solar energy collector

Application form for ENERGY GLOBE FOUNDATION
Title:
ENVIRONMENTAL POTENTIAL OF IMPROVED POLYCARBONATE HOLLOW SHEET
PROJECT


Project summary

Project of NPO ESCOT is about research and development of improved polycarbonate hollow sheet (hereinafter called HEATLE PANEL) in following field.
1. Convert ray (include sunlight) to heat.
2. Produce O2 by photosynthesis.
3. Decompose organic matter in waste water by generation of BIOFILM inner wall of hollow sheet.
4. Promote chemical reaction, such as water electrolysis.
5. Control ray strength, collar, and reflection.
6. Radiation cooling system by running under ground water inner wall.
As far as solar heat collector usage is concerned, NPO ESCOT supplied/spread more than 100 HEATLE PANELs for greenhouses, waste water treatment plant, University, National research institution, and of course for individual.
Technological concept of HEATLE PANEL was chosen a subsidies to realize innovations by MAFF (Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries) in 2014.
Also the technology received a [MAKING THINGS IDEA PRIZE] in home town Kashiwa-city, Japan.
Of course the technology was given/authorized a Patent for its novelty of the invention.
As a detail, HEATLE PANEL(LWH size:1810mm x 910mm x 4.5mm) can collect approx. 780W(185cal/sec) of solar energy.
Sunlight exchange to heat ratio is 48% and it is the simple ever a DIY solar collector panel made by hollow sheet that is availability in many countries.


A) Initial situation and context of the project/initiative

In Japan approx. 60% of energy consumption of families is for “heating” and “ hot-water supply”.
This means, under 45 degree centigrade of heat source/supply can be effective solution for world
energy issue.

approx.60% of energy is HEAT ENERGY

Actually solar heat collector was very popular more than 20-30 years ago.
However in recent electrification and government subsidies, solar heating system is changing to SOLAR CELLS on the roof in Japan.
Some people abandon solar heat collector on the roof, even it still does work well.
By the way, necessity of heat energy is in winter time when height of the sun is low.
In this case, solar heat collector should be able to put on outer wall or garden instead of roof.
However, Japanese makers does not supply solar heat collector that can be put on outer wall, most of them are too heavy to put on.
Context of the project is to look again usage of heat energy, and supply/spread a DIY kit model.
HEATLE PANEL is light weight, thin, strong, flexible, high efficiency, low price, possible/easy to DIY make, and it can be stow almost anywhere.
*Thickness of HEATLE PANEL is 4.5mm( light receiving plate area), weight is less than 2.7kgs, can circulate/stow approx. 6 little of water/liquid inside , so easy to put on the wall by screw and also can be hung down by cord.


Any kind of liquid can be put into HEATLE PANEL

B)Description of project objective and motivation

In Japan, most of people think, electricity should be the main energy source to live.
Many people think solar generation is the best way to prevent global warming.

ESCOT agrees in some aspect of this image, however, it is not accurate.
As a graph shows, “HEAT” is the leading character in energy demand.
In food production, such as agriculture, fish breeding heat supply and control is vital factor.
When we need HEAT ENERGY, we should obtain HEAT ENERGY from heat source (as much as possible), such as, sunlight, underground water, drainage etc.
Heat collection from sunlight used to be very popular in Japan, because solar heat collector is low price, easy installation and high efficiency.
As far as heat energy handling is concerned, people can be not only supplier, but also even manufacture .
So project goal is to re-consider heat energy source and research/spread a DIY type hybrid solar system (SIMULTANEOUS RECOVERY SYSTEM OF HEAT AND ELECTROCITY ENERGY).
Objective is to create/research more possibility of hollow sheet in many aspects.4

C) SCOPE AND IMPLEMENTATION ACTIVITIES

At this stage scope of the project is in Japan.
We applied the HEATLE PANEL to following uses.
1. As a SOLAR HEAT COLLECTOR
2. As a SIMULTANEOUS RECOVERY SYSTEM OF HEAT AND ELECTROCITY ENERGY
3. As a AERATION OF AQUARIUM
4. As a RADIATION COOLING (OR) HEATING SYSTEM USIGN UNDERGROUND WATER IN GREENHOUSE
Major activities that we have been conducted is as following.
1.Developed off grid SOLAR HEATING SYSTEM.
2.Conducted an experiment of solar heat supply system to activate bacterium.
3.Conducting an experiment greenhouse temperature control system.
4.Manufactured “FLEXIBLE HYBRID SOLAR COLLECTOR” which can collect both electricity and heat at the same time.


Many field of application of HEATLE PANEL. Structure of the HEATLE PANEL


D) INNOVATION

Polycarbonate sheet is wildly application as roofing construction and decoration field, like greenhouse, sport stadium, passageway, swimming pool, workshop, bus stop, parking shelter etc.
In a winter day, an experiment was done.
A sensor was put into space of hollow sheet.
The temperature of inside hollow sheet was approx. 20 degrees centigrade higher than environs air temperature by getting sunlight.
However nobody tried to make a solar heat collector from hollow sheet until then.
Flowing air to warm up room temperature was the first challenge.
To obtain hot air was not so difficult, however flowing water/liquid was difficult and took us several years to create countermeasures for problem as below.
1. Hot water resistance, insulation for water pressure, and water shock wave
2. UV deterioration
3. Water drift effect inside of hollow sheet
4. Material selection and design for pipe joint part
5. Adhesive material to put all parts together
6. Freeze-fracture
7. Improvement/create of peripheral equipment to be off grid system etc.
8. Research on applied technology, such as hybrid solar, bio reactor, etc.
All these things and action taken for can be the innovative aspects of this project.
In this project, people can make the SOLAR ENERGY COLLECTOR with DIY tools.
Some can start SOLAR ENERGY FACTRY after he or she makes and uses this HEATLE PANEL.
*FYI: the technology of HEATLE PANEL was authorized as a Patent.
Patent office took this innovation in their Magazine.
And this technology was received a MAKING THINGS IDEA PRIZE in home town Kashiwa-city in Japan.

Flexible Hybrid Solar, LWH:1810 x 910 x 5mm, weight:8kg, HEAT & ELECTRICTY


E) IMPLEMENTATION AND COSTS

The one of off grid type system is consist of 2-3 HEATLE PANELs, solar pump+ 15W solar cell, priming water tank, and a simple heat exchanger.
Its cost is approx. 500-550 US$ (include all parts and manual) in Japan.
In this case, the cost will be refunded within three years in Tokyo area.
Durability of HEATLE PANEL could be more than 10 years, because most of hollow sheet used outside as roofing, last more than 15 years without deterioration symptom.
If HEATLE PANEL work 10 years then user can save approx. US$2500 since then.
It is easy to fix the HEATLE PANEL, even water leaking trouble happens by some physical impact.


Basic system of the HEATLE PANEL


HEATLE PANEL on the wall, heat exchanger in bath, PUMP PRIMING TANK & SOLAR PUMP

F) Description of achieved results

HEATLE PANEL was introduced into greenhouse where is in cold district in Japan.
The farmer grows seeding by using both gas and electricity to warm up inside of the greenhouse in cold days.
After introduction, heating wire buried under the ground was not used in most cases, according to the farm owner.
This technology of project was taken up subsidies to realize innovations by Japanese MAFF (Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries) in 2014.
In this project, HEATLE PANEL uses clear polycarbonate plate was equipped around ceiling of greenhouse.
Result was as flowing.
1. Absorb only infra-red rays (heat ray) so no influence for the crops.
2. HAETLE PANEL work as air-conditioning by running underground water inside.
3. Save CO2 gas by reduce number of ventilation
*Blackout curtain and ventilation are the main way to cool down greenhouse temperature.

Also this technology was adopted by Chiba Prefectural Livestock Research Center.
In the livestock waste water treatment plant where above organization operates, heat was necessary to activate microbe in cold season.
Before HEATLE PANEL was introduced, they use electric heater.


LIVESTOCK WASTE WATER TREATMENT SYSTEM


WATER QUALITY IMPROVING SYSTEM
     

PHOTOSYNTHESIS AIR SUPPLY
     




MAKING THINGS IDEA PRIZE in home town Kashiwa-city in Japan

G) Replication of potential (Model character)

As a matter of fact, the technology is open for whoever try to make.
In the exhibition in Japan, we explained how to make it to all visitors.
Now we are ready to send all parts (include hollow sheet) and English manual to overseas, so that everybody can make it in their country.
The HEATLE PANEL is composed by three main parts such as HOLLOW SHEET, WATER SEALING PLATES and PIPE CONNECTORS.
All of them are made from polycarbonate, so we use only alcohol type silicon adhesive material to put it together.
As a tool, people need drill, box cutter, and silicon injector to make it.
Hollow sheet and water sealing plates is available everywhere, water pipe connection and English manual is ready to send by e.mail.


ENGLISH MANUAL



このエントリーをはてなブックマークに追加

活動

窓を強化・断熱するマド・ボルト試用モニター募集(125円)/セット,工場、事務所、倉庫、一般住宅の防災、省エネに!

NPOエスコットが開発したマド用ボルトのモニター募集のご案内です。

既設の窓ガラスの外側に後から着ける事で突風、強風で窓ガラスが割れるリスクを低減します。
※都内の通常ガラスの設計風圧力は約1,290N/m2で瞬間風速に換算すると48.0m/秒となります。
これまで東京で観測された最大瞬間風速は46.7m/秒との事です。
(出典:旭硝子様のHP)
洪水や地震同様、早急な対策が必要になるのではないでしょうか?

 

もちろん、ペアガラス以上の省エネ効果が期待できます。

施工では工場、倉庫、事務所での業務を止める必要はありません。

通常費用は91 x 91cmの程度の窓で中空ポリカを入れて約2千円程度です。( 窓ボルトは4セット使用で1,000円です。)

今回お試し価格125円/セット(税・送料別)で提供します。

但し、
※1社16セット(窓ガラス4枚分)までとさせて頂きます。
※試験施工後、設置した写真の送付をお願いしています。

詳細情報はこちら

窓用ボルトナットは日本の町工場で精密加工された特許取得済み製品です。

窓用ボルトナットは日本の町工場で精密加工された特許取得済み製品です。通常価格は250円/セット

衝撃分散形状

衝撃力を分散する形状となっています。 また、底面の凹みがシリコーン接着剤を適量保持します。

中空ポリカーボネート板とコラボすることで断熱性と窓の衝撃吸収性が得られます。

防弾ガラスと同じ素材である、中空ポリカーボネート板とコラボすることで断熱性と窓の保護、断熱性等が得られます。ポリカーボネートは難燃素材です。

    衝撃テストの動画です。

窓ボルトに地震用ジェル

衝撃吸収ジェルを窓の中心に入れた事例: 衝撃吸収と断熱空気層の確保が図られます。

窓への取り付け法

施工には水にも強い市販のバスボンドを使います。 乾くと2kgまでの重量を保持できます。

倉庫での使用例。UVカットで貨物を守ります。

倉庫での利用例、紫外線カットなのでカートン、紙袋が変色しません。

遮光フィルム

窓ボルト導入前の倉庫は遮光フィルムでUV対策を行っていました。 その結果、日中でも明かりを必要としました。また、フィルムは数年で劣化してしまうとの事。

会議室での使用例、断熱、防音機能

会議室での利用例:約16デシベルの防音効果もあります。

窓ボルトご購入者様からのご質問と回答です。

今回、熊本のユーザー様から以下2つのご質問を頂きました。
1.ハモニカーボとガラス面との隙間がほとんどないように見えますが。
 取付方に問題があったのでしょうか?
2.ナットの取付に、非常に苦労しました、指がつりそうになりました、
 慣れの問題かもしれませんが、何かいい方法はないでしょうか。
 ボルト先端のネジ山に引っ掛かりさえすれば、後はボックスドライバーで簡単なのですが。

窓と中空ポリカの空間つくりには地震対策用のジェルとナットの締め付けには竹串

窓と中空ポリカの空間つくりには地震対策用のジェルとナットの締め付けには竹串

単板(シングルガラス)引き違いマドの場合、メーカーにもよりますが、ガラス面から8mm以内に収めないと

単板(シングルガラス)引き違いマドの場合、メーカーにもよりますが、ガラス面から8mm以内に収めないと  引っかかる場合があります。  したがって、中空ポリカが4mm+留め具厚(ナット+ワッシャー)約2mmなのでガラス面との隙間は2mm程となります。

ガラス面との間にジェルが挿入されました。これにより断熱スペース確保と衝撃吸収の両方の効果改善が期待されます。

ガラス面との間にジェルが挿入されました。これにより断熱スペース確保と衝撃吸収の両方の効果改善が期待されます。

 

竹串をナットの3mmの穴に押し込みます。

竹串をナットの3mmの穴に押し込みます。

竹串に刺したまま窓ボルトのネジ部に合わせ軽くしめします

竹串に刺したまま窓ボルトのネジ部に合わせ軽くしめします。

ボックスレンチしっかり締めます。

ボックスレンチしっかり締めます。

 

取り付け完了です。竹串以外にマッチ棒なども使えるかもしれません。

取り付け完了です。竹串以外にマッチ棒なども使えるかもしれません。 (近々やってみます。)

窓ガラス保護で衝撃吸収ジェルを試験導入

窓割れ対策にジェルシート使用。

地震対策に使われるジェル材を窓の保護に使ってみました。

窓割れ対策につかうジェルを窓の中央に張りました。

接着力があるので付きな場所に張れます。窓の中心に張ってみました。

ガラス面からの高さが8mm以内なので引き違い窓の開閉には問題ありませんでした。写真左の上下の隅に見えるのが窓ボルトです。

ガラス面からの高さが8mm以内なので引き違い窓の開閉には問題ありませんでした。写真左の上下の隅に見えるのが窓ボルトです。

窓ガラスの外側の中空ポリカとの間にジェルを導入します。

窓ガラスと中空ポリカの間にジェルがはさまれた状態です。ジェルの厚みは3mmです。

中空ポリカにUVカット処理が施されているのでジェルも劣化しにくいものと考えられます。(経過観察です。)

中空ポリカにUVカット処理が施されているのでジェルも劣化しにくいものと考えられます。(経過観察です。)

引き違い網戸(写真左)と窓ボルトのナット部の隙間や大丈夫です。

引き違い網戸(写真左)と窓ボルトのナット部の隙間や大丈夫です。

 

太陽熱温風送風用ファン

温風ファン

太陽熱温風パイプ用送風ファン(リード線3m付)

太陽電池駆動で太陽熱による温風を送ります。

2018年1月19日

ヘッドルームを改良しました。

ハンドフリーで寝たまま読書。

大きめの雑誌もハンドフリーで読むことが出来るようになりました。

角を丸く、ループファスナー使用に変更

角の部分の加工を丸く変更しました。また、ループ状の面ファスナーを使い布がひっかからない様になりました。

トッププレートの位置を可変にしました。

トッププレートの位置を動かせる構造にしました。これによりドーム内で新聞が読みやすくなると同時にマルチカバーの被服面積を増やすことが可能になります。

ワンタッチでロープをリリース

ロープをワンタッチで緩められる構造にしました。  

ロープフック

ロープフックを外すとドーム形状から平板になります。

2018年1月19日

ヘッドルームに視力改善写真を張ってみました。

寝ながら眺めるとリラックス効果と視力

ヘッドルームの外観

ヘッドルームの外観手前がLEDライト、天井部に視力回復写真が貼ってあります。 このモデルは中心から左右にずれたところにトッププレートが2枚貼ってあり、より大きな空間を提供しています。

上からの写真

ヘッドルームを上から見た写真です。

視力回復写真

天井に張ってある写真。滝を目で追う事で視力回復効果があるとの事。

ヘッドルームのキットでの普及準備完了!2,800円/セット

ヘッドルーム制作方法を詳しく記載しています。

キットでの製作マニュアル

ブックピンとLEDクリップライトで読書も可能に。

中での読書が可能となります。避難所など共同就寝が求められる際のプライバシーを確保します。

全体写真

布団幅に自由に調整できます。また、トッププレートでより大きな空間を確保できます。

ヘッドルーム内での手放し読書を可能にするブックピンです。

ヘッドルームの効果はアメニティー、省エネ、防疫・健康と多岐にわたります。

ヘッドルームは特許出願アイテムです。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2017年12月22日
› 続きを読む