La manera més popular d’utilitzar l’energia solar per escalfar aigua és crear captadors solars plans o buits. Tot i això, encara hi ha mètodes amb un coeficient d’eficiència força elevat que ajuda a utilitzar l’energia del sol per escalfar l’aigua. Aquest article considerarà un d’aquests mètodes, a saber, la creació d’un concentrador solar per al subministrament d’aigua calenta.
Per crear un sistema d’escalfament d’aigua mitjançant un reflector solar, l’autor necessitava els materials següents:
1) parabòlic per satèl·lit
2) pel·lícula mirall
3) tub de coure
4) sal
5) pintura resistent al calor negre
6) fibra de cristall de mullita
Considereu els fonaments bàsics del sistema i les fases de creació d’un concentrador solar.
L’avantatge principal d’un sistema d’aquest tipus és la seva major productivitat: els reflectors d’alta qualitat centren l’alta densitat de llum solar en un punt, cosa que permet convertir l’aigua en vapor en pocs segons.
Per demostrar la potència visual d’aquests sistemes, us recomano que llegiu el material de vídeo següent:
Tal com es mostra al vídeo, un petit concentrador solar pot cremar llenya, fondre plom, és a dir, la temperatura que es produeix en el punt de concentració de la llum solar és força alta.
Tot i això, aquest sistema presenta diversos inconvenients que cal conèixer abans de decidir construir un sistema com aquest.
Perquè el reflector pugui girar constantment cap al sol, és necessari instal·lar sistemes especials de seguiment que ajustin el reflector respecte al sol durant tot el dia. Aquests rastrejadors són força cars i consumeixen una mica d’energia.
L’eficàcia del concentrador depèn molt de la neteja de la superfície reflectant, per la qual cosa els miralls requereixen mantenir-los nets.
Si aquestes mancances no us espanten, per crear un concentrador necessitareu una antena parabòlica per satèl·lit, i no és especialment important si és de focus directe o compensat el model. El principal és la paràbola correcta, que concentrarà tots els rajos atrapats en un moment. En principi, vosaltres mateixos podeu fins i tot fer una aparença d’una antena a partir de fulls de cartró, però l’eficàcia d’un sistema d’aquest tipus depèn molt de la qualitat de la paràbola.
Després de netejar la superfície de l'antena, l'autor va procedir a enganxar-la amb una pel·lícula de miralls. El millor és utilitzar una pel·lícula metàl·lica amb una capa adhesiva per crear una superfície de mirall. Enganxar la superfície amb una pel·lícula és molt senzill segons el principi de paper pintat autoadhesiu, però també podeu utilitzar peces de miralls per crear una superfície reflectant a l'antena.
Com que el satèl·lit té una forma corba, no és del tot raonable intentar enganxar una sola pel·lícula. Per tant, abans d’enganxar, l’autor va tallar la pel·lícula en tires fines. Gràcies a aquest plantejament, va ser possible colar tota la superfície de l'antena de manera uniforme i de qualitat.
Després que l’antena adquireixi una superfície de mirall, cal determinar el punt d’enfocament, serà el lloc de concentració de la llum solar reflectida de la superfície de l’antena. Normalment, el punt d'enfocament de l'antena solar està situat a la zona del convertidor, però si heu creat la paràbola, aleshores és més fàcil determinar el punt de focus mitjançant el mètode experimental. Cal agafar un tros de contraplacat més gruixut i allunyar-lo gradualment del nucli fins que la taca solar que hi hagi disminueixi, tan aviat com sigui mínim, aquest serà el punt focal dels raigs solars. El principal que cal recordar és que la calor es concentra en aquest lloc, de manera que cal anar amb compte i portar equip de protecció: guants de cuir, màscara de soldadura o ulleres de sol.
A continuació, heu de fer un intercanviador de calor que informi de la temperatura a l’aigua. Per a això, l’autor va utilitzar una canonada de coure. Va afegir la sal a dins i va començar a bufar una mica més la canonada. La sal dins del tub de coure és necessària per tal que la canonada no s'aplivi durant el bobinat.
L’autor assenyala que per utilitzar la màxima energia del sol, l’intercanviador de calor no fa mal per pintar de negre. Com que l’intercanviador de calor experimentarà temperatures elevades, cal utilitzar pintura resistent al calor per pintar.
A més, per augmentar l'eficiència, cal aïllar el dissipador de calor perquè no es refredi del vent.
A continuació es mostra un esquema del dissipador de calor aïllat:
Utilitzeu materials refractaris per aïllar l’aigüera tèrmica, ja que es concentrarà una temperatura alta en aquest lloc. L’autor d’aquest concentrador va utilitzar per aquest propòsit una fibra de cristall de mullita, que s’utilitza en forns de gas i forns de motlle. El vidre també s’ha de trempar per no deformar-se de la temperatura.
L’aigüera tèrmica es va fer amb el principi dels radiadors refrigerats per aigua per als ordinadors. Es fabrica segons la mida del punt de focus del nucli.
A continuació, es mostra un esquema de connexió per a un concentrador solar:
L’autor també recorda que els tubs i el dipòsit també s’han d’aïllar per augmentar l’eficiència.