Capteur solaire fabriqué à partir de bouteilles en plastique : un guide étape par étape pour assembler un appareil solaire
Le concept d'énergie alternative pour de nombreux propriétaires de maisons privées et de chalets d'été est associé à des panneaux solaires, des éoliennes ou des pompes à chaleur coûteux. Personne ne se rend compte qu'en quelques heures seulement, pour quelques centimes, on peut construire un capteur solaire à partir de bouteilles en plastique pour s'approvisionner en eau chaude tout au long de la saison chaude.
Nous vous expliquerons comment réaliser un système efficace de traitement de l'eau sanitaire à partir de déchets. Dans notre article, vous trouverez une description détaillée des conceptions et des méthodes de systèmes de fabrication dont le fonctionnement a été testé dans la pratique. En tenant compte de nos recommandations, vous assemblerez sans tracas un appareil électroménager utile.
Le contenu de l'article :
- Spécificités de l'utilisation des capteurs solaires
- Caractéristiques de conception et principe de fonctionnement
- Assemblage de l'unité à partir de matériaux de récupération
- Caractéristiques du collage de tuyaux en PVC
- La procédure de fabrication d'un capteur solaire
- Caractéristiques de placement et de connexion
- Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Spécificités de l'utilisation des capteurs solaires
La principale différence entre un capteur solaire et différents types de production de chaleur systèmes solaires consiste en un travail cyclique. Autrement dit, en l’absence de soleil, il n’y aura pas d’énergie thermique.
Évidemment, dans l’obscurité, les performances d’un système d’eau chaude autonome avec capteur solaire sont réduites à zéro. La production de chaleur par un capteur solaire est déterminée par la durée du jour, qui dépend de la latitude et de la période de l'année.
Les caractéristiques climatiques de la zone ont également un impact significatif sur le niveau de performance du capteur solaire. Si la zone est caractérisée par des brouillards fréquents ou si le soleil est souvent caché derrière des nuages, les performances du capteur solaire sont considérablement réduites.
Mais dans ce cas aussi capteur solaire pour le chauffage et/ou le chauffage de l'eau reste efficace grâce à sa capacité à capter les rayons même diffusés.
Caractéristiques de conception et principe de fonctionnement
L'élément principal de la version standard du capteur solaire est un adsorbeur en forme de plaque de cuivre avec un tube. La plaque chauffe rapidement sous l'influence de la lumière du soleil, transférant la chaleur au tube et au liquide qu'il contient. Grâce à une circulation libre ou forcée, la chaleur résultante est ensuite transportée dans tout le système.
Pour augmenter l'efficacité de l'adsorbeur, celui-ci doit être doté des propriétés physiques nécessaires. Tout d’abord, il faut augmenter la capacité d’absorption de l’adsorbeur et minimiser la réflexion de la lumière solaire. La solution la plus simple serait d'appliquer de la peinture noire sur l'adsorbeur.
Pour augmenter l'efficacité de l'adsorbeur, celui-ci doit être recouvert de verre transparent. Le verre ordinaire reflète une partie des rayons du soleil.
Il est préférable d'utiliser du verre spécial à faible teneur en fer ou d'utiliser un revêtement antireflet. Pour éviter la contamination du verre, le corps du capteur solaire doit être rendu étanche à l'air.
Malgré les nombreuses façons d'améliorer le fonctionnement et d'augmenter la productivité d'un capteur solaire, en raison d'imperfections de conception, cet indicateur est loin d'être idéal. Compte tenu du principe de fonctionnement d'un capteur solaire et des méthodes permettant d'augmenter son efficacité, nous essaierons de créer un modèle primitif et peu coûteux à partir de matériaux de rebut.
Assemblage de l'unité à partir de matériaux de récupération
En plus d'être bon marché et facile à assembler, l'option fabriquée à partir de bouteilles en plastique diffère des appareils solaires standards dans la mesure où les capteurs solaires plats ne fonctionnent pas bien le matin et le soir.
La forme convexe des bouteilles assure une pénétration quasi verticale des rayons même au coucher et à l'aube, assurant ainsi l'efficacité de l'appareil aussi bien le matin que le soir.
Il existe plusieurs manières distinctes de construire un système d’eau chaude fonctionnant parfaitement à partir de bouteilles en plastique :
- Le capteur solaire joue le rôle d'un réservoir de stockage dans lequel l'eau est chauffée puis évacuée ;
- Le capteur solaire est relié à un ballon de stockage pour assurer le chauffage de l'eau et sa circulation naturelle ;
- Les bouteilles collectrices en plastique servent de réservoir d’eau ;
- Les bouteilles en plastique agissent comme des contenants scellés pour retenir la chaleur.
De plus, les capteurs solaires peuvent différer par leurs caractéristiques de conception. Tout d'abord, cela est dû à la fois au mode de fixation des bouteilles et aux modalités de leur localisation.
Option avec stockage d'eau chauffée
Pour fabriquer un capteur solaire, vous aurez besoin tuyau en polypropylène d'un diamètre de 50 mm, auquel seront raccordées des bouteilles en plastique dont le nombre est déterminé par le diamètre du tuyau. Pour le modèle, 15 bouteilles en plastique ont été prises, la capacité de travail du capteur solaire était donc de 30 litres.
Pour connecter les bouteilles en un seul système, des trous doivent être percés dans un tuyau en propylène destiné à l'alimentation en eau chaude. La solution idéale était d'utiliser un foret à bois de 26 mm.
Avec ces dimensions, une densité de joint maximale est assurée et la bouteille est vissée dans le trou avec force le long de son filetage. Pour assurer une étanchéité maximale de la connexion, les joints peuvent être enduits de mastic silicone, mais il est préférable d'utiliser de la colle thermofusible.
Pour obtenir l'effet vase communicant, des trous d'un diamètre d'environ 2 mm doivent être pratiqués dans la partie supérieure de chaque bouteille.
Après avoir connecté les bouteilles, un raccord est découpé sur un côté du tuyau, qui sera ensuite connecté à l'alimentation en eau pour l'approvisionnement en eau. De l'autre côté, vous devez installer un robinet par lequel l'eau chauffée s'écoulera dans le réservoir de stockage.
Cependant, sous le poids de l'eau remplie, un tel appareil à usage domestique énergie solaire peut perdre son intégrité. Il serait donc conseillé d’installer un caisson. Pour le réaliser, vous aurez besoin d'une planche de 150 mm de large.
Pour augmenter l'efficacité du capteur solaire, vous pouvez poser de la mousse plastique ou de la mousse de polystyrène de 50 mm d'épaisseur au fond de la boîte et la recouvrir de papier d'aluminium.
Après avoir installé le capteur solaire sur le lieu de son utilisation ultérieure, les bouteilles en plastique doivent être peintes en noir pour absorber plus efficacement la lumière du soleil.
Il est préférable d'utiliser de la peinture mate et de l'appliquer par pulvérisation à partir d'une bombe aérosol. Il ne reste plus qu'à recouvrir la boîte de verre, augmentant ainsi son étanchéité et à la connecter au système d'alimentation en eau froide et au système d'évacuation de l'eau chaude préparée pour son utilisation dans le réservoir de stockage.
L'expérience pratique montre que le plastique ne tolère pas les températures élevées, ce qui entraîne sa déformation. Par temps ensoleillé, la température de l'eau chauffée peut dépasser 65 degrés, ce qui entraînera une déformation du plastique.
À cet égard, il est préférable de refuser du tout le scellement supplémentaire de la boîte avec du verre ou de l'utiliser exclusivement par temps nuageux.
Méthode avec circulation d'eau chauffée
Le système de capteurs solaires est similaire à la première option, mais présente un certain nombre de différences de conception.
Pour créer un collectionneur, vous aurez besoin des outils et du matériel suivants :
- Tuyau PVC d'un diamètre de 20 mm avec coins et tés ;
- Coupe-tube à rouleau ;
- Fraises à chanfreiner ;
- Apprêt (agent de nettoyage);
- Bouteilles en plastique;
- Tetrapacks pour lait ou jus;
- Couteau de papeterie;
- Papier carton;
- Peinture noire mate résistante à la chaleur ;
- Réservoir de stockage.
Pour l'installation, nous aurons besoin d'un tuyau en PVC d'un diamètre de 20 mm. La partie horizontale du tuyau doit être découpée en sections dans lesquelles les cornières et les tés seront fixés par soudure à froid.Le bas du capteur solaire aura exactement le même aspect. Le résultat final est un système fermé, mais commençons par le commencement.
Caractéristiques du collage de tuyaux en PVC
Pour obtenir une coupe de qualité, il est préférable d'utiliser Coupe-tuyauéquipé de rouleaux. Après la coupe, l'intérieur du tuyau doit être chanfreiné à l'aide de fraises à chanfrein spéciales.
Après avoir mesuré la profondeur des tés et des angles, vous devez marquer l'extrémité du tuyau à raccorder et traiter les extrémités des tuyaux et des raccords avec un apprêt (agent de nettoyage).
L'étape suivante consiste à appliquer et à étaler la colle sur l'extérieur du tuyau et l'intérieur du raccord. La colle doit être appliquée avec un pinceau et sa taille doit être inférieure au diamètre des tuyaux. Il ne reste plus qu'à insérer le tuyau dans le té ou le coin préparé et à le tourner d'un quart de tour pour répartir uniformément la colle.
Il convient de garder à l'esprit que le travail de collage d'un coin ou d'un té ne doit pas être terminé en 30 secondes maximum. Après la fixation, il est nécessaire de retirer les restes de colle.
La procédure de fabrication d'un capteur solaire
Après avoir préparé le tuyau supérieur et y avoir fixé les tuyaux verticaux, vous pouvez commencer à préparer les bouteilles en plastique. Le modèle de capteur solaire présenté comporte 4 tuyaux verticaux de 105 cm de long ; cette longueur de tuyau peut accueillir 5 bouteilles en plastique. Autrement dit, pour assembler le collecteur, vous aurez besoin de 20 bouteilles en plastique identiques.
Le fond doit être retiré de chaque bouteille. Pour ce faire, réalisez un gabarit simple à partir d'un morceau de carton de 30 cm de long roulé en tube.À l'aide d'un gabarit et d'un couteau tout usage, retirez le fond des bouteilles. Après avoir préparé les bouteilles, vous pouvez commencer à fabriquer un absorbeur qui absorbera l'énergie solaire.
Nous utilisons des tétrapacks de jus ou de lait usagés comme absorbeur. Ils doivent être coupés, soigneusement lavés et séchés. Pour améliorer leur capacité d’absorption, appliquez de la peinture noire mate. Le moyen le plus simple de procéder est d’utiliser de la peinture en aérosol en bombe.
Après avoir préparé les bouteilles et les tétrapacks, vous pouvez commencer à assembler le dispositif solaire. Tout d’abord, vous devez enfiler une bouteille en plastique, le goulot en premier, sur un tube vertical et y insérer un Tetra Pak. De la même manière, toutes les bouteilles sont enfilées sur des tubes verticaux, qui doivent ensuite être reliés aux tés et aux coins du tuyau inférieur, semblable à celui du haut.
Pour donner de la rigidité au capteur solaire fabriqué, il est nécessaire de lui réaliser un support.
Vous pouvez, comme dans le premier cas, placer le collecteur dans une caisse en bois, mais il n'est plus nécessaire de l'isoler. Car chacune des bouteilles en plastique est une sorte de petit réservoir isotherme qui, s'échauffant de l'intérieur, transfère de la chaleur à l'eau circulant dans les tubes.
Caractéristiques de placement et de connexion
Pour une absorption maximale de la lumière solaire, le capteur doit être orienté vers le sud. Un petit angle d'inclinaison de 10 à 15 degrés suffit pour que le collecteur fonctionne efficacement dans presque toutes les positions du soleil.
La partie inférieure du tuyau doit être reliée au fond du réservoir de stockage et la partie supérieure - approximativement à sa partie centrale. L'eau froide du récipient en polymère s'écoulera par le tuyau inférieur jusqu'au collecteur, où elle se réchauffera et montera par le tube supérieur dans le réservoir.
Ainsi, il y aura une circulation naturelle de l'eau à travers le système fait maison. Pour assurer une circulation d'eau intense, le réservoir doit être placé juste au-dessus du capteur solaire à une distance d'au moins 0,3 m de celui-ci.
Il convient de garder à l'esprit que lorsque l'eau froide pénètre dans le réservoir depuis le système d'alimentation en eau, elle est activement mélangée, ce qui réduit l'efficacité du collecteur. Ceci peut être évité en équipant l’entrée du réservoir d’un réducteur turbulent, qui est un tube bouché comportant plusieurs trous.
L'eau s'écoule doucement à travers le réducteur, ce qui permet à l'eau froide de rester dans les couches inférieures, d'où elle est acheminée vers le capteur solaire.
Évidemment, le capteur solaire assure le chauffage de l’eau uniquement pendant la journée par temps ensoleillé. Il est donc important de conserver l’eau chaude pour l’utiliser pendant la journée et le soir. Pour ce faire, il est nécessaire d’isoler le réservoir de stockage.
Conclusions et vidéo utile sur le sujet
Vidéo 1. Voici comment sont apparus les premiers systèmes solaires à partir de bouteilles en plastique :
Vidéo 2. Appareil de chauffage de l'eau presque gratuit en action :
Un capteur solaire fabriqué à partir de récipients à boissons en plastique constitue une solution bon marché pour produire de l’eau chaude. Toutefois, en cas d'intempéries prolongées, notamment au printemps et en automne, il est conseillé d'installer un élément chauffant dans le ballon de stockage. Dans ce cas, le capteur solaire fera partie d'un système complet, permettant, dans des conditions favorables, d'économiser de l'argent.
Parlez-nous de votre expérience dans la construction d’un système solaire fait maison à partir de bouteilles en plastique. Il est possible que vous disposiez d’informations et d’options de conception dans votre arsenal qui pourraient être utiles aux visiteurs du site. Veuillez écrire des commentaires dans le formulaire ci-dessous, poser des questions, partager des photos et des informations utiles.
Que puis-je dire, le design est intéressant et, surtout, aussi simple que 5 kopecks. Malheureusement, son efficacité sous nos latitudes est discutable. L'Argentine est une chose, où même en hiver des températures inférieures à +15 °C ne se retrouvent que dans certaines zones montagneuses, la Russie en est une autre, notamment l'Oural, la Sibérie et l'Extrême-Orient avec un été court d'un mois et demi. Mais néanmoins, mon respect aux ingénieurs argentins.
Si je me trompe et que quelqu'un a réussi à bénéficier de cette conception dans notre pays, écrivez, ce sera intéressant à lire.
De la stupidité, pas du design. C'est bon marché, mais la question de l'étanchéité en particulier et de l'efficacité globale en général constitue un énorme point d'interrogation. Un conteneur en métal, ou simplement des tuyaux reliés par des tubes de liaison pour communiquer entre eux, est beaucoup plus efficace et fiable et il n'y a aucun problème de peinture.
Oui, les gars sont géniaux, mais avec le volet économique, tout n'est pas si rose. Après tout, il faut quand même acheter des bouteilles, disposer d'outils et beaucoup de travail pour installer le plastique, ce qui est relativement capricieux.
Mon avis, messieurs, même si personne ne lui demande, eh bien, eh bien, je vais enfreindre l'étiquette - donc - mon avis est qu'il est plus facile d'acheter plusieurs bobines de tuyau bon marché et de relier les bobines ensemble et d'accrocher toute cette structure sur un support amovible rester. Les tuyaux, même posés sur le sol, parviennent à devenir si chauds qu'ils se brûlent les mains. C'est ce que je voulais dire
Veuillez excuser les erreurs - je suis allongé dans mon lit et ma jambe me fait très mal.))