среда, 25 декабря 2013 г.

Отчет №1 о работе над солнечными коллекторами.


За день до зимнего солнцестояния, проводил испытания солнечного коллектора собственной разработки. Солнце висело так низко, что пришлось охотится за его лучами. Градусов было где то -20. Дело происходило на территории “Тюменского Центра Лайфхакинга”
(Так я креативно обозвал, участок 10 соток, с жилыми постройками, в центре города)


Конструкция.
Прототип солнечного коллектора изготавливался из двух листов пенопласта.
Первый нес функцию конструкционной базы, точное его название: Пенополистирол экструзионный Экстрол 30, с размерами 1180х580х50
Он достаточно плотный и жесткий, его применяют для утепления полов, в основном. По нему можно ходить. Имеется также в нем, выступ для стыковки в нахлест, что уменьшает проблему щелей в листовой теплоизоляции.


На этот жесткий лист монтировался настоящий Пенопласт ПСБ-С 15, толщиной 100мм.
Он продавался в листах 1000х2000мм
Он очень легкий но легко рассыпается. (Стоит брать поплотнее.)
Из него я сделал раму, со стенками те же 100мм, с размерами 1000х580
Эту раму я прикрепил на лист Экстрола посредством двухстороннего скотча и клея Момент монтаж Экспресс MB-50, и оставил на ночь.
Толком ничего не склеилось и осталась порядочная щель, которую я заделал уплотнителем для дверей с внутренней стороны. (Надо было на монтажную пену клеить)
Далее прикрепил изнутри пленку для парника на двухсторонний скотч, сверху алюминиевую фольгу, затем вложил лист черной матовой виниловой пленки, серии Oracal 641.


Медную трубку 15х1мм обмотал той же пленкой и разместил по центру рамы.
Завершило композицию пластиковое покрытие ПЭТ, приклеенное также на двухсторонний скотч. (Двухсторонний скотч не обеспечивает долговечное сцепление, и будет использоваться только на стадии экспериментов.)


Тестирование. 
21.11.13 около 14ч местного Тюменского времени.
Облачность практически нулевая, но весь участок был в тени от соседних построек, за исключением солнечного зайца средних размеров, рядом с туалетом типа сортир
К нему были прислонены какие-то заснеженные доски, словно специально подготовленное место для монтажа солнечной энергетики.


Коллектор установил перпендикулярно солнечному свету, и горизонтально, для вертикального положения не хватало лучей.


Сначала замерил температуру наружного воздуха: -19°С (Будем считать что -20°С)


Потом заделал края трубки уплотнителем для дверей, предварительно поместив датчик температуры где то в центре трубки. Температура начала подниматься и где через 20мин. зафиксировалась чуть выше +30°С. Разница вышла 50°С градусов, вполне рабочая.

При том, что примерно ⅕ часть коллектора запотела, и пара веток дерева затеняла пару процентов площади.
Температура внутри корпуса, составила около +15°С


Затраты с габаритными размерами коллектора 1180х580мм.
Трубка медная - 150р. (Примерно, за метр)
Пенопласт низкой плотности - 60р.
Пенопласт жесткий - 200р.
Пленка тепличная - 7р.
Скотч двухсторонний - 40р.
Фольга алюминиевая - 15р.
ПЭТ (пластиковое стекло) - 80р.
Пленка черная матовая Oracal 641 - 40р.
Клей монтаж - 35р.


Итого: 627р.
В пересчете на м2 - 2118р.
Это дорого, но есть один нюанс. Я планирую встраивать солнечные коллекторы прямо в стены и крыши, и поэтому утепление стены не будет включаться в стоимость коллектора. Это снижает стоимость к 367р. и 1240 за м2 соответственно.


Предварительные расчеты показывают что соотношение: 10 площадь дома и 15 площадь солнечных коллекторов обеспечивают избыток тепла в любой солнечный день.
Этот избыток желательно накапливать в тепловом аккумуляторе в качестве резерва на пасмурные дни.


Цена СК на 100м2 площади дома выходит 180000р., если добавить 50% на все остальное с автоматикой выйдет 270000р. Что при затратах 15000р. на отопительный сезон окупится за 18лет. А я себе поставил задачу сделать окупаемость за 5лет.
Это вполне реально сделать, за счет дальнейших оптимизаций конструкций, уточнения расчетов, за счет некоторых компромиссов, использования вторсырья, и перехода на оптовые цены материалов.

В следующей серии будет тестирование медных трубок на эффективность солнечного нагрева, в четырех вариантах: без покрытия, с черной пленкой, с черной изолентой, углеродное нанопокрытие с вкраплениями алмазов :)