|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Piece solarne. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii Sukcesy w stosowaniu pieców (pieców) solarnych odnotowano w Europie i Indiach już w XVIII wieku. Kuchenki i piekarniki solarne pochłaniają energię słoneczną, zamieniając ją w ciepło, które gromadzi się w zamkniętej przestrzeni. Pochłonięte ciepło wykorzystywane jest do gotowania, smażenia i pieczenia. Temperatura w piekarniku solarnym może osiągnąć 18 stopni Celsjusza. Piece solarne występują w różnych kształtach i rozmiarach. Oto kilka przykładów: piekarnik, piec koncentracyjny, reflektor, parowiec solarny itp. Przy całej gamie modeli, wszystkie piece wychwytują ciepło i zatrzymują je w izolowanej termicznie komorze. W większości modeli światło słoneczne bezpośrednio wpływa na żywność. Pudełkowe piece solarne Kuchenki solarne skrzynkowe składają się z dobrze izolowanej skrzynki, pomalowanej wewnątrz na czarno, w której umieszczane są czarne garnki z jedzeniem. Pudełko przykryte jest dwuwarstwowym „oknem”, które wpuszcza do wnętrza pudełka promieniowanie słoneczne i zatrzymuje ciepło w jego wnętrzu. Dodatkowo przymocowana jest do niej pokrywa z lusterkiem od wewnątrz, która po złożeniu wzmacnia padające promieniowanie, a po zamknięciu poprawia izolację termiczną piekarnika.
Główne zalety pieców solarnych box:
Są stosunkowo niedrogie (w porównaniu do innych typów pieców słonecznych). Oczywiście mają też wady:
Ze względu na swoje zalety, piece fotowoltaiczne są najpopularniejszym typem pieców solarnych. Występują w różnych rodzajach: produkcja przemysłowa, rzemieślnicza i domowa; kształtem może przypominać płaską walizkę lub szerokie, niskie pudełko. Istnieją również piece stacjonarne wykonane z gliny, z pokrywą poziomą (w regionach tropikalnych i subtropikalnych) lub pochyloną (w klimacie umiarkowanym). Dla pięcioosobowej rodziny zalecane są standardowe modele o powierzchni apertury (powierzchni wejściowej) około 0,25 m2. W sprzedaży dostępne są również większe wersje pieców - 1 m2 i więcej. Zalecenia dotyczące budowy pieców solarnych Ponieważ ciepło pochłonięte przez wewnętrzną powierzchnię pudełka musi zostać przekazane do patelni, najlepszym materiałem na pudełko jest aluminium, które ma wysoką przewodność cieplną. Ponadto aluminium nie podlega korozji. Na przykład stalowe pudełko, nawet z powłoką ocynkowaną, nie jest w stanie wytrzymać długiego czasu gorącego i wilgotnego środowiska wewnątrz piekarnika podczas procesu gotowania. Blacha miedziana jest zbyt droga. Na zewnątrz skrzynki nie wolno mocować części metalowych mogących powodować mostki termiczne. Materiałem termoizolacyjnym może być szkło, wełna syntetyczna lub jakiś materiał naturalny (łuski orzeszków ziemnych, orzechów kokosowych, ryżu, kukurydzy itp.). Niezależnie od użytego materiału, musi on pozostać suchy. Pokrywa pieca może składać się z jednej lub dwóch szklanek ze szczeliną powietrzną. Odległość pomiędzy dwiema warstwami szkła wynosi zwykle 10-20 mm. Badania wykazały, że zastosowanie przezroczystego materiału o strukturze plastra miodu, który dzieli przestrzeń wewnętrzną na małe pionowe komórki, może znacznie zmniejszyć straty ciepła pieca, zwiększając tym samym jego wydajność. Szkło wewnętrzne jest narażone na działanie ciepła, dlatego często stosuje się szkło hartowane; lub obie warstwy mogą składać się ze zwykłego szkła o grubości około 3 mm. Zewnętrzną osłonę pieca solarnego stanowi odbłyśnik wzmacniający padające promieniowanie. Powierzchnią odblaskową może być zwykłe lustro szklane, arkusz tworzywa sztucznego z powłoką odblaskową lub nietłukące się lustro metalowe. W ostateczności możesz użyć folii z paczek papierosów. Zewnętrzne pudełko piekarnika słonecznego może być wykonane z drewna, włókna szklanego lub metalu. Włókno szklane jest lekkie, niedrogie i wodoodporne, ale niezbyt trwałe przy ciągłym użytkowaniu. Drewno jest mocniejsze, ale cięższe i bardziej podatne na zniszczenie pod wpływem wilgoci. Blachy aluminiowe w połączeniu z łącznikami drewnianymi tworzą powierzchnię najwyższej jakości, odporną na naprężenia mechaniczne, zmiany temperatury i wilgoć. Najtrwalsza jest skrzynia drewniana wzmacniana aluminium, jest jednak droższa i dość ciężka, a jej produkcja również wymaga czasu. Wydajność standardowego piekarnika solarnego o powierzchni apertury 0,25 m2 sięga około 4 kg żywności dziennie, tj. wystarczający dla pięcioosobowej rodziny. Szczytowa temperatura wewnątrz pieca słonecznego może osiągnąć ponad 150°C w słoneczny dzień w tropikach; to około 120°C powyżej temperatury otoczenia. Ponieważ woda zawarta w produktach spożywczych nie nagrzewa się powyżej 100°C, temperatura wewnątrz napełnionego piekarnika będzie zawsze odpowiednio niższa. Temperatura w piekarniku solarnym gwałtownie spada po umieszczeniu w nim pojemników z żywnością. Ważne jest również, aby temperatura utrzymywała się znacznie poniżej 100°C przez większość czasu gotowania. Ale temperatura wrzenia wynosi 100°C nie jest potrzebna do gotowania większości warzyw i płatków śniadaniowych. Średni czas gotowania w piekarniku solarnym wynosi 1-3 godziny przy dobrym nasłonecznieniu i umiarkowanym obciążeniu. Używanie cienkościennych patelni aluminiowych znacznie skraca czas gotowania w porównaniu do naczyń ze stali nierdzewnej. Ponadto wpływ mają również następujące czynniki:
Piece lustrzane z odbłyśnikiem Najprostszy piekarnik lustrzany składa się z reflektora parabolicznego i podstawy pod patelnię umieszczonej w centralnym punkcie piekarnika. Jeśli piec jest wystawiony na działanie słońca, światło słoneczne odbija się od wszystkich reflektorów do punktu centralnego (ognisko), podgrzewając patelnię. Odbłyśnikiem może być paraboloida wykonana na przykład z blachy stalowej lub folii odblaskowej. Powierzchnia odbijająca jest zwykle wykonana z polerowanego aluminium, metalu lustrzanego lub tworzywa sztucznego, ale może również składać się z szeregu małych płaskich lusterek przymocowanych do wewnętrznej powierzchni paraboloidy. W zależności od pożądanej ogniskowej reflektor może mieć formę głębokiej miski, w której naczynie z jedzeniem jest całkowicie zanurzone (krótka ogniskowa, naczynia są chronione przed wiatrem) lub płytkiej płyty, jeśli naczynie jest zamontowane pod kątem ogniskowej w pewnej odległości od reflektora.
Wszystkie piece refleksyjne wykorzystują wyłącznie bezpośrednie promieniowanie słoneczne i dlatego muszą stale zwracać się w stronę Słońca. Komplikuje to ich obsługę, gdyż uzależnia użytkownika od pogody i urządzenia sterującego. Zalety pieców lustrzanych:
Tym zaletom towarzyszą pewne wady:
Trudność w obsłudze tych piekarników w połączeniu z faktem, że kucharz zmuszony jest stać na słońcu, jest głównym powodem ich braku popularności. Jednak w Chinach, gdzie gotowanie tradycyjnie wymaga dużej temperatury i mocy, są one szeroko rozpowszechnione. Moc cieplna pieców solarnych Moc cieplną pieca solarnego określa się na podstawie ilości promieniowania słonecznego, roboczej powierzchni absorpcyjnej piekarnika (zwykle od 0,25 m2 do 2 m2) i jego sprawności cieplnej (zwykle 20-50%). Tabela porównuje typową powierzchnię, wydajność i wartości mocy dla pieca pudełkowego i piekarnika reflektorowego. Standardowe wartości dotyczące powierzchni, wydajności i produktywności pieców skrzynkowych i reflektorowych
Z reguły piece refleksyjne mają znacznie większą powierzchnię roboczą niż piece pudełkowe. W związku z tym mają znacznie większą moc i mogą zagotować więcej wody, ugotować więcej jedzenia lub przetworzyć porównywalne ilości w krótszym czasie. Z drugiej strony ich sprawność cieplna jest niższa, ponieważ naczynia kuchenne są chłodzone przez wystawienie na działanie atmosfery. W krajach tropikalnych i subtropikalnych można liczyć na dobrą pogodę i normalne, codzienne światło niemal przez cały rok. Około południa, kiedy całkowite nasłonecznienie osiąga 1000 W/m2, całkiem realne jest obliczenie mocy cieplnej na poziomie 50-350 W, w zależności od rodzaju i wielkości pieca. Ilość promieniowania rano i w ciągu dnia jest naturalnie niższa i nie może być w pełni skompensowana przez system śledzenia słońca. Dla porównania, spalenie 1 kg suchego drewna wytwarza około 5000 W, pomnożone przez sprawność cieplną pieca (15% w przypadku prymitywnego kominka i 25-30% w przypadku ulepszonego pieca używanego w krajach rozwijających się). Moc cieplna faktycznie docierająca do naczynia wynosi zatem 750–1500 W. Ilość promieniowania słonecznego maleje gwałtownie w czasie pochmurnej pogody i pory deszczowej. W warunkach braku bezpośredniego promieniowania piec solarny nie nadaje się do niczego innego przechowywanie przygotowanej żywności w cieple. Wadą pieców solarnych (niezależnie od ich typu) jest to, że w pochmurne i deszczowe dni (w większości krajów rozwijających się 2-4 miesiące w roku) żywność należy gotować przy użyciu konwencjonalnych środków: palnika na drewno, gaz lub naftę. Promieniowanie słoneczne i piece Głównym warunkiem udanego użytkowania pieca solarnego jest odpowiednie oświetlenie z niewielką liczbą pochmurnych dni w ciągu roku. Czas trwania i intensywność promieniowania słonecznego powinny umożliwiać długotrwałe użytkowanie piekarnika solarnego. Podczas gdy w Europie Środkowej gotowanie na słońcu jest możliwe w słoneczny letni dzień, w przypadku piekarnika solarnego pożądana jest minimalna ilość energii słonecznej wynosząca 1500 kWh/m2 rocznie (co odpowiada średniemu dziennemu nasłonecznieniu wynoszącemu 4 kWh/m2). Jednak średnie roczne mogą czasami wprowadzać w błąd. Niezbędnym warunkiem przydatności pieca solarnego jest stabilna pogoda w lecie, czyli regularne, przewidywalne okresy dni bezchmurnych. Zasoby energii słonecznej różnią się znacznie w zależności od kraju, nawet w strefie tropikalnej krajów trzeciego świata. Na przykład promieniowanie słoneczne w większości części Indii uważa się za bardzo dobre pod względem wykorzystania energii słonecznej. Średnia ilość energii słonecznej wynosi od 5 do 7 kWh/m2 dziennie, w zależności od regionu. W dużej części kraju poziom światła jest najniższy w porze monsunowej i prawie tak samo niski w grudniu i styczniu. Klimat i potencjał energii słonecznej Kenii sprzyjają stosowaniu piekarników słonecznych. Kenia położona jest blisko równika i dlatego panuje tam klimat tropikalny. W stolicy Nairobi ilość energii słonecznej waha się od 3,5 kWh/m2 dziennie w lipcu do 6,5 kWh/m2 dziennie w lutym, a w pozostałych obszarach pozostaje na niemal niezmienionym poziomie (6,0 – 6,5 kWh/m2 dziennie w prowincji Lodwar). . Promieniowanie słoneczne w Nairobi pozwala na gotowanie na słońcu przez dziewięć miesięcy w roku (z wyjątkiem czerwca i sierpnia). Z kolei w pochmurne lub mgliste dni trzeba zdać się na tradycyjne paliwa. Natomiast w województwie Lodwar z pieców solarnych można korzystać przez cały rok. Piece słoneczne dla krajów rozwijających się Celem stosowania pieców fotowoltaicznych jest niewątpliwie oszczędzanie energii w obliczu podwójnego kryzysu energetycznego: kryzysu biednych, który polega na pogłębiającym się niedoborze drewna opałowego oraz kryzysu krajowej energetyki – rosnącej presji na jej równowagę płatności.
W porównaniu z innymi krajami kraje rozwijające się zużywają bardzo mało energii. Przykładowo wskaźnik zużycia energii na mieszkańca w Indiach w 1982 r. – 7325 GJ – był jednym z najniższych na świecie. Jednak zużycie energii w kraju rośnie prawie dwukrotnie szybciej niż produkt krajowy brutto. To samo dzieje się w innych krajach rozwijających się. Większość mieszkańców krajów rozwijających się pozyskuje większość zużywanej przez siebie energii ze źródeł niekomercyjnych: z tradycyjnych, lokalnych zasobów energii, poprzez pracę fizyczną. Po prostu nie stać ich na zakup takiej ilości energii produkowanej komercyjnie, jakiej potrzebują. Logiczną konsekwencją tego jest względny niedobór paliwa dla najuboższych, których poziom życia ulega dalszemu pogorszeniu. Piece solarne to krok w kierunku poprawy warunków życia. Spośród całej „biednej większości” krajów trzeciego świata z piekarników na energię słoneczną powinna korzystać przede wszystkim ludność wiejska. Ile energii potrzebujesz do gotowania jedzenia Dzienne zapotrzebowanie na paliwo zależy od rodzaju i ilości przygotowywanej żywności. Mieszkaniec kraju rozwijającego się spala średnio 1 tonę drewna rocznie. Typowa rodzina indyjska potrzebuje 3-7 kg drewna opałowego dziennie; w chłodniejszych rejonach dzienna ilość drewna opałowego dla jednej rodziny wynosi prawie 20 kg zimą i 14 kg latem. W południowym Mali przeciętna rodzina (składająca się z 15 osób) spala dziennie około 15 kg drewna opałowego. Badanie przeprowadzone w obozie dla uchodźców afgańskich w Pakistanie wykazało, że dzienne zapotrzebowanie na drewno opałowe na rodzinę sięgało 19 kg. Ponad połowę drewna opałowego w typowym gospodarstwie domowym wykorzystuje się do pieczenia chleba, resztę do gotowania innych potraw. Zimą oczywiście potrzeba więcej drewna opałowego. Chociaż ilość energii potrzebnej do gotowania jest różna, piekarniki słoneczne zapewniają znaczne oszczędności energii. Podstawowym celem pieców solarnych jest zmniejszenie zapotrzebowania na drewno, które w dalszym ciągu jest najważniejszym paliwem do gotowania. Problem w tym, że drewno jest niedrogie w porównaniu z naftą, gazem w butlach i energią elektryczną. Rosnąca niekontrolowana wycinka drzew na własny użytek i na sprzedaż jest główną przyczyną utraty lasów, ekspansji pustyń, erozji gleby, spadku poziomu wód gruntowych i ma długoterminowy niekorzystny wpływ na równowagę ekologiczną. Skąpe pozostałości lasów w Pakistanie i szalejące wylesianie w Kenii są dowodem, że obawy nie są przesadzone. Jeśli wylesianie w Sudanie nie ulegnie spowolnieniu, do 2005 roku nic nie pozostanie. Ogólnie rzecz biorąc, jest mało prawdopodobne, aby piece słoneczne miały znaczący udział w krajowym koszyku energetycznym. Mogą jednak w bardzo znaczący sposób poprawić warunki życia biednych i pomóc im przezwyciężyć osobisty kryzys energetyczny.
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Niezawodna ceramika bez wypalania ▪ Układ chłodzenia Deepcool Gammaxx 400 EX ▪ Bezprzewodowy system mikrofonowy Sennheiser Evolution Wireless D1
▪ sekcja serwisu Instalacje kolorowe i muzyczne. Wybór artykułów ▪ artykuł Prawo rzymskie. Notatki do wykładów ▪ artykuł Ile lat miała najmłodsza mama na świecie? Szczegółowa odpowiedź ▪ Selektor artykułów. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Urządzenie do miejscowej magnetoterapii. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony