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Caldera solar auto montable

Publicado por Marcel van der Steen en Energía solar Añade comentarios

La energía renovable es muy divertido, más divertido es la generación de energía renovable con su propia estructura!

Por desgracia, los costos de los paneles fotovoltaicos y calentadores solares de agua son tan altos que he estado pensando mucho de encontrar una manera asequible de utilizar esta enorme cantidad de calor libre y luz del sol libre. Sobre todo porque nuestra casa tiene un techo grande con pendiente hacia el sur. Así que el año pasado empecé a experimentar con el calentamiento de agua con luz solar. El objetivo aquí fue sobre todo probar cómo traer lo máximum posible del calor del sol con costos más pequeños posibles.

Dispositivo de prueba en marcha

Los materiales utilizados excepto el recipiente de agua, son fácilmente disponibles en los tiendas de bricolaje, centros de jardinería y tiendas de segunda mano

Construcción

Después de varios diseños fallidos de un colector solar, que finalmente salió en la construcción de una placa de aluminio con guías pegadas para el medio de calor. El objetivo es dirigir fluido en contacto con la placa directamente (en lugar de con tubos), así que el transferimiento de calor se haga lo más eficiente posible. Hay aluminio perfiles en forma de U que son bien adaptados, y corren en zigzag de arriba a abajo a través de los cuatro grandes placas de 1 m2 con un espaciamiento de aproximadamente 10 cm. Con una fuerte masilla se pegan estos perfiles U a las placas de modo que se crea una vía para el fluido. En los extremos de la estructura se monta un tubo pequeño que sirve como tubo de subministro y tubo de drenaje. Poner bien la masilla sigue siendo la parte más difícil de la creación del colector, la mayoría de conexiones hechos con masilla no son o no remanen impermeables. En última instancia, masilla de estanque que se utiliza para pegar lámina de estanque de EPDM en modo impermeable resulta ser la mejor solución, es muy fuerte, tiene una excelente adhesión al aluminio y hace la estructura impermeable. Poner la masilla se hacer mejor cuando los perfiles se fijan con algunas piedras pesadas, como muestra la imagen.

Perfiles pegados a la placa

Cuando el colector está completamente impermeable, debe ser pintado lo más negro posible para que absorba la luz solar incidente. Lo que funciona bien simplemente es el hollín, mejor que la pintura negra, que siempre brilla y refleja así pare de la luz solar. Sólo una cuestión de poner al revés la placa y luego movienda una taza de trementina ardiendo por debajo para que el humo aceitoso de la llama pega como una agradable capa negro mate en el aluminio. Entonces aislar el colector el la parte debajo para contrarrestar la perdida de calor. Y así en el lado superior se tiene que aplicar un lámina de invernadero y el colector está finalizado.

Barril de almacenamiento

El barril de almacenamiento está situado entre el albastecimiento de agua y el ingreso de agua potable de la caldera de calefacción central, de modo que el agua de la caldera a baja temperatura se calienta adicionalmente automáticamente, así como que siempre tenemos suficiente agua caliente del grifo.

Circuito solar

El circuito solar he construido lo más sencilla y económica posible; un enfriador sirve como un recipiente de búfer, el medio de transferencia de calor se compone de una mezcla de 50% de agua desmineralizada y 50% de auto-refrigerante de larga vida. Utilizamos una bomba de calefacción central, que bomba el medio hasta los colectores, y luego a través de los perfiles en U en zigzag sobre las placas, a continuación, a través del intercambiador de calor de la parte posterior de la caldera y regresa en el búfer.
Las espirales de tubo negrs utilizadas para los estanques de jardin, funcionan bien, y mejor que tubos normales que se doblen fácilmente cuando están calientes. Además un tubo negro recoge un poco de la energía solar! Para encender la bomba en el momento adecuado utilizo dos resistencias NTC, uno cementado en la parte inferior del panel inferio, el otro en un tapón de metal en el barril de la caldera. Un Cicuito Integrado (CI) compara las dos resistencias y, una vez que las placas son más caliente que el calentador de agua, y por lo tanto la resistencia R6 se hace menor que la resistencia de R7, un relé se activa que a su vez activa la bomba.

Esquema eléctrico de comparación de temperatura

R6, R7 y R10 son 4.7k
R8 y R9 son 2.7k
RV2 es un potenciómetro de 1k
En lugar de D4 tengo un condensador de 100uF utiliza para calmar el relé cambiando de posición.
Para D2 y D3 utilicé resistencias NTC de 1k.
IC2 es el LM741
Por último, un transistor de potencia Q2 AD149 sacado de una fuente vieja de alimentación.

Costos de material

En total, los costos de esta caldera solar son cerca de 885 euros, de los cuales 450 para el barril de la caldera. Los costos del aluminio eran alrededor de 180 euros, los otros materiales son baratos y fácilmente disponibles. O por menos de una quinta parte del precio de una caldera solar comercial, cualquier persona con una orientación favirable del techo puede fácilmente recoger el calor solar, para poder bañarse y ducharse durante un gran parte del año con ese calor!

Rendimiento

Mientras tanto, la caldera está funcionando más de un año. Para empezar: El rendimiento calculado en el año 2011 es de 2,53 GJ. Esto corresponde aproximadamente a más de 80 metros cúbicos de gas de Groningen, que es del 4,5% de nuestro consumo anual. Placas de calentadores solares profesionales prometen un rendimiento anual de 4 a 5 GJ, sino también cuesten más de 5 veces que mi instalación de bricolaje!

Rendimiento 2011 expresada en joules (J)

Así que, básicamente, puedo ser satisfecho con este resultado, sobre todo cuando veo el retorno por euro invertido. Para calcolar el rendimiento se mide diariamente la temperatura de la caldera por la mañana y luego otra vez por la tarde. Se calcula un estimación de la energía utilizando la diferencia de. Ciertamente, este método no es muy precisa, sobre todo no se puede contar el agua caliente drenada cada día. Esta energía no viene contada pero de hecho es generada.
Por otro lado la bomba de la caldera utiliza también electricidad, que es una pérdida de eficiencia pero, sin embargo, esta energía tembién en ultima instancia se convierte en calor para el agua en el barril de la caldera. Entonces de las observaciones diarias de solo un año uno puede calcular bien la potencia generada de los colectores. Esto se muestra a ser en torno de 1200W. Y así puedo, en los días que toda la família se ha duchado de día, estimar bien la cantidad de energía solar recogida en función de las horas de funcionamiento.

Placas montadas en el techo

Factores que influyen el rendimiento

Los factores que tienen una influencia considerable en el rendimiento son:

  • Por supuesto, el total de las horas de el sol en un día en particular es importante.
  • El consumo de agua caliente. Cuando se consume poco de agua caliente, el calentador de agua no está funcionando, porque más que su propio consumo no puede ser resucitado (con panéles fotovoltáicos es diferente, ellos pueden riempre poner su energía en lad red).
  • La temperatura de saturación. Cuanto mas alta la temperatura del agua, menos energía dan los colectores. Después de todo, se forma a una cierta temperatura en un estado de equilibrio de calor irradiado entrando en y saliendo de los colectores. Con el diseño actual, la temperatura este verano es alrededor de 60 grados, en invierno se reduce a alrededor de 25 grados en un día soleado. Con 3 horas de sol al día en verano es suficiente para nuestro consumo diario.

Visión para el futuro

La energía solar actualmente no puede remplazar el combustible fósil, el gran problema no es ganar la energía, pero el almacenamiento de energía. Si tomamos el calor del sol de la primavera y el verano en búfer, entonces podemos callentar nuestra casa durante el invierno con esa energía almacenada. Tal vez sería posible tener un gran contenedor bien aislado de aguas subterráneas, que en el verano con los colectores solares se calienta, y en invierno se utiliza ese calor para la calefacción. Pero mientras los precios del combustible siguen siendo relativamente baja no se va a invertir en ellos…. Pero espero que con este informe y mi sitio web puedo inspirar a otros también para empezar a trabajar con la energía solar de bricolaje y enviarme sus resultados!

conclusión

Un calentador solar de agua es una gran inversión que puede recoger suficiente calor durante una gran parte del año para satisfacer las necesidades de agua caliente para el baño / ducha. Comparado con los precios de gaz hoy en día uo resulte ser muy interesante. Sin embargo, si para callentar el agua se utiliza un calentador eléctrico entonces sí puede ser más interesante. Un calentador solar de agua profesional puede recoger más que el doble de calor pero cuesta más que cinco veces más. Un informe completo sobre la construcción de esa caldera de construcción casera, los materiales utilizados, el costo de estos materiales, y otras tiendas donde he comprado coas, y las tablas de las observaciones diarias de mes a mes, y las fotos se puede ver en www.zelfbouwzonneboiler.tk

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