הדרכים הפופולריות ביותר להשתמש באנרגיה סולארית לחימום מים היא יצירת קולטי שמש שטוחים או ריקים. עם זאת, עדיין קיימות שיטות עם מקדם יעילות גבוה למדי המסייעות להשתמש באנרגיה של השמש לחימום מים. מאמר זה יעסוק באחת משיטות אלה, כלומר יצירת ריכוז סולארי לאספקת מים חמים.
כדי ליצור מערכת לחימום מים באמצעות מחזיר שמש, המחבר היה זקוק לחומרים הבאים:
1) צלחת לוויין פרבולית
2) סרט מראה
3) צינור נחושת
4) מלח
5) צבע עמיד בחום שחור
6) סיבי גביש מוליט
שקול את היסודות של המערכת ושלבי יצירת רכזת סולארית.
היתרון העיקרי של מערכת כזו הוא בפריון הגבוה שלה: מחזירי אור באיכות גבוהה ממקדים את הצפיפות הגבוהה של אור השמש בנקודה מסוימת, מה שמאפשר להפוך מים לאדים תוך שניות ספורות.
כדי להדגים את העוצמה הויזואלית של מערכות כאלה, אני ממליץ לך לקרוא את חומר הווידיאו הבא:
כפי שמוצג בסרטון, רכז סולארי קטן יכול לשרוף עץ, להמיס עופרת, כלומר הטמפרטורה שמתרחשת בנקודת ריכוז אור השמש גבוהה למדי.
עם זאת, למערכת זו מספר חסרונות שעליך לדעת לפני שתחליט לבנות מערכת כזו.
על מנת שהמחזר צריך להיות מופנה כל העת לעבר השמש, יש צורך להתקין מערכות מעקב מיוחדות אשר יתאימו את המשקף יחסית לשמש לאורך היום. גששים אלה יקרים למדי, וצורכים לא מעט אנרגיה.
היעילות של הריכוז תלויה מאוד בניקיון המשטח המשקף, ולכן מראות דורשות שמירה על ניקיון.
אם החסרונות הללו לא מפחידים אותך, אז לבנות ריכוז תצטרך צלחת לוויין פרבולית, וזה לא חשוב במיוחד אם זה פוקוס ישיר או קיזוז המודל. העיקר הוא הפרבולה הנכונה שתרכז את כל הקרניים הנתפסות בנקודה מסוימת. באופן עקרוני, אתה עצמך יכול אפילו ליצור מראית עין של אנטנה מגיליונות קרטון, אך היעילות של מערכת כזו תלויה מאוד באיכות הפרבולה.
לאחר ניקוי משטח האנטנה המשיך המחבר להדביק אותו בסרט מראה. עדיף להשתמש בסרט מתכתי עם שכבת דבק כדי ליצור משטח מראה. הדבקת המשטח בסרט כזה היא די פשוטה על פי העיקרון של טפטים דביקים עצמיים, אך ניתן גם להשתמש בחתיכות מראות ליצירת משטח רפלקטיבי באנטנה.
מכיוון שלכלי הלוויין עצמו יש צורה מעוקלת, זה לא לגמרי סביר לנסות להדביק חתיכת סרט אחת. לכן לפני שהדביק, הסופר חתך את הסרט לרצועות דקות. בזכות גישה זו ניתן היה להדביק את כל פני האנטנה בצורה שווה למדי ובאיכות.
לאחר שהאנטנה תרכוש משטח מראה, יש צורך לקבוע את נקודת המיקוד, זה יהיה מקום הריכוז של אור השמש המשתקף משטח האנטנה. בדרך כלל נקודת המיקוד באנטנה הסולארית נמצאת בדיוק באזור הממיר, אך אם בניתם את הפרבולה בעצמכם, אז הכי קל לקבוע את נקודת המיקוד בשיטה הניסיונית. יש צורך לקחת חתיכת דיקט עבה יותר ולהרחיק אותה בהדרגה מהרכזת עד שנקודת השמש עליה יורדת, ברגע שהיא תהיה מינימלית זו תהיה נקודת המיקוד של קרני השמש. הדבר העיקרי שיש לזכור הוא שהטמפרטורה מרוכזת במקום זה, ולכן עליכם להיזהר וללבוש ציוד מגן: כפפות עור, מסכת ריתוך או משקפי שמש.
בשלב הבא עליכם ליצור מחליף חום שידווח על הטמפרטורה למים. לשם כך השתמש המחבר בצינור נחושת. הוא נגח בתוכו את המלח והחל להתפתל עוד מעט סביב הצינור. יש צורך במלח שבתוך צינור הנחושת, כך שהצינור לא ישתטח בזמן סלילה.
המחבר מציין שכדי להשתמש באנרגיה המרבית מהשמש, מחליף החום לא מזיק לצבוע שחור. מכיוון שמחליף החום יחווה טמפרטורות גבוהות, יש צורך להשתמש בצבע עמיד בחום לציור.
כמו כן, כדי להגדיל את היעילות, יש צורך לבודד את גוף הקירור כך שהוא לא יתקרר מהרוח.
להלן תרשים של גוף הקירור המבודד:
השתמש בחומרים עקשן כדי לבודד את גוף הקירור, מכיוון שטמפרטורה גבוהה תתרכז במקום זה. המחבר של ריכוז זה השתמש למטרה זו בסיב גביש mullite המשמש בתנורי גז וכבשן עמום. יש להזין זכוכית גם כדי לא להתעוות מהטמפרטורה.
גוף הקירור נעשה על פי העיקרון של רדיאטורים מקוררים במים למחשבים. הוא מיוצר בהתאם לגודל הנקודה של נקודת המיקוד של הרכזת.
להלן תרשים של חיבור ריכוז שמש:
המחבר גם נזכר שצריך לבודד את הצינורות והמיכל על מנת להגביר את היעילות.