Solar air heater/id
Pemanas udara surya adalah sistem yang mengumpulkan energi surya dan mentransfer panas ke udara yang lewat, yang disimpan atau digunakan untuk pemanas ruangan. Kolektor sering berwarna hitam untuk menyerap lebih banyak energi matahari dan bahan konduktif, sering logam, bertindak sebagai penukar panas. Ada banyak desain dan sistem yang berbeda yang dapat menyertakan kipas untuk meningkatkan laju aliran udara. Sebagai alternatif, kolektor pasif dapat dibangun sedemikian rupa sehingga ketika udara panas naik, ia menarik udara segar melalui bagian bawah. Kipas sering kali dapat meningkatkan kinerja sistem, tetapi memerlukan komponen tambahan dan menambah kompleksitas. Pemanas udara surya dapat melengkapi sistem pemanas dalam ruangan tradisional dengan menyediakan sumber panas yang gratis dan bersih (setelah biaya awal). Sementara awan memengaruhi keluaran energi sistem, logam akan menyimpan energi pada hari yang panas dan akan mengurangi dampak tutupan awan sesaat. Untuk mencapai hasil terbaik, sistem harus tidak ternaungi dan menghadap ke arah umum matahari (selatan untuk belahan bumi utara, utara untuk belahan bumi selatan). [1]
Di Inggris, 40% dari seluruh konsumsi energi didedikasikan untuk pemanas ruangan. [2] Persentase ini adalah komponen penggunaan energi terbesar dan dapat dikurangi dengan hanya menggunakan pemanas udara tenaga surya sebagai sarana untuk memungkinkan matahari secara pasif memanaskan area dalam ruangan tanpa menghabiskan sumber daya bumi yang terbatas.
Manfaat finansial dan lingkungan dari penerapan pemanas udara tenaga surya dapat diperkirakan melalui penggunaan alat RETScreen yang dibuat oleh pemerintah Kanada dan disediakan gratis di seluruh dunia.
Isi
Bahan
Ada dua metode umum yang digunakan untuk membuat pemanas udara tenaga surya. Yang pertama adalah desain kaleng minuman dan yang lainnya mengarahkan udara melalui saluran dalam pola "ular". Kedua metode menggunakan bahan dan alat yang serupa dengan hanya beberapa pengecualian.
Kedua desain tersebut membutuhkan bahan-bahan berikut: [3] [4]
- Kayu lapis
- Kayu - 2"x4"
- Kaca atau plexiglass
- Bahan penyegel
- Isolasi
- Cat hitam
- Trim aluminium "L"
- Sekrup
- Mengebor
Untuk membuat desain "ular", sepotong lembaran logam sebagai alas akan membantu meningkatkan massa termal dan meningkatkan perpindahan panas ke udara yang lewat. Mungkin juga diperlukan kertas ampelas.
Alternatifnya, membangun desain kaleng minuman bersoda memerlukan sejumlah besar kaleng minuman bersoda dan mortar atau lem untuk menyambung kaleng-kaleng tersebut.
Tiga bentuk dasar pemanas udara tenaga surya
Desain Kaleng Pop [5]
- Tentukan dimensi unit dan bangun kotak untuk jumlah baris kaleng dan untuk menyertakan insulasi di sepanjang dinding.
- Bangun kotak untuk bertindak sebagai struktur dasar pemanas udara. Dapat dibangun menggunakan balok 2" x 4" dan kayu lapis dapat bertindak sebagai bagian bawah
- Bor lubang di bagian atas unit dan di bagian bawah, buat lubang sebanyak deretan kaleng (dalam ukuran 2" x 4") untuk bertindak sebagai aliran masuk dan keluar udara. Lubang harus berukuran sama dengan bukaan kaleng.
- Kotak harus disegel di sepanjang semua sisinya untuk mencegah udara bocor keluar dari sistem
- Isolasi dapat ditambahkan untuk mengurangi jumlah panas yang keluar dari unit. Isolasi ditempatkan di sepanjang dinding bagian dalam dan aplikasi kedua sealant dapat diterapkan di sepanjang tepinya.
- Cuci kaleng aluminium lalu bor lubang di bagian bawah kaleng aluminium atau bagian atas dan bawahnya bisa dipotong
- Cat kotak dan kaleng hitam dengan lapisan matte.
- Hubungkan kaleng-kaleng dalam satu baris menggunakan lem (Bagian atas yang terhubung ke bagian bawah biasanya paling cocok)
- Pasangkan deretan kaleng pada posisi masing-masing di dalam kotak dan tambahkan sealant di sekitar lubang pemasukan udara
- Letakkan lembaran kaca atau kaca plexiglass di bagian atas unit untuk melengkapi kotak dan menutup sistem. Kencangkan material menggunakan trim aluminium "L".
Desain Ular [6]
- Tentukan dimensi unit dan bangun kotak untuk menyertakan insulasi di sepanjang dinding.
- Bangun kotak untuk bertindak sebagai struktur dasar pemanas udara. Kotak dapat dibuat menggunakan balok berukuran 2" x 4" dan tripleks dapat bertindak sebagai bagian bawahnya. Atau, menggunakan lembaran logam sebagai bagian bawahnya akan sangat membantu sifat perpindahan panas unit.
- Bor lubang di bagian atas dan bawah unit (Dalam 2" x 4" atau kayu lapis) untuk bertindak sebagai aliran masuk dan keluar untuk udara
- Kotak harus disegel di sepanjang semua sisinya untuk mencegah udara bocor keluar dari sistem
- Isolasi dapat ditambahkan untuk mengurangi jumlah panas yang keluar dari unit. Isolasi ditempatkan di sepanjang dinding bagian dalam dan aplikasi kedua sealant dapat diterapkan di sepanjang tepinya.
- Tambahkan penyekat dengan menempatkan potongan tambahan berukuran 2" x 4" tegak lurus terhadap aliran udara yang tidak mencakup seluruh lebar unit tetapi bergantian antara menyentuh dinding "kiri" dan "kanan"
- Cat kotak dan sekatnya menjadi hitam menggunakan cat matte
- Posisikan kaca atau kaca plexiglass untuk menutup unit dan sesuaikan tinggi sekat agar pas dengan kaca. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan kertas ampelas atau menambahkan sealant jika perlu.
- Letakkan lembaran kaca atau kaca plexiglass di bagian atas unit untuk melengkapi kotak dan menutup sistem. Kencangkan material menggunakan trim aluminium "L".
Desain Cerat Bawah [7]
- Mirip dengan desain kaleng pop.
- Tentukan dimensi unit dan bangun kotak untuk jumlah baris talang air dan untuk menyertakan insulasi di sepanjang dinding (Menambahkan insulasi pada kotak kayu hanya menambah sedikit panas dan meningkatkan biaya.)
- Bor lubang di bagian atas dan bawah unit (Dalam 2" x 4" atau kayu lapis) untuk bertindak sebagai aliran masuk dan keluar untuk udara
- Kotak harus disegel di sepanjang semua sisinya untuk mencegah udara bocor keluar dari sistem
- Isolasi dapat ditambahkan untuk mengurangi jumlah panas yang keluar dari unit. Isolasi ditempatkan di sepanjang dinding bagian dalam dan aplikasi kedua sealant dapat diterapkan di sepanjang tepinya.
- Tambahkan penyekat dengan menempatkan potongan tambahan berukuran 2" x 4" tegak lurus terhadap aliran udara yang tidak mencakup seluruh lebar unit tetapi bergantian antara menyentuh dinding "kiri" dan "kanan"
- Cat kotak dan sekatnya menjadi hitam menggunakan cat matte
- Posisikan kaca atau kaca plexiglass untuk menutup unit dan sesuaikan tinggi sekat agar pas dengan kaca. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan kertas ampelas atau menambahkan sealant jika perlu.
- Letakkan lembaran kaca atau kaca plexiglass di bagian atas unit untuk melengkapi kotak dan menutup sistem. Kencangkan material menggunakan trim aluminium "L".
Lokasi dan Sudut Optimal
- Meteonorm - Menyediakan referensi visual untuk memahami berapa banyak energi yang diterima lokasi geografis Anda dari matahari
- Pencari Jalur Tenaga Surya - Membantu menentukan sudut mana kolektor harus diposisikan, berdasarkan lokasi Anda
- Weatherbase - Memiliki database besar data suhu dan cuaca yang dapat membantu dalam mempelajari lebih lanjut tentang kebutuhan pemanasan dan pendinginan Anda
- Laporan Efisiensi - Investigasi terhadap efisiensi pemanas udara tenaga surya di daerah beriklim dingin
Estimasi biaya
Biaya untuk membangun pemanas udara tenaga surya sangat bervariasi, tergantung pada apakah bahannya dibeli "baru" atau sudah didaur ulang. Selain itu, keputusan antara kaca dan kaca plexiglass memiliki dampak yang sangat besar pada total biaya sistem. Terakhir, ada faktor lain seperti penggunaan kipas, panel surya , baterai cadangan, kabel, dan lembaran logam yang dapat dimasukkan dalam desain dan tentu saja akan meningkatkan anggaran.
| Barang | Biaya |
|---|---|
| Kayu lapis | Rp 20.000 |
| Balok Kayu | Rp. 15.000 |
| Kaca atau Plexiglass | Rp 40.000 |
| Bahan penyegel | $5 |
| Isolasi | $5 |
| Cat Hitam | $5 |
| Trim Aluminium "L" | $3 |
| Sekrup | $2 |
Secara keseluruhan, sistem dasar dapat dibangun dengan biaya sekitar $95, yang dapat dengan mudah dikurangi dengan menggunakan sumber daya saat mengumpulkan komponen. Misalnya, lihat pemanas surya yang dibuat menggunakan bahan daur ulang: Pemanas surya DIY di Love and Trash .
Masalah Desain
Konveksi alami pada hari yang cerah akan memungkinkan pemanas untuk menarik udara dingin dari ruangan Anda, memanaskannya, dan mengeluarkannya kembali ke dalam ruangan sebagai udara hangat. Pada malam hari dan hari berawan yang gelap, yang terjadi adalah sebaliknya. Pemanas akan menarik udara dari ruangan Anda ke dalam "pemanas", lalu mendinginkannya dan udara akan jatuh kembali ke dalam ruangan Anda. Pemanas surya perlu menyertakan kemampuan untuk menutup aliran udara sepenuhnya. Agar pemanas ini benar-benar dapat digunakan oleh orang-orang yang tidak berada di rumah 100% sepanjang waktu, pemanas harus memiliki kemampuan untuk membuka ventilasi tertutup saat suhu mencapai suhu yang lebih tinggi daripada ruangan, tanpa interaksi manusia. Hal yang sama harus dilakukan dengan pemanas yang dilengkapi kipas. Kipas harus menyala dan mati secara otomatis. Sampai masalah ini diselesaikan dengan cara yang ekonomis, pemanas surya tidak akan banyak digunakan.
Pernyataan di atas tidak benar karena jika benar bahwa arus udara balik dihasilkan saat ruangan lebih panas daripada udara di dalam pemanas, maka panas yang diambil dari udara ruangan selama aliran udara balik akan tetap berada di dalam pemanas hanya untuk waktu yang singkat karena pada akhirnya akan dipancarkan ke lingkungan yang sama di luar pemanas udara. Lingkungan seperti itu di sekitar pemanas, tentu saja, berada di dalam ruangan tempat pemanas berada.
Untuk mengatasi kemungkinan aliran udara balik, pertama-tama pertimbangkan bahwa udara panas perlu naik melalui udara yang lebih dingin dari pemanas, namun jika udara didinginkan dalam perjalanan ke atas menjadi lebih dingin daripada udara dalam ruangan, udara tidak akan mengalir ke atas.
Untuk mempertimbangkan aliran udara ke bawah, ya memang benar bahwa udara dingin mengendap saat digantikan oleh udara yang lebih hangat. Pemanas tidak akan memiliki udara yang lebih dingin karena kita berasumsi pemanas sepenuhnya berada di dalam ruangan sehingga tidak akan ada "kehilangan" panas oleh pemanas dalam kaitannya dengan ruangan karena jika pemanas melepaskan panas, maka pemanas akan melepaskannya ke ruangan. Jika pemanas berbagi permukaan plastiknya dengan jendela luar, maka mungkin ada arus pada malam hari karena panas di dalam pemanas dipertukarkan ke luar melalui jendela yang bertindak sebagai penukar panas.
Desain alternatif
Untuk meningkatkan daya tahan unit Anda, lapisan pelindung dapat ditambahkan ke kaca untuk meningkatkan masa pakainya karena faktor alam.
Anda juga dapat mencoba meningkatkan turbulensi aliran udara dengan menambahkan deflektor pada kaleng minuman. Ini akan membantu meningkatkan perpindahan panas dari logam ke udara.
Anda juga dapat berkonsultasi atau memberikan kontribusi pada forum online berikut tentang pemanas udara tenaga surya:
- Forum Asosiasi Teknologi Alternatif
- Forum Tenaga Surya.net
- Instruksi
- Transisi Victoria: Sebuah Inisiatif Regional
Video
Berikut adalah beberapa video petunjuk untuk membantu Anda membuat pemanas udara tenaga surya dan bahkan mungkin mendapatkan inspirasi untuk menyempurnakan desainnya.
Referensi
- ^ http://www.daviddarling.info/encyclopedia/S/AE_solar_air_heater.html
- ^ http://webarchive.nationalarchives.gov.uk/+/http://www.berr.gov.uk/files/file11250.pdf
- ^ http://www.coloradowindpower.com/page.php?26
- ^ http://web.archive.org/web/20140407005834/http://transitionvictoria.ning.com:80/group/greenenergy/forum/topics/solar-air-heater-materials-and
- ^ http://greenterrafirma.com/solar-air-heating.html
- ^ http://web.archive.org/web/20200216100355/http://www.solarsponge.com:80/article.htm
- ^ http://web.archive.org/web/20200216100355/http://www.solarsponge.com:80/article.htm