Solarkollektor aus Plastikflaschen: Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Zusammenbau eines Solargeräts

Das Konzept der alternativen Energie wird für viele Eigentümer von Privathäusern und Sommerhäusern mit teuren Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen oder Wärmepumpen in Verbindung gebracht. Niemand ahnt, dass man in nur wenigen Stunden und für ein paar Cent einen Solarkollektor aus Plastikflaschen bauen kann, um sich in der warmen Jahreszeit mit heißem Wasser zu versorgen.

Wir erklären Ihnen, wie Sie aus Abfallstoffen ein effektives Sanitärwasseraufbereitungssystem herstellen. In unserem Artikel finden Sie eine detaillierte Beschreibung der Konstruktionen und Methoden von Fertigungssystemen, deren Funktion in der Praxis getestet wurde. Unter Berücksichtigung unserer Empfehlungen stellen Sie problemlos ein nützliches Haushaltsgerät zusammen.

Besonderheiten beim Einsatz von Solarkollektoren

Der Hauptunterschied zwischen einem Solarkollektor und verschiedenen Arten der Wärmeerzeugung Sonnensysteme besteht aus zyklischer Arbeit. Mit anderen Worten: Ohne die Sonne gibt es keine Wärmeenergie.

Offensichtlich sinkt die Leistung eines autonomen Warmwassersystems mit Solarkollektor im Dunkeln auf Null. Die Wärmeproduktion eines Solarkollektors wird durch die Länge der Tageslichtstunden bestimmt, die vom Breitengrad und der Jahreszeit abhängt.

Ein selbstgebauter Solarkollektor löst nicht nur das Problem der Warmwasserversorgung eines Hauses, das nicht an zentrale Netze angeschlossen ist, sondern auch Heizprobleme

Auch die klimatischen Gegebenheiten der Region haben einen erheblichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Solarkollektors. Wenn das Gebiet durch häufigen Nebel gekennzeichnet ist oder die Sonne oft hinter Wolken verborgen ist, wird die Leistung des Solarkollektors deutlich reduziert.

Allerdings auch in diesem Fall Solarkollektor zum Heizen und/oder die Warmwasserbereitung bleibt aufgrund ihrer Fähigkeit, auch Streustrahlen einzufangen, wirksam.

Konstruktionsmerkmale und Funktionsprinzip

Das Hauptelement der Standardversion des Solarkollektors ist ein Adsorber in Form einer Kupferplatte mit Rohr. Die Platte erwärmt sich unter dem Einfluss von Sonnenlicht schnell und überträgt Wärme auf das Rohr und die darin befindliche Flüssigkeit. Dank freier oder erzwungener Zirkulation wird die entstehende Wärme im gesamten System weitertransportiert.

Unter dem Einfluss von Sonnenlicht erwärmt sich die Kupferplatte, von der Wärme an das im Rohr befindliche Kühlmittel übertragen wird

Um die Effizienz des Adsorbers zu steigern, sollte dieser mit den notwendigen physikalischen Eigenschaften ausgestattet sein. Zunächst gilt es, die Absorptionsfähigkeit des Adsorbers zu erhöhen und die Reflexion des Sonnenlichts zu minimieren. Die einfachste Lösung wäre, den Adsorber mit schwarzer Farbe zu versehen.

Um die Effizienz des Adsorbers zu erhöhen, muss dieser mit transparentem Glas abgedeckt werden. Normales Glas reflektiert einen Teil der Sonnenstrahlen.

Am besten verwenden Sie Spezialglas mit niedrigem Eisengehalt oder eine Antireflexbeschichtung. Um eine Verschmutzung des Glases zu vermeiden, sollte der Körper des Solarkollektors luftdicht ausgeführt werden.

Trotz der vielen Möglichkeiten, den Betrieb zu verbessern und die Produktivität eines Solarkollektors zu steigern, ist dieser Indikator aufgrund von Konstruktionsfehlern alles andere als ideal. Unter Berücksichtigung des Funktionsprinzips eines Solarkollektors und Methoden zur Steigerung seines Wirkungsgrades werden wir versuchen, aus Schrottmaterialien ein primitives und kostengünstiges Modell zu erstellen.

Zusammenbau der Einheit aus Abfallmaterialien

Die Variante aus Plastikflaschen ist nicht nur günstig und einfach zu montieren, sondern unterscheidet sich von herkömmlichen Solaranlagen auch dadurch, dass flache Solarkollektoren in den Morgen- und Abendstunden nicht gut funktionieren.

Die konvexe Form der Flaschen gewährleistet eine nahezu vertikale Durchdringung der Strahlen auch bei Sonnenuntergang und Morgendämmerung und sorgt so für die Effizienz des Geräts sowohl morgens als auch abends.

Dank der konvexen Form von Plastikflaschen ist das Gerät auch in horizontaler Position in der Lage, die Strahlen der auf- und untergehenden Sonne einzufangen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, aus Plastikflaschen ein perfekt funktionierendes Warmwassersystem zu bauen:

• Der Sonnenkollektor fungiert als Speichertank, in dem Wasser erhitzt und dann abgelassen wird;
• Der Solarkollektor ist an einen Speichertank angeschlossen, um die Warmwasserbereitung und natürliche Zirkulation zu gewährleisten;
• Sammelflaschen aus Kunststoff dienen als Wasserreservoir;
• Plastikflaschen dienen als versiegelte Behälter, um die Wärme zu speichern.

Außerdem können sich Solarkollektoren in ihren Konstruktionsmerkmalen unterscheiden. Dies liegt zunächst einmal sowohl an der Art der Befestigung der Flaschen als auch an der Art ihrer Platzierung.

Option mit beheiztem Wasserspeicher

Um einen Solarkollektor herzustellen, benötigen Sie Polypropylenrohr mit einem Durchmesser von 50 mm, an den Plastikflaschen angeschlossen werden, deren Anzahl durch den Rohrdurchmesser bestimmt wird. Für die Vorlage wurden 15 Plastikflaschen genommen, sodass das Arbeitsvolumen des Sonnenkollektors 30 Liter betrug.

Die Verbindungsstellen zwischen den Flaschen und dem Propylenrohr sind mit Silikondichtmittel beschichtet, um ein Austreten von Wasser zu verhindern

Um die Flaschen zu einem einzigen System zu verbinden, müssen Löcher in ein Propylenrohr gebohrt werden, das für die Warmwasserversorgung vorgesehen ist. Die ideale Lösung war die Verwendung eines 26-mm-Holzbohrers.

Bei diesen Abmessungen ist eine maximale Verbindungsdichte gewährleistet und die Flasche wird mit Kraft entlang ihres Gewindes in das Loch eingeschraubt. Um eine maximale Abdichtung der Verbindung zu gewährleisten, können die Fugen mit Silikondichtstoff beschichtet werden, besser ist jedoch die Verwendung von Schmelzkleber.

Um den Effekt kommunizierender Gefäße zu erzielen, müssen im oberen Teil jeder Flasche Löcher mit einem Durchmesser von etwa 2 mm angebracht werden.

Nach dem Anschließen der Flaschen wird an einer Seite des Rohres ein Fitting eingeschnitten, das später zur Wasserversorgung an die Wasserversorgung angeschlossen wird. Auf der anderen Seite sollten Sie einen Wasserhahn installieren, durch den das erwärmte Wasser in den Speichertank abfließen kann.

Allerdings ist ein solches Gerät für den Hausgebrauch unter dem Gewicht des eingefüllten Wassers ungeeignet Solarenergie kann seine Integrität verlieren. Daher wäre es ratsam, eine Box zu installieren. Für die Herstellung benötigen Sie ein Brett mit einer Breite von 150 mm.

Um die Effizienz des Solarkollektors zu erhöhen, können Sie auf den Boden des Kastens Schaumstoff oder Polystyrolschaum mit einer Dicke von 50 mm legen und ihn mit Folie abdecken.

Nach der Installation des Solarkollektors am Ort seiner weiteren Verwendung müssen Plastikflaschen schwarz lackiert werden, um das Sonnenlicht effektiver zu absorbieren.

Bei schwarzer Lackierung erhöht sich die Aufnahmefähigkeit des Kunststoffs und die Effizienz der Wassererwärmung steigt.

Es ist besser, matte Farbe zu verwenden und diese durch Sprühen aus einer Aerosoldose aufzutragen. Es bleibt nur noch, den Kasten mit Glas abzudecken, wodurch seine Dichtheit erhöht wird, und ihn an das Kaltwasserversorgungssystem und das System zur Ableitung von warmem, zur Verwendung in den Speichertank vorbereitetem Wasser anzuschließen.

Aus praktischer Erfahrung ist bekannt, dass Kunststoff keine hohen Temperaturen verträgt, die zu seiner Verformung führen. An hellen, sonnigen Tagen kann die Temperatur des erhitzten Wassers 65 Grad überschreiten, was zu einer Verformung des Kunststoffs führt.

In diesem Zusammenhang ist es besser, auf eine zusätzliche Abdichtung der Box mit Glas ganz zu verzichten oder diese ausschließlich bei bewölktem Wetter zu verwenden.

Methode mit Zirkulation von erhitztem Wasser

Das Solarkollektorsystem ähnelt der ersten Option, weist jedoch einige konstruktive Unterschiede auf.

Um einen Kollektor zu erstellen, benötigen Sie folgende Werkzeuge und Materialien:

• PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 20 mm mit Ecken und T-Stücken;
• Rollenrohrschneider;
• Fasenschneider;
• Grundierung (Reinigungsmittel);
• Plastikflaschen;
• Tetrapacks für Milch oder Saft;
• Schreibwarenmesser;
• Karton;
• Hitzebeständige mattschwarze Farbe;
• Lagertank.

Für die Installation benötigen wir ein PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 20 mm. Der horizontale Teil des Rohrs sollte in Abschnitte geschnitten werden, in denen Winkel und T-Stücke durch Kaltschweißen befestigt werden.Die Unterseite des Solarkollektors sieht genauso aus. Das Endergebnis ist ein geschlossenes System, aber das Wichtigste zuerst.

Merkmale des Klebens von PVC-Rohren

Um einen qualitativ hochwertigen Schnitt zu erhalten, ist es besser zu verwenden Rohrschneidermit Rollen ausgestattet. Nach dem Schneiden muss die Rohrinnenseite mit speziellen Fasenfräsern angefast werden.

Nachdem Sie die Tiefe der T-Stücke und Winkel gemessen haben, müssen Sie eine Markierung am Ende des anzuschließenden Rohrs anbringen und die Enden der Rohre und Formstücke mit einer Grundierung (Reinigungsmittel) behandeln.

Dank der sanften Bewegung des Schneidteils können Sie mit dem Rollenrohrschneider beim Schneiden Querschnittsverformungen und Gratbildung an der Kante vermeiden

Der nächste Schritt besteht darin, den Kleber auf die Außenseite des Rohrs und die Innenseite des Fittings aufzutragen und zu verteilen. Der Kleber muss mit einem Pinsel aufgetragen werden und seine Größe sollte kleiner als der Durchmesser der Rohre sein. Es bleibt nur noch, das Rohr in das vorbereitete T-Stück oder die vorbereitete Ecke einzuführen und eine Vierteldrehung zu drehen, um den Kleber gleichmäßig zu verteilen.

Es ist zu berücksichtigen, dass das Kleben einer Ecke oder eines T-Stücks in nicht mehr als 30 Sekunden abgeschlossen sein sollte. Nach der Befestigung ist es notwendig, eventuelle Klebereste zu entfernen.

Das Verfahren zur Herstellung eines Solarkollektors

Nachdem Sie das obere Rohr vorbereitet und die vertikalen Rohre daran befestigt haben, können Sie mit der Vorbereitung der Plastikflaschen beginnen. Das vorgestellte Solarkollektormodell verfügt über 4 vertikale Rohre mit einer Länge von 105 cm; diese Rohrlänge bietet Platz für 5 Plastikflaschen. Das heißt, um den Sammler zusammenzubauen, benötigen Sie 20 identische Plastikflaschen.

Der Boden muss von jeder Flasche entfernt werden. Fertigen Sie dazu eine einfache Schablone aus einem 30 cm langen, zu einer Röhre gerollten Stück Pappe an.Entfernen Sie mithilfe einer Schablone und eines Universalmessers den Boden der Flaschen. Nachdem Sie die Flaschen vorbereitet haben, können Sie mit der Herstellung eines Absorbers beginnen, der Sonnenenergie absorbiert.

Mit einer einfachen Pappschablone können Sie schnell Flaschen der gleichen Größe ausschneiden und erhalten

Als Absorber verwenden wir gebrauchte Saft- oder Milch-Tetrapacks. Sie müssen geschnitten, gründlich gewaschen und getrocknet werden. Um ihre Absorptionsfähigkeit zu verbessern, tragen Sie mattschwarze Farbe auf. Am einfachsten geht das mit Sprühfarbe aus der Dose.

Durch die sequenzielle Aneinanderreihung der Kunststoffflaschen lassen sich gefaltete Tetrapacks problemlos darin unterbringen

Nachdem Sie die Flaschen und Tetrapacks vorbereitet haben, können Sie mit dem Zusammenbau des Solargeräts beginnen. Zuerst müssen Sie eine Plastikflasche mit dem Hals voran auf ein vertikales Rohr aufstecken und einen Tetra Pak hineinstecken. In ähnlicher Weise werden alle Flaschen an vertikalen Rohren aufgereiht, die dann ähnlich wie beim oberen mit den T-Stücken und Ecken des unteren Rohrs verbunden werden müssen.

Um dem hergestellten Solarkollektor Steifigkeit zu verleihen, ist es notwendig, ihn zu unterstützen.

Eine gewöhnliche Holzplatte verleiht der Struktur Stabilität und erleichtert den Transport des Solarkollektors an seinen Einsatzort

Sie können den Kollektor wie im ersten Fall in eine Holzkiste stellen, eine Isolierung ist jedoch nicht mehr erforderlich. Denn jede der Plastikflaschen ist eine Art kleiner isolierter Behälter, der durch Erhitzen von innen Wärme an das durch die Rohre zirkulierende Wasser überträgt.

Merkmale der Platzierung und Verbindung

Für eine größtmögliche Absorption des Sonnenlichts muss der Kollektor in südlicher Richtung ausgerichtet sein. Ein kleiner Neigungswinkel von 10-15 Grad reicht aus, damit der Kollektor bei nahezu jedem Sonnenstand effektiv arbeitet.

Der untere Teil des Rohrs muss mit dem Boden des Lagertanks und der obere Teil ungefähr mit seinem mittleren Teil verbunden werden. Kaltes Wasser aus dem Polymerbehälter fließt durch das untere Rohr in den Kollektor, wo es sich erwärmt und durch das obere Rohr in den Tank steigt.

Somit wird eine natürliche Wasserzirkulation durch das selbstgebaute System gewährleistet. Um eine hohe Intensität der Wasserzirkulation zu gewährleisten, sollte der Tank knapp über dem Solarkollektor in einem Abstand von mindestens 0,3 m von diesem platziert werden.

Wenn der Solarkollektor richtig an den Speicher angeschlossen ist, ist eine natürliche Wasserzirkulation gewährleistet

Es ist zu berücksichtigen, dass beim Eintritt von kaltem Wasser aus dem Wasserversorgungssystem in den Tank dieses aktiv gemischt wird, was die Effizienz des Kollektors verringert. Dies kann vermieden werden, indem der Einlass zum Tank mit einem Turbulenzreduzierer ausgestattet wird, bei dem es sich um ein verschlossenes Rohr mit mehreren Löchern handelt.

Das Wasser fließt reibungslos durch das Reduzierstück, wodurch kaltes Wasser in den unteren Schichten verbleibt und von dort in den Solarkollektor geleitet wird.

Der Einsatz eines Turbulenzreduzierers hilft, eine Vermischung von kaltem und warmem Wasser im Speichertank zu vermeiden

Offensichtlich sorgt der Solarkollektor nur tagsüber bei sonnigem Wetter für die Warmwasserbereitung. Daher ist es wichtig, Warmwasser für den Tages- und Abendgebrauch aufzubewahren. Dazu ist es notwendig, den Speicher zu isolieren.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Video 1. So entstanden die ersten Solaranlagen aus Plastikflaschen:

Video 2. Fast kostenloses Wasserheizgerät in Aktion:

Ein Solarkollektor aus Kunststoff-Getränkebehältern ist eine kostengünstige Lösung zur Warmwasserbereitung. Bei länger anhaltendem Schlechtwetter, insbesondere im Frühjahr und Herbst, empfiehlt es sich jedoch, ein Heizelement im Speicher zu installieren. In diesem Fall wird der Solarkollektor Teil eines Gesamtsystems, wodurch unter günstigen Bedingungen Geld gespart werden kann.

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