Stymulator wzrostu roślin na ogniwach słonecznych. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Stymulator wzrostu roślin na ogniwach słonecznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

Ogniwa słoneczne naprawdę zadziwiają wyobraźnię, gdy tylko pomyśli się o ich niezwykłej różnorodności zastosowań. Znane są miniaturowe ogniwa słoneczne, które zasilają zegar, a także stosunkowo mocna bateria słoneczna do systemu zasilania żarówek o dużej intensywności. Rzeczywiście, zakres ogniw słonecznych jest dość szeroki.

Poniżej znajduje się zastosowanie ogniw słonecznych, w które trudno będzie uwierzyć. Mowa o fotoprzetwornikach, które stymulują wzrost roślin. Brzmi niewiarygodnie?

wzrost rośliny

Najlepiej zacząć od poznania podstaw życia roślin.Większość czytelników doskonale zdaje sobie sprawę ze zjawiska fotosyntezy, która jest główną siłą napędową życia roślin. Zasadniczo fotosynteza to proces, w którym światło słoneczne umożliwia odżywianie roślin.

Chociaż proces fotosyntezy jest znacznie bardziej skomplikowany niż wyjaśnienie, które jest możliwe i odpowiednie w tej książce, proces wygląda następująco: Liść każdej zielonej rośliny składa się z tysięcy pojedynczych komórek. Zawierają substancję zwaną chlorofilem, która, nawiasem mówiąc, nadaje liściom ich zielony kolor. Każda taka komórka to miniaturowa fabryka chemiczna. Kiedy cząsteczka światła, zwana fotonem, dostaje się do komórki, jest absorbowana przez chlorofil. Uwolniona w ten sposób energia fotonów aktywuje chlorofil i inicjuje szereg przemian, które ostatecznie prowadzą do powstania cukru i skrobi, które są wchłaniane przez rośliny i stymulują wzrost.

Zasilany energią słoneczną stymulator wzrostu roślin

Substancje te są przechowywane w komórce, dopóki nie będą potrzebne roślinie. Można bezpiecznie założyć, że ilość składników odżywczych, które liść może dostarczyć roślinie, jest wprost proporcjonalna do ilości światła słonecznego padającego na jego powierzchnię. Zjawisko to jest podobne do konwersji energii przez ogniwo słoneczne.

Kilka słów o korzeniach

Jednak samo światło słoneczne to za mało dla rośliny. Aby wytworzyć składniki odżywcze, liść musi mieć surowiec. Dostawcą takich substancji jest rozwinięty system korzeniowy, przez który są one pobierane z gleby. Raczej nie tylko z gleby, ale także z powietrza. Na szczęście dla ludzi i zwierząt rośliny w ciągu dnia oddychają dwutlenkiem węgla, którym stale wzbogacamy atmosferę wydychając powietrze, w którym stosunek dwutlenku węgla do tlenu jest znacznie zwiększony w porównaniu z powietrzem, którym oddychamy.

Korzenie, które są złożonymi strukturami, są równie ważne dla rozwoju roślin jak światło słoneczne. Zwykle system korzeniowy jest tak rozległy i rozgałęziony jak roślina, którą karmi. Na przykład może się okazać, że zdrowa roślina o wysokości 10 cm ma system korzeniowy, który wnika w ziemię na głębokość 10 cm.Oczywiście nie zawsze tak jest i nie we wszystkich roślinach, ale z reguły tak jest.

Dlatego logiczne byłoby oczekiwanie, że gdyby w jakikolwiek sposób można było zwiększyć wzrost systemu korzeniowego, to górna część rośliny poszłaby w jego ślady i wzrosłaby o tę samą ilość. W rzeczywistości tak to się dzieje. Stwierdzono, że dzięki działaniu, które nie zostało jeszcze w pełni poznane, słaby prąd elektryczny naprawdę sprzyja rozwojowi systemu korzeniowego, a co za tym idzie wzrostowi rośliny. Przyjmuje się, że taka stymulacja prądem elektrycznym faktycznie uzupełnia energię uzyskiwaną w zwykły sposób podczas fotosyntezy.

Fotoelektryczność i fotosynteza

Ogniwo słoneczne, podobnie jak komórki liścia podczas fotosyntezy, pochłania foton światła i przekształca jego energię w energię elektryczną. Jednak ogniwo słoneczne, w przeciwieństwie do liścia rośliny, znacznie lepiej spełnia funkcję konwersji. Tak więc konwencjonalne ogniwo słoneczne przekształca co najmniej 10% padającego na nie światła w energię elektryczną. Z drugiej strony podczas fotosyntezy prawie 0,1% padającego światła zamienia się w energię.

Gdy jedno ogniwo słoneczne jest podłączone do systemu korzeniowego rośliny, następuje stymulacja jej wzrostu. Ale jest tu jedna sztuczka. Polega ona na tym, że stymulacja wzrostu korzeni daje lepsze efekty w przypadku roślin zacienionych.

Czy są jakieś korzyści ze stymulatora systemu korzeniowego? Można to rozstrzygnąć, patrząc na zdjęcie dwóch roślin, które są tego samego gatunku i wieku, rosną w identycznych warunkach. Roślina po lewej stronie miała stymulator systemu korzeniowego.

Do doświadczenia wybrano sadzonki o długości 10 cm, które rosły w pomieszczeniu przy słabym nasłonecznieniu wpadającym przez znajdujące się w znacznej odległości okno. Nie próbowano faworyzować żadnej konkretnej rośliny, z wyjątkiem tego, że płyta czołowa ogniwa fotowoltaicznego była skierowana w kierunku światła słonecznego.

Eksperyment trwał około 1 miesiąca. To zdjęcie zostało zrobione 35 dnia. Warto zauważyć, że roślina ze stymulatorem systemu korzeniowego jest ponad 2 razy większa niż roślina kontrolna.

Zasilany energią słoneczną stymulator wzrostu roślin
Ris.1

Badania wykazały, że w przypadku roślin narażonych na jasne światło słoneczne korzyści ze stymulacji korzeni są niewielkie lub żadne. Dzieje się tak prawdopodobnie dlatego, że takie rośliny mają wystarczającą ilość energii z fotosyntezy. Podobno efekt stymulacji pojawia się dopiero wtedy, gdy jedynym źródłem energii dla rośliny jest konwerter fotoelektryczny (ogniwo słoneczne).

Należy jednak pamiętać, że ogniwo słoneczne przetwarza światło w energię znacznie wydajniej niż liść w procesie fotosyntezy. W szczególności może przekształcić się w użyteczną ilość światła elektrycznego, które byłoby po prostu bezużyteczne dla rośliny, takiego jak światło świetlówek i żarówek, które są używane na co dzień do oświetlania pomieszczeń. Eksperymenty pokazują również, że w nasionach poddanych działaniu słabego prądu elektrycznego kiełkowanie jest przyspieszone, a liczba pędów i ostatecznie plon wzrasta.

Projekt stymulatora wzrostu

Wszystko, czego potrzeba, aby przetestować teorię, to pojedyncze ogniwo słoneczne. Jednak nadal potrzebujesz pary elektrod, które można łatwo wbić w ziemię w pobliżu korzeni (ryc. 2).

Zasilany energią słoneczną stymulator wzrostu roślin
Ris.2

Możesz szybko i łatwo przetestować stymulator systemu korzeniowego, wbijając kilka długich gwoździ w ziemię w pobliżu rośliny i łącząc je przewodami z jakimś ogniwem słonecznym.

Wielkość ogniwa słonecznego w zasadzie nie ma znaczenia, ponieważ prąd potrzebny do stymulacji systemu korzeniowego jest znikomy. Jednak, aby uzyskać najlepsze wyniki, powierzchnia ogniwa słonecznego musi być wystarczająco duża, aby uchwycić więcej światła. Biorąc pod uwagę te uwarunkowania, na stymulator systemu korzeniowego wybrano element o średnicy 6 cm.

Do tarczy elementu połączono dwa pręty ze stali nierdzewnej. Jeden z nich został przylutowany do tylnego styku elementu, drugi do górnej siatki odbierającej prąd (rys. 3). Nie zaleca się jednak używania elementu jako zapięcia do prętów, ponieważ jest on zbyt delikatny i cienki.

Zasilany energią słoneczną stymulator wzrostu roślin
Ris.3

Ogniwo słoneczne najlepiej zamocować na metalowej płytce (głównie aluminiowej lub ze stali nierdzewnej) o dość dużym rozmiarze. Po upewnieniu się, że styk elektryczny płytki z tyłu elementu jest niezawodny, można podłączyć jeden pręt do płytki, a drugi do siatki kolektora prądu.

Możesz zmontować konstrukcję w inny sposób: umieść element, pręty i wszystko inne w plastikowej walizce ochronnej. Do tego celu całkiem dobrze nadają się pudełka z cienkiego przezroczystego plastiku (wykorzystywanego np. do pakowania monet okolicznościowych), które można znaleźć w pasmanterii, sklepie metalowym czy sklepie z artykułami biurowymi. Konieczne jest jedynie wzmocnienie metalowych prętów, aby się nie przewijały ani nie wyginały. Możesz nawet wypełnić cały produkt płynną utwardzającą kompozycją polimerową.

Należy jednak pamiętać, że skurcz występuje podczas utwardzania ciekłych polimerów. Jeśli element i dołączone pręty są bezpiecznie zamocowane, nie wystąpią żadne komplikacje. Źle zamocowany pręt podczas kurczenia się mieszanki polimerowej może zniszczyć element i go unieruchomić.

Element wymaga również ochrony przed środowiskiem zewnętrznym. Krzemowe ogniwa słoneczne są lekko higroskopijne, zdolne do wchłaniania niewielkich ilości wody. Oczywiście z biegiem czasu woda wnika trochę do wnętrza kryształu i niszczy najbardziej dotknięte wiązania atomowe. W rezultacie właściwości elektryczne elementu ulegają pogorszeniu, a ostatecznie ulega on całkowitej awarii.

Mechanizm degradacji parametrów ogniw fotowoltaicznych pod wpływem wilgoci jest inny: przede wszystkim korodują metalowe styki i łuszczą się powłoki antyodblaskowe, na końcach ogniw pojawiają się zworki przewodzące, bocznikujące złącze pn.

Jeśli element zostanie wypełniony odpowiednią kompozycją polimerową, problem można uznać za rozwiązany. Inne sposoby mocowania elementu będą wymagały innych rozwiązań.

Lista części

Ogniwo słoneczne o średnicy 6 cm; 2 pręty ze stali nierdzewnej o długości ok. 20 cm; Odpowiednie plastikowe pudełko (patrz tekst).

Eksperyment stymulujący wzrost

Teraz, gdy stymulator jest gotowy, musisz wbić dwa metalowe pręty w ziemię w pobliżu korzeni. Ogniwo słoneczne zrobi resztę.

Możesz ustawić taki prosty eksperyment. Weź dwie identyczne rośliny, najlepiej uprawiane w podobnych warunkach. Posadź je w osobnych doniczkach. Włóż elektrody stymulatora systemu korzeniowego do jednej z doniczek, a drugą roślinę zostaw do kontroli. Teraz trzeba jednakowo dbać o obie rośliny, podlewając je w tym samym czasie i poświęcając im równą uwagę.

Po około 30 dniach można zauważyć uderzającą różnicę między dwiema roślinami. Roślina wzmacniająca korzenie będzie wyraźnie wyższa niż roślina kontrolna i będzie miała więcej liści. Ten eksperyment najlepiej przeprowadzić w pomieszczeniu przy użyciu wyłącznie sztucznego oświetlenia.

Stymulator może być stosowany na rośliny doniczkowe w celu utrzymania ich w zdrowiu. Ogrodnik lub hodowca kwiatów może go użyć do przyspieszenia kiełkowania nasion lub poprawy systemów korzeniowych roślin. Niezależnie od rodzaju stosowania tej stymulanty, można dobrze poeksperymentować w tej dziedzinie.

Autor: Byers T.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Konstruktor dzieci 13.10.2013

23andMe otrzymało patent na system, który po raz pierwszy od tysięcy lat historii ludzkości niezawodnie zaprogramuje pewne cechy u potomstwa. Wniosek patentowy złożony w 2008 roku został już zatwierdzony i 23andMe może być pierwszą firmą oferującą usługę „idealnego dziecka”. Przede wszystkim system jest przeznaczony dla osób, które z tego czy innego powodu nie mogą mieć dzieci i potrzebują dawstwa lub macierzyństwa zastępczego.

Technologia nie pojawiła się znikąd. Od 2009 roku 23andMe oferuje usługę o nazwie Kalkulator Dziedziczenia, która pozwala rodzicom zobaczyć, jak prawdopodobne jest, że ich nienarodzone dziecko odziedziczy pewne cechy rodzicielskie, takie jak brązowe włosy lub nietolerancja laktozy. Nowa technologia „projektowania” dziecka obejmuje ten kalkulator, ale idzie dalej, prosząc rodziców o wybranie szeregu cech.

Będzie to wyglądać tak: rodzice wybiorą odpowiednie pozycje w specjalnym kwestionariuszu, np. „Chcę, aby oczekiwana długość życia mojego dziecka wynosiła:” lub „Wolę dziecko z dużym prawdopodobieństwem niebieskich oczu”. Następnie kobieta poddawana jest zabiegowi zapłodnienia in vitro (IVF) przy użyciu specjalnie wyselekcjonowanego nasienia dawcy. Dawcę wybiera serwis 23andMe, który na podstawie obliczeń matematycznych i analizy własnego profilu genetycznego matki i dawcy wybiera materiał genetyczny, który z dużym prawdopodobieństwem spełnia życzenia rodziców dotyczące cech nienarodzonego dziecka. Oczywiste jest, że tę technologię można wykorzystać również w oryginalnych serwisach randkowych, których użytkownicy woleliby nie polegać na „kaprysach natury”, ale naukowo wybrać partnera na narodziny „idealnych” dzieci.

Komuś może się wydawać, że mało jest osób, które chcą skorzystać z nowej usługi, ale w samych Stanach Zjednoczonych ponad 50 tysięcy kobiet rocznie zachodzi w ciążę z pomocą IVF od dawców, więc w rzeczywistości potencjalna publiczność jest duża.

Jak dotąd 23andMe nie ogłosiło planów komercjalizacji nowej usługi. Należy zauważyć, że dobór cech nienarodzonego dziecka zgodnie z wymogami pozamedycznymi jest nielegalny w wielu krajach, takich jak Wielka Brytania i Kanada. Eksperci ds. zdrowia obawiają się, że próby rodziców, aby poprawić swoje dziecko, doprowadzą do naruszenia jego zdrowia i wolności. Ponadto pozorna preferencja dla pewnych cech doprowadzi do zubożenia różnorodności ludzkiego genomu, co w dalszej przyszłości jest obarczone komplikacjami dla całej ludzkości.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Moduły pamięci Adata DDR4 XPG Z1 Gold Edition

▪ Inteligentne biurko Lumina Biurko

▪ Czas na Ziemi płynie inaczej

▪ Nowy elastyczny typ baterii do elektroniki noszonej

▪ Loon by Google - globalny system dostępu do Internetu

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Alternatywne źródła energii. Wybór artykułów

▪ artykuł Przyczynić się do czegoś. Popularne wyrażenie

▪ Artykuł Ile jest religii? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Kierownik kliniki weterynaryjnej. Opis pracy

▪ artykuł Jak skrócić dipol. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Stabilizator napięcia sieciowego ze sterowaniem mikrokontrolerem. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Komentarze do artykułu:

sewicz
Oryginał.

Alexander
Poznałem metody stymulacji prądem, ale tam była dołączona bateria z rezystancją ograniczającą prąd. Oznacza to, że prąd płynął w nocy. Teraz myślę, że prawdopodobnie roślina powinna spać w nocy.

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn