реклама:

Проектуємо гібридний сонячний колектор (PVT панель)

Тема в разделе "Солнечная энергетика", создана пользователем Bodya, 12 ноя 2015.

  1. Bodya

    Bodya Житель форума

    Симпатии:
    111
    Из:
    Івано-Франківськ
    Всім привіт!
    Хочу створити ще одну тему. Вона буде близька по ідеї до попередньої моєї теми про зборку сонячних панелей, але тут я хочу спочатку накопичувати ідеї для проектування своєї PVT панелі (гібридного колектора, як його ще називають) і в результаті поділитись досвідом її зборки та результатів роботи. В інтернеті дуже мало інформації про те як збирати такі колектори. Практичного досвіду майже немає, принаймні я не знайшов. Тому я буду першопрохідцем в цій справі, в тому числі і на цьому форумі.
    Причини, по яких я зібрався зібрати таку панель:
    1. Коли перші рази пробував тестувати свою першу панель в себе на балконі, то звернув увагу на те, що панель дуже суттєво гріється на прямих променях сонця, причому за дуже короткий час. Тест панелі я проводив на балконі з відкритими вікнами. Вітру на балконі не було, звичайно, і мабуть тому, менше як за годину, руку на лицевій стороні панелі довго тримати було важко. Хочу зауважити що прямого контакту елементів до скла дуже мало. Переважно в мене вони торкаються скла тільки токопровідними доріжками. Причому віконне скло має не найкращий коефіцієнт передачі тепла. Це означає що температура фотоелементів у літній сонячний день може досягати дуже критичних показників для їх ККД. Принаймні у моїх саморобних панелях, де елементи знаходяться між двома листами скла.
    Також маємо поки малий, але вже результат випробування такої панелі. Цитую Семеныч :
    http://www.house4u.com.ua/forum/threads/sistema-semenycha.176/page-4#post-10080
    Отже продуктивність роботи такої панелі по нагріву води все-таки є. Звичайно така панель саме по продуктивності нагріву води не зможе конкурувати з колекторами, які напряму нагрівають воду через селективне покриття. Але все-ж таки збільшить ККД фотоелементів і тим самим буде давати певну кількість корисного тепла.
    2. Такі PVT панелі дозволяють суттєво зекономити площу для тих хто хоче і гріти воду і виробляти електрику. В моєму випадку це важливо.
    3. Незважаючи що заводські PVT панелі дуже дорогі (600-800євро за 300Вт) собівартість виготовлення своїми руками буде в кілька разів меншою.

    Про свої ідеї щодо реалізації розповім трохи пізніше.
    Поки що, для ознайомлення, приведу кілька посилань на джерела, які мені вдалось відкопати на цю тему:
    http://www.smartclima.com/solar-pvt-panel
    http://zvt.abok.ru/articles/106/Gibridnii_solnechnii_kollektor

    Тепер про саму ідею зборки.
    Насправді зібрати такий колектор не так вже й складно. Для цього достатньо буде об'єднати приклад зборки звичайного сонячного колектора і приклад зборки звичайної сонячної панелі з фотоелементів.
    Вся проблема полягає в тому, як саме правильно забезпечити теплопередачу між фотоелементами і радіатором (абсорбером назвати не можна, бо у цьому випадку ним виступають самі фотоелементи).
    Для цього нам треба вирішити такі задачі:
    1. Забезпечити максимальну площу ефективної теплопередачі.
    2. Забезпечити надійну електроізоляцію фотоелементів і металевого радіатора (скоріш за все мідного)
    3. Забезпечити максимальну герметичність для фотоелементів. Бо від цього залежить їх термін служби.

    kollektor.JPG На цьому малюнку видно як виробник використовує для теплопередачі мідний лист припаяний до радіатора з мідних трубок. Зі своєї практики виготовлення абсорбера знаю що при припаюванні трубок газовим паяльником з мягким припоєм до мідного листа або стрічки його доволі сильно крутить (лист або стрічку). Тому рівної поверхні нам не досягти і доброї теплопередачі не буде. Я вважаю що той лист там і не потрібен. В звичайних колекторах він служить абсорбером з селективним покриттям який передає тепло трубкам. В нашому випадку абсорбером будуть самі фотоелементи і вони також можуть передавати тепло напряму трубкам з водою. Крім того економимо на вартості мідного листа, припою (прибл. 1кг олова) і час на роботу.
    Для того щоб трубки радіатора мали найбільший контакт з фотоелементами я планую використати плоскі трубки (так звані - плоскоовальні). Приблизно такі: http://www.azocm.ua/products/45-truby-mednye_latunnye-ploskoovalnye-besshovnye.html
    Так як вони переважно виготовляються під замовлення і тільки великими об'ємами то мабуть прийдеться робити самому з круглої трубки 22мм плоску. Мабуть тисками прийдеться тиснути. Сьодні вже спробував плоскогупцями кусочки трубок різного діаметру зробити. Вийшла не дуже рівна поверхня, але для експерименту може бути:
    IMG_20151112_185446.jpg IMG_20151112_185419.jpg
    На фото справа стиснута трубка 10мм приклеєна за допомогою термопасти КПТ-8 до тріснутого фотоелемента. Посередині стиснута з однієї сторони трубка 22мм. Зліва трубка 15мм.
    Для того щоб не потрібно було створювати електроізоляцію між токопровідними доріжками і міддю я планую розмістити трубки поміж доріжками. Найкраще по розмірах підходить стиснута трубка 22мм. Але якщо використовувати у радіаторі вертикальні трубки діаметром 22мм, то якого діаметру мають бути горизонтальні трубки?
    Також незакритими залишаються питання:
    Як забезпечити герметичність для фотоелементів?
    Чи рівномірно буде охолоджуватись фотоелемент?
    Теплопровідність самого елемента досить хороша, це я помітив ще під час пайки.
    Чи не буде засихати термопаста потребуючи заміни? Може краще використати щось інше, наприклад: http://electronoff.ua/good/pasta-teploprovodnaya-h-ag-1kg.php або http://www.e-voron.dp.ua/catalog/022510
     
    Последнее редактирование: 12 ноя 2015
    Семеныч нравится это.
  2. Юрий

    Юрий Житель форума

    Симпатии:
    17
    Из:
    Донбасс
    Гибридный коллектор придуман же не профанами в этой отрасли? они б трубки медные могли так же к панелям присобачить ,а не делают этого по простой причине , тепло съём зависит от площади с которой снимается тепло , в данном случае им является медный лист , так как медь хороший тепло проводник она отдаёт тепло воде в трубе коллектора ,а если выходить из вашей гипотезы то кремний лучше меди по теплопроводности ,а это не так!!! Коэффициент теплопроводности меди 401 ,а кремния 150 , я так понимаю пластина кремниевая с теплопроводностью 150 нагретая солнцем отдаст по площади менее листа меди 401 меньше тепла , это равносильно как в поезде тебе кондуктор стакан чая горячего предлагает и даёт подстаканник он вроде и пальцы не обжигает но и чай позволяет пить .
     
    Garik нравится это.
  3. Семеныч

    Семеныч Житель форума

    Симпатии:
    150
    Из:
    Жмеринка
    Я думаю это не очень простой вопрос. Теплосьем надо обеспечить по всей площади, иначе будет локальный перегрев-охлаждение. Полопают не только фотоэлементы, но даже стекло. На фото выше в разрезе такая панель как у меня. Я ее вскрывал, извините не сделал фото. В ней полосами меди сделана сплошная площадь, которая приклеена к фотоэлементам, между лицевым стеклом и фотоэлементами есть воздушный зазор. Когда я паял трубки, полосы меди нагревались, выделялся какой-то едючий дым. Я сразу прекратил и на пластины и трубы кидал мокрую тряпку. Я точно не уверен, но мне кажется между медью и фотоэлементами есть только то ли герметик, то ли клей какой-то.
     
    Garik нравится это.
  4. Garik

    Garik Житель форума

    Симпатии:
    427
    Из:
    Vitebsk
    Привет всем! @Bodya Не хотелось бы тебе крылья подрезать. НО, есть одно НО.
    Не советую я тебе заниматься вот такой х... с расплющиванием трубы.
    Это локальное охлаждение панели с малой точкой контакта.
    Кремний имеет не очень хорошую теплопроводность.
    То есть ты в одном месте будешь тепло активно забирать, а в другом
    пластина будет перегреваться. Исходя из этогого, твоя панель
    долго не проживёт, будут образовываться микротрещены.
    И чем дальше, тем больше. За пару лет ты можешь её убить.
    Нужен вариант как на твоём верхнем снимке. Там отбор тепла идёт
    со всей площади панели. Вот так сделано у @Семеныч а.
    Просто повтори эту конструкцию. Не надо изобретать велосипед.
    Всё уже продумано. Просто найди максимум информации на эту тему.
    Удачи!
     
    Последнее редактирование: 13 ноя 2015
    haripan нравится это.
  5. Garik

    Garik Житель форума

    Симпатии:
    427
    Из:
    Vitebsk
    @Семеныч Там между листом теплоотвода и кремниевыми пластинками сеть
    слой теплопроводного клея, может помнишь мы когда то таким клеем
    в 80-х годах транзисторы к радиатору клеели. Возможно что сейчас новые
    технологии, они по круче. Нужно ещё и соблюсти герметичность от протечек.
    Удачи!
     
    Семеныч нравится это.
  6. Bodya

    Bodya Житель форума

    Симпатии:
    111
    Из:
    Івано-Франківськ
    Так, ви праві, 100%. Локальне охолодження може зіпсувати елементи досить швидко. І відбір тепла на мідний лист або стрічку буде ефективнішим.
    Тепер нова проблема - яким чином припаяти мідний лист до трубок щоб його не покрутило і щоб залишилась максимально рівна поверхня?
    Використовувати товстіший ніж 0,2мм мідний лист?
    Приклеїти теплопровідним клеєм трубки до листа?
     
    Последнее редактирование: 15 ноя 2015
  7. server

    server Житель форума

    Симпатии:
    248
    Из:
    Дніпро , Україна
    В домашних условиях мало вероятно , если пролудить трубки смазать лист флюсом и под горячий пресс , тогда может и останится ровным.
    Я паял так и повело
    IMG_20150619_161222.jpg IMG_20150625_140924.jpg IMG_20150625_140933.jpg
     
    haripan и Garik нравится это.
  8. Bodya

    Bodya Житель форума

    Симпатии:
    111
    Из:
    Івано-Франківськ
    http://house4u.com.ua/forum/threads/pokupka-selektivnogo-materiala.121/#post-7014
    Написав продавцю чи мають його абсорбери плоску поверхню. Чекаю відповідь.
     
  9. Любомир

    Любомир Житель форума

    Симпатии:
    36
    Из:
    Івано-франківськ
    Ну що там по гібридних панелях?
     
  10. Алекссс

    Алекссс Житель форума

    Симпатии:
    130
    Из:
    Днепропетровск
    это только нужно делать пресс из 10 ки , зажимать лист где-то на половину , между двумя плитами пресса расстояние для медной трубки и паять , греть греть уххх как греть ))) , по крайней мере мягким припоем можно спаять ! Искусство требует жертв !
     
  11. kivik71

    kivik71 Житель форума

    Симпатии:
    74
    Из:
    Екатеринбург
    Пока только воздухом, но есть свои плюсы, попутно ночью работает как тепловой насос.
    http://www.house4u.com.ua/forum/threads/gibridnaja-geliosistema.190/
    https://www.forumhouse.ru/threads/230922/page-17#post-13877181
    С тепловой трубкой тоже пробовал, но пока результаты не устраивают, ищу лучшие варианты по материалу для съема тепла с задней стенки панели.
     
  12. Алекссс

    Алекссс Житель форума

    Симпатии:
    130
    Из:
    Днепропетровск
  13. Bodya

    Bodya Житель форума

    Симпатии:
    111
    Из:
    Івано-Франківськ
    Хочу підняти цю тему таким питанням:

    Яка речовина або матеріал найкраще проводить тепло, але зовсім не проводить струм (діелектрик) ?
     
  14. agere

    agere Житель форума

    Симпатии:
    108
    Из:
    Lutsk, Ukraine
    Алмаз (одна из форм углерода) характеризуется аномально высокой теплопроводностью; при комнатной температуре (25°С) чистый алмаз имеет теплопроводность ~ 2100 Вт/м*К, т.е. в 4 раза более высокую, чем медь.
    Это в идеале.
    http://dssp.petrsu.ru/p/tutorial/ftt/Part6/part6_5.htm
    для практически доступных - оксид алюминия (паста КТП-8)
     
  15. ocrimenco

    ocrimenco Житель форума

    Симпатии:
    205
    Из:
    запорожье
    воздухом обдувать под давлением\так лопатки охлаждают в турбинах - продувают насквозь их.\......масло как в трансформаторах .....наверно зависит выбор от того сколько тепла нужно отвести ....и какое напряжение- диэлектрики разные.. ...
     
  16. Bodya

    Bodya Житель форума

    Симпатии:
    111
    Из:
    Івано-Франківськ
    нажаль вона не довговічна... замінити можливості не буде, самі розумієте))

    на обдув можна потратити більше електроенергії, ніж виробити охолоджуючи панель. Напруга і струм стандартні для панелей (20-40В і 7-8А)

    Ціль - недорого охолодити панелі. В ідеалі - зібрати і закумулювати тепло.

    @vitalybo - графіт і рідке скло якось може допомогти в цьому плані?

    Питання лишається актуальним:
     
  17. ocrimenco

    ocrimenco Житель форума

    Симпатии:
    205
    Из:
    запорожье
    парафиновые накопители тепла была тема.
    Удельный вес парафина 0,85 – 0,9, температура плавления 50 – 55 °С. Электрическая прочность 16 – 30 кВ/мм; ε = 2,1 – 2,2.у материала высокая теплоемкость.
    Это значит, вещество способно поглощать и удерживать большой объем тепла....https://www.forumhouse.ru/threads/82143/.....http://house4u.com.ua/forum/threads/teploakkumuljator-na-parafine.96/
     
  18. Bodya

    Bodya Житель форума

    Симпатии:
    111
    Из:
    Івано-Франківськ
    не підходить, нажаль.... парафін має гарну теплоємність, але погану теплопровідність.
    Напрямок ніби правильний, Думаєм дальше...
     
  19. ocrimenco

    ocrimenco Житель форума

    Симпатии:
    205
    Из:
    запорожье
    на таких напряжениях и вода будет работать
     
  20. server

    server Житель форума

    Симпатии:
    248
    Из:
    Дніпро , Україна
    Пользуюсь таким, радиаторы и термодатчики клею, или его очень много нужно. Вот деcяток за 18.5$ https://ru.aliexpress.com/store/pro...32735613493.html?spm=2114.12010615.0.0.stmU0T
    IMG_20170314_190242.jpg
     
реклама:

Поделиться этой страницей