Kuidas ehitada päikeseenergiaahju teadusprojekti jaoks

Mõne tunni pingutuse ja sobivate materjalide abil saab peaaegu igaüks, kellel on tööriistadega käepärast, ehitada väikese päikeseahju, mis suudab toota temperatuuri üle 500 kraadi Fahrenheiti. Esmalt valite päikesekiirte fokuseerimiseks kas läätse või peegelpeegli; see valik mõjutab ahju raami ja muude osade paigutust. Ahju saate kasutada vee keetmiseks, väikeste esemete jootmiseks või muudeks rakendusteks, mis vajavad kõrget temperatuuri.

Päikeseenergia ahju abil saab päikesevalgust kontsentreerida umbes ühe ruutjalga suurusest kuni väiksema ruuttollini; päikeselisel päeval kannavad intensiivsed kiired piisavalt energiat, et muuta fookuspunkt äärmiselt kuumaks. Töötab kas keskmise pitsapanni suurune lääts või peegel; väiksem ei kogu piisavalt valgust, et sellest kasu olla, ja suurem võib olla tülikas. Fresneli objektiiv on selle ülesande jaoks ideaalne objektiiv; see koosneb lamedast klaasitükist või läbipaistvast plastikust, kuhu on sisse lõigatud kontsentrilised sooned. Fresneli läätsed on odavad ja saadaval teadushobi poodides. Paraboolpeegel on veel üks hea valik; see ei pea olema ideaalse optilise kvaliteediga, sest teie eesmärk on valguse fokuseerimine, mitte piltide loomine. Oluline on märkida, et lääts fokuseerib valguse sissetuleva päikesevalguse vastas olevale küljele; peegli fookus on samal küljel. Kui valite oma ahju jaoks Fresneli läätse ja kui sellel on üks sooneline külg, on see pool suunatud väljapoole, päikese poole.

Sa konstrueerid päikesepõletusahju raami, et hoida objektiivi või peeglit kindlalt ja hoida kollektorit, mis püüab fokuseeritud valguse. Raami ehitamiseks võite kasutada tugevaid metallist, puidust või plastikust materjale, kui väldite läikivaid materjale, mis võivad teie silma kogemata päikesevalgust peegeldada. Ideaalis pöördub raam horisontaalteljele, et reguleerida peeglit või objektiivi nii, et see osutaks otse päikesele, olenemata aastaajast või kellaajast. Pärast reguleerimist peaks pöördliigend kindlalt oma kohale pingutama, tagades stabiilse seadistuse.

Ahju kollektor on tass või anum, mis püüab päikesele keskendunud kiiri ja muutub kuumaks. Mahuti jaoks kasutage tuhmi või mattviimistletud metalli; plast sulab või põleb peaaegu koheselt ja läikiv metall võib peegeldada päikest teie silmadesse. Vältige värvitud metalli, sest kuumad päikesekiired põletavad värvi, tekitades ohtlikke aure. Hankige tellis tulekindla pjedestaalina, millele kollektor toetub; metall töötab samuti, kuigi tellis ei juhi soojust kollektorist eemale, aidates säilitada selle kõrget temperatuuri.

Teie päikeseenergiaahjul on kaks peamist ohutusriski: kuumus ja ere päikesevalgus. Kui puudutate kollektorit või asetate käe fookusala, põhjustab fokuseeritud valgus valusaid põletushaavu. Olge päikese ahjuga soojendatavate esemetega sama ettevaatlik kui köögiahjust tulised esemed; kasutage tangide abil esemeid kollektorisse. Ere kontsentreeritud päikesevalgus kujutab endast ohtu ka teie silmadele; vältige pikemat aega fokuseeritud valguse vaatamist ja ärge kunagi laske sellel otse teie silma peegelduda.

Päikeseahju võimsus on otseselt seotud selle suurusega; suuremad läätsed ja peeglid annavad kõrgemat temperatuuri. Suur, eraldiseisev, umbes meetri suurune päikeseahi sulatab pehmed metallid nagu plii ja vask; väiksemad lauamudelid võivad jootet sulatada. Ettevaatlikult võite ahju kasutada ka savi keraamikaks kütmiseks. See keedab vett toiduvalmistamiseks ning küpsetab liha ja köögivilju. Ahju soojust saate kasutada ka Sterlingi mootori elektritoitmiseks või väikeste masinate käitamiseks.