As maneiras mais populares de usar a energia solar para aquecer a água é criar coletores solares planos ou a vácuo. No entanto, ainda existem métodos com um coeficiente de eficiência bastante alto que ajudam a usar a energia do sol para aquecer a água. Este artigo considerará um desses métodos, a saber, a criação de um concentrador solar para o abastecimento de água quente.
Para criar um sistema de aquecimento de água usando um refletor solar, o autor precisava dos seguintes materiais:
1) antena parabólica
2) filme de espelho
3) tubo de cobre
4) sal
5) tinta resistente ao calor preta
6) fibra de cristal de mulite
Considere o básico do sistema e as etapas da criação de um concentrador solar.
A principal vantagem desse sistema é a sua maior produtividade: refletores de alta qualidade focam a alta densidade da luz solar em um ponto, o que permite transformar água em vapor em segundos.
Para demonstrar o poder visual de tais sistemas, recomendo que você leia o seguinte material de vídeo:
Como mostrado no vídeo, um pequeno concentrador solar pode queimar madeira, derreter chumbo, ou seja, a temperatura que ocorre no ponto de concentração da luz solar é bastante alta.
No entanto, esse sistema possui várias desvantagens que você precisa conhecer antes de decidir criar esse sistema.
Para que o refletor seja constantemente virado para o sol, é necessário instalar sistemas de rastreamento especiais que ajustem o refletor em relação ao sol ao longo do dia. Esses rastreadores são muito caros e consomem bastante energia.
A eficácia do concentrador é altamente dependente da limpeza da superfície refletora; portanto, os espelhos exigem mantê-los limpos.
Se essas deficiências não o assustarem, para construir um concentrador, você precisará de uma antena parabólica, e não é particularmente importante se é o foco direto ou o deslocamento o modelo. O principal é a parábola correta, que concentrará todos os raios capturados em um ponto. Em princípio, você mesmo pode fazer uma aparência de uma antena a partir de folhas de papelão, mas a eficácia de um sistema desse tipo depende muito da qualidade da parábola.
Depois de limpar a superfície da antena, o autor passou a colá-la com um filme de espelho. É melhor usar um filme metálico com uma camada adesiva para criar uma superfície espelhada. A colagem da superfície com esse filme é bastante simples com base no princípio do papel de parede autoadesivo, mas você também pode usar pedaços de espelhos para criar uma superfície refletora na antena.
Como a antena parabólica em si tem uma forma curva, não é totalmente razoável tentar colar um único pedaço de filme. Portanto, antes de colar, o autor corta o filme em tiras finas. Graças a essa abordagem, foi possível colar toda a superfície da antena de maneira bastante uniforme e em qualidade.
Depois que a antena adquire uma superfície espelhada, é necessário determinar o ponto de foco, será o local de concentração da luz solar refletida da superfície da antena. Normalmente, o ponto de foco na antena solar está localizado exatamente na área do conversor, mas se você mesmo construiu a parábola, é mais fácil determinar o ponto de foco usando o método experimental. É necessário pegar um pedaço de madeira mais espessa e afastá-lo gradualmente do cubo até que a mancha solar diminua; assim que for mínima, esse será o ponto de foco dos raios do sol. A principal coisa a lembrar é que o calor está concentrado neste local; portanto, você precisa ter cuidado e usar equipamentos de proteção: luvas de couro, uma máscara de solda ou óculos de sol.
Em seguida, você precisa fazer um trocador de calor que relate a temperatura à água. Para isso, o autor usou um tubo de cobre. Ele enfiou o sal nele e começou a enrolar um pouco mais o cachimbo. O sal no interior do tubo de cobre é necessário para que o tubo não fique achatado durante o enrolamento.
O autor observa que, para usar a energia máxima do sol, o trocador de calor não faz mal para pintar de preto. Como o trocador de calor experimenta altas temperaturas, é necessário usar tinta resistente ao calor para pintar.
Além disso, para aumentar a eficiência, é necessário isolar o dissipador de calor para que não esfrie com o vento.
Abaixo está um diagrama do dissipador de calor isolado:
Use materiais refratários para isolar o dissipador de calor, pois a alta temperatura será concentrada neste local. O autor deste concentrador usou para esse fim uma fibra de cristal de mulita, usada em fornos a gás e mufla. O vidro também deve ser temperado para não se deformar a partir da temperatura.
O dissipador de calor foi feito com base no princípio de radiadores refrigerados a água para computadores. É fabricado de acordo com o tamanho do ponto do ponto de foco do hub.
Abaixo está um diagrama da conexão de um concentrador solar:
O autor lembra ainda que os tubos e o tanque também devem ser isolados para aumentar a eficiência.