводу для подачи воды. С другой стороны следует вставить кран, через который нагретая вода будет поступать в накопительный бак.

Однако под тяжестью залитой воды такой прибор для бытового использования солнечной энергии может потерять целостность. Поэтому уместным будет коробочное расположение. Для производства необходима доска шириной 150 мм.

Для повышения эффективности солнечного коллектора на дно короба можно уложить пенополистирол или пенополистирол толщиной 50 мм и накрыть пленкой.

После установки солнечного коллектора вместо его дальнейшего использования пластиковые бутылки необходимо покрасить в черный цвет, чтобы более эффективно поглощать солнечные лучи.

С черной краской увеличивается впитывающая способность пластика и повышается эффективность нагрева воды

Краску лучше всего использовать матовую и наносить методом распыления из аэрозольного баллончика. Осталось закрыть короб стеклом, увеличив таким образом герметичность и подключив его к системе холодного водоснабжения и системе слива подготовленной к использованию горячей воды в накопительном баке.

Из практического опыта известно, что пластик не выдерживает высоких температур, что приводит к деформации. В яркие солнечные дни температура нагретой воды может превышать 65 градусов, что приведет к деформации пластика.

В связи с этим от дальнейшей герметизации короба стеклом лучше отказаться вообще или использовать его исключительно в пасмурную погоду.

Способ с циркуляцией подогреваемой воды

Солнечная коллекторная система аналогична первому варианту, но имеет ряд конструктивных отличий.

Для изготовления коллектора потребуются следующие инструменты и материалы:

• Трубы ПВХ диаметром 20 мм с уголками и тройниками;
• Роликовый труборез;
• Фазы;
• Праймер (очиститель);
• Пластиковые бутылки;
• Тетра-пакеты из-под молока или сока;
• Канцелярский нож;
• Картон;
• Черная матовая термостойкая краска;
• Резервуар.

Для монтажа нам понадобится труба ПВХ диаметром 20 мм. Горизонтальную часть трубы необходимо разрезать на отрезки, к которым методом холодной сварки крепятся уголки и тройники. Нижняя часть солнечного коллектора будет выглядеть точно так же. В конце концов мы получим закрытую систему, но сначала.

Особенности склеивания труб ПВХ

Для достижения качественного реза лучше использовать труборез, оснащенный роликами. После резки с внутренней стороны трубы необходимо снять фаску с помощью специальных фрез для снятия фаски.

Измерив глубину тройников и уголков, отметьте конец соединяемой трубы и обработайте концы труб и фитингов грунтовкой (очистителем.

Роликовый труборез за счет плавного движения режущей части позволяет избежать деформаций поперечного сечения и образования заусенцев по кромке при резке

Следующим шагом является нанесение и распределение клея по внешней стороне трубы и внутренней части фитинга. Клей нужно наносить кистью, при этом размер должен быть меньше диаметра труб. Осталось вставить трубку в подготовленный тройник или уголок и повернуть на четверть оборота, чтобы клей распределился равномерно.

Следует учесть, что работа по приклеиванию одного уголка или тройника должна быть выполнена не более чем за 30 секунд. После фиксации необходимо удалить остатки клея.

Порядок изготовления солнечного коллектора

Подготовив верхнюю трубу и прикрепив к ней вертикальные трубы, можно приступать к подготовке пластиковых бутылок. В представленной модели солнечного коллектора имеется 4 вертикальные трубы длиной 105 см, на эту длину трубы можно разместить 5 пластиковых бутылок. То есть для сборки коллектора нужно 20 одинаковых пластиковых бутылок.

У каждой бутылки необходимо удалить дно. Для этого сделайте простой шаблон из свернутого в трубку куска картона длиной 30 см. С помощью шаблона и канцелярского ножа удалите дно бутылок. После подготовки бутылок можно приступать к изготовлению поглотителя, который будет поглощать солнечную энергию.

Использование простого шаблона из картона дает возможность быстро вырезать и получить бутылки одинакового размера

В качестве поглотителя используем использованные тетрапаки от сока или молока. Их необходимо нарезать, вымыть и тщательно высушить. Для улучшения впитываемости следует нанести матовую черную краску. Проще всего это сделать с помощью аэрозольной краски методом распыления.

Последовательное связывание пластиковых бутылок позволяет легко размещать в них сложенные тетрапаки

После подготовки бутылок и тетрапаков можно приступать к сборке солнечной батареи. Сначала нужно нанизать пластиковую бутылку горлышком вперед на вертикальную трубку и вставить в нее тетрапак. Таким же образом все бутылки натягиваются на вертикальные трубы, которые затем необходимо соединить с тройниками и уголками нижней трубы, аналогичной верхней.

Для придания жесткости изготовленному солнечному коллектору необходимо сделать для него опору.

Обычный деревянный щит придает жесткости конструкции и позволяет легко перемещать солнечный коллектор к месту эксплуатации

Можно, как и в первом случае, разместить коллектор в деревянном ящике, но утеплять его уже не нужно. Так как каждая из пластиковых бутылок представляет собой своеобразный небольшой утепленный резервуар, который, нагреваясь изнутри, отдает тепло циркулирующей по трубам воде.

Особенности размещения и подключения

Для максимально возможного поглощения солнечного света солнечный коллектор должен быть ориентирован в южном направлении. Небольшого угла наклона в 10-15 градусов достаточно, чтобы солнечный коллектор эффективно работал практически во всех местах на солнце.

Нижняя часть трубы должна быть соединена с дном накопительного бака, а верхняя примерно с его центральной частью. Холодная вода из полимерного бака по нижнему патрубку будет поступать в коллектор, где нагреваться и подниматься по верхнему патрубку в бак.

Таким образом, будет осуществляться естественная циркуляция воды по временной системе. Для обеспечения высокой интенсивности циркуляции воды бак следует располагать непосредственно над солнечным коллектором на расстоянии не менее 0,3 м от него.

При правильном подключении солнечного коллектора к накопительному баку обеспечивается естественная циркуляция воды

Следует учитывать, что при поступлении в бак из водопровода холодной воды она активно перемешивается, что снижает КПД коллектора. Этого можно избежать, оборудовав вход в бак турбулентным редуктором, представляющим собой заглушенную трубку с несколькими отверстиями.

Вода равномерно течет через редуктор, что позволяет холодной воде оставаться в нижних слоях, откуда она забирается в коллектор.

Использование турбулентного редуктора позволяет избежать смешивания холодной и горячей воды в накопительном баке

Очевидно, что солнечный коллектор обеспечивает нагрев воды только днем ​​в солнечную погоду. Поэтому важно экономить горячую воду для использования днем ​​и вечером. Для этого необходимо утеплить накопительный бак.

Выводы и полезное видео по теме

Видео 1. Так выглядели первые системы солнечных батарей из пластиковых бутылок:

Видео 2. Практически бесплатный водонагреватель в действии:

Солнечный коллектор из пластиковых контейнеров для напитков — дешевое решение для получения горячей воды. Однако на случай затяжной непогоды, особенно весной и осенью, целесообразно установить в накопительном баке нагревательный элемент. В этом случае солнечный коллектор станет частью целостной системы, поэтому вы сможете сэкономить на выгодных условиях.

Расскажите о своем опыте сборки самодельной солнечной системы из пластиковых бутылок. Не исключено, что в вашем арсенале есть информация и варианты оформления, которые могут быть полезны посетителям сайта. Пишите комментарии в форме блока ниже, задавайте вопросы, делитесь фотографиями и полезной информацией.