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Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor
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15.03.2016 11:03
Mobman 

Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Moin Leute,

ich habe angefangen einen Luft Solar Kollektor zu bauen. Den werde ich zum Testen verwenden, da die Fläche recht klein ist. Die Scheibe war noch übrig. War gestern im Hornbach und hab' knapp 52 € für OSB Verlegeplatte, imprägnierte Latten, Glaswolle, schwarz matten Acryl Lack, Pinsel, Dreieckplatten und Breitwinkel bezahlt.

Ich habe die OSB Platte auf die Größe der Scheibe gesägt, außen Latten als Rahmen angeschraubt, die Fläche innerhalb des Rahmens mit Glaswolle ausgelegt, ein Stück OSB Platte in derselben Größe gesägt und in den Rahmen auf die Glaswolle gelegt und danach schwarz lackiert. Nun trocknet der Acryl Lack. Spätestens morgen werde ich nochmal lackieren um die Deckung zu verbessern.

Als ersten Schritt werde ich die Glasscheibe drauflegen und gucken wie die Temperaturen sich verhalten. Und da mich interessiert was ich anic dem Kollektor verbessern muss, um möglichst günstig einen besseren Ertrag zu gewinnen, werde ich die Idee mit den schwarz bemalten Bierdosen ausprobieren.

Eine Lüftersteuerung muss ich auch noch bauen, leider weiss ich nicht genau wie. Der 12V 0.43A Lüfter liegt hier noch rum, aber wie kann ich den mit einem kleinen PV-Modul automatisch laufen lassen? Was für eine Lüftersteuerung von z.B. Conrad benötige ich dafür? Und welches PV-Modul?

Weiterhin weiss ich nicht in welchem Winkel zur Sonne die Kollektoren am besten stehen sollten, sind es eher 45° oder 70-80° ? Ich habe bisher immer gesehen das die Kollektoren an die Fassade geschraubt wurden, was in dem Fall ja direkt 90° betragen würden. Ist es nicht besser, den Winkel zu verringern?

Gestern habe ich an unserem Haus mal die Fassaden ausgemessen die für die Kollektoren in betracht kommen würden.
Maße


Das eine am besten geeignete Zimmer sieht so aus
Zimmer Fassade


Und so sieht der Kollektor aus
Testkollektor


Vielen Dank und Grüße
Mobman


P.S.: Wie kann ich hier Bilder in der Vorschau anzeigen? Macht das Lesen jedenfalls leichter.
Habe die Bilder jetzt eingefügt. Bitte zukünftig zu mir schicken dann mache ich das. hermann@mahnecke.de

15.03.2016 11:03
Mobman 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Seit gestern habe ich ein normales digitales Thermometer für Innen- und Außentemperatur. Der Test heute morgen zwischen 10-11 Uhr war ziemlich erfolgreich. Die Temperatur im Kollektor war bei über 70°C. Leider geht der Messbereich des Thermometers nur bis 70°C. Die kommenden Tage werde ich ein Infrarot-Thermometer haben und dann nochmal testen.

In der Zwischenzeit habe ich einige leere Alu-Dosen schwarz-matt gestrichen. Außerdem habe ich mit dem Bau von Kollektor zwei begonnen. Grundplatte, Rahmen und Isolierung sind fertig. Die Maße sind mehr als dreimal so groß als der erste Test-Kollektor, dementsprechend wird er auch viel schwerer, da die Scheibe ordentlich Gewicht hat.

Die ersten so banalen Versuche und Ergebnisse motivieren mich. Ich überlege mir ein Prinzip womit ich günstig einen Solarthermie Kollektor für die Warmwasser Erhitzung bauen kann. Kupfer wäre hier sicherlich das Metall der Wahl, obwohl das Gewicht dadurch erheblich in die Höhe gehen würde. Vor allem aber überlege ich eine gute und günstige Möglichkeit einen isolierten Warmwasser Tank zu bauen, einen inneren und einen äußeren, dazwischen ein Luftspalt und außen Isolierung.

15.03.2016 11:05
Mobman 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Erste Variante



Jetztige Variante
Testkollektor jetzt


Die jetztige Variante macht bei bewölktem Himmel zur Mittagszeit über 40°C im Kollektor. Natürlich habe ich mich noch nicht um Be- und Entlüftung gekümmert, das folgt noch. Die Änderungen von heute sind Erhöhung des Holzrahmen für die Dosen, zusätzliche Isolierung an den Seiten und dort wo die Glasplatte am Holzrahmen aufliegt. Außerdem sind die ersten schwarz-matt bemalten Dosen fertig und gleich mit in den Kollektor gewandert. Ich warte auf mein neues IR Thermometer und besseres Wetter für den ultimativen Test.

Jetzt gibt es weitere Überlegungen. Was wäre wie im oben verlinkten Projekt, der Einsatz von Polycarbonat Doppelstegplatten. Welche Dicke wäre dort angebracht, auch 10mm? Soll ich außerdem meine schwarze Absorberplatte mit Alu-Folie umwickeln, damit die Strahlung reflektiert wird?

15.03.2016 11:08
Mobman 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Heute ist ein sehr bedeckter und regnerischer Tag, den ich dann fürs "Büro" nutzen kann.

Zwischen Außen- und Kollektortemperatur liegen gerade um 9:43 nur 3°C. Das ist nichts. Freitag hatte ich bereits, ohne Alu-Dosen und Seiten- und Rahmen/Glas-Dämmung, über 70°C. Bei bedecktem Himmel bei dem man aber noch zwischendurch Sonne sehen kann habe ich 40-50°C erreicht. Heute ist aber der absolute Tiefpunkt. ;)

Bei folgenden Punkten bitte ich euch um Mithilfe und konstruktive Vorschläge. Gewünschte Verbesserungen in Reihenfolge:

Ein- und Auslassöffnungen für Luftstrom herstellen
automatische Temperatur- und Volumenstromsensoren (Datalogger oder Arduino?)
schützen vor Feuchtigkeit und Regen
Glasscheibe gegen leichtere Doppelstegplatte tauschen
Absorber optimieren
Ausgang Kollektor mit Rohren/Schläuchen verbinden und ins Haus leiten


Bisherige Kosten
Eine ungefähre Auflistung der Kosten. Die Glasscheibe hat mich wirklich nichts gekostet. Die Alu-Dosen und deren Bemalung ist hier nicht mit berücksichtigt.
Die Gesamtkosten Baumarkt sind für zusätzliches Zubehör und haben nichts mit den Materialpreis je Kollektor zu tun. Es soll nur zeigen das man fast immer noch andere Dinge benötigt, die mit dem Materialpreis direkt nichts zu tun haben, die aber dennoch Kosten verursachen. Wie z.B. Messgeräte, Werkzeuge, Zubehör.
Kosten

Neigungswinkel optimieren
Der Kollektor steht zwar im Garten an der Hauswand, dennoch wollte ich wissen wie der optimale Winkel aussieht.
Neigungswinkel

Wärmestrom berechnen (nur Theorie, ich weiss noch nicht wieviel °C die ausströmende Luft hat)
Wärmestrom

Gestern Abend habe ich übrigens an Kollektor 2 weiter gebastelt. Die Rahmenhöhe habe ich verdoppelt, die Isolierung am Rücken ist jetzt 80mm dick (anstatt wie 40mm bei Kollektor 1), die Absorber-OSB-Platte zurecht gesägt, eingepasst und schwarz-matt lackiert.

15.03.2016 11:10
Mobman 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Entschuldigt bitte diesen plötzlichen langen Thread. Ich kam aus folgendem Forum und dort scheint nicht mehr allzu viel Aktivität zu herrschen.
Niedrigenergieforum.de -> Solar Forum

Deswegen versuche ich es hier und freue mich auf eure Hilfe.

Grüße
Mobman

15.03.2016 19:50
Highway 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Hi Mobman,
schon beim schreiben kratzt es einen, wenn man seinen Kollektor so sieht.
Wenn du die Luft welche da erhitzt wird in die Wohnung bläst wirst du viel Spaß haben.
Erst mal sollte die Luft unten rein oben raus. nicht drinn stehen. dann sollte sie durch die Dosen gezwungen werden, nicht daran vorbei.
Dann sehn wir wieder weiter, für die Berechnungen sollte der Kollektor erst mal funktionieren.

So bis dahin viel Spaß beim bauen.

Wann wird es endlich wieder Sonnig?

Highway

15.03.2016 20:41
Mobman 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Danke für deinen netten Hinweis, Highway. Allerdings beantwortet das nicht wirklich meine Frage, oder löst mein Problem. ;)

Den Kollektor habe ich erstmal so gebaut um zu sehen was für Temperaturen hier bei mir in Norddeutschland und dem vergleichbar schlechten, bewölktem, windigen und feuchten Wetter möglich sind. Da der erste Test bei gutem Sonnenschein für mich erfolgreich war - ich konnte es bis dato selber nicht ganz glauben - geht's jetzt weiter. Und dazu brauche ich eure Hilfe.

  • Ist es besser die Verweilzeit der Luft im Kollektor möglichst zu erhöhen, also lange Wege, viele Verwirbelungen etc., damit die Luft sich möglichst gut erwärmen kann. Oder sollte die Luft auf dem direkten Weg durch den Kollektor geschoben werden. Die meisten Projekte nehmen den einfachen und direkten Weg.
  • Und sollte ich unten einfach nur Löcher machen und oben einen saugenden Lüfter der die Wärme aus dem Kollektor zieht, oder zwei Lufter für unten und oben
  • Soll der Luft die Gelegenheit auf Vorwämung direkt vor Eintritt in den Kollektorraum gegeben werden
  • Ein PV-Modul für jeden Kollektor finde ich zu teuer, ich werde es wohl per Universal-Netzteil machen, aber wie mache ich eine vernünftige Temperatur- und Lüftersteuerung? Datalogger? Arduino? Letzteres sprich mich persönlich am meisten an, da Programmierung eine meiner Leidenschaften ist, ich kenne mich lediglich nicht mit dem Sensor- und Controller-Zubehör aus, was man nimmt und miteinander harmoniert
  • Müssen in den Boden der Alu-Dosen überall Löcher und diese direkt miteinander verklebt oder möglichst dicht gepresst werden?
    ...


Ich hab bereits viele verschiedene Dinge gesehen und kann mich z.Z. nicht entscheiden, was jetzt das beste effektivste wäre.

15.03.2016 21:22
Randvogelsberger 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Hallo Mobman

erst mal

Ich empfehle Dir einfach in einer ruhigen Stunde zu lesen.
Setze Dich auch mit dem Zusammenhang Temperatur und Luftvolumenstrom auseinander.
70 Grad Stillstandstemperaturen in einer "Kochkiste" und Leistung / Heizkraft eines Kollektors sind doch ein Unterschied.

Hier werden so einige Details des Kollibaus offenbart:

Forum
› Selbstbau
› Solar - Luftkollektor
› Solar - Luftkollektor


Dosenkolli vs. Netzkolli -> siehe Kap Horn
Blechabsorber vs. Netzkolli -> siehe Randvogelsberger

Neigungswinkel zur Sonne:
eigentlich 90 Grad zur Sonne, also im Dez 75 Grad, im April ca 60 Grad.
Aaaaber: 90 Grad sind optimal, weil so eine automatischer Überhitzungsschutz im Sommer entsteht.

Lange Verweilzeit im Kolli:
Verwirbelung erhöht die Wärmeübertragung vom Absorber an die Luft, erhöht aber auch den inneren Luftwiederstand.
Das macht dann eine höhere Leistung des Lüfters notwendig einhergehend mit mehr Lautstärke. -> Auch deshalb oftmals auch der "einfache" Weg.
Und weil es einfacher ist......


Gruß Andy

15.03.2016 21:42
Sandy 

Administrator

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Zunächst einmal im Forum

Bilder: Du solltest einfach deine Bilder an hermann@mahnecke.de schicken, dann bindet unser Forumscheffe sie ein. Eine direkte Verlinkung hatte ich vorhin versucht, aber nicht hingekriegt.

Dein Kollektor: Kap Horn hatte seinerzeit auch mit Aludosen experimentiert, allerdings hat er dann umgeschwenkt auf Fiberglasnetz. Der entscheidende Punkt sind die Verwirbelungen, die mit einem doppelt gespannten Netz schon zu sehr guten Ergebnissen führen. Dies wurde in Experimenten auch bewiesen.

Luftführung: Ursprünglich hatte ich meinen Eigenbau auch so geplant, allerdings habe ich mich dann von Kap Horn auf den richtigen Weg bringen lassen. Wenn die Luft von oben angesaugt wird, kann sie im erhitzten Zustand bei Stillstand des Ventilators wieder nach oben aus dem Gehäuse entweichen, es kommt zu keinem Hitzestau.

Vorwärmung: Würde ich mit "ja" beantworten.

Steuerung: Eigentlich ist eine einfache Temperatrur-Differenz-Steuerung eine gute Lösung. So ist gewährleistet, dass die Temperatur der einströmenden Luft immer über dem Niveau des Raumes liegt. Selbst würde ich eventuell noch eine Luftfeuchtemessung mit einbinden.

Alu-Dosen: Müsste Kap Horn beantworten können

Zu deiner Isolierung: Dämmwolle ist für mich ein rotes Tuch, wenn der Feinstaub mit der Luft in den Raum gelangt, wäre dies gesundheitsschädlich. Holz isoliert sowieso schon ziemlich gut, da wäre eine extra Isolierung eigentlich nicht nötig.

_______________

Grüße von
Rainer
(Sandy)
_______________

15.03.2016 21:43
Mobman 

Re: Selbstbau Projekt Solar-Luftkollektor

Na, das klingt doch schon mal nach etwas! Danke dir, Andy.
Ist von dir der Blog luftkolli.blogspot.de ? Falls ja, wahnsinn, habe ich gestern mit Begeisterung gelesen! Da werden sich sicher noch einige Fragen von mir auftun, gerade bzgl. Arduino.
Jetzt werd ich erstmal lesen und melde mich dann demnächst wieder.

Grüße
Mobman

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