Forno solar: uma forma moderna e segura de cozinhar. Forno solar DIY Tipos e etapas de construção de fornos solares com suas próprias mãos

Recentemente, os fornos solares tornaram-se cada vez mais populares, e é precisamente autofabricação. Na verdade, fazer um forno solar com as próprias mãos é muito simples. Neste artigo, fizemos uma seleção de diversas opções de fornos solares, que foram feitos por artesãos, e também considerados instruções passo a passo sua fabricação.

Opção número 1 para fabricação do forno.

Assim, apresentamos a primeira opção que merece atenção. Para fazer um forno solar com as próprias mãos, você precisará de:

• Chapa de contraplacado com 3 mm de espessura.
• Chapa de cobertura ou ferro galvanizado com 0,5 mm de espessura
• Viga 4x4
• Tábuas com 2cm de espessura e comprimento total 4m.
• Conta de fixação de vidro
• Espelho
• Tinta preta
• Dois copos 50x50 cm
• Canetas

O processo de fazer um forno faça você mesmo

Da madeira são recortadas quatro estantes (2 traseiras têm 52,6 cm e 2 frontais têm 26,7 cm), nas quais será fixado o fogão com parafusos ou pregos. As paredes de suporte da moldura são recortadas em compensado (1,5x1,5 m), a parte inferior (60,5x67,5 cm) e tal moldura é montada.

A próxima etapa é a confecção de uma moldura de 4 tábuas de 6 cm de largura e 54,9 cm de comprimento, que são coladas entre si, e um trilho é fixado no interior da moldura. Futuramente, serão inseridos dois vidros para isolamento térmico do forno.

A própria estrutura será fixada na estrutura de suporte, que é montada em racks.

Após a fixação da moldura de suporte, é feita uma caixa especial ao longo do perímetro, na qual ficará localizada a moldura principal. A estrutura principal será móvel.

Em seguida, com uma tesoura para metal, é recortada uma parte metálica, onde ocorrerá o aquecimento. São feitas incisões nas laterais, é feita uma dobra e a folha é inserida no futuro fogão e fixada.

Para maior eficiência, a parte metálica é pintada de preto.

O vidro é recortado e fixado à moldura com um selante. Com o auxílio de uma barra na qual será fixada a alça, é instalada uma tampa na qual serão fixados os espelhos com cola. Com a ajuda de ripas, a cobertura é reforçada em todo o perímetro. Em seguida, as alças são fixadas.

Para que o forno funcione plenamente é necessário isolá-lo. Para isso, é utilizado um aquecedor padrão.

O processo completo de fabricação é mostrado no vídeo autor(greenpeace.ru).

A segunda opção para fazer um forno solar com as próprias mãos

EM este caso um forno solar ou concentrador solar é feito a partir de uma velha antena parabólica com cerca de um metro de diâmetro, em cuja superfície interna são colados espelhos ou uma película espelhada. Além disso, é preferível o uso de espelhos, pois são mais fáceis de lavar. Neste caso, a segunda opção é muito fácil de fabricar. A superfície reflexiva parabólica permite concentrar em um ponto, no centro, os raios solares. O desenho da moldura depende da imaginação do autor, o principal é que no centro seja conveniente colocar a loiça onde será efectuado o aquecimento. Para isso, via de regra, é feita uma estrutura metálica autônoma ou fixada na antena. Um exemplo desse forno solar é mostrado no vídeo.

Ecologia do consumo Ciência e tecnologia: O uso bem-sucedido de fornos solares (fogões) foi observado na Europa e na Índia já no século XVIII. fogões solares e fornos absorvem a energia solar, transformando-a em calor, que se acumula dentro de um espaço fechado.

O uso bem-sucedido de fornos solares (fogões) foi observado na Europa e na Índia já no século XVIII. Fogões e fornos solares absorvem a energia solar, convertendo-a em calor, que é armazenado dentro de um espaço fechado. O calor absorvido é utilizado para cozinhar, fritar e assar. A temperatura no forno solar pode chegar a 200 graus Celsius.

Fornos solares de caixa

Os fornos solares de caixa consistem em uma caixa bem isolada, pintada de preto por dentro, na qual são colocados potes pretos de alimentos. A caixa é coberta por uma "janela" de duas camadas que permite radiação solar em uma gaveta e mantém o calor dentro. Além disso, é fixada uma tampa com espelho em seu interior que, ao ser dobrada para trás, amplifica a radiação incidente, e em fechado melhora o isolamento térmico do forno.

As principais vantagens dos fornos solares de caixa:

• Use radiação solar direta e difusa.
• Eles podem aquecer várias panelas ao mesmo tempo.
• São leves, portáteis e fáceis de manusear.
• Eles não precisam seguir o Sol.
• As temperaturas moderadas tornam desnecessária a agitação.
• A comida permanece quente o dia todo.
• Eles são fáceis de fabricar e reparar com materiais locais.
• Eles são relativamente baratos (em comparação com outros tipos de fornos solares).

Claro, eles também têm algumas desvantagens:

• Com a ajuda deles, você só pode cozinhar durante o dia.
• Devido às temperaturas moderadas, o cozimento demora muito.
• A tampa de vidro leva a uma perda significativa de calor.
• Esses fornos “não sabem” fritar.

Devido às suas vantagens, os fornos solares de caixa são o tipo mais comum de forno solar. Eles são tipos diferentes: produção industrial, artesanal e autofabricação; o formato pode se assemelhar a uma mala plana ou a uma caixa larga e baixa. Existem também fogões estacionários de barro, com tampa horizontal (em regiões tropicais e subtropicais) ou inclinada (em climas temperados). Para uma família de cinco pessoas, são recomendados modelos padrão com área de abertura (área de entrada) de cerca de 0,25 m2. À venda também existem versões maiores de fornos - 1 m2 ou mais.

Como o calor absorvido pela superfície interna da caixa deve ser transferido para as panelas, melhor material para a caixa - alumínio com alta condutividade térmica. Além disso, o alumínio não corrói. Por exemplo, uma caixa de aço, mesmo com revestimento galvanizado, não suporta por muito tempo o ambiente quente e úmido dentro do forno durante o processo de cozimento. A folha de cobre é muito cara.

A parte externa da caixa não pode ser anexada partes de metal, que pode criar pontes térmicas. Vidro, lã sintética ou algum material natural (amendoim, coco, arroz, milho, etc.) podem servir como material isolante térmico. Qualquer que seja o material utilizado, ele deve permanecer seco.

A tampa do forno pode consistir em um ou dois vidros com um entreferro. A distância entre duas camadas de vidro é geralmente de 10 a 20 mm. Estudos têm demonstrado que a utilização de um material transparente em favo de mel que divide o interior em pequenas células verticais pode reduzir significativamente a perda de calor do forno, aumentando assim a sua eficiência. O vidro interior é submetido a tensões térmicas, por isso o vidro temperado é frequentemente usado; ou ambas as camadas podem consistir em vidro comum com espessura de cerca de 3 mm.

A cobertura externa do forno solar é um refletor que amplifica a radiação incidente. A superfície reflexiva pode ser um espelho de vidro comum, uma folha de plástico com revestimento reflexivo ou um espelho de metal inquebrável. Como último recurso, você pode usar papel alumínio de maços de cigarro.

A caixa externa de um forno solar pode ser feita de madeira, fibra de vidro ou metal. A fibra de vidro é leve, barata e resistente à água, mas não muito durável em uso contínuo. A madeira é mais resistente, porém mais pesada e mais suscetível à deterioração devido à umidade. Folhas de alumínio em combinação com fixadores de madeira formam uma superfície da mais alta qualidade, resistente a esforços mecânicos, mudanças de temperatura e umidade. Uma caixa de madeira reforçada com alumínio é a mais durável, mas é mais cara e bastante pesada, e leva tempo para ser feita.

O desempenho de um forno solar padrão com área de abertura de 0,25 m2 atinge cerca de 4 kg de alimentos por dia, ou seja, O suficiente para uma família de cinco pessoas.

As temperaturas máximas dentro de um forno solar podem atingir mais de 150°C em um dia ensolarado nos trópicos; isto é aproximadamente 120°C superior à temperatura ambiente. Dado que a água contida nos alimentos não aquece acima dos 100°C, a temperatura no interior do forno cheio será sempre correspondentemente mais baixa.

A temperatura no forno solar cai drasticamente quando nele são colocados pratos com alimentos. Também é importante que a temperatura permaneça bem abaixo de 100°C durante a maior parte do tempo de cozimento. Mas um ponto de ebulição de 100°C não é necessário para cozinhar a maioria dos vegetais e cereais.

O tempo médio de cozimento em forno solar é de 1 a 3 horas em bom condições ensolaradas e carregamento moderado. O uso de panelas de alumínio com paredes finas reduz significativamente o tempo de cozimento em comparação com panelas feitas de de aço inoxidável. Além disso, os seguintes fatores também influenciam:

• O tempo de cozimento é reduzido em condições de muita luz e vice-versa.
• As altas temperaturas ambientes encurtam o tempo de cozimento e vice-versa.
• Uma pequena quantidade de comida numa preparação reduz o tempo de cozedura - e vice-versa.

Fornos de espelho (com refletor)

O forno espelhado mais simples é um refletor parabólico e um suporte para panelas localizado no foco do forno. Se o fogão estiver exposto ao Sol, a luz solar é refletida de todos os refletores para o ponto central (foco), aquecendo a panela. O reflector pode ser um parabolóide feito, por exemplo, de chapa de aço ou de folha reflectora. A superfície reflexiva é geralmente feita de alumínio polido, metal espelhado ou plástico, mas também pode ser composta de muitos pequenos espelhos planos preso à superfície interna do parabolóide. Dependendo da distância focal desejada, o refletor pode ter a forma de uma tigela funda na qual a panela com os alimentos fica completamente imersa (distância focal curta, os pratos ficam protegidos do vento) ou um prato raso se a panela estiver instalada em o ponto focal a uma certa distância do refletor.

Todos os fornos refletores utilizam apenas radiação solar direta e, portanto, devem estar constantemente voltados para o sol. Isso complica seu funcionamento, pois torna o usuário dependente do clima e do dispositivo de controle.

Vantagens dos fornos espelho:

• A capacidade de atingir altas temperaturas e, consequentemente, cozimento rápido comida.
• Modelos relativamente baratos.
• Alguns deles também podem ser usados ​​para assar.

As vantagens listadas são acompanhadas de algumas desvantagens:

• Dependendo da distância focal, o forno deve girar atrás do Sol aproximadamente a cada 15 minutos.
• Apenas a radiação direta é usada e a luz solar dispersa é perdida.
• Mesmo com pouca cobertura de nuvens, são possíveis grandes perdas de calor.
• O manuseio de tal forno requer certa habilidade e compreensão dos princípios de sua operação.
• A radiação refletida pelo refletor é muito brilhante, ofusca os olhos e pode causar queimaduras se entrar em contato com o ponto focal.
• Cozinhar é limitado ao horário diurno.
• O cozinheiro tem que trabalhar sob o sol quente (com exceção dos fornos de foco fixo).
• A eficiência do recuperador depende em grande medida da mudança de força e direção do vento.
• Um prato cozinhado durante o dia esfria à noite.

A dificuldade de manuseamento destes fornos, aliada ao facto de o cozinheiro ser obrigado a ficar exposto ao sol, é razão principal sua baixa popularidade. Mas na China, onde cozinhar tradicionalmente exige Temperatura alta e poder, eles são generalizados.

Poder Térmico

A produção de calor de um forno solar é determinada pela quantidade de radiação solar, pela superfície absorvente de trabalho do forno (normalmente entre 0,25 m2 e 2 m2) e pela sua eficiência térmica (normalmente 20-50%). A tabela compara valores típicos de área, eficiência e potência para um forno de caixa e um forno reverberatório.

Valores padrão de área, eficiência e rendimento de forno caixa e forno reverberatório

Via de regra, os fornos refletores têm uma superfície de trabalho muito maior do que os fornos tipo caixa. Consequentemente, são muito mais potentes, capazes de ferver mais água, cozinhar mais alimentos ou processar quantidades comparáveis ​​em menos tempo. Por outro lado, a sua eficiência térmica é menor porque os pratos arrefecem sob a influência da atmosfera.

Nos países tropicais e subtropicais, pode-se esperar tempo claro e iluminação diária normal de quase o ano todo. Por volta do meio-dia, quando a irradiância solar total atinge os 1000 W/m2, é bastante realista contar com uma potência térmica de 50-350 W, dependendo do tipo e tamanho do recuperador. A quantidade de radiação pela manhã e durante o dia é naturalmente menor e não pode ser totalmente compensada pelo sistema de rastreamento solar.

Para efeito de comparação, queimar 1 kg de lenha seca produz aproximadamente 5.000 watts vezes a eficiência térmica do fogão (15% para uma lareira primitiva e 25-30% para um fogão melhorado usado em países em desenvolvimento). A produção de calor que chega realmente aos pratos é, portanto, de 750-1500 watts.

A quantidade de radiação solar é drasticamente reduzida quando está nublado e durante a estação chuvosa. Em condições de falta de radiação direta, um forno solar não é adequado para outra coisa senão armazenamento comida pronta em um estado quente. O ponto fraco dos fornos solares (independentemente do seu tipo) é que em dias nublados e chuvosos (2-4 meses por ano para a maioria dos países em desenvolvimento) os alimentos têm de ser cozinhados utilizando meios convencionais: lenha, gás ou querosene.

Radiação solar e fogões

O principal pré-requisito para o uso bem-sucedido de um forno solar é a iluminação adequada com um pequeno número de dias nublados durante um ano. A duração e intensidade da radiação solar devem permitir a utilização do forno solar por longos períodos. Enquanto na Europa Central a cozinha solar é possível num dia ensolarado de verão, uma energia solar mínima de 1500 kWh/m2 por ano é desejável para um forno solar (correspondendo a uma insolação média diária de 4 kWh/m2). Mas as médias anuais podem por vezes ser enganadoras. Uma condição essencial para a adequação de um forno solar é um clima de verão estável, ou seja, períodos regulares e previsíveis de dias sem nuvens.

Recursos de energia solar em países diferentes diferem significativamente, mesmo dentro da zona tropical dos países do terceiro mundo. Por exemplo, a radiação solar na maioria das regiões da Índia é considerada muito boa em termos de utilização da energia solar. A quantidade média de energia solar está entre 5 e 7 kWh/m2 por dia, dependendo da região. Em grande parte do país, a iluminação é mais baixa durante a estação chuvosa e quase tão baixa durante Dezembro e Janeiro.

O clima e o potencial solar do Quénia são favoráveis ​​à utilização de fornos solares. O Quénia está localizado perto do equador e, portanto, tem um clima tropical. Na capital, Nairobi, a quantidade de energia solar varia entre 3,5 kWh/m2 por dia em Julho e 6,5 kWh/m2 por dia em Fevereiro, enquanto noutras áreas permanece quase inalterada (6,0 - 6,5 kWh/m2 por dia em Lodwar ). A radiação solar em Nairobi permite cozinhar com energia solar durante nove meses do ano (exceto junho-agosto). Por outro lado, em dias nublados ou com neblina, é preciso contar com visões tradicionais combustível. No entanto, na província de Lodwar, os fornos solares podem ser utilizados durante todo o ano.

Fornos solares para países em desenvolvimento

O objectivo da utilização de fornos solares é, sem dúvida, poupar energia face a uma dupla crise energética: uma crise para os pobres, que é uma escassez crescente de lenha, e uma crise energética nacional, aumentando a pressão sobre a sua balança de pagamentos.

Em comparação com outros países, os países em desenvolvimento consomem muito pouca energia. Por exemplo, a taxa de consumo de energia per capita na Índia em 1982 – 7.325 GJ – era uma das mais baixas do mundo. Mas o consumo de energia do país está a crescer quase duas vezes mais rápido que o seu consumo bruto. produto nacional. O mesmo está acontecendo em outros países em desenvolvimento.

A maioria das pessoas nos países em desenvolvimento obtém a maior parte da sua energia a partir de fontes não comerciais: a partir de recursos energéticos locais tradicionais, através do seu trabalho físico. Eles simplesmente não têm condições de comprar a quantidade certa de energia produzida comercialmente.

A consequência lógica disto é a relativa falta de combustível para os pobres, cujo nível de vida é ainda mais degradado. Os fornos solares são um passo para melhorar as suas condições de vida.

De toda a “maioria pobre” dos habitantes dos países do terceiro mundo, os fornos solares deveriam ser utilizados principalmente pela população rural.

Quanta energia você precisa para cozinhar alimentos

A necessidade diária de combustível depende do tipo de alimento cozinhado e da sua quantidade. Um residente de um país em desenvolvimento queima, em média, 1 tonelada de lenha por ano. Uma típica família indiana precisa de 3 a 7 kg de lenha por dia; nas regiões mais frias, a quantidade diária de lenha para uma família é de quase 20 kg no inverno e 14 kg no verão. No sul do Mali, uma família média (de 15 pessoas) queima cerca de 15 kg de lenha por dia. Um estudo realizado em um campo de refugiados afegãos no Paquistão mostrou que a necessidade diária de lenha chega a 19 kg por família. Mais de metade da lenha numa típica doméstico vai para assar pão, o resto vai para cozinhar outros alimentos. No inverno, é claro, é necessária mais lenha.

Embora a quantidade de energia necessária para cozinhar varie, os fogões solares oferecem poupanças de energia significativas. O principal objetivo dos fornos solares é reduzir a necessidade de lenha, que ainda é o combustível mais importante para cozinhar. O problema é que a madeira é barata em comparação com o querosene, o gás engarrafado e a electricidade. O crescente corte descontrolado de árvores para uso próprio e para venda é a principal causa do desmatamento, expansão do deserto, erosão do solo, lençóis freáticos, e tem efeitos adversos a longo prazo no equilíbrio ecológico. Os escassos remanescentes de florestas no Paquistão e a desflorestação desenfreada no Quénia são prova de que os receios sobre esta questão não são exagerados.

Em geral, é pouco provável que os fornos solares contribuam grandemente para a energia nacional. No entanto, podem melhorar significativamente as condições de vida dos pobres, ajudando-os a superar a sua crise energética pessoal.

Os fornos solares vêm em vários formatos e tamanhos. Aqui estão alguns exemplos: forno, forno concentrador, refletor, vaporizador solar, etc. Com toda a variedade de modelos, todos os fornos captam o calor e o armazenam em uma câmara com isolamento térmico. Na maioria dos modelos, a luz solar afeta diretamente os alimentos.

O potencial do calor solar pode ser utilizado não só para gerar electricidade em grandes centrais eléctricas ou para aquecer habitações e complexos de serviços públicos, mas também na esfera doméstica normal da actividade humana, por exemplo, para cozinhar. A própria ideia de criar um fogão que funcione exclusivamente com energia solar é tão relevante que os artesãos já conseguem colocá-la em prática. Este artigo irá ajudá-lo a fazer um forno solar com suas próprias mãos, sem fazer esforços especiais para que você possa proporcionar a si e aos seus amigos um delicioso almoço quente. As próprias forças da natureza irão ajudá-lo nisso. É claro que o tempo de cozimento em forno solar será muito maior,do que em um forno convencional ou em um fogão elétrico. Porém, tal desenho pode ser colocado próximo a uma churrasqueira ou churrasqueira, dando novidade ao seu local.

Para a fabricação de um forno solar, são utilizados materiais baratos e comumente disponíveis:

bares;
- compensado 6-10 mm;
- ferro para telhados 0,5mm (galvanizado);
- vidro 3-4 mm;
- isolamento (lã mineral).
- espelho.

Em primeiro lugar, fazemos a moldura do forno solar em barras 40x40 e contraplacado. Quanto mais espesso for o compensado, mais resistente será a estrutura.

Fazemos uma moldura de vidro que se fixa ao corpo com dobradiças.

De ferro para telhados 0,5 mm. corte o interior do forno (invólucro). Ao mesmo tempo, cortamos a folha conforme o desenho.

Depois que o invólucro estiver pronto, com a ajuda de pregos pregamos dentro do invólucro. Em seguida, processamos as bordas com lixa para que não haja rebarbas.

Instalamos o vidro na moldura sobre um selante de silicone transparente e fixamos com contas de vidro.

Montamos o painel reflexivo nas dobradiças.

Não se esqueça de colocar pegas para transportar o forno solar e para abrir a porta de vidro.

Isole cuidadosamente lã mineral nas laterais, entre a carcaça metálica e o corpo, e no fundo do forno. Depois costuramos o fundo com compensado.

Pintamos a caixa de metal com tinta preta fosca resistente ao calor.

Cole um espelho no painel reflexivo (ladrilhos de espelho)

O forno solar está pronto para funcionar. O primeiro uso do forno solar é necessário para produzir sem alimentos. Já a tinta, nos primeiros dias, pode exalar um odor desagradável.

Não se esqueça de tratar o corpo do forno com tinta anti-séptica, para evitar a exposição atmosférica.

O forno deve ser colocado sob luz solar direta. Se o sol estiver baixo, use um refletor para máxima eficiência.

Para um cozimento mais rápido, use panelas pretas, de preferência de alumínio fino.

Segundo método de produção. Infelizmente, não há fotos.

Então, para construir um fogão solar, precisamos dos seguintes materiais:

1. caixa de madeira ou metal
2. um pedaço de papelão escuro, de preferência preto
3. vários pedaços de pequenas pedras pretas
4. vidro de acordo com o tamanho da caixa
5. quatro pedaços de estanho como refletores.

Comecemos pela construção da moldura principal. Pode ser soldado em cantos de metal e é melhor derrubá-lo em barras e tábuas. Escolha o tamanho e o formato da caixa ao seu gosto, dependendo do tipo e da quantidade de alimentos a serem cozinhados. Não precisa ser um fogão estritamente quadrado ou retangular. Você pode dar qualquer formato ao desenho, como hexagonal, redondo e até elíptico. Aqui, talvez, tudo dependa da sua imaginação e vontade de fazer algo inusitado e original.

Quando a caixa estiver pronta, é necessário cobrir o fundo e as paredes internas com papelão preto ou papel grosso. A cor da pele deve ser preta, pois absorve com mais eficiência os raios solares. É necessário fixar o papel na caixa com cravos de cabeça grande ou parafusos auto-roscantes com arruela.

Agora corte os refletores de lata para caber na caixa, lixe todos os lados com uma lixa ou lima para remover rebarbas e fixe quatro refletores no topo da caixa. Isso pode ser feito usando cantos de metal ou plástico, ou simplesmente aparafusar a folha com parafusos e dobrá-la no ângulo desejado em relação ao sol. Seria mais correto instalar refletores nas dobradiças das janelas, que podem ser adquiridos no mercado ou em qualquer loja de ferragens. Com a ajuda de loops, você pode ajustar facilmente os refletores dependendo da posição do Sol no céu.

Os refletores de estanho concentram e redirecionam os raios solares para uma caixa de madeira, garantindo assim um cozimento rápido e de alta qualidade.

A última etapa da confecção de um fogão solar é o corte e instalação do vidro, que terá a função principal de absorver a luz solar, que será convertida em energia térmica para aquecer alimentos. Além disso, o vidro serve de cobertura para o seu forno solar.

Agora resta apenas encontrar algumas pedras escuras de tamanho médio em seu site ou em outro lugar e colocá-las no fundo da caixa. Se você encontrar pedras muito claras, tente pintá-las de preto e deixá-las secar completamente. Para que servem as pedras? Eles serão uma espécie de armazenamento de calor solar. Com a ajuda deles, você pode ajustar a temperatura do fogão, retirando ou, ao contrário, colocando novas pedras. Pedras quentes permitirão que você prepare o jantar mesmo em horários em que o sol não está tão forte e quente.

Se você quer saber exatamente qual é a temperatura dentro do seu “forno solar”, não tenha preguiça de instalar um pequeno termômetro de alimentos, que pode ser adquirido em qualquer supermercado.

O tempo de aquecimento do fogão solar é de cerca de 20 a 30 minutos, dependendo da hora do dia e da quantidade de atividade solar.

É isso, seu forno está pronto. Desfrute apenas de alimentos limpos e saudáveis!

O design mais simples de fornos solares feitos de caixas de papelão

E agora uma master class sobre como fazer a própria bateria solar.

Então, o que é bateria solar, painel (sábado)? Essencialmente, é um recipiente que contém uma série de células solares. As células solares são as que realmente fazem todo o trabalho de conversão da energia solar em eletricidade. Infelizmente, para obter energia suficiente para aplicação prática, você precisa de muitas células solares. Além disso, as células solares são MUITO frágeis. Portanto, eles estão unidos no SB. A bateria contém células suficientes para produzir alta potência e protege as células contra danos. Não parece muito difícil. Tenho certeza que posso fazer isso sozinho.

Comecei meu projeto, como sempre, pesquisando na rede informações sobre SBs caseiros e fiquei chocado com a pouca quantidade. O facto de poucas pessoas terem feito os seus próprios painéis solares fez-me pensar que deve ser muito difícil. A ideia foi arquivada, mas nunca parei de pensar nela.

Depois de algum tempo, cheguei às seguintes conclusões:
- o principal obstáculo na construção do SB é a aquisição de células solares a um preço razoável
- novas células solares são muito caras e difíceis de encontrar em quantidades normais por qualquer dinheiro
- células solares defeituosas e danificadas estão disponíveis no eBay e em outros lugares muito mais baratas
- células solares de "segundo grau" podem ser usadas para fazer uma bateria solar

Quando me dei conta de que poderia usar itens defeituosos para fazer meu SB, comecei a trabalhar. Comecei comprando itens no eBay.

Comprei vários blocos de células solares monocristalinas medindo 3x6 polegadas. Para fazer um SB, é necessário conectar 36 desses elementos em série. Cada elemento gera cerca de 0,5V. 36 células conectadas em série nos darão cerca de 18V, o que será suficiente para carregar baterias de 12V. (Sim, tal alta voltagem realmente necessário para carregar com eficiência baterias de 12V). As células solares deste tipo são finas como papel, frágeis e quebradiças como o vidro. Eles são muito fáceis de danificar.

O vendedor desses itens mergulhou conjuntos de 18 peças. em cera para estabilização e entrega sem danos. Cera é dor de cabeça quando ele for removido. Se tiver oportunidade, procure itens que não sejam cobertos com cera. Mas lembre-se de que eles podem sofrer mais danos durante o transporte. Observe que meus elementos já possuem fios soldados. Procure elementos com condutores já soldados. Mesmo com esses elementos, você precisa estar preparado para trabalhar muito com um ferro de soldar. Se você comprar elementos sem condutores, prepare-se para trabalhar 2 a 3 vezes mais com um ferro de soldar. Resumindo, é melhor pagar a mais por fios já soldados.

Também comprei alguns conjuntos de elementos sem enchimento de cera de outro vendedor. Esses itens vieram embalados em uma caixa de plástico. Eles ficaram pendurados na caixa e lascaram um pouco nas laterais e nos cantos. Chips menores realmente não importam. Eles não serão capazes de reduzir o poder do elemento o suficiente para se preocuparem com isso. Os itens que comprei devem ser suficientes para montar dois SBs. Eu sei que posso quebrar alguns durante a remontagem, então comprei um pouco mais.

As células solares são vendidas em uma ampla variedade de formatos e tamanhos. Você pode usar maiores ou menores que meus 3 "x 6". Apenas lembra-te:
- Células do mesmo tipo produzem a mesma tensão independentemente do seu tamanho. Portanto, para obter uma determinada tensão, será sempre necessário o mesmo número de elementos.
- Elementos maiores podem gerar mais corrente, e os menores, respectivamente, menos corrente.
- A potência total da sua bateria é definida como a sua tensão multiplicada pela corrente gerada.

Usar células maiores permitirá obter mais energia na mesma voltagem, mas a bateria será maior e mais pesada. Usar células menores tornará a bateria menor e mais leve, mas não fornecerá a mesma quantidade de energia. Vale ressaltar também que usar células de tamanhos diferentes na mesma bateria é uma má ideia. A razão é que a corrente máxima gerada pela sua bateria será limitada pela corrente da célula menor, e células maiores não funcionarão com capacidade total.

As células solares que escolhi têm 3x6 polegadas e são capazes de gerar cerca de 3 amperes de corrente. Pretendo conectar 36 desses elementos em série para obter uma tensão de pouco mais de 18 volts. O resultado deve ser uma bateria capaz de fornecer cerca de 60 watts de potência sob luz solar intensa. Não parece muito impressionante, mas ainda é melhor que nada. Além disso, são 60W todos os dias quando o sol está brilhando. Essa energia será utilizada para carregar a bateria, que será utilizada para alimentar lâmpadas e pequenos equipamentos poucas horas depois de escurecer. Acontece que quando vou dormir, minhas necessidades energéticas são reduzidas a zero. Resumindo, 60 watts são suficientes, principalmente considerando que tenho um gerador eólico que também produz energia quando o vento sopra.

Depois de comprar suas células solares, guarde-as em um local seguro onde não quebrem, brinquem ou sejam comidas por seu cachorro até que você esteja pronto para instalá-las em seu painel solar. Os elementos são muito frágeis. O manuseio brusco transformará suas caras células solares em pequenos fragmentos azuis brilhantes e inúteis.

Então, a bateria solar é apenas uma caixa rasa. Comecei construindo essa caixa. Tornei-o raso para que as laterais não obscureçam as células solares quando o sol está inclinado. Fabricado em compensado de 3/8" com ripas de 3/4". As laterais são coladas e parafusadas no lugar. A bateria conterá 36 células de 3x6 polegadas. Resolvi dividi-los em dois grupos de 18 peças. apenas para tornar mais fácil soldá-los no futuro. Daí a barra central no meio da caixa.

Aqui está um pequeno esboço mostrando as dimensões do meu SB. Todas as medidas estão em polegadas (desculpe, fãs métricos). O cordão de 3/4" de espessura envolve toda a folha de compensado. O mesmo lado vai para o centro e divide a bateria em duas partes. Em geral, decidi fazer isso. Mas, em princípio, as dimensões e o design geral não são críticos. Você pode variar livremente tudo em seu esboço. Dou aqui as dimensões para aquelas pessoas que reclamam constantemente para que eu as inclua em meus esboços. Sempre incentivo as pessoas a experimentarem e inventarem suas próprias ideias, em vez de seguirem cegamente as instruções escritas por mim (ou por qualquer outra pessoa). Talvez você possa fazer melhor.

Vista de uma das metades da minha futura bateria. Esta metade irá albergar o primeiro grupo de 18 elementos. Observe os pequenos furos nas laterais. Esta será a parte inferior da bateria (a parte superior está na parte inferior da foto). São aberturas de ventilação projetadas para equalizar a pressão do ar dentro e fora do SB e servem para remover a umidade. Esses orifícios devem ficar apenas na parte inferior da bateria, caso contrário a chuva e o orvalho entrarão. Os mesmos orifícios de ventilação devem ser feitos na barra divisória central.

Em seguida, cortei dois pedaços de papelão que cabem no tamanho. Eles servirão como substratos sobre os quais as células solares serão montadas. Eles devem caber livremente entre as laterais. Não é necessário usar chapas de fibra exatamente perfuradas, só as tinha em mãos. Qualquer material fino, rígido e não condutor serve.

Para proteger a bateria das intempéries, fechamos a parte frontal com plexiglass. Esses dois pedaços de plexiglass foram cortados para cobrir toda a bateria. Eu não tinha um pedaço grande o suficiente. O vidro também pode ser usado, mas o vidro quebra. Granizo, pedras e detritos voadores podem quebrar vidros ou ricochetear em plexiglass. Como você pode ver, está começando a surgir uma imagem de como ficará a bateria solar no final.

Ops! Na foto, duas folhas de plexiglass estão conectadas na divisória central. Fiz furos ao redor da borda para encaixar o plexiglass nos parafusos. Tenha cuidado ao fazer furos perto da borda do plexiglass. Você vai pressionar com força - vai quebrar, o que aconteceu comigo. No final, apenas colei o pedaço quebrado e fiz um novo furo próximo.

Depois pintei todas as partes de madeira do painel solar com várias demãos de tinta para protegê-las da umidade e danos. ambiente. Pintei a caixa por dentro e por fora. Na escolha do tipo de tinta e sua cor, foi utilizada uma abordagem científica. Retirei todo o resto de tinta que tinha na garagem e escolhi uma que tivesse tinta suficiente para fazer o trabalho.

Os substratos também foram pintados em diversas camadas em ambos os lados. Certifique-se de pintar tudo bem, caso contrário a madeira pode deformar com a umidade. E isso pode danificar as células solares que ficarão coladas nos substratos.

Agora que tenho a base do SB, é hora de preparar as células solares.

Como eu disse antes, remover a cera das células solares é uma verdadeira dor de cabeça. Depois de algumas tentativas e erros, finalmente encontrei um bom caminho. Mas ainda recomendo comprar itens de alguém que não os depila.

O primeiro passo é “mergulhar” em água quente para derreter a cera e separar os elementos uns dos outros. Não deixe a água ferver, caso contrário as bolhas de vapor atingirão fortemente os elementos uns contra os outros. A água fervente também pode estar muito quente e os contatos elétricos podem estar quebrados nos elementos. Eu também recomendo mergulhar os elementos em água fria e depois aqueça-os lentamente para evitar um aquecimento irregular. Pinças de plástico e uma espátula ajudarão a separar os elementos assim que a cera derreter. Tente não puxar com força os condutores de metal - eles podem quebrar. Descobri isso quando estava tentando separar meus elementos. Que bom que comprei com margem.

Aqui está a versão final da "instalação" que utilizei. Meu amigo perguntou o que eu estava cozinhando. Imagine a surpresa dela quando respondi: "Células solares". O primeiro “banho quente” para derreter a cera fica ao fundo à direita. Em primeiro plano à esquerda está água quente com sabão e à direita está limpa água quente. As temperaturas em todas as panelas estão abaixo do ponto de ebulição da água. Primeiro, derreta a cera em uma panela distante, transfira os elementos um por um em água com sabão para remover os resíduos de cera e depois enxágue. água limpa. Coloque os itens sobre uma toalha para secar. Você pode trocar a água com sabão e enxaguar com mais frequência. Só não escoe a água usada para o esgoto, porque. a cera vai endurecer e entupir o ralo. Este processo removeu praticamente toda a cera das células solares. Restam apenas alguns filmes finos, mas isso não interferirá na soldagem e no funcionamento dos elementos. Lavar com solvente provavelmente removerá os resíduos de cera, mas pode ser perigoso e fedorento.

Várias células solares separadas e limpas são secas sobre uma toalha. Uma vez separados e a cera protetora removida, eles se tornaram surpreendentemente difíceis de manusear e armazenar devido à sua fragilidade. Recomendo deixá-los na cera até que esteja pronto para instalá-los no seu Sat. Isso evitará que você os quebre antes de poder usá-los. Portanto, construa primeiro a base para a bateria. É hora de instalá-los.

Comecei desenhando uma grade em cada base para facilitar a configuração de cada elemento. Então eu coloquei os elementos nesta grade lado reverso para que possam ser soldados juntos. Todas as 18 células de cada metade da bateria devem ser conectadas em série, após o que ambas as metades também devem ser conectadas em série para obter a tensão necessária.

Soldar os elementos é difícil no início, mas rapidamente me acostumei. Comece com apenas dois itens. Coloque os fios de conexão de um deles de forma que cruzem os pontos de solda na parte traseira do outro. Você também precisa ter certeza de que o espaçamento entre os elementos corresponde à marcação.

Usei um ferro de solda de baixa potência e uma haste de solda com núcleo de resina. Além disso, antes de soldar, espalhei os pontos de solda nos elementos com fluxo usando um lápis especial. Não exerça pressão sobre o ferro de soldar! Os elementos são finos e frágeis, pressionam com força e quebram. Fui desleixado algumas vezes - tive que descartar alguns elementos.

Tive que repetir a soldagem até obter uma cadeia de 6 elementos. Soldei os barramentos de conexão dos elementos quebrados na parte de trás do último elemento da corrente. Fiz três dessas cadeias, repetindo o procedimento mais duas vezes. Existem 18 células no total para a primeira metade da bateria.

Três cadeias de elementos devem ser conectadas em série. Portanto, giramos a cadeia do meio em 180 graus em relação às outras duas. A orientação das correntes revelou-se correta (os elementos ainda estão de cabeça para baixo no substrato). O próximo passo é colar os elementos no lugar.

A colagem dos elementos exigirá alguma habilidade. Aplicamos uma pequena gota de selante de silicone no centro de cada um dos seis elementos de uma corrente. Em seguida, vire a corrente para cima e coloque os elementos de acordo com a marcação aplicada anteriormente. Pressione levemente os elementos, pressionando no centro para colá-los na base. As dificuldades surgem principalmente ao inverter uma cadeia flexível de elementos. Um segundo par de mãos não fará mal.

Não aplique muita cola e não cole os elementos em nenhum lugar que não seja o centro. Os elementos e o substrato sobre o qual estão montados irão expandir-se, contrair-se, dobrar-se e deformar-se com as mudanças de temperatura e humidade. Se você colar o elemento em toda a área, ele quebrará com o tempo. A colagem apenas no centro permite que os elementos se deformem livremente separadamente da base. Os elementos e a base podem ser deformados de diferentes maneiras e os elementos não quebrarão.

Aqui está a metade totalmente montada da bateria. Usei uma trança de cobre de um cabo para conectar a primeira e a segunda cadeia de elementos.

Você pode usar pneus especiais ou até fios comuns. Acabei de ter uma trança de cobre do cabo em mãos. Fazemos a mesma conexão no verso entre a segunda e a terceira cadeia de elementos. Com uma gota de selante, fixei o fio na base para que não “andasse” nem dobrasse.

Teste a primeira metade da bateria solar ao sol. Com sol fraco e neblina, esta metade gera 9,31V. Viva! Funciona! Agora preciso fazer outra metade da mesma bateria.

Depois que as duas bases com elementos estiverem prontas, posso colocá-las na caixa preparada e conectá-las.

Cada uma das metades é colocada em seu lugar. Usei 4 pequenos parafusos para fixar a base com as células dentro da bateria.

Passei o fio para conectar as metades da bateria por um dos orifícios de ventilação na lateral central. Também aqui algumas gotas de selante ajudarão a fixar o fio em um lugar e evitar que ele fique pendurado dentro da bateria.

Cada painel solar do sistema deve ser equipado com um diodo de bloqueio em série com a bateria. O diodo é necessário para evitar a descarga da bateria à noite e em tempo nublado. Usei um diodo Schottky 3,3A. Os diodos Schottky têm uma queda de tensão muito menor que os diodos convencionais. Conseqüentemente, haverá menos perda de potência no diodo. Comprei um conjunto de 25 diodos 31DQ03 no eBay por apenas alguns dólares. Ainda terei muitos diodos para meus futuros SBs.

No começo planejei colocar um diodo fora da bateria. Mas depois de olhar especificações diodos, resolvi colocá-los dentro da bateria. Para estes diodos, a queda de tensão diminui com o aumento da temperatura. Haverá uma alta temperatura dentro da minha bateria, o diodo funcionará com mais eficiência. Usamos mais selante de silicone para fixar o diodo.

Fiz um furo na parte inferior da bateria, perto da parte superior, para retirar os fios. Os fios são amarrados com um nó para evitar que sejam puxados para fora da bateria e fixados com o mesmo selante.

É importante deixar o selante secar antes de colocar o plexiglass no lugar. Eu recomendo com base na experiência anterior. Os vapores do silicone podem formar uma película nas superfícies internas do acrílico e dos elementos se você não permitir que o silicone seque ao ar.

E um pouco mais de selante para vedar a saída.

Parafusei um conector de dois pinos no fio de saída. O soquete deste conector será conectado ao controlador de carga da bateria que utilizo na minha turbina eólica. Assim, a bateria solar poderá trabalhar em paralelo com ela.

Esta é a aparência do SB acabado com a tela de Plexiglas aparafusada. Plexiglas ainda não está selado. No começo não selei as juntas. Fiz alguns testes primeiro. De acordo com o resultado dos testes, precisei acessar o interior da bateria, foi descoberto um problema lá. Perdi contato em um dos elementos. Talvez isso tenha acontecido devido a uma diferença de temperatura ou ao manuseio descuidado da bateria. Quem sabe? Desmontei a bateria e substituí este elemento danificado. Desde então não houve problemas. No futuro, posso selar as juntas sob o plexiglass com selante ou cobri-las com uma moldura de alumínio.

Aqui estão os resultados do teste de tensão da bateria concluída sob o forte sol de inverno. O voltímetro mostra 18,88V sem carga. Isso é exatamente como eu esperava.

E aqui está o teste atual nas mesmas condições (sol forte de inverno). O amperímetro mostra 3,05A - corrente de curto-circuito. Isso está próximo da corrente calculada dos elementos. Bateria solar funciona bem!

Bateria solar no trabalho. Eu movo-o algumas vezes por dia para mantê-lo alinhado com o sol, mas não é grande coisa. Talvez algum dia eu construa um sistema automático para rastrear o sol.

Hoje existe uma alternativa às fontes convencionais de calor - a energia solar. Forno solar DIY é design simples. Energia diurna este aparelho atinge 1,5 kW, enquanto a temperatura de aquecimento atinge 150 graus. O primeiro fogão solar foi construído na segunda metade do século VIII por Horace de Saussure na Suíça.

Sabe-se que o fluxo de calor que o sol nos envia é grande, é pecado desperdiçar tanta energia sem trabalhar. Verão em faixa do meio atinge facilmente um quilowatt por metro quadrado (um quilowatt é, aproximadamente, como o queimador de um fogão elétrico).

Hoje, este tipo de mini-cozinha é utilizado numa vasta gama, desde os países africanos às regiões do Norte, incluindo no nosso país.

Fornos solares: características e benefícios

Esses fornos variam em tamanho, desde uma pequena caixa até uma unidade, mas têm necessidades idênticas. Sua tarefa é armazenar calor para qualquer necessidade. O princípio de funcionamento de um forno solar baseia-se na absorção da energia térmica da luz solar, graças à qual é possível cozinhar alimentos sem recurso a gás e electricidade, e mantê-los numa câmara com isolamento térmico. Os designs podem ser adquiridos na loja ou você pode fazer fornos solares com suas próprias mãos.

O projeto de um forno solar pode ser facilmente feito a partir de materiais improvisados.

Vantagens do forno solar:

1. Baixo custo de uso (não requer combustível).
2. Segurança culinária.
3. Fácil de operar e manter.
4. Mobilidade.
5. Amizade ambiental.
6. Possibilidade de ferver, fumar, assar e fritar.
7. Cozedura uniforme sem possibilidade de queimar, sem necessidade de mexer.

Tipos e etapas de construção de fornos solares com as próprias mãos

Dependendo do tipo de construção, existem três tipos principais de fornos solares:

1. Forno de caixa.
2. Fornos combinados.
3. Com concentrador de espelho.

O forno de caixa é utilizado para cozinhar lentamente em grandes quantidades. Esta é uma caixa de papelão com tampa de vidro ou plástico com espelhos refletivos. Via de regra, necessita de isolamento térmico, que pode ser papel, papelão, aquecedores modernos. Os fornos solares in a box têm vantagem na durabilidade: a vida útil chega a 10 anos.

Lista de materiais e ferramentas para construir um forno solar com as próprias mãos

O forno de caixa é utilizado principalmente para cozinhar relativamente lentamente grandes quantidades de alimentos.

1. Lista de materiais:

• moldura (papelão, compensado, barras);
• vidro, espelho;
• folha de alumínio ou material de cobertura metálica;
• isolante térmico (lã mineral, papelão, papel, etc.);
• tinta, anti-séptico, silicone;
• fechos (fita adesiva, cola, parafusos auto-roscantes, pregos, dobradiças).

2. Lista de ferramentas:

• serra;
• tesoura, faca;
• agrafador;
• martelo, chave de fenda;
• escovar;
• roleta.

Instruções passo a passo DIY para fazer um forno solar

1. Estamos preparando a moldura do aparelho, composta por barras de 40x40 mm (fixadores) e placas de compensado (paredes da caixa).
2. Construímos uma moldura sob o vidro.
3. Fixamos a moldura acabada à moldura do forno com a ajuda de dobradiças.
4. Revestimos o interior do futuro forno com uma telha metálica com parafusos ou pregos auto-roscantes.
5. Inserimos o vidro na moldura acabada, fixando-o com contas de vidro e tratando-o com silicone.
6. Fixamos o painel reflexivo com as mesmas dobradiças em que é fixado o espelho ou telha espelhada.
7. Paredes e base entre moldura e chapa metálica nós aquecemos qualquer material isolante térmico, por exemplo, com lã mineral, aí fechamos tudo com compensado.
8. Pintamos a parte interna destinada ao cozimento com tinta escura, de preferência preta, resistente ao calor e atóxica.
9. Tratamos a parte externa com um anti-séptico.

Os fornos de caixa são designs muito duráveis.

O forno solar está pronto para funcionar. Para cozinhar, é necessário colocar os pratos dentro da estrutura, apontando o painel refletivo para o vidro. Você também pode aplicar o seguinte método de construção de um forno de caixa:

1. Construa uma caixa de madeira.
2. Revestimos o interior da caixa com papel preto grosso para máxima absorção da radiação solar.
3. De acordo com o perímetro da caixa, recortamos refletores de estanho de tamanho idêntico, arredondando as bordas e lixando-os.
4. Fixamos os refletores de estanho na parte superior da caixa com o auxílio de dobradiças, parafusos ou outros fixadores, dobrando no ângulo desejado, de forma a acumular e transferir o calor solar para a caixa de cozimento.
5. Construímos uma cobertura de vidro para converter ultravioleta em energia térmica.
6. Colocamos pedras na base do forno acabado - acumuladores de calor e reguladores de temperatura.
7. Opcionalmente, instale um termômetro.

Um fogão com concentrado parabólico é feito em forma de espelho côncavo, enquanto os raios solares são absorvidos pelo foco. Basicamente, essa cozinha serve para cozinhar uma pequena quantidade de comida em pouco tempo. A principal desvantagem de tal forno é o giro regular da superfície do espelho em direção ao sol, o que pode causar queimaduras nas membranas mucosas dos olhos e das mãos.

O design combinado do forno solar consiste em um espelho concentrador, incluindo vários espelhos planos, e uma panela isolada termicamente com polietileno.

Na primeira etapa é preparado o corpo do forno solar.

1. A base da caixa é feita de uma chapa de compensado, no centro da qual é fixada uma haste de alumínio ou aço, com cerca de meio metro de comprimento. É feita uma rosca na extremidade da haste para aparafusar o suporte.
2. As ranhuras são cortadas para inserir nervuras de madeira compensada.
3. Para a confecção de paredes com as próprias mãos, são retiradas quatro folhas de compensado em formato de retângulo, recortadas de um lado em arco curvo, e do lado de fixação com as nervuras do corpo - com ranhuras.
4. As paredes são coladas na base e fixadas com clipes de papel.

Na segunda etapa, é preparado o espelho do forno solar.

1. Os fogões solares são feitos de papelão liso compactado em forma de triângulos.
2. Os triângulos estão sobrepostos e no topo das costelas.
3. Colamos a superfície do papelão com papel alumínio.
4. Um suporte para cozinhar é fixado em um ponto igual à metade do raio do espelho resultante.

O forno solar está pronto. Maioria material ideal a caixa é de alumínio. Suas vantagens são alta condutividade térmica e resistência à corrosão.

Na verdade, existem várias estruturas desse tipo no mundo. Vamos começar com o Forno Solar na França, ou seja, da França.

O Forno Solar na França foi projetado para gerar e concentrar as altas temperaturas necessárias para diversos processos.

Isso é feito capturando os raios solares e concentrando sua energia em um só lugar. A estrutura é coberta por espelhos curvos, seu brilho é tão grande que é impossível olhar para eles, a ponto de doer nos olhos. Em 1970, esta estrutura foi erguida, os Pirenéus Orientais foram escolhidos como o local mais adequado. Para cima hoje O forno continua sendo o maior do mundo.

Ao conjunto de espelhos são atribuídas as funções de um refletor parabólico, e o regime de alta temperatura no próprio foco pode atingir até 3.500 graus. Além disso, você pode regular a temperatura alterando os ângulos dos espelhos.

O Forno Solar, utilizando o recurso natural da luz solar, é considerado um meio indispensável para a obtenção de altas temperaturas. E eles, por sua vez, são utilizados para diversos processos. Assim, a produção de hidrogênio requer uma temperatura de 1.400 graus. Os modos de teste de materiais, realizados em condições de alta temperatura, fornecem uma temperatura de 2.500 graus. É assim que as naves espaciais e os reatores nucleares são testados.

Portanto, o Forno Solar não é apenas um edifício incrível, mas também vital e eficiente, ao mesmo tempo que é considerado uma forma ecológica e relativamente barata de obter altas temperaturas.

O conjunto de espelhos atua como um refletor parabólico. A luz está focada em um centro. E a temperatura lá pode atingir temperaturas nas quais o aço pode ser derretido.

Mas a temperatura pode ser ajustada colocando os espelhos em ângulos diferentes.

Por exemplo, temperaturas em torno de 1.400 graus são usadas para produzir hidrogênio. Temperatura de 2.500 graus - para testar materiais em condições extremas. Por exemplo, é assim que os reatores nucleares e as espaçonaves são testados. Mas temperaturas de até 3.500 graus são utilizadas para a fabricação de nanomateriais.

O Forno Solar é uma forma barata, eficiente e ecologicamente correta de produzir altas temperaturas.

No sudoeste da França, as uvas criam raízes notáveis ​​e todos os tipos de frutas amadurecem - está quente! Entre outras coisas, o sol brilha aqui quase 300 dias por ano e, em termos de número de dias claros, estes locais talvez fiquem atrás apenas da Côte d'Azur. Se caracterizarmos o vale próximo a Odeio do ponto de vista da física, então a potência da radiação luminosa aqui é de 800 watts por 1 metro quadrado. Oito lâmpadas incandescentes potentes. Um pouco? Basta que um pedaço de basalto se espalhe até formar uma poça!

- O forno solar de Odeyo tem capacidade de 1 megawatt, o que requer quase 3 mil metros de superfície espelhada, diz Serge Chauvin, curador do museu solar local. - Além disso, você precisa coletar a luz de uma superfície tão grande em um ponto focal com o diâmetro de um prato.

Em frente ao espelho parabólico, são instalados helióstatos - placas espelhadas especiais. São 63 deles com 180 seções. Cada helióstato tem seu próprio “ponto de responsabilidade” - o setor da parábola no qual a luz coletada é refletida. Já em um espelho côncavo, os raios do sol se dirigem para um ponto focal – aquele mesmo fogão. Dependendo da intensidade da radiação (leia-se - clareza do céu, hora do dia e estação do ano), as temperaturas podem ser muito diferentes. Em teoria - até 3.800 graus Celsius, na realidade subiu para 3.600.

- Juntamente com o movimento do Sol, os helióstatos também se movem pelo céu, Serge Chauvin inicia sua turnê. - Cada um tem um motor instalado na parte traseira e todos juntos são controlados centralmente. Não é necessário instalá-los na posição ideal - dependendo das tarefas do laboratório, o grau no ponto focal pode variar.

O forno solar de Odeyo começou a ser construído no início dos anos 60 e entrou em funcionamento na década de 70. Por muito tempo permaneceu o único desse tipo no planeta, mas em 1987 uma cópia foi erguida perto de Tashkent. Serge Chauvin sorri: "Sim, sim, exatamente uma cópia."

A propósito, o fogão soviético também continua operacional. É verdade que não apenas experimentos são realizados nele, mas também algumas tarefas práticas são realizadas. É verdade que a localização do forno não permite atingir as mesmas altas temperaturas que na França - no ponto focal, os cientistas uzbeques conseguem atingir menos de 3.000 graus.

O espelho parabólico consiste em 9.000 placas - facetas. Cada um deles é polido, possui revestimento de alumínio e é levemente côncavo para melhor foco. Após a construção do forno, todos os chanfros foram instalados e calibrados manualmente - demorou três anos!

Serge Chauvin nos leva a um local próximo ao prédio do forno. Junto conosco - um grupo de turistas que chegou a Odeyo de ônibus - o fluxo de amantes do exotismo científico não seca. O curador do museu estava prestes a demonstrar o potencial oculto da energia solar.

Senhora e senhor, sua atenção!- Serge, embora pareça mais um cientista, é mais um ator. - A luz emitida pela nossa estrela permite aquecer instantaneamente materiais, incendiá-los e derretê-los.

Um trabalhador de forno solar pega um galho comum e o coloca em uma grande cuba com interior espelhado. Serge Chauvin leva alguns segundos para encontrar um ponto de foco e o stick acende instantaneamente. Milagres!

Enquanto os avós franceses ofegam e gemem, o funcionário do museu vai até um heliostato independente e o move exatamente para que os raios refletidos atinjam uma pequena cópia do espelho parabólico instalado ali mesmo. Este é outro experimento ilustrativo que mostra as possibilidades do sol.

“Madame e Monsieur, agora vamos derreter o metal!”

Serge Chauvin coloca um pedaço de ferro no suporte, move o torno em busca de um ponto focal e, ao encontrá-lo, afasta-se um pouco.

O sol está fazendo seu trabalho.

Um pedaço de ferro aquece instantaneamente, começa a soltar fumaça e até faíscas, sucumbindo aos raios quentes. Literalmente em 10-15 segundos, um buraco do tamanho de uma moeda de 10 centavos de euro é queimado nele.

— Voilá! Serge exulta.

Enquanto regressamos ao edifício do museu, e os turistas franceses estão sentados na sala do cinema a ver um filme científico sobre o funcionamento do forno solar e do laboratório, o zelador conta-nos algumas coisas interessantes.

- Na maioria das vezes as pessoas perguntam por que tudo isso é necessário, Serge Chauvin levanta as mãos. - Do ponto de vista da ciência, têm sido estudadas as possibilidades da energia solar, aplicada sempre que possível no dia a dia. Mas há tarefas que pela sua escala e complexidade de execução requerem instalações como esta. Por exemplo, como modelamos o efeito do sol na superfície de uma espaçonave? Ou o aquecimento da cápsula de descida que retorna da órbita para a Terra?

Em um recipiente refratário especial, instalado no ponto focal do forno solar, é possível recriar tais, sem exageros, condições sobrenaturais. Foi calculado, por exemplo, que um elemento de pele deve suportar temperaturas de 2.500 graus Celsius - e isso pode ser testado empiricamente aqui em Odeyo.

O zelador nos conduz pelo museu, onde estão instaladas diversas peças - participantes de inúmeras experiências realizadas na fornalha. Nossa atenção é atraída para o disco de freio de carbono…

- Ah, essa coisa é do volante de um carro de Fórmula 1, Sérgio assente. - Seu aquecimento sob certas condições é comparável ao que podemos reproduzir em laboratório.

Conforme mencionado acima, a temperatura no ponto focal pode ser controlada usando helióstatos. Dependendo dos experimentos realizados, varia de 1.400 a 3.500 graus. O limite inferior é necessário para a produção de hidrogênio em laboratório, a faixa de 2.200 a 3.000 é para testar vários materiais sob condições extremas de aquecimento. Por fim, acima de 3000 está a área de trabalho com nanomateriais, cerâmica e criação de novos materiais.

— A fornalha de Odeyo não realiza tarefas práticas, Serge Chauvin continua. - Ao contrário dos nossos colegas usbeques, não dependemos dos nossos próprios atividade econômica e fazemos apenas ciência. Entre nossos clientes não estão apenas cientistas, mas também diversos departamentos, como o de defesa.

Estamos apenas parando em uma cápsula de cerâmica, que é o casco de um drone.

“O Departamento de Guerra construiu um forno solar de menor diâmetro para suas próprias necessidades práticas aqui no vale perto de Odeyo, Sérgio diz. - Pode ser visto em alguns trechos da estrada de montanha. Mas eles ainda recorrem a nós para experimentos científicos.

O zelador explica a vantagem da energia solar sobre qualquer outra no decorrer das tarefas científicas.

- Primeiro, o sol brilha de graça, Ele enrola os dedos. - Em segundo lugar, o ar da montanha contribui para a realização de experimentos de forma “pura” - sem impurezas. Em terceiro lugar, a luz solar permite que os materiais aqueçam muito mais rapidamente do que qualquer outro aparelho, o que é extremamente importante para algumas experiências.

É curioso que o forno possa funcionar quase o ano todo. Segundo Serge Chauvin, o melhor mês para experimentos é abril.

- Mas se for preciso, o sol vai derreter um pedaço de metal para os turistas ainda em janeiro, o zelador sorri. - O principal é que o céu esteja claro e sem nuvens.

Uma das vantagens inegáveis ​​da existência deste laboratório único é a sua total abertura ao turista. Até 80 mil pessoas vêm aqui todos os anos, e isso contribui muito mais para popularizar a ciência entre adultos e crianças do que uma escola ou universidade.

Font-Romeu-Odeillo é uma típica cidade pastoral francesa. Sua principal diferença em relação a milhares iguais é a coexistência do sacramento da vida cotidiana e da ciência. Contra o pano de fundo de uma parábola espelhada de 54 metros - vacas leiteiras da montanha. E sol quente constante.

Agora vamos passar para outro prédio.

A quarenta e cinco quilômetros de Tashkent, no distrito de Parkent, no sopé do Tien Shan, a uma altitude de 1.050 metros acima do nível do mar, existe uma estrutura única - o chamado Grande Forno Solar (BSP) com capacidade de mil quilowatts. Está localizado no território do Instituto de Ciência dos Materiais NPO "Physics-Sun" da Academia de Ciências da República do Uzbequistão. Existem apenas dois desses fornos no mundo, o segundo está na França.

O BSP foi colocado em operação na União Soviética em 1987”, diz o secretário científico do Instituto de Ciência dos Materiais da NPO “Physics-Sun”, Candidato de Ciências Técnicas Mirzasultan Mamatkasymov. “São alocados fundos suficientes do orçamento do Estado para preservar este objeto único. Aqui estão localizados dois laboratórios do instituto, quatro em Tashkent, onde está localizada a principal base científica, onde se desenvolve o estudo da química e propriedades físicas novos materiais. Estamos no processo de sintetizá-los. Experimentamos esses materiais observando o processo de fusão em diferentes temperaturas.

BSP é um complexo óptico-mecânico complexo com sistemas automáticos gerenciamento. O complexo consiste em um campo helióstato localizado na encosta de uma montanha e direcionando os raios solares para um concentrador parabolóide, que é um espelho côncavo gigante. No foco deste espelho, é criada a temperatura mais alta - 3.000 graus Celsius!

O campo do helióstato consiste em sessenta e dois helióstatos dispostos em um padrão xadrez. Eles fornecem à superfície espelhada do concentrador um fluxo de luz no modo de rastreamento contínuo do Sol ao longo do dia. Cada helióstato, medindo sete metros e meio por seis metros e meio, consiste em 195 elementos espelhados planos chamados "facetas". A área refletiva do campo do helióstato é de 3.022 metros quadrados.

O concentrador, para o qual os helióstatos direcionam os raios solares, é uma estrutura ciclópica com quarenta e cinco metros de altura e cinquenta e quatro metros de largura.

Ressalta-se que a vantagem dos fornos solares, em comparação com outros tipos de fornos, é o alcance instantâneo de alta temperatura, o que permite obter materiais puros e sem impurezas (devido também à pureza do ar da montanha). Eles são usados ​​para petróleo e gás, têxteis e uma série de outras indústrias.

Os espelhos têm uma certa vida útil e, mais cedo ou mais tarde, falham. Nas nossas oficinas fabricamos espelhos novos que instalamos em substituição dos antigos. São 10.700 deles apenas no concentrador e 12.090 nos helióstatos. O processo de fabricação de espelhos ocorre em instalações a vácuo, onde o alumínio é depositado na superfície dos espelhos usados.

Ferghana.Ru:- Como você resolve o problema de encontrar especialistas, porque depois do colapso da União houve uma saída deles para o exterior?

Mirzasultan Mamatkasymov:- Na época do lançamento da instalação em 1987, trabalhavam aqui especialistas da Rússia e da Ucrânia, que treinaram os nossos. Graças à nossa experiência, agora temos a oportunidade de formar por conta própria especialistas nesta área. Chegam até nós jovens da Faculdade de Física Universidade Nacional Uzbequistão. Eu próprio trabalho aqui desde 1991, depois de me formar na universidade.

Ferghana.Ru:- Quando você olha para esta estrutura grandiosa, para as aberturas construções metálicas, como se flutuasse no ar e ao mesmo tempo apoiasse a “armadura” do concentrador, frames de filmes de ficção científica surgem na minha memória ...

Mirzasultan Mamatkasymov:- Bem, na minha vida ninguém tentou filmar ficção científica usando essas "configurações" únicas. É verdade que as estrelas pop uzbeques vieram gravar seus vídeos.

Mirzasultan Mamatkasymov:- Hoje vamos derreter briquetes prensados ​​a partir de óxido de alumínio em pó, cujo ponto de fusão é de 2.500 graus Celsius. Durante o processo de fusão, o material flui por um plano inclinado e goteja em uma panela especial, onde se formam os grânulos. Eles são encaminhados para uma oficina cerâmica localizada próxima à BSP, onde são triturados e utilizados na confecção de diversos produtos cerâmicos, desde pequenos guias de fio até industria têxtil e terminando com bolas ocas de cerâmica que parecem bolas de bilhar. As bolas são usadas na indústria de petróleo e gás como flutuadores. Ao mesmo tempo, a evaporação da superfície dos produtos petrolíferos armazenados em grandes recipientes nos depósitos de petróleo é reduzida em 15-20 por cento. Atrás últimos anos fizemos cerca de seiscentos mil desses carros alegóricos.

Fabricamos isoladores e outros produtos para a indústria elétrica. Eles são caracterizados por maior resistência e resistência ao desgaste. Além do óxido de alumínio, também utilizamos um material mais refratário - o óxido de zircônio com ponto de fusão de 2.700 graus Celsius.

O processo de fusão é controlado pelo chamado “sistema de visão”, que está equipado com duas câmeras de televisão especiais. Um deles transmite diretamente a imagem para um monitor separado, o outro - para um computador. O sistema permite observar o processo de fusão e realizar diversas medições.

Vale acrescentar que o BSP também é utilizado como um instrumento astrofísico universal que abre a possibilidade de realizar estudos do céu estrelado à noite.

Além dos trabalhos acima, o instituto dá grande atenção à fabricação de equipamentos médicos à base de cerâmicas funcionais (esterilizadores), instrumentos abrasivos, secadores e muito mais. Tal equipamento foi implementado com sucesso em instituições médicas da nossa república, bem como em instituições similares na Malásia, Alemanha, Geórgia e Rússia.

Paralelamente, foram desenvolvidas instalações solares de baixa potência no instituto. Assim, por exemplo, cientistas do instituto criaram fornos solares com capacidade de um quilowatt e meio, que foram instalados no território do Instituto Tabbe de Metalurgia (Egito) e no Centro Metalúrgico Internacional de Hyderabad (Índia).

http://victorprofessor.livejournal.com/profile

E aqui está mais sobre este assunto . Claro, vamos lembrar também sobre . Ah, sim, mas você sabe