Орбитальные зеркала спасут Землю от жары и холода
Предлагаю достаточно безумный план коррекции климата Земли и расселения человека в Солнечной системе. Он достаточно безумный, чтобы воплотить его в жизнь.
Необходимо безотлагательно затенить часть поверхности Земли и предотвратить ее дальнейший разогрев недавно сконструированными по новым нанотехнологиям орбитальными плёночными зеркалами из углеродных нанотрубок.
Пленка формируются конвейерным способом в листы со скоростью два метра в секунду. Она такой низкой плотности, что лист весящий примерно 28,35 грамм занимает площадь примерно 0,405 гектара! Зеркала из наноплёнки могут работать при экстремальных температурах, – ниже температуры жидкого азота (-196° C) и выше температуры плавления железа (1538° C), что ранее было невозможно.
Солнечные экраны должны питаться энергией Солнца и подчиняться командам Центра. С помощью ионных двигателей экраны-зеркала смогут менять свою ориентацию, местоположение и даже сворачиваться, в случае необходимости.
Орбитальных парусов-зеркал потребуется гораздо меньше, чем уже запущено военных спутников-шпионов. Размещать их следует между Светилом и Землёй. Они будут оперативно управляться с Земли и затенять собой области наивысших дневных температур: величайшие пустыни планеты, засушливые степи.
Для заметной коррекции климата достаточно затенить или подсветить всего 1% поверхности Земли.
Также, по мнению учёных, солнечный парус большой площади пригодится в роли тяговой системы для межпланетных станций и в качестве уборщика космического мусора.
Солнечный парус способен поддерживать аппарат на некеплеровой орбите, например, на практически стационарной позиции над полюсом Земли, откуда он мог бы непрерывно наблюдать за одним из полушарий планеты, корректируя там температуру.
Кроме того, слабая, но зато постоянная тяга паруса может удерживать спутник в так называемой псевдоточке Лагранжа, на линии между нашим родным домом и Солнцем, но втрое дальше от Земли, чем в настоящей точке Лагранжа, отбрасывая спасительную прохладную тень на иссушенную зноем планету.
Кроме того такой зонд (к слову, некогда прорабатываемый в рамках проекта GeoStorm) был бы идеальным сторожем. Он мог бы предупреждать человечество о наступающей на планету солнечной буре за время от 45 минут до пары часов перед ударом стихии, против 15-30 минут, для подобного сторожевого аппарата в точке Лагранжа.
Некоторые из солнечных парусов будут подсвечивать заполярные районы во время полярной ночи, задавая привычный для человека суточный ритм освещенности. Экономический эффект коррекции климата многократно перекроет расходы на вывод и эксплуатацию орбитальных зеркал.
Данный проект не терпит отлагательства и должен начать осуществляться силами всего человечества немедленно, а окончательно реализован в ближайшие 30 лет. Потом будет поздно из-за необратимого таяния ледовых шапок планеты на полюсах и на вершинах гор, которые накапливались тысячелетиями или, наоборот, новейшего ледникового периода, который предрекают учёные из лагеря оппонентов сторонников глобального потепления. В любом случае зеркала помогут предотвратить резкие изменения климата.
Колонизацию Луны пора начинать уже сейчас. Необходимо скорректировать траектории нескольких небольших газо-водосодержащих комет и направить их к Луне, чтобы создать на ней атмосферу, насыщенную смесью газов и водяного пара, затем рассеять генно-модифицированные семена растений и бактерий, скорректировать состав созданной атмосферы и завезти представителей фауны. Таким образом, удастся снизить температуру на освещенной ее части с 150 градусов до приемлемых для жизни величин.
Одновременно на затененной стороне спутника температура также повысится в результате конвекционных процессов в атмосфере. Затенённую сторону Луны возможно дополнительно подсвечивать орбитальными зеркалами-парусами из наноплёнки. Таким образом, и невидимую часть Луны можно сделать пригодной для колонизации. Атмосферу Луны нужно будет периодически пополнять. Сил притяжения Луны недостаточно, чтобы долго удерживать атмосферу. Подпитку атмосферы Луны надо будет делать раз в 500 лет.
Окрылённые успешной колонизацией Луны, размещаем вблизи орбиты Марса сеть отражающих зеркал-парусов. Направляем солнечные зайчики на поверхность Марса и постепенно прогреваем ее.
Далее, размещаем на пролетающей мимо крупной ледяной комете ядерную реактивную установку, либо производим направленный взрыв, и корректируем ее орбиту так, чтобы она врезалась в Марс, не изменив параметров его орбиты. Таким способом направляем на Марс несколько подобных комет. Они, растают и образуют на Марсе моря. За несколько раз пополняем запасы воды в новых морях на Марсе, которые нужны для существования и воспроизводства жизни и повышения плотности атмосферы. Технически, данный проект может быть осуществим в ближайшие 200 лет.
Следующий этап — колонизация Венеры. Часть ёё надо будет отгородить от Солнца парусами-экранами, либо пылевыми облаками. Температура понизится с 550 градусов до привычных нам 20 градусов. Потом скорректируем состав атмосферы, рассеяв семена специально выведенных сортов растительности, способных жить в условиях повышенной кислотности, поглощающих углекислоту и выделяющих кислород. Лет через 500 Венера станет пригодной для жизни.
Думаю, что таким же путём — подогрева солнечными зайчиками от орбитальных зеркал, удастся колонизовать крупнейшие спутники Юпитера и Сатурна, по мере потребности в новых жизненных пространствах для разрастающейся цивилизации людей.
Для колонистов некоторых планет, возможно, потребуется модификация наследстенно-генетического аппарата человека, животных и растительного мира, создаваемого на осваиваемых планетах, чтобы улучшить приспособляемость к новым местам обитания. Необходимые предпосылки генной инженерии уже заложены современной наукой. На освоение спутников планет-гигантов уйдет еще 1000 лет, время ничтожно малое по космическим масштабам.
Процесс колонизации планет многократно ускорится, если будет осуществлён контакт с более развитой и дружески расположенной к нам инопланетной цивилизацией, посещающей Солнечную систему. Поиск подобных цивилизаций сейчас развернулся с новой силой. Есть указания, что мониторинг нашей цивилизации, если не ее создание, ими скрытно осуществляется и теперь.
Возможно, с постановкой нами задач освоения всей Солнечной системы, братья или отцы нашего разума решат рассекретиться перед нами. Теперь, с использованием возросших мощностей вычислительной техники, есть надежда в ближайшие годы выйти на прямой контакт с ними.
Нам потребуются технологии принципиально новых источников энергии, не основанных на сжигании ископаемых углеводородов, иных двигателей для межпланетных перелётов, не столь разрушительно действующих на атмосферу Земли, как реактивные.
Накопленный инопланетянами опыт создания кораблей нового типа, опыт продолжительного существования в межзвездном пространстве, достижения их генной инженерии значительно ускорят процесс освоения человечеством дальних планет. Взамен, может быть, придётся уступить им некоторые планеты Солнечной системы, либо выделить добровольцев для освоения иных звездных систем.
Но что нам стоит дом в космосе построить! Не так ли? Глаза боятся, а руки делают. За работу, братья по разуму!
(Статья напечатана в белорусской газете «Секретные исследования»)
Источник
Как построить высокоэффективный солнечный водонагреватель из параболической антенны
Эта самоделка о том, как построить солнечный водонагреватель. Правильнее назвать его параболический солнечный концентратор. Главное преимущество его в том, что зеркало отражает 90% солнечной энергии, а его параболическая форма концентрирует эту энергию в одной точке. Эта установка будет эффективно работать в большинстве районов России, вплоть до 65 градуса с.ш.
Для сборки коллектора нам понадобится несколько основных вещей: сама антенна, система слежения за солнцем и теплообменник-коллектор.
Можно использовать любую антенну- железную, пластиковую или из стекловолокна. Антенна должна быть панельного типа, а не сеточная. Здесь важна площадь антенны и форма. Надо помнить, мощность нагрева = площади поверхности антенны. И что мощность, собираемая антенной диаметром 1,5 м, будет в 4 раза меньше мощности собираемой антенной с площадью зеркала 3 м.
Так же понадобится поворотный механизм для антенны в сборе. Его можно заказать на Ebay или на Aliexpress.
Понадобится рулон алюминиевой фольги или лавсановой зеркальной пленки, применяемой для теплиц. Клей, которым пленка будет приклеиваться к параболе.
Медная трубка диаметром 6 мм. Фитинги, для подключения горячей воды к баку, к бассейну, ну или где вы будете применять эту конструкцию. Поворотный механизм слежения автор приобрел на EBAY за 30$.
Шаг 1 Переделка антенны для фокусировки солнечного излучения вместо радиоволн.
Надо всего лишь прикрепить лавсановую зеркальную пленку или алюминиевую фольгу к зеркалу антенны.
Такую пленку можно заказать на Aliexpress, если вдруг в магазинах не найдете Пленка
Делается это почти также просто, как и звучит. Надо только учесть, что если антенна, к примеру, диаметром 2,5 м, а пленка шириной 1 м, то не надо закрывать антенну пленкой в два прохода, будут образовываться складки и неровности, которые ухудшат фокусировку солнечной энергии. Вырезайте ее небольшими полосами и закрепляйте на антенне с помощью клея. Перед наклейкой пленки убедитесь, что антенна чистая. Если есть места, где краска вздулась- зачистите их наждачной бумагой. Вам надо выровнять все неровности. Обратите внимание, чтобы LNB-конвертор был снят со своего места- иначе он может расплавиться. После наклейки пленки и установки антенны на место не приближайте руки или лицо к месту крепления головки- вы рискуете получить серьезные солнечные ожоги.
Шаг 2 система слежения.
Как было написано выше — автор купил систему слежения на Ebay. Вы так же можете поискать поворотные системы слежения за солнцем. Но я нашел несложную схему с копеечной ценой, которая довольно точно отслеживает положение солнца.
Видео работы гелиотракера по схеме из архива
Сам можно сделать на основе передней ступицы автомобиля ВАЗ.
Кому интересно фото взято отсюда : Поворотный механизм
Шаг 3 Создание теплообменника-коллектора
Для изготовления теплообменника понадобится медная трубка, свернутая в кольцо и помещенная в фокус нашего концентратора. Но сначала нам надо узнать размер фокальной точки тарелки. Для этого надо снять LNB-конвертер с тарелки, оставив стойки крепления конвертера. Теперь надо повернуть тарелку на солнце, предварительно закрепив кусок доски на месте крепления конвертера. Подержите доску немного в этом положении, пока не появиться дым. Это займет по времени примерно 10-15 секунд. После этого отверните антенну от солнца, снимите доску с крепления. Все манипуляции с антенной, ее развороты, проводятся для того, чтобы вы случайно не засунули руку в фокус зеркала- это опасно, можно сильно обжечься. Пусть остынет. Измерьте размер сожженной части древесины- это будет размер вашего теплообменника.
Я думаю, что возможно, вместо свернутой трубки можно поставить радиатор от автомобильной печки, есть довольно маленькие радиаторы. Радиатор должен быть зачерненный для лучшего поглощения тепла. Если же вы решили использовать трубку, надо постараться согнуть ее без перегибов и изломов. Обычно для этого трубку заполняют песком, закрывают с обеих сторон и сгибают на какой-нибудь оправке подходящего диаметра. Автор залил в трубку воды и положил ее в морозильную камеру, открытыми концами вверх, чтобы вода не вытекла. Лед в трубке создаст давление изнутри, что позволит избежать изломов. Это позволит согнуть трубу с меньшим радиусом изгиба. Ее надо сворачивать по конусу- каждый виток должен быть не много большего диаметра чем предыдущий. Можно спаять витки коллектора между собой для более жесткой конструкции. И не забудьте слить воду после того, как закончите с коллектором, чтобы после установки его на место, вы не обожглись паром или горячей водой
Шаг 4. Собираем все вместе и пробуем.
Теперь у вас есть зеркальная парабола, модуль слежения за солнцем, помещенный в водонепроницаемый контейнер, или пластиковую емкость, законченный коллектор. Все, что осталось сделать — это установить коллектор на место и опробовать его в работе. Вы можете пойти дальше и усовершенствовать конструкцию, сделав, что-то типа кастрюли с утеплителем и одеть ее на заднюю часть коллектора. Механизм слежения должен отслеживать движение с востока на запад, т.е. поворачиваться в течение дня за солнцем. А сезонные положения светила (вверх\вниз) можно регулировать вручную один раз в неделю. Можно, конечно, добавить механизм слежения и по вертикали- тогда вы получите практически автоматическую работу установки. Если вы планируете использовать воду для подогрева бассейна или в качестве горячей воды в водопроводе- вам понадобиться насос, который будет прокачивать воду через коллектор. В случае если вы будете нагревать емкость с водой, надо принять меры, чтобы избежать закипания воды и взрыва бака. Сделать это можно используя электронный термостат, который, в случае достижения заданной температуры, будет отводить зеркало от солнца с помощью механизма слежения.
От себя добавлю, что используя коллектор зимой надо принять меры, чтобы вода не замерзла в ночное время и в ненастную погоду. Для этого лучше сделать замкнутый цикл- с одной стороны коллектор, а с другой теплообменник. Систему заполнить маслом-его можно нагреть до более высокой температуры, градусов до 300, и на морозе не замерзнет.
Источник
Самодельный солнечный концентратор из зеркальный пленки
Физика 8 класс
«Теория реактивного движения» — Реактивные двигатели. Pр. P=M·V Импульс топлива-Pт равен импульсу ракеты Рр, но направлен в противоположную сторону. О=mpvp+mтvт mpvp=mтvт Vp=mт·vт. Реактивное движение в природе. Летательные аппараты. Примеры реактивного движения. Реактивное движение. Кальмар. Константин Эдуардович Циолковский. Выполнил: Ученик 8 «А» класса Гимназии № 363 Журкин Алексей. Формула Циолковского. Теория реактивного движения. Цели работы. Pт. mp. Ракетное оружие Катюша (БМ-13).
«Электроизмерительные приборы» — ВОЛЬТМЕТР – прибор для измерения напряжения на участке электрической цепи. Классификация. 3)Омметры- для измерения электрического сопротивления. 6)Мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы. Вольтметр: стрелка поворачивается в магнитном поле магнита. Имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. 4)Электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии.
«Деятельность Ломоносова» — В следующее пятилетие (1750—1755) деятельность Ломоносова развертывается также широким фронтом. Родители Ломоносова. М. В. Ломоносов начал учиться читать и писать в 11 — 12 лет. Славяно-греко-латинская академия. Ломоносов в начале января 1731 года прибыл в Москву. Работу выполнила ученица 8 «б» класса Гурьянова Анастасия. Школа размещалась в здании Сухаревой башни. Новый период в жизни. Физика. Труды Ломоносова в области языка. Обучение велось круглый год. Ломоносову 300 лет. Не менее ценными были исследования Ломоносова в области физики. Отзывы о Ломоносове. Долгий путь……..
«Строение электронных оболочек атомов» — Интеграция физики с химией 8 класс. Максимальное число электронов на энергетическом уровне. Научить составлять электронные формулы атомов. . Обобщение изученного материала. °. В ядре атома углерода содержится 12 частиц. Атом хлора принял один электрон. Интегрированный урок.
«Тепловые явления 8 класс» — Мама права, когда называет своего ребёнка «Солнышко ты моё»? Суточных цыплят нельзя держать под новыми энергосберегающими лампами? МБОУ «Верх-Чебулинская СОШ». Луна светит, но не греет? Вы задумывались над вопросом: Почему в современном доме жить комфортно? Цель проекта: Известно ли вам, как в быту человек учитывает тепловые явления? Оказывается, что тепловые явления сопровождают нас повсюду! 2. Не понятно, почему…?
«Плоское зеркало» — Стол зрителям кажется стоящим на четырёх ножках. С какой стороны у вашего зеркального двойника находится сердце? Как получается изображение точки в плоском зеркале? Солнечные концентраторы. Плоские зеркала используют при постановке некоторых фокусов в цирке. Установки используются для получения водяного пара с высокой температурой. Использование зеркал в технике. Урок физики в 8 классе на тему «Плоское зеркало».
Самодельная печь концентратор на солнечном излучении
Для начала стоит выявить место концентрации, для этого оденьте солнцезащитные очки. Возьмите деревянную доску и плотные варежки. Направьте отражатель в сторону солнца и сфокусируйте пойманные лучи на доске, далее регулируйте расстояние пока не получите максимально эффективный, концентрированный пучок энергии, делайте это до тех пор, пока не получите его самый малый размер. Одетые вами варежки предохранят кожу рук от солнечного ожога, если вы случайно подставите руки в зону фокуса лучей. После того как вы определите точку концентрации, вам останется только зафиксировать конструкцию и закончить ее монтаж в оптимальное место. Как говорят в кругах изобретателей: «Остается только получить патент». Пользуйтесь результатами своего труда, получая неиссякаемый и бесплатный источник энергии.
Двигатель Стирлинга можно собрать, используя подручные, распространенные материалы
Существует множество вариантов изготовления концентраторов на основе солнечного излучения. Таким же образом вы сможете сами, используя подручные, распространенные материалы, собрать двигатель Стирлинга (это действительно возможно, хоть, на первый взгляд, и кажется недостижимым), а уж использовать возможности этого двигателя для самых разных целей вы сможете на протяжении длительного времени. Все ограничения зависят только от вашего терпения и наличия фантазии.
Вдохновением для постройки этого агрегата послужила программа «Разрушители легенд» на канале Дискавери . В этой программе «разрушители» проверяли миф о том, как Архимед сжег Римский флот с помощью зеркал. Дважды этот миф был разрушен. Но тем не менее построить простое фокусирующее зеркало, способное поджечь доску или приготовить обед, можно.
Для этого потребуется совсем немного.
1. Самоклеющаяся зеркальная пленка (можно купить в магазинах торгующими обоями). Пленка для окон не подойдет.
2. Лист ДСП и такой же оргалита.
3. Тонкий шланг и герметик.
Из ДСП вырезается кольцо. В последствии мне понадобилось два кольца. Иначе луч будет фокусироваться слишком далеко. Кольцо выпиливается лобзиком.
Под размер кольца вырезается круг из оргалита.
Кольцо приклеивается к оргалиту
Важно хорошо все промазать герметиком. Конструкция должна быть герметичной и не пропускать воздух
Сбоку делаем дырку и вставляем шланг.
И наконец сверху натягиваем зеркальную пленку.
Затем воздух из корпуса откачивается и получается сферическое зеркало. Шланг перегибается и зажимается прищепкой.
Для этого агрегата желательно сделать подставку.
Шпарит эта штука будь здоров.
Получилось достичь хорошей фокусировки. Единственное что плохо, это зеркало нельзя направлять в произвольную точку. Только на солнце.
Рассчитаем профили зеркал
Основное зеркало является параболой и описывается функцией
Малое зеркало по схеме Грегори является эллипсом и описывается функцией
где е — эксцентриситет образующего эллипса малого зеркала (е = 0,3022
Рассчитанные профили зеркал имеют вид:
облучатель антенна зеркало фокусный
Расчет облучателя
В качестве облучателя будем применять диэлектрический стержень. Диаграмму направленности диэлектрического стержня можно рассчитать при помощи следующих приближенных соотношений:
где — длинна стержня в метрах, — коэффициент замедления. выбираемый по графикам рис. 5.2 ч.1 в зависимости от поперечного сечения стержня и длинный волны, — диаметр стрежня.
k — волновое число и считается по формуле: k = 2р/л = 209.4395 м-1
диэлектрическая проницаемость выбирается вкупе с таким параметром как: длинна волны, по следующим зависимостям:
Для обеспечения необходимой ширины ДН диэлектрического стержня, то есть выбрав необходимые параметры антенны, мы в программе ANT-4 меняя степень аппроксимирующего полинома, добиваемся необходимых показателей эффективности антенны, подобрав необходимый полном, мы выбрав удовлетворяющую нас длину стержня, меняя параметр k1, коэффициент замедления, получаем необходимую ширину ДН, а затем подбираем по этим графикам материал стержня.
— максимальный диаметр стержня
— диаметр стержня выбранный для данной антенны, от этого параметра зависит диэлектрическая проницаемость и ширина ДН.
— длина стержня от этого параметра, так же зависит ширина ДН и выбор диэлектрика.
— коэффициент замедления выбирается в соответствии с графиками приведенными выше.
— коэффициент полезного действия
Для получения максимального значения КНД зеркальной антенны главный лепесток ДН диэлектрического облучателя в пределах сектора облучения малого зеркала должен быть симметричным. Для этого в пределах угла облучения ДН в плоскостях Е и Н должна быть симметрична:
— коэффициент перехвата энергии малым зеркалом.
Фазовый центр: для цилиндрического стержня он приближённо берется в середине стрежня.
Для возбуждения волновода будем использовать электрический вибратор, который подведем к волноводу с помощью коаксиальной линии с ТЕМ волной. Внешний проводник подсоединяется к волноводу, а внутренний размещается непосредственно в волноводе. Структура поля возбуждаемого в волноводе данным вибратором, будет иметь такое же распределение, как и в линии, следовательно, будут, возбуждается волны, у которых в центре находятся пучности, это волны типа и т.д. волны с первым не четным индексом, а волны типа не будут возбуждаться, для одно волнового режима, необходима соответствующим образом подобрать размеры волновода, при котором волны высших типов будут угасать, для работы с волной необходимое условие: . Для того чтобы наша антенна работала на заданном типе волны и в нее не попадали высшие типы волн расстояние от вибратора до диэлектрического стержня должно быть больше (длинна волны в волноводе). Т.к. вибратор излучает волну в обе стороны, то для улучшения согласования вибратор будем вводить в волновод на расстоянии , при таком расположении набег фаз у отражённой волны от задней стенки будет равен р и она сложится с волной, бегущей к стержню.
Для получения горизонтальной поляризации в прямоугольном волноводе, есть два способа, либо вводить вибратор в волновод со стороны малой стенки, либо возбудить в прямоугольном волноводе волну , а за тем плавно повернуть волновод на 90 градусов. Воспользуемся вторым способом, т.к. этот метод прост в исполнении, и не требует покупать волновод с дополнительным вводом со стороны малой стенки. Требование к секции поворота, ее длинна, должна быть больше чем длинна волны в волноводе, т.к. там возбуждаются волны высших порядков и они должны успеть затухнуть.
Питание диэлектрического стержня осуществляется с помощью прямоугольного волновода, в котором распространяется волна Н10. Для того, чтобы в волноводе не возбуждались волны высших типов необходимо выбрать его размеры таким образом, чтобы .
Размеры прямоугольного волновода:
Переход от волновода к стержню осуществим с помощью конусообразной шайбы, которая перейдет от диметра 15.8мм к диаметру стержня 8мм
Структура поля выбранного поля волны в данном волноводе:
Рисунки волновода и стержня см. в конце работы.
Как построить солнечный концентратор своими руками из подручных средств, бесплатное руководство от GoSol видео
Подробности Опубликовано: 12.10.2015 08:32
Стартаповская компания GoSol намерена сделать солнечную энергию доступной для каждого в глобальном масштабе. Для этого ею была создана инициатива по разработке и распространению инструкций по сборке солнечных концентраторов из местных материалов, которые могли стать эффективными источниками тепла для приготовления пищи, стирки, нагрева воды и отопления.
«Миссия GoSol.orgсостоит в том, чтобы искоренить энергетическую нищету и минимизировать последствия глобального потепления путем распространения нашей DIY-технологии (DIYот англ. Do It Yourself — рус. «сделай это сам») и разрушения всяких барьеров на пути к свободном доступу к солнечной энергии. С вашей помощью мы хотим привлечь сообщества, предпринимателей и умельцев к использованию самого мощного в мире источника энергии. Все материалы и инструменты, необходимые для реализации этих технологий уже произведены и в изобилии присутствуют во всех уголках мира» — говорится на сайте GoSol.
Энтузиасты GoSol запустили компанию, с помощью которой намереваются собрать 68 000 долларов для воплощения в жизнь своей цели. На данный момент инициатива привлекла около 27 000 долларов и совсем недавно GoSol выпустила свою первую инструкцию по созданию солнечного концентратора.
Бесплатное пошаговое руководство содержит всю необходимую информацию для создания своими руками солнечного концентратора мощностью 0,5 кВт. Отражающая поверхность устройства будет иметь площадь около 1 квадратного метра, а стоимость его производства обойдется от $79 до $145 в зависимости от региона проживания.
Sol1, такое название получила солнечная установка от GoSol, займет приблизительно 1,5 кубических метра пространства. Работы по его изготовлению займут около недели. Материалами для его конструкции послужат железные уголки, пластмассовые коробки, стальные прутья, а основной рабочий элемент – отражающую полусферу – предлагается выполнить из кусков обычного зеркала ванных комнат.
Солнечный концентратор может быть использован для выпечки, жарки, нагрева воды или консервации продуктов питания, посредством обезвоживания. Устройство также может служить демонстрационным примером эффективной работы солнечной энергии и поможет многим предпринимателям развивающихся стран начать собственное дело. В дополнение к содействию снижению вредных выбросов в атмосферу, солнечные концентраторы GoSol помогут сократить вырубку лесов, заменив сжигаемую древесину чистой энергией солнца.
Инструкция GoSol может быть использована не только для создания и практического применения, но и для продажи солнечных концентраторов, которые помогут значительно снизить порог доступа к солнечной энергии, которая, главным образом, сегодня генерируется посредством фотогальванических солнечных панелей. Их стоимость остается на крайне высоком уровне в регионах, где добыть энергию другими способами зачастую просто не возможно.
Решение
1.
Определение числа Френеля
Поскольку диаметры зеркал резонатора одинаковы, то для
вычисления числа Френеля необходимо воспользоваться формулой (10) работы :
где a – радиус зеркал. Подставляя
значение входящих в формулу (26) величин, получаем
2.
Определение коэффициента потерь
Согласно условию полные потери в основном определяются
потерями на пропускание зеркал, потерями из-за неточности юстировки резонатора
и дифракционными потерями. Каждому виду потерь соответствует свой коэффициент
потерь. Следовательно, коэффициент полных потерь будет суммой этих
коэффициентов:
(28)
Для
вычисления первого слагаемого в (28) можно воспользоваться формулой (4),
второго — формулой (5), а третьего — формулой (6) работы. Тогда
(29)
Подставляя
в (29) значения соответствующих величин, получаем (a=0,4
см)
(30)
3. Определение добротности резонатора
Известно, что добротность резонатора определяется величиной
потерь излучения, распространяющегося внутри него. Поскольку требуется
определить добротность для основной поперечной моды, то можно использовать для
этого вычисленный выше коэффициент полных потерь (30). В этом случае, согласно
работе , добротность можно записать формулой (26)
Подставляя в (31) значения
соответствующих величин, получаем
(32)
Время жизни фотона в основной поперечной моде резонатора
легко определить из формулы (25) работы :
где —
центральная частота этой моды, — ее длина волны,
с— скорость света в вакууме. Из (33) следует
. (34)
Ширина резонансной кривой,
описывающей форму спектральной линии резонатора на частоте основной поперечной
моды, может быть вычислена из формулы (37) работы :
(35)
4.
Определение степени устойчивости резонатора
Известно, что в геометрическом приближении условие
устойчивости резонатора имеет вид (см. формулу (53) в работе )
где являются
обобщенными параметрами резонатора. Вычисление этих параметров дает
Произведение удовлетворяет
условию (36), следовательно, резонатор является устойчивым.
5. Определение частотного спектра лазерного излучения
Резонатор лазера существенным и
даже принципиальным образом влияет на свойства выходного излучения. Дело в том,
что при своем распространении внутри резонатора между его зеркалами излучение
формируется в определенное состояние электромагнитного поля, которые называются
типами колебаний резонатораили модами.
Каждая мода характеризуется определенной пространственной структурой этого поля
(т. е. определенным распределением амплитуды и фазы) в поперечном к оси
резонатора направлении, в частности на поверхности зеркал резонатора. Кроме
того, каждая мода характеризуется определенным сдвигом фазы за двойной проход
резонатора.
Как построить высокоэффективный солнечный водонагреватель из параболической антенны
Сам можно сделать на основе передней ступицы автомобиля ВАЗ.
Кому интересно фото взято отсюда :Поворотный механизмШаг 3 Создание теплообменника-коллектораДля изготовления теплообменника понадобится медная трубка, свернутая в кольцо и помещенная в фокус нашего концентратора. Но сначала нам надо узнать размер фокальной точки тарелки. Для этого надо снять LNB-конвертер с тарелки, оставив стойки крепления конвертера. Теперь надо повернуть тарелку на солнце, предварительно закрепив кусок доски на месте крепления конвертера. Подержите доску немного в этом положении, пока не появиться дым. Это займет по времени примерно 10-15 секунд. После этого отверните антенну от солнца, снимите доску с крепления. Все манипуляции с антенной, ее развороты, проводятся для того, чтобы вы случайно не засунули руку в фокус зеркала- это опасно, можно сильно обжечься. Пусть остынет. Измерьте размер сожженной части древесины- это будет размер вашего теплообменника.Размер точки фокусировки будет определять, сколько медной трубки вам понадобится. Автору понадобилось 6 метров трубы при размере пятна 13см.Я думаю, что возможно, вместо свернутой трубки можно поставить радиатор от автомобильной печки, есть довольно маленькие радиаторы. Радиатор должен быть зачерненный для лучшего поглощения тепла. Если же вы решили использовать трубку, надо постараться согнуть ее без перегибов и изломов. Обычно для этого трубку заполняют песком, закрывают с обеих сторон и сгибают на какой-нибудь оправке подходящего диаметра. Автор залил в трубку воды и положил ее в морозильную камеру, открытыми концами вверх, чтобы вода не вытекла. Лед в трубке создаст давление изнутри, что позволит избежать изломов. Это позволит согнуть трубу с меньшим радиусом изгиба. Ее надо сворачивать по конусу- каждый виток должен быть не много большего диаметра чем предыдущий. Можно спаять витки коллектора между собой для более жесткой конструкции. И не забудьте слить воду после того, как закончите с коллектором, чтобы после установки его на место, вы не обожглись паром или горячей водойШаг 4. Собираем все вместе и пробуем.Теперь у вас есть зеркальная парабола, модуль слежения за солнцем, помещенный в водонепроницаемый контейнер, или пластиковую емкость, законченный коллектор. Все, что осталось сделать — это установить коллектор на место и опробовать его в работе. Вы можете пойти дальше и усовершенствовать конструкцию, сделав, что-то типа кастрюли с утеплителем и одеть ее на заднюю часть коллектора. Механизм слежения должен отслеживать движение с востока на запад, т.е. поворачиваться в течение дня за солнцем. А сезонные положения светила (вверх\вниз) можно регулировать вручную один раз в неделю. Можно, конечно, добавить механизм слежения и по вертикали- тогда вы получите практически автоматическую работу установки. Если вы планируете использовать воду для подогрева бассейна или в качестве горячей воды в водопроводе- вам понадобиться насос, который будет прокачивать воду через коллектор. В случае если вы будете нагревать емкость с водой, надо принять меры, чтобы избежать закипания воды и взрыва бака. Сделать это можно используя электронный термостат, который, в случае достижения заданной температуры, будет отводить зеркало от солнца с помощью механизма слежения.От себя добавлю, что используя коллектор зимой надо принять меры, чтобы вода не замерзла в ночное время и в ненастную погоду. Для этого лучше сделать замкнутый цикл- с одной стороны коллектор, а с другой теплообменник. Систему заполнить маслом-его можно нагреть до более высокой температуры, градусов до 300, и на морозе не замерзнет.
Солнечный концентратор Ripasso — самый эффективный способ преобразования солнечной энергии
Опубликовано: 18.05.2015 13:23
Когда дело касается вопросов генерации солнечной энергии, эффективность процесса является ключевым моментом. Новый южноафриканский «солнечный» проект в пустыне Калахари, возможно, является наиболее эффективной системой в мире на сегодняшний день. Шведская энергокомпания Ripasso, пользуясь выгодами яркого африканского солнца, намерена испытать свой солнечный концентратор, сочетающий в себе современные военные технологии и идеи инженера-священника из Шотландии 19 века. В результате технического «симбиоза» система способна конвертировать 34% солнечной энергии в электричество, отправляемого прямо в сеть. Такое КПД почти в два раза превышает эффективность традиционных солнечных батарей.
На данный момент существует единственный рабочий экземпляр Ripasso солнечного концентратора с подобными характеристиками, но его создатели надеются, что система войдет в число самых востребованных возобновляемых источников на планете. Устройство оснащено зеркальным отражателем с общей площадью 100 м2, гигантский диск вращается вслед за движением солнца и постоянно подстраивается для извлечения максимума солнечной энергии.
Независимые тестирования проекта показали, что один такой отражатель может сгенерировать 75-85 мегаватт часов «зеленой» энергии в год — достаточно, чтобы обеспечить электричеством на год десять среднестатистических домохозяйств. Для сравнения: при производстве такого-же количества электроэнергии, от сожженного угля на теплоэлектростанциях, в атмосферу будет выброшена 81 тонна CO2.
Статья по теме: Солненые панели станут более эффективными, изобретено супергидрофобное стекло
Солнечная электростанция Ripasso работает за счет зеркал, фокусирующих, как гигантские линзы, солнечный свет в маленькой точке. Энергия тепла приводит в действие Двигатель Стирлинга, запатентованный шотландским инженером Робертом Стирлингом в 1816 году. В то время он стал первой альтернативой паровому двигателю. Работа устройства основана на попеременном нагревании и охлаждении газа в замкнутом пространстве, который приводит в движение поршень, вращающий маховик. Из-за недостатка подходящих материалов в те годы двигатель массово не производился. Коммерческий выпуск изобретения стартовал лишь в 1988 году, когда шведское минобороны стало производить их для подводных лодок. Прежде чем найти применение двигателю в возобновляемой энергетике, менеджер проекта Гуннар Ларсон (Gunnar Larsson) проработал 20 лет на оборонных предприятиях Швеции.
Система проходила испытания в суровых условиях пустыни более 4 лет, а до этого были годы успешных тестов на военно-морском флоте . Создатели солнечного коллектора отмечают, что для достижения коммерческого успеха, определяющим фактором, помимо эффективности, станет невысокая стоимость технологии — она должна на равных конкурировать с фотогальватическими системами, цены на которые с каждым годом опускаются все ниже. К недостаткам нового концентратора можно отнести нецелесообразность его применения в районах, где отсутствует постоянное солнечное излучение.
Смотрите еще интересные материалы:
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.
Схема сборки и подключения
Солнечная электростанция своими руками собирается так:
- Найдите выходные клеммы контроллера заряда, к нему подключите АКБ. После этого проводники, которые отходят от каждой панели, присоедините к входной клемме устройства для контроля над зарядом. Если к панелям прилагается в комплекте кабель, этот шаг не нужен.
- Присоединять проводники требуется по схеме «+» к «+», а также «-» к «-». После этого на клеммы, расположенные у входа инвертора, подается питание от АКБ.
- Включив контроллер за зарядом и инвертор, вы увидите, что электричество, которое начнет вырабатывать панель, будет заряжать аккумулятор.
Схема подключения солнечных панелей и бытовой нагрузки
Источник