Бытует мнение, что использование энергии солнца в Беларуси нерентабельно — маловато безоблачных дней. Тем не менее, как показывает практика, на приусадебных участках, дачах, фермах это достаточно выгодное дело. Причем как для домашнего бюджета, так и для окружающей среды. О том, как самостоятельно “собирать” и использовать солнечную энергию, нам рассказал младший научный сотрудник отдела международных конвенций и соглашений РУП “Бел НИЦ Экология”, эксперт Орхусского центра в Минске Денис РУДОВ.
Что нам нужно?
Змеевик от старого холодильника.
Деревянные рейки.
Черный резиновый коврик.
Стекло.
Фольга.
Скотч.
ПВХ-трубка.
Бак или стальная бочка.
Пенопласт или минеральная вата.
Силикон или герметик.
Штуцер — короткая соединительная трубка.
Белая краска.
Гвозди и шурупы.
Отвертки и молоток.
Исходные материалы легко найти среди ненужных вещей. К примеру, вовсе не обязательно использовать новое стекло. Его можно вынуть из старого деревянного окна, которое за ненадобностью оказалось на свалке.
Наверняка и с резиновым ковриком проблем не возникнет, но должен быть черным — так удастся удержать больше тепла. Старый холодильник тоже сегодня разыскать не так уж и сложно — поспрашивайте у коллег и знакомых. Змеевик находится на задней стенке холодильника. Аккуратно срежьте его вместе со всем креплением и помойте, чтобы избавиться от остатков фреона. Теплообменник подготовлен к работе! Деревянные рейки для будущего каркаса должны быть такого же размера, как и змеевик.
К слову, времени на изготовление коллектора понадобится немного — всего несколько часов. Итак — за работу!
Пока только из трех реек сбиваем каркас-рамку — так, чтобы змеевик свободно в него помещался. Поскольку обе трубки змеевика выходят сверху, лучше одну отогнуть таким образом, чтобы подвод холодной воды осуществлялся снизу, а забор горячей — сверху. Коврик подрезаем под размер рамки. Отметьте на рамке место крепления нижней рейки и места пропилов для выхода трубок теплообменника.
Устанавливаем нижнюю рейку каркаса, расстилаем фольгу между ним и резиновым ковриком.
Используйте имеющееся крепление змеевика для его установки. Где необходимо закрепите еще и винтами. Для придания жесткости и устойчивости конструкции набиваем дополнительные рейки с обратной стороны каркаса.
Ликвидируем все “зоны риска”, через которые в коллектор может попасть прохладный воздух. Места крепления змеевика к каркасу, места соединения змеевика с ПВХ-трубками, выходящими наружу, всевозможные щели между каркасом и фольгой тщательно заклеиваем скотчем.
Максимальная мощность солнечного излучения у поверхности земли составляет 1000 ватт на квадратный метр, при небольшой облачности эта цифра понижается до 600, при значительной — до 300. Официальное же количество солнечных дней в Беларуси — около 40. Но даже при отсутствии видимого солнца его энергия на поверхности Земли присутствует.
Исходя из постоянных наблюдений, в течение года, как минимум с апреля по октябрь, у нас положительные температуры воздуха. Это важно, так как в простом коллекторе, подобном нашему, вода не должна замерзать.
Полученную конструкцию накрываем стеклом и также проклеиваем скотчем. В одну из сторон каркаса (предполагаемый низ) вкрутите несколько шурупов — это предотвратит съезжание стекла.
Самодельный солнечный коллектор готов. Осталось прикрепить бак для аккумулирования горячей воды. Он обязательно должен находиться выше коллектора. Желательно теплоизолировать его пенопластом или минеральной ватой слоем в 5—10 сантиметров. Если есть желание — покрасьте все трубы, которые находятся за пределами коллектора, белой краской. Это позволит снизить потери тепла.
Для того чтобы соединить водонагреватель с баком, понадобится ПВХ-трубка. Ее нужно выбирать такого размера, чтобы, немного разогрев (например, зажигалкой), легко можно было надеть на трубки змеевика.
Верхнюю трубку можно просто просунуть под крышку емкости так, чтобы конец был в воде. С нижней трубкой немного сложнее. В дно емкости необходимо вклеить пластиковый штуцер, предварительно просверлив отверстие нужного диаметра. Вклеить можно силиконом или полиуретановым герметиком. На штуцер надо надеть предварительно разогретый нижний шланг. Штуцер поможет предотвратить протекание системы.
Как работает?
Солнечные лучи беспрепятственно проходят через стекло и отдают системе свою тепловую энергию, которая уже не может покинуть замкнутое пространство. Циркуляция воды будет происходить вследствие естественного процесса — тепловой конвекции. При нагреве вода в коллекторе расширяется, становится менее плотной, поднимается вверх по коллектору и через трубу поступает в верхнюю часть бака-аккумулятора. Прохладная же вода у дна бака вытесняется и перетекает по другой трубе в нижнюю часть коллектора. Теперь ее черед нагреться и подняться в бак. Как видите, здесь и насос не нужен. Кроме того, солнечная энергия аккумулируется и сохраняется в установке длительное время.
Куда поставить?
Важно правильно установить наш водонагреватель.
Идеальным является расположение дома, когда скаты крыши выходят на юг и на север. Тогда, получается, в северном полушарии мы должны располагать коллектор на южном скате, в южном полушарии — на северном. Устанавливать их лучше всего так, чтобы они были естественным продолжением кровли.
Если площадь коллектора невелика, как у нас, то угол наклона водонагревателя к горизонту соответствует широте местности.
Можно поместить коллектор и на земле. Проследите только, чтобы в выбранном месте не было тени.
В любом случае не помешает предусмотреть возможность регулировки угла наклона, так как в зависимости от времени года солнце находится то выше, то ниже.
Бережем не только деньги, но и природу
Речь, понятно, не идет о полном отказе от электричества, поясняет наш эксперт. Однако солнечный коллектор в силах значительно сократить расходы на подогрев воды.
В среднем на 1 киловатт.час энергии, которая вырабатывается угольной электростанцией, выбрасывается килограмм углекислого газа (СО2). Если речь идет о природном газе, эта цифра в два раза меньше — “всего” 450 грамм СО2.
В средней семье 30 процентов выбросов СО2 приходится именно на нагрев воды. Эту цифру можно значительно сократить — на 50—70 процентов, — если хотя бы в летнее время пользоваться солнечным водонагревателем.
Около 80 литров в день воды расходуется на одного человека. На среднестатистическую семью из 4 человек достаточно будет двухсотлитрового бака — это обычная стальная бочка. Размеры коллектора для такого объема воды должны быть два на два метра.
Пока светит солнце, вода будет постоянно циркулировать по этому контуру, все больше нагреваясь. Бак должен размещаться выше коллектора. Тогда по всем физическим законам вода в нем даже в ночное время будет теплой. При достаточной вместимости (около 200 литров) и хорошей теплоизоляции вода не будет остывать несколько суток даже при отсутствии солнца.
Такая простенькая конструкция солнечного коллектора способна нагреть воду в солнечный день до 70 градусов.
