Солнечная параболическая печь – секреты бесплатного тепла

Солнечная печь: современный и безопасный способ приготовления пищи

Учёные уже давно нашли способ использовать солнечную энергию для подпитки различных устройств или даже жилых объектов. На прилавках магазинов встречается много различного оборудования, работающего на солнечных батареях. Но не все обязательно приобретать за деньги, поскольку некоторые агрегаты можно собрать дома из подручных материалов. Речь идёт о солнечной печи.

Технические характеристики и особенности солнечных печей

Солнечные печи уже давно можно приобрести в магазинах или через интернет. Они оснащены множеством полезных приспособлений, облегчающих работу с оборудованием.

Солнечная печь лёгкая, ее можно сложить как чемодан за несколько минут и также быстро разложить в рабочее положение – это идеальный инструмент для путешествий.

Солнечная печь лёгкая, ее можно сложить за несколько минут

Печи, изготавливаемые в промышленных масштабах, сочетают в себе все положительные свойства солнечных параболоцилиндрических концентраторов, а также вакуумных трубок. Благодаря этому, температура нагрева достигает 300 градусов по Цельсию.

Для контроля температуры, в оборудование также встраивается термометр – это составная часть блока управления.

Также в печь монтируется термостат с определённой установкой рабочей температуры, а также система поворота зеркал.

В современное устройство устанавливают таймер, который по истечении определённого времени, начнёт закрывать зеркала, находящиеся внутри солнечной печи. Когда наступит установленное время, таймер также подаст звуковой сигнал, оповещающий о готовности блюда.

Электронная часть оборудования подпитывается от энергии солнца через батарею, установленную в корпус.

В собранном виде чемодан имеет следующие размеры:

  • длину в 75 см;
  • высоту в 40 см;
  • толщину – 11 см.

Вес довольно небольшой и комфортный для переноски на большое расстояние – всего 4 кг.

При помощи печи можно готовить овощи, грибы, мясо или даже испечь пирожки. Основным достоинством является экологичность и экономия на электроэнергии. Оборудование совершенно не загрязняет окружающую среду.

Разновидности солнечных печей

Современные устройства выпускаются в трех основных разновидностях:

  1. Коробочные.
  2. С зеркалом концентратором.
  3. Комбинированные.

Коробочная печь

Оборудование представляет собой теплоизоляционную коробку, покрытую зеркальным материалом или пластиком. Чтобы увеличить сбор тепла, внутрь добавляют несколько зеркал, которые служат в качестве отражателей.

Коробочная солнечная печь

Подобный вид оборудования используется для медленного приготовления пищи. Поскольку при самостоятельном изготовлении коробка может быть любых размеров, то на ней можно приготовить большие объемы продуктов. Магазинные образцы не отличаются большими размерами.

Печь с концентратором

Устройство – вогнутое зеркало, собирающее в своём фокусе солнечные лучи и перенаправляющее его на установленную пользователем точку. При самостоятельном изготовлении нет никакой необходимости соблюдать идеально геометрию зеркала, поскольку в фокусе будет располагаться большая по площади кастрюля или иная ёмкость с едой.

Особенностью сооружения является достижение большой температуры нагрева. Оборудование удобно использовать, когда нужно разогреть небольшое количество еды.

Комбинированная

Комбинированный тип представляет собой совокупность двух предыдущих вариантов. Кастрюля с едой, которую нужно подогреть, помещается в коробку, которая с одной стороны обрамляется вогнутой пластиной с зеркальной поверхностью. Печь быстро складывается и собирается в рабочее положение.

Пошаговая инструкция изготовления солнечной печи своими руками

Собрать солнечную печь своими руками не составит большого труда. Можно использовать разные методы, основываясь на чертежах, которые очень простые и интуитивно понятные.

У пользователей могут возникнуть вопросы по размерам печей. Желательно основываться на следующих советах:

  1. Если необходимо изготовить печь для дачи, или загородного дома, то задуматься необходимого о более основательной и неподвижной конструкции.
  2. Если устройство понадобится для пешего похода, тогда конструкция должна быть разборной и максимально легкой – для удобства транспортировки.
  3. Если перемещение печи планируется на машине, то конструкцию можно сделать более сложной, но она все равно должна быть разборной.

Наиболее простой вариант солнечной печи – использование обычного зонтика. Для изготовления нет необходимости использовать чертежи, поскольку устройство максимально постое и понятное.

На раскрытый зонт с внутренней стороны приклеивается зеркальная пленка или алюминиевая фольга. Ручку нужно отсоединить, чтобы не мешалась при помещении в центр посуды для разогрева. Это все необходимые работы. Печь полностью готова к использованию.

Читайте также:
Цемент М500 (портланд, портландцемент м 500)

Теперь в земли необходимо воткнуть подставку, где будет крепиться котелок и чайник, а около предметов поместить импровизированное зеркало и сфокусировать солнечный луч на емкости с едой.

Некоторые мастера используют разбитое зеркало и внутреннюю часть зонтика покрывают своеобразной мозаикой. Но конструкция в таком случае получается тяжелой, и не разборной.

Коробочная

При сборке коробочной конструкции нужно учитывать несколько основных факторов:

  1. Стенки, располагающиеся с внутренней стороны ящика, покрываются фольгой, и должны иметь очень хорошее отражение.
  2. Кастрюля, помещающаяся внутри, должна поглощать солнечные лучи, а потому желательно покрасить ее в чёрный цвет или закоптить.
  3. Термоизоляция должна быть на высоком уровне. Стенки ящика должны плотно прилегать друг другу, чтобы тепло не ушло наружу. Для осуществления качественной термоизоляции, применяют обычный картон или другие естественные материалы, которые не будут выделять вредных веществ при нагреве. После сборки, температура внутри печи может достигнуть 170 градусов по Цельсию. Но при этом возгорания коробки опасаться не стоит, поскольку этой температуры будет недостаточно.

Если подойти к сооружению конструкции со всей ответственностью, то прослужит печь до 10 лет или дольше.

Коробочная солнечная печь своими руками

  1. Из досок сбивается надежный ящик.
  2. Внутрь по всей площади укладывается бумага черного цвета (уплотненной). Это нужно, чтобы энергия солнца максимально поглощалось устройством.
  3. Основываясь на размерах полученной коробки, вырезаются отражатели из жести. Края перед монтажом следует закруглить и обработать наждачной бумагой, чтобы не порезаться.
  4. Отражатели фиксируются сверху короба. Используются обычные петли или шурупы – на усмотрение мастера. После листы выгибаются под нужным углом, чтобы аккумулировать солнечные лучи на определенный объект внутри агрегата.
  5. Крышка должна быть из стекла. Таким образов, ультрафиолетовые лучи преобразуются в тепловую энергию, необходимую для разогрева еды.
  6. Под печью желательно соорудить небольшой помост из кирпичей. Они будут накапливать полученное тепло.
  7. Если есть желание следить за температурой, к ящику следует прикрепить термометр.

Такой вид солнечной печи идеально подойдет для дачных условий. Взять с собой в путешествие ее не получится из-за относительно большого веса, габаритов и неразъёмности.

Зеркальная с отражателем

Чтобы сделать зеркальную печь с отражателем, можно использовать вариант с зонтиком, который был представлен выше, или собрать конструкцию по чертежу.

  1. Потребуется раскроить лепестки из картона в количестве 12 штук.
  2. После все детали соединяются по длинной стороне.
  3. Далее происходит скрепление внутренней части полученной “тарелки”.
  4. Все детали стягиваются проволокой или хорошей веревкой у основания.
  5. Тарелку покрывают фольгой, которая хорошо отражает солнечные лучи.

Комбинированная печь

Комбинированный тип наиболее прост в изготовлении, и представляет собой концентратор, который изготавливается из нескольких плоских зеркал. Также понадобится кастрюля с хорошей термоизоляцией.

Чтобы изолировать внутренний объект, используют обычные полиэтиленовые пакеты.

В качестве зеркала можно использовать плотный картон, к которому приклеена алюминиевая фольга.

Конструкция примечательна тем, что ее можно складывать и переносить. Примерные размеры – 33 на 33 см. Но по желанию можно собрать и большие размеры.

  1. Для начала следует подготовить основу для корпуса. Желательно использовать лист фанеры. В центр помещается и надежно крепится алюминиевый или стальной стержень. Длина – полметра. На стержне предварительно делается резьба, чтобы на нее поместить в дальнейшем подставку.
  2. Делаются пазы, в которые помещаются ребра жесткости из фанеры.
  3. Стенки собираются из той же фанеры. Потребуется четыре прямоугольных листа. С одной стороны их следует вырезать выгнутой дугой, а с дугой проделать пазы для скрепления с ребрами.
  4. Соединяемые части качественно покрываются клеем и соединяются. Для дополнительной фиксации желательно использовать скрепки. После высыхания короба, следует потрясти заготовки, слабо потянуть за стенки, чтобы удостовериться в надежности. Если конструкция прошла испытания, можно переходить к следующему этапу. Но в случае, если какая-то часть болтается, то ее потребуется поставить на место, залить клеем еще раз.
Читайте также:
Уровень освещенности в помещениях, каким прибором измеряется, единица измерения, таблица

После создания короба, можно переходить к зеркалу.

  1. Нужен треугольный плотный картон с гладкой текстурой.
  2. Все детали из картона накладываются внахлест и на верхнюю часть прикрепленных ребер.
  3. После фиксации, картон покрывается слоем клея. После накладывается алюминиевая фольга.
  4. На стержень помещается подставка в точке, равной половине радиуса зеркальной поверхности.

Солнечная печь своими руками выполненная готова к эксплуатации. Вместо дерева для короба также используют алюминий. Он хорошо проводит тепло и не подвержен коррозии.

Инструкции ответят на вопрос о том, как сделать солнечную печь в домашних условиях.

Преимущества и недостатки

Солнечные печи, собранные своими руками, разнообразны по размерам, но идентичны по строению, а потому не возникает трудностей со сборкой. С помощью печей можно с легкостью аккумулировать тепло для разогрева пищи. Принцип действия основан на впитывании энергии солнечных лучей и перенаправлении их на необходимый объект.

Солнечные печи обладают следующими преимуществами:

  1. Дешевизна. Для работы не нужно покупать топливо и использовать дополнительные источники энергии. Для работы потребуются только солнечные лучи.
  2. Пища приготавливается максимально безопасно – не стоит опасаться возгорания, как при разведении костра.
  3. За печью легко ухаживать и просто эксплуатировать – нужно только направить солнечный луч на нужный объект через зеркальную поверхность.
  4. Мобильность. Печь быстро собирается и разбирается. Поэтому не возникает проблем с транспортировкой.
  5. Экологичность.
  6. Пища нагревается равномерно, и нет риска подгорания. Еду не нужно перемешивать.

Эти качества и обеспечили солнечным печам большую популярность среди путешественников. На печи просто готовить еду. Для приготовления пищи только нужно направить луч солнца на нужный объект.

Сравнительная характеристика тепловой мощности печи и время приготовления пищи

Название Температура Примерное время готовки
Коробочная печь От 150 до 170 градусов 40 минут легкое блюдо
С концентраторами До 200 градусов 30 минут легкое блюдо

Самодельная солнечная кухня

Да, да, именно кухня, но не только. Здесь на сайте, если уж и упоминается солнышко, то как-то однобоко, только с точки зрения получения электричества. А ведь с его помощью можно получить ещё много полезного в походе или на даче, да и мало ли где. Так что, заглянуть, почитать рекомендую.

Как известно, поток тепла, что посылает нам солнце, весьма велик, даже в средней полосе летом он легко достигает одного киловатта на квадратный метр. Киловатт – это примерно, как комфорка электропечки. И грех пропадать без дела такому количеству энергии.

В данном обзоре, хочется обратить внимание самодельщиков на то, как с помощью простейших материалов и конструкций можно изготовить реально работающие солнечные печи в которых можно готовить еду, сушить грибы, или, например, получать тепло для работы термогенератора на элементах Пельтье.

В основном, в мире, при использовании подобных конструкций, основной упор делается на приготовлении пищи, либо обеззараживания воды без использования огня. Но что мешает применить всё это и для других целей.

Не стоит также думать, что все подобные конструкции были придуманы для жарких стран и работают только там. Ничего подобного. Первые (упоминаемые) солнечные печи были изобретены Хорасом де Соссьюр, швейцарским натуралистом ещё в 1767 году. Сейчас же солнечные кухни используются от жарких пустынь Африки до лесов Канады.

В средней полосе России такие кухни могут реально работать примерно 5…6 месяцев в году, однако, в некоторых районах Сибири, где континентальный климат обеспечивает ясное небо в течение многих дней, до 300 дней в году. Т.е. пока солнце светит.

Здесь расположен список часто задаваемых вопросов по солнечным кухням (на русском языке).

Ниже, для справки, приведена картинка солнечной инсоляции в Вт/м 2 .

Рис.1. Солнечная инсоляция.

Конструкции

Какие конструкции солнечных печей существуют в настоящее время? Основных типов три:

  • Коробочные.
  • С зеркалом-концентратором.
  • Комбинированные.

Рис.2. Коробочная солнечная печь

Рис.3. Солнечная печь с концентратором

Рис.4. Комбинированная конструкция солнечной печи

Все эти конструкции могут быть легко изготовлены с помощью подручных материалов – картона, фольги, клея и т.п. На примерах ниже всё это будет хорошо видно.

Коробочные солнечные печи

Представляют собой теплоизолированную коробку, чаще всего из обычного картона, верх которой покрыт прозрачным стеклом или пластиком. К такой коробке для увеличения сбора тепла часто добавляют один или несколько зеркал-отражателей.

Такие нагреватели используются в основном для относительно медленного приготовления больших объемов пищи.

Рис.5. Коробочные солнечные печи

Собственно, конструкция явна видна на снимках. Как дополнение можно отметить, что:

  1. Внутренние стенки ящика также должны быть покрыты фольгой, т.е. иметь хорошее отражение.
  2. Кастрюля же, наоборот, должна хорошо поглощать лучи, т.е. быть черной, например, закопчёной.
  3. Должна быть хорошая термоизоляция стенок ящика, чтобы тепло не уходило наружу, как сквозь стенки, так и в щель между верхним стеклом и стенками.

В качестве термоизоляции обычно используют картон, бумагу или другие естественные материалы, которые бы не выделяли вредных веществ при нагревании.

Температура в подобной печи может достигать 150…170 гр.С. Но даже с картонной коробкой бояться возгорания не стоит, т.к. температура для этого недостаточна.

Долговечность таких картонных конструкций может быть весьма высокой – до 10 лет.

Рис.6. Пример более основательной конструкции

Солнечные кухни с параболическим концентратором

Эти плиты представляют собой обычное вогнутое зеркало, собирающее лучи в своём фокусе. Совсем необязательно добиваться идеальной геометрии такого зеркала, т.к. в фокусе обычно расположена весьма большая по площади кастрюля.

Особенность таких кухонь является большая температура нагрева «цели». Т.е. её удобно использовать, когда нужно быстро, как на обычной плите, приготовить относительно небольшое количество пищи.

Недостатками такой конструкции являются: необходимость следить за солнцем (приходится поворачивать зеркало примерно раз в полчаса), и возможность получения ожогов глаз и рук при неосторожном обращении.

Несмотря на кажущуюся сложность изготовления отражателя, он также весьма прост и может быть изготовлен из картона и фольги. Пример и последовательность сборки одного из вариантов, показаны на рисунках ниже.

Рис.8. Раскройка одного из лепестков. Всего 12 шт.

Рис.9. Лепестки из картона вначале соединяют по длинной стороне.

Рис.10. Затем соединяют внутреннюю часть полученной тарелки-концентратора.

Рис.11. Стягивают проволокой основание.

Рис.12. Вот, что получается в результате (вид снаружи и изнутри).

Рис.13. Внутри укрепляют подставку для кастрюли.

Как видим, ничего сложного. Даже описывать нечего, картинки объясняют всё.

Комбинированная схема солнечной печи

Является наиболее простой по конструкции, и представляет собой зеркало-концентратор, состоящее из нескольких плоских зеркал и кастрюли, которая термоизолирована от окружающего воздуха обычным полиэтиленовым пакетом.

Рис.14. Комбинированная конструкция.

Ниже дана выкройка одной из реальных отработанных конструкций подобных печей (источник). Напомню, в качестве зеркала используется обычный картон с наклеенной на одну его сторону алюминиевой фольгой.

Рис.15. Выкройка зеркала для комбинированной солнечной печи.

Особенностью данной конструкции, является возможность её складывания в компактный блок размерами, примерно, 33х33 см.


Рис.17. А вот как это выглядит живьём.

Существует большое число и других конструкций солнечных печей, все, конечно, в одной статье даже перечислить сложно. Множество примеров, и вариантов изготовления можно найти, например, здесь. Ещё ссылка оттуда же.

Вообще, сайт http://solarcooking.org/ может служить отправной точкой для заинтересовавшихся данными штуковинами.

Заключение

Целью данной статьи, было обратить внимание туристов (и других человеков) на подобные солнечные нагреватели.

Хотя, за рубежом они и позиционируются, в основном, как устройства для приготовления пищи, но, если подойти творчески, то можно найти им множество применений и в других областях.

Ведь основное достоинство таких печей – это дешевизна и минимальный вес (картонка с фольгой).

Что приходит на ум, помимо основного назначения:

  • Использование таких кухонь в горах, где солнце очень сильно. И не только в базовых лагерях, ведь конструкция, по сути, ничего не весит и может сэкономить некоторое количество бензина или газа даже в мобильной группе.
  • Сушка грибов, фруктов, рыбы или одежды и обуви.
  • Ящичная конструкция с четырьмя отражателями может быть перспективной для построения генераторов электричества на термогенераторах Пельтье. Плюсом такой конструкции, в отличие от способа нагрева от костра или горелки, в том, что термоэлемент не перегревается, т.к. температура на нём не повышается выше 150 градусов. Также обеспечивается удобство расположения термоэлеметов на дне коробки, и их охлаждение.
  • А томлёная в течение нескольких часов каша, или борщ… ммм — это вам не какой-нибудь фастфуд. Так что, и по прямому назначению не забываем использовать.

В общем, простор для фантазии есть.

А для тех у кого есть магазин и вы подумываете заняться продажей подобных изделий альтернативной энергетики сканеры штрих кода обязательно пригодятся для организации торгового процесса.

Солнечная печь своими руками

Солнечная печь выполняется по разным технологиям, поэтому устройство её отличается друг от друга. Произведенные в промышленном варианте такие изделия отличаются высокой ценой. Много моделей можно сделать самому, приложив к этому минимум средств и максимум усилий. Прежде чем начать анализ самодельных моделей, рассмотрим одну промышленную печь для общего развития – GoSun.

В основе данного решения используется две технологии: вакуумная трубка принимает на себя концентрированную энергию из зеркальной подставки – концентратора. Таким образом температура внутри трубки достигает за несколько минут до 280°С, что дает варить, парить, жарить любые блюда. Существует ряд сайтов с рецептами адаптированными для такой печи. Этот метод приготовления ничем не уступает привычным существующим, лишь добавляет экологичности процессу.

Эксплуатация и виды

Эксплуатировать подобного рода устройства лучше летом в открытой незатенённой местности. На всех видах концентраторов такой энергии используется светоотражающие поверхности, поэтому следует беречь глаза от лучей, путём одевания солнцезащитных очков при работе с печью.

Первый вид из спутниковой антенны

Печь на основе старой спутниковой антенны. Чтобы котелок не загораживал солнце, следует выбирать офсетный тип антенны, принцип работы показан на рисунке ниже.

Зеркало антенны следует обклеить светоотражающей пленкой. На месте, где стоял спутниковый конвертер, следует оборудовать варочное место, куда устанавливается или подвешивается посуда для приготовления или разогрева пищи. Для обеспечения максимальной температуры следует, каждые пол часа, двигать антенну, тем самым сохраняя максимальный тепловой фокус на объекте подогрева. Второй вид – из линзы Френеля. С помощью нее получают дистиллированную или пресную воду. Применяют в тех районах, где есть недостаток пресной воды или на морском побережье. В эпицентре луча температура может достигать 1000°С, что является опасностью для получения термических ожогов. Поэтому пользоваться нужно с особой осторожностью.

Основа конструкции – линза Френеля. Раньше применяли при производстве телевизоров, можно достать её оттуда или просто приобрести. Именно в линзе будет состоять цена вопроса изготовления печи. Изготовление состоит в сооружение рамы под имеющуюся линзу как показано ниже на иллюстрации.

Третий вид из картона. Аналогичен первому рассмотренному, только антенна изготовляется из картона. Вырезается основа, сворачивается в параболическую тарелку. На внутреннюю чашку наклеивается отражающий слой алюминиевой фольги.

В качестве примера рассмотрим отражатель с фокусным расстоянием 130 мм и диаметром 800 мм. Размер при необходимости масштабируется. Потребуется лист размером: метр на метр. Он может быть цельным или составным из двух или четырёх кусков. Рисуем четыре концентрических окружности с радиусами, показанными в таблице. Делим их на 8 равномерно расположенных диаметров (на 22,5°). Каждый состоит из 16 одинаковых секторов.

На каждом симметрично отмечается дуга, длина которой показана ниже в таблице. Эти значения – полная длинна дуги, включая обе стороны деления. Каждая дуга проходит на очень малом угле (меньше 5°) она практически неотличима от соответствующего шнура.

Следует соединить, приблизительно вдоль радиального направления, конечные точки только что обозначенных дуг. Требуется отрезать площадь за пределами самой большой окружности. Клины, обозначенные соединениями на рисунке ниже, не будут собирать лучи. Они будут либо удалены, либо использованы в качестве полей для соединения соседних весел. Разрезать радиальные соединения спешить не надо, инструкция будет дана позже.

Вёсла согнуты над кругами, нарисованными ранее, для создания граней. Кружки показаны пунктирными линиями на рисунке выше. Сделать изгиб по дуге непросто, если листовой материал не очень тонкий и эластичный.

Сборка

Лист состоит из частей, соединённых по кругу. Лучший способ – дублировать его на одной части. Нужно прикрепить каждую часть рефлектора поверх дубликата.

После изгиба лопасти перекрываются так, чтобы одна находилась выше или ниже обоих соседей. Важно, чтобы весло имело два поля, по одному с каждой стороны. Лопатки с полями и без них чередуются по окружности: рисунок ниже. Вёсла с полями будут ниже весла без полей.

Так как лопасти являются плоскими, происходит переход между ними и перекрывающимися областями. Чтобы избежать помех в переходной зоне, предусмотрите некоторый зазор между смежными лопастями. Дополнительную ширину можно срезать лопастями с полями или без них, смотрите рисунок выше.

Отверстие диаметром около 5 мм просверлите на кончике каждого клина. Эти отверстия слишком малы, чтобы они были показаны на рисунке выше. Они облегчат резку.

Вёсла соединяйте вместе разными средствами: скобами, гвоздями, клеем, шитьем или иначе. Оптимальное решение зависит от листового материала и доступности по цене крепежа.

В редком случае, когда плоский лист очень толстый, лопасти могут упираться друг в друга. В этом случае нет никаких гарантий. Нужно предусмотреть некоторый зазор для клея. В дополнение: нанесённые в зазор клейкие ленты также можно наносить на внутреннюю и внешнюю поверхности, чтобы удерживать лопасти вместе. Ленты, нанесённые на поверхность нужны очень тонкие, чтобы не искажать отражающую поверхность.

Энергия солнечного света. Следует прикреплять одну лопасть за раз, по или против часовой стрелки. Сначала присоединив каждую лопасть из внешней секции. Аналогично продолжая движение внутрь. Перед началом работы над другим веслом требуется прикрепить все секции весла.

Отражательная плёнка применяется после того, как параболический отражатель примет форму. Алюминиевая фольга для обычного использования идеальна на кухне. Более толстая (более тяжелая) пленка будет более долговечной. Алюминиевая пластиковая пленка, используемая в пакетах для продуктов питания и напитков, или подарочная упаковка, приемлема, но немного менее эффективна и заметно менее прочная, чем алюминиевая фольга.

Обычно фольга приклеивается к отражателю. Клей нужно использовать на водной основе. Сюда относится клей из муки, риса или крахмала. Чтобы избежать появления морщин на пленке, пользуйтесь тонким, нетекучим клеем.

Легче склеивать фольгу на плоском листе, чем на параболическом блюде. Однако, если лист очень тонкий, процесс изгиба листа будет создавать морщины на покрытии. Поэтому лучше всего приклеивать ее после изготовления картонной тарелки. Листовой материал, который расширяется и значительно сокращается при влажности и температуре, также имеет тенденцию создавать морщины на пленке. Поэтому картон не является идеальным листовым материалом. Морщины снижают эффективность. Они также сокращают срок службы отражающего покрытия.

Сначала фольгу нужно нарезать на трапеции. Два одинаковых трапеции могут быть вырезаны из прямоугольника с очень небольшим количеством отходов (рисунок ниже). Сначала попробуйте использовать газету для определения оптимальной ширины, длины и наклона, так как это зависит от формы и размера вашей фольги. Короткие слоты могут быть разрезаны по краям трапеции, так что она может накладываться без морщин. Трапеции полностью покрывают все грани, за исключением того, что круг будет покрыт фольгой в конце.

На рисунках показано: а) вырезание двух трапециевидных частей из прямоугольной; б) сокращение коротких слотов вдоль краёв каждого клина

Тщательно покрываем поверхность весла клеем. Однако не стоит им злоупотреблять, если листовой материал (например, картон) может набухать во влажном состоянии. Для того, чтобы избежать появления пузырьков, сначала нужно прицепить небольшую часть фольги на весло. Держите большую часть пленки в воздухе, без клея. Медленно растягивая захваченную область, нажимаем на нее. Фольгу прикрепляется около ее центральной линии (вдоль ее длины). Будет очевидно, насколько она изгибается и перекрывается вблизи ее краев. Норма, если избыточный клей будет выходить на отражающую поверхность, он сотрется позже.

Когда отражающая поверхность покрыта отражателем, аккуратно следует протереть ее влажной чистой тканью. Вытирание удаляет излишки клея, выравнивает приклеенную пленку. Нужно дать клею высохнуть, это может занять несколько дней, если листовой материал проницаем для воды. Затем повторно требуется протереть влажной чистой тканью, чтобы удалить оставшийся клей и размазать.

Готовое изделие устанавливаем на поворотную опору, над фокусом солнечной энергии изготавливаем конструкцию держатель для варочной посуды.

Как сделать солнечную печь

На сегодняшний день появилась альтернатива обыденным источникам тепла — солнечная энергия. Солнечная печь своими руками представляет собой простую конструкцию. В дневное время мощность данного устройства достигает 1,5 кВт, при этом температура нагрева доходит до 150 градусов. Впервые солнечную печку сконструировал во второй половине VIII века Хорас де Соссьюр в Швейцарии.

Известно, что поток тепла, посылаемый нам солнцем — велик, грех пропадать такому количеству энергии без дела. Летом в средней полосе он легко достигает одного киловатта на метр квадратный (киловатт – это, приблизительно, как комфорка электропечки).

Сегодня данный вид мини-кухни применяется в широком диапазоне, от африканских стран до северных районов, в том числе и в нашей стране.

Солнечные печи: функции и преимущества

Такие печи разнообразны по своим размерам, от небольшой коробки до агрегата, но идентичны по надобности. В их задачу входит аккумулирование тепла для каких-либо нужд. Принцип действия солнечной печи основан на впитывании тепловой энергии солнечных лучей, благодаря которой можно обеспечить приготовление пищи без использования газа и электричества, и удерживании ее в теплоизолированной камере. Конструкции можно приобрести в магазине, а можно сделать солнечные печи своими руками.

Конструкция солнечной печи может быть легко изготовлена из подручных материалов.

Преимущества солнечной печи:

  1. Дешевизна использования (не требует топлива).
  2. Безопасность приготовления пищи.
  3. Простота в эксплуатации и уходе.
  4. Мобильность.
  5. Экологичность.
  6. Возможность варки, копчения, выпекания и жарки.
  7. Равномерное приготовление пищи без вероятности подгорания, не требующее перемешивания.

Виды и этапы сооружения солнечных печей своими руками

В зависимости от типа конструкции, выделяют три основных вида солнечных печей:

  1. Коробочная печка.
  2. Комбинированные печи.
  3. С зеркалом-концентратором.

Коробочная печь применяется для небыстрого приготовления еды в большом количестве. Это картонная коробка со стеклянным или пластиковым верхом с наличием отражательных зеркал. Как правило, требует теплоизоляции, в качестве которой может выступать бумага, картон, современные утеплители. Коробочные солнечные печи имеют преимущество в долговечности: срок эксплуатации достигает 10 лет.

Список материалов и инструментов для сооружения солнечной печи своими руками

Коробочная печь используется, в основном, для относительно медленного приготовления пищи в большом количестве.

1. Перечень материалов:

  • каркас (картон, фанера, бруски);
  • стекло, зеркало;
  • алюминиевая фольга или металлический кровельный материал;
  • теплоизолятор (минеральная вата, картон, бумага и т.д);
  • краска, антисептик, силикон;
  • крепежные элементы (скотч, клей, саморезы, гвозди, шарниры).

2. Список инструментов:

  • пила;
  • ножницы, нож;
  • степлер;
  • молоток, шуруповерт;
  • кисть;
  • рулетка.

Пошаговая инструкция изготовления солнечной коробочной печи своими руками

  1. Готовим каркас устройства, состоящий из брусков 40х40 мм (крепежный элемент) и листов фанеры (стенки корпуса).
  2. Сооружаем раму под стекло.
  3. Фиксируем готовую раму к каркасу печи при помощи шарниров.
  4. Обшиваем внутреннюю часть будущей печи кровельным листом из металла саморезами или гвоздями.
  5. Вставляем стекла в готовую раму, фиксируя штапиками и обработав силиконом.
  6. Закрепляем отражающую панель теми же шарнирами, на которую фиксируется зеркало или зеркальная плитка.
  7. Стены и основание между каркасом и металлическим листом утепляем любым теплоизоляционным материалом, например, минеральной ватой, далее закрываем все фанерой.
  8. Внутреннюю часть, предназначенную для варки, красим темной, желательно черной, жаропрочной нетоксичной краской.
  9. Наружную часть обрабатываем антисептическим средством.

Коробочные печи весьма долговечные конструкции.

Солнечная печь готова к эксплуатации. Для приготовления пищи необходимо положить посуду вовнутрь конструкции, направив отражающую панель на стекло. Также можно применить следующий метод сооружения коробочной печи:

  1. Сооружаем деревянный ящик.
  2. Внутреннюю часть коробки выстилаем черной уплотненной бумагой для максимального поглощения солнечного излучения.
  3. Согласно периметру коробки вырезаем идентичные по размеру жестяные отражатели, округлив края и обработав наждачной бумагой.
  4. Фиксируем отражатели из жести наверху короба с помощью петель, шурупов или других крепежных элементов, выгибая под необходимым углом, с целью аккумулирования и передачи солнечного тепла в короб для приготовления пищи.
  5. Сооружаем стеклянную крышку с целью преобразования ультрафиолета в тепловую энергию.
  6. На основание готовой печи выкладываем камни — накопители тепла и регуляторы температурного режима.
  7. По желанию устанавливаем термометр.

Печку с параболическим концентратом изготавливают в виде вогнутого зеркала, солнечные лучи при этом поглощаются фокусом. В основном такая кухня служит для готовки малого объема еды в течение короткого времени. Главный недочет такой печи состоит в регулярном поворачивании зеркальной поверхности к солнцу, что может явиться причиной ожогов слизистых глаз и рук.

Комбинированная конструкция солнечной печи состоит из зеркала-концентратора, включающего некоторое количество плоских зеркал, термоизолированную полиэтиленом кастрюлю.

На первом этапе подготавливается корпус для солнечной печи.

  1. Основание корпуса производится из фанерного листа, в центре которого фиксируется стержень, выполненный из алюминия или стали длиной около полуметра. На конце стержня с целью навинчивания подставки делается резьба.
  2. Вырезаются пазы для вставки ребер из фанеры.
  3. Для изготовления стен своими руками берут четыре фанерных листа в форме прямоугольника, вырезанные с одной стороны выгнутой дугой, а со стороны скрепления с ребрами корпуса — пазами.
  4. Склеиваются стены с основанием и фиксируются скрепками.

На втором этапе подготавливается зеркало солнечной печи.

  1. Солнечные печки выполняются из уплотненного гладкого картона в виде треугольников.
  2. Треугольники укладываются внахлест и на верхнюю часть ребер.
  3. Обклеиваем поверхность картона фольгой из алюминия.
  4. Фиксируется подставка для приготовления пищи в точке, равной половине радиуса полученного зеркала.

Солнечная печь готова. Наиболее оптимальный материал для коробки — это алюминий. Его преимуществами являются высокий коэффициент теплопроводности и устойчивость к коррозии.

Солнечный гриль: и жарит, и варит, и блины выпекает

Технологии, основой которых является даровая энергия солнца, все активнее входят в нашу жизнь. Помимо уже привычных всем солнечных батарей и гелиоколлекторов, энтузиасты во всем мире работают над усовершенствованием солнечных концентраторов. Мы уже рассказывали о самой большой в мире гелиоэлектростанции и о солнечной печи, выпекающей хлеб. Сегодня мы познакомим вас с такой разработкой, как портативный солнечный гриль.

Интересна история создания этого устройства, разработанного международной командой учёных.

Несколько лет назад мне довелось побывать в одной из западных провинций Китая. В ходе своей поездки я общалась с людьми, ведущими кочевой образ жизни. Зайдя в юрту, я увидела, что пастухи до сих пор готовят еду на примитивных и небезопасных печках с открытым пламенем. Такие печки дымят, а чтобы приготовить еду, женщинам приходится собирать хворост.

Кэтлин разговорилась с людьми. Они ей рассказали, что с удовольствием бы пользовались более современными способами приготовления пищи, если бы не высокая цена на баллонный газ или электроэнергию, вырабатываемую бензиновыми генераторами.

Разговор, что называется, запал в душу. Кэтлин решила создать печь, для работы которой не требовалось бы топливо. Так был создан международный проект под названием «Солнечный источник». После нескольких лет экспериментов исследователи из США, Китая и Норвегии создали портативный солнечный концентратор-гриль.

Серийно выпускаемое устройство чем-то напоминает спутниковую антенну, покрытую светоотражающим зеркальным покрытием. Основой концентратора является параболическая «тарелка», собранная из пяти отдельных лепестков, изогнутых по заранее рассчитанной дуге.

Солнечные лучи, попадая в тарелку, отражаются и сходятся в одной точке. Точно в центре этой точки размещена площадка — т.н. варочная поверхность, на которую можно поставить сковородку или кастрюлю.

Для удобства готовки и безопасности пользователя в задней части гриля сделан вырез. Находясь в этом месте, можно готовить еду, не опасаясь, что обожжёшься или повредишь глаза из-за ярких солнечных лучей.

Солнечный гриль был протестирован в разных климатических зонах и погодных условиях. Конечно, при облачной погоде или в дождь установка не будет работать, но жители жарких регионов, с большим количеством солнечных дней в году, по достоинству оценили наш солнечный гриль.

Кроме топовой версии, разработаны более простые модели устройства, где вместо жестких лепестков используется светоотражающая ткань, покрытая тонким слоем алюминия.

Разработчики устройства подчёркивают, что для работы солнечного гриля не требуется топливо и внешние источники энергии. Пользователю не надо колоть дрова, собирать хворост, покупать уголь. Солнечной гриль стоит дешевле, чем солнечные батареи или ветрогенератор. Отсутствие движущихся частей, электроники и т.д. упрощает конструкцию, что особенно важно для жителей отдаленных областей и стран «третьего мира».

Единственное, что нужно делать – это очищать отражающую поверхность от жира. По отзывам пользователей, после некоторой тренировки готовить при помощи солнца проще, безопаснее и интереснее, чем на обычном гриле.

Кроме этого, т.к. нет пламени, горячих углей и дыма, отсутствует вероятность возгорания, что делает эту конструкцию востребованной у дачников и любителей пикников.

Помимо экономии средств, солнечный гриль является экологически чистым устройством, с помощью которого можно вскипятить воду и приготовить еду даже зимой, главное, чтобы было солнце.

В нашей статье рассказывается о необычной солнечной электростанции в виде цветка. Пользователи FORUMHOUSE могут узнать, как построить дом, работающий на солнечной энергии, и для чего солнечными батареями нужна поворотная мачта.

Солнечная панель из транзисторов своими руками

Дата публикации: 11 сентября 2019

  • Общий принцип действия солнечной батареи
  • Материалы для сборки солнечной батареи из транзисторов
  • Особенности солнечной панели из диодов

Популярность солнечных батарей во многом обусловлена возможностью получения бесплатной электроэнергии. Тем более что затраты на приобретение панели можно свести к нулю, самостоятельно изготовив ее из подручных материалов. Это могут быть, например, транзисторы от старых радиоприемников и ТВ, которым не осталось места в современном мире. Немного терпения и четкое понимание процесса – и в вашем распоряжении окажется эффективная солнечная батарея из транзисторов, которую можно подключить к бытовым устройствам низкой и средней энергоемкости.

Общий принцип действия солнечной батареи

Физический закон, положенный в основу действия солнечной батареи, — внутренний фотоэффект на так называемом p-n переходе. Так называют возникновение в полупроводниковом элементе новых носителей электрического заряда в процессе поглощения световой энергии – электронов или дырок. При этом первые концентрируются в n-области, а вторые – в р-области, и между ними возникает электродвижущая сила, обозначаемая аббревиатурой ЭДС. При подключении внешней нагрузки под воздействием освещения в р-n переходе возникает электрический ток, и энергия света трансформируется в электрическую.

Количество получаемой энергии зависит от нескольких факторов. Это материал полупроводника, площадь поверхности р-n перехода и качество его освещенности. В большинстве случаев сила тока солнечной батареи невелика, и для достижения ею требуемого уровня нужно собрать панель из значительного количества отдельных элементов. Зато солнечные батареи не боятся короткого замыкания, для возникновения которого имеющегося напряжения попросту недостаточно.

Материалы для сборки солнечной батареи из транзисторов

Выбор в пользу транзисторов и диодов для монтажа солнечной панели оправдан наличием у них р-n перехода. У диода имеется один такой переход, а у транзистора – два: между базой, коллектором и эмиттером. Использовать такую радиодеталь при сборке солнечной батареи можно в случаях, если:

  • площадь перехода должна быть достаточно большой;
  • есть возможность открыть p-n переход для доступа солнечной энергии.

Первое условие полностью выполнимо для плоскостных транзисторов большой мощности. Чтобы не возникло сложностей с открытием перехода, стоит выбрать элементы наподобие кремниевого транзистора КТ801 (а) или германиевых транзисторов П210-П217. Для первого достаточно снять крышку корпуса, для вторых – разрезать корпус по линии АА и снять с детали полученные фрагменты.

Перед использованием транзисторов для сборки солнечной батареи необходимо проверить их работоспособность. Для этого потребуется обычный мультиметр. Следует переключить режим устройства на показания в несколько миллиампер, чтобы оно смогло распознать незначительный по величине заряд. Мультиметр включается между базой и коллектором или базой и эмиттером, а деталь располагается таким образом, чтобы переход был хорошо освещен. Если прибор покажет 1 мА или чуть меньше, транзистор рабочий. Переключив режим на измерение напряжения, следует произвести еще один замер. Если показание мультиметра составит несколько десятых вольта, деталь можно смело использовать, т.к. все условия для сборки рабочей солнечной панели выполнены.

Обратите внимание: выполняя тестовые замеры, транзисторы стоит сразу группировать в зависимости от полученных показаний – чуть больше или чуть меньше нормы. Близкие значения выходной силы тока и напряжения в элементах сделают готовую солнечную панель более надежной, исключая перегревание более «слабых» комплектующих.

Чтобы увеличить выходной ток и рабочее напряжение, используют метод смешанного соединения элементов. Внутри групп выполняется параллельное соединение транзисторов с близкими выходными значениями, которые были отобраны на этапе тестирования. Группы соединяют между собой последовательно. Общий уровень выходной силы тока и напряжения равен сумме аналогичных параметров всех групп.

Оптимальным решением для сборки источника тока будет разработка монтажной платы на основе фольгированного стеклотекстолита. Ее можно поместить в подходящий по размеру корпус и закрыть оргстеклом. Нескольких десятков транзисторов достаточно, чтобы сгенерировать ток напряжением несколько вольт для питания маломощных устройств или подзарядки аккумуляторов.

Особенности солнечной панели из диодов

Если вместо транзисторов решено использовать диоды, стоит отдать предпочтение кремниевым моделям КД202 или выпрямителям типа Д242, Д237, Д226 или Д223. Для открывания перехода р-n следует:

  1. Надежно зажать диод за фланец.
  2. Отрезать и расправить вывод анода, чтобы появилась возможность освободить медный провод р-n перехода.
  3. Отделить защитный фланец с помощью острого металлического предмета.

Аналогичным образом отделяются фланцы всех диодов, которые планируется использовать для сборки солнечной батареи. Проще всего сделать это с диодами марки Д223. Их достаточно выдержать в ацетоне, который растворит краску на стеклянном корпусе и откроет для света р-n переход.

Соединение диодных элементов полностью аналогично сборке батареи на основе транзисторов. Внутри групп диоды соединяют параллельно: с одной стороны – только аноды, с другой – только катоды. Тестирование и классификация диодов по группам в зависимости от выходных параметров осуществляется так же, как и отбор транзисторов.

Чем больше элементов использовано для сборки солнечной батареи, тем выше будут выходные параметры мощности конструкции. Так, пяти групп по 10 диодов достаточно, чтобы получить напряжение в 2,5 В силой тока до 25 мА. Аналогичные расчеты можно произвести для любого количества диодов, если вам требуется более или менее мощная солнечная батарея.

Обратите внимание: диоды и транзисторы чувствительны к температурному воздействию и легко выходят из строя при перегреве. Поэтому для их пайки следует использовать маломощный паяльник. Его будет достаточно, чтобы надежно соединить элементы между собой в единую полупроводниковую систему.

  • Солнечная энергетика захватывает новые стихии
  • Красота в деталях: солнечные батареи для клавиатуры и ноутбуков
  • Раз, два, три….расчет произвели…
  • 5 солнечных автомобилей

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Как сделать солнечную батарею своими руками из транзисторов.

Самодельная солнечная батарея, которая будет генерировать электрическую энергию, делается из полупроводниковых транзисторных элементов. Для этих целей хорошо подойдут биполярные транзисторы и, в частности, советского производства. Для изготовления солнечной батареи своими руками лучше всего использовать транзисторы серии КТ (кремневые транзисторы).

Данные радиокомпоненты можно брать от старых телевизоров, радиоприёмников, а также от других радиоэлектронных устройств, которые уже отслужили свой срок и являются частично неработающими. Необходимо выпаять транзисторы оттуда с помощью электрического паяльника. Далее, чтобы получить полноценный фотоэлемент, корпус транзистора (верхнюю часть) необходимо отпилить или сточить. Это можно сделать при помощи надфиля или ножовки по металлу. Делать это необходимо очень аккуратно, чтобы не повредить полупроводниковый элемент внутри.

Таким образом необходимо подготовить несколько полупроводниковых транзисторов для их дальнейшего электромонтажа в последовательную электрическую цепь. Чтобы дополнительно увеличить силу отдаваемого тока этой солнечной батареи, можно скомпоновать транзисторы попарно. Своими руками монтаж можно сделать как навесным монтажом, так и на платах из фольгированного текстолита или гетинакса – метод печатного радиомонтажа.

Сами транзисторы со срезанной верхней частью корпуса, крепятся на диэлектрической пластине, и в последующем производится пайка выводов транзисторов согласно электрической схеме. Данная самодельная солнечная батарея довольно быстро изготавливается при наличии всех необходимых компонентов и инструментов под рукой.

Инструменты для изготовления.

Для изготовления солнечной электростанции своими руками понадобятся следующие инструменты:

  • электрический тестер;
  • надфили различных профилей;
  • ножовка по металлу;
  • электрический паяльник;
  • припой;
  • канифоль;
  • пинцет;
  • гибкие медные провода;
  • фольгированный текстолит или гетинакс;
  • пластиковая пластина для монтажа самих фотоэлементов.

Фотоэлементы можно приклеить на пластину с помощью универсального клея.

Полученная таким образом солнечная батарея не обеспечит дом или квартиру электроэнергией ввиду низкого КПД (коэффициент полезного действия), но вполне подойдёт для зарядки сотового телефона, для работы радиоприёмника в походных условиях.

У транзисторов со срезанным верхом производят замер тестером по выводам, с каких выводов (база, эмиттер и коллектор) получается выход большего напряжения. Замер производится меду базой и эмиттером или коллектором. После этого производится установка на пластиковую пластину всех полупроводниковых транзисторов, и все выводы припаиваются по установленной радиоэлектронной схеме. База одного транзистора припаивается к коллектору или эмиттеру следующего транзистора. И в таком порядке собирается вся солнечная батарея. Полученную конструкцию со стороны фотоэлементов желательно прикрыть прозрачным элементом (стекло, прозрачный пластик, обычное оконное стекло). Это необходимо для прикрытия фотоэлементов от попадания на них пыли и воды, а также от возможных механических повреждений в процессе эксплуатации.

Также самодельную солнечную батарею можно делать из советских транзисторов марки МП37–МП42 и МП14–МП17 (структура полупроводникового кристалла n – p – nили структура p – n – p). Эти транзисторы имеют круглый металлический корпус в форме шляпки. Но по сравнению с транзисторами серий КТ 800 и КТ 900 имеют меньший размер и соответственно будут выдавать меньший ток и вольтаж, ввиду того что кристалл у них меньшего размера.

Советский транзистор КТ819ГМ.

На примере советского транзистора КТ819ГМ при его работе в качестве фотоэлемента приведены следующие данные:

база – плюсовой вывод, эмиттер – минусовой вывод, выдаваемое напряжение – 370 мВ, выдаваемый ток – 94 мкА, развиваемая мощность – 35 мВт / База и эмиттер – плюсовой вывод, коллектор – минусовой вывод, получаемое напряжение – 325 мВ, ток выдаваемый – 215 мкА, мощность – 70мВт/ База – плюсовой вывод, коллектор – минусовой вывод, напряжение – 340 мВ, токвыдаваемый – 260 мкА, мощность – 90 мВт/ Коллектор – плюсовой вывод, эмиттер – минусовой вывод, напряжение на выходе – 28 мВ, ток выдаваемый – 65 мкА, мощность – 1 мВт.

Транзистор КТ819

К примеру, чтобы получить напряжение в 1,5 вольта, необходимо собрать последовательно в линейку четыре транзистора (фотоэлементы), где плюсовые выводы с транзистора будут коллекторы элементов, а база будет плюсовым выходом. Соответственно, чтобы получить 12-14 вольт, требуется собрать солнечную панель с числом элементов 35-38 штук. Для увеличения выдаваемого тока и мощности от такой самодельной солнечной электро-станции, необходимо впаивать транзисторы параллельно по 2-3 элемента.

Использовать такую солнечную электростанцию можно в загородном доме для освещения в тёмное время суток. Для этого потребуется дополнить её небольшой аккумуляторной станцией на 12 вольт. Аккумуляторы можно приобрести в магазинах электроники. В дневное время эта электростанция будет заряжать аккумуляторы, а вечером от неё будет работать освещение внутри дома. Для освещения лучше использовать светодиодные панели ввиду их большей экономичности.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: