Kako izgraditi solarnu peć za znanstveni projekt

Uz nekoliko sati truda i odgovarajućih materijala, gotovo svatko tko je pri ruci s alatom može sagraditi malu solarnu peć koja može proizvoditi temperature veće od 500 stupnjeva Celzijusa. Kao sredstvo za fokusiranje sunčevih zraka prvo odabirete leću ili zrcalo koje odražava; ovaj izbor utječe na raspored okvira peći i ostalih dijelova. Peć možete koristiti za kuhanje vode, lemljenje malih predmeta ili za druge primjene kojima su potrebne visoke temperature.

Solarna peć djeluje koncentrirajući sunčevu svjetlost s područja otprilike jednog četvornog metra na kvadratni centimetar ili manje; sunčanog dana intenzivne zrake nose dovoljno energije da žarište postanu izuzetno vruće. Učinit će ili leća ili zrcalo veličine srednje posude za pizzu; manji neće prikupiti dovoljno svjetlosti da bi bio koristan, a veći može biti glomazan. Fresnelova leća idealna je leća za taj zadatak; sastoji se od ravnog komada stakla ili prozirne plastike s usječenim koncentričnim utorima. Fresnelove leće su jeftine i dostupne su u trgovinama za hobi u znanosti. Parabolično zrcalo je još jedan dobar izbor; ne mora biti savršene optičke kvalitete jer je vaš cilj fokusiranje svjetlosti, a ne stvaranje slika. Važno je napomenuti da leća fokusira svjetlost na onu stranu nasuprot dolazećoj sunčevoj svjetlosti; fokus ogledala je na istoj strani. Ako za svoju peć odaberete Fresnelovu leću i ako ima jednu žljebljenu stranu, ta strana okrenuta je prema suncu.

Okvir za solarnu peć konstruirate kao sredstvo za stabilno držanje leće ili zrcala i držanje kolektora koji hvata fokusiranu svjetlost. Za izradu okvira možete upotrijebiti čvrste metale, drvo ili plastične materijale sve dok izbjegavate sjajne materijale koji mogu slučajno odbiti sunčevu svjetlost u oči. Idealno je da se okvir okreće na vodoravnoj osi kako bi prilagodio zrcalo ili leću tako da je usmjeren izravno na sunce, bez obzira na godišnje doba ili doba dana. Nakon podešavanja, osovina bi se trebala čvrsto zategnuti, osiguravajući stabilnu postavku.

Sakupljač peći je čaša ili spremnik koji hvata fokusirane sunčeve zrake i postaje vruć. Za posudu upotrijebite dosadni ili mat metal; plastika će se gotovo trenutno rastopiti ili izgorjeti, a sjajni metal može vam odraziti sunce u očima. Izbjegavajte obojeni metal jer će vruće sunčeve zrake izgarati boju, što može stvoriti opasne pare. Nabavite ciglu koja će poslužiti kao vatrootporni pijedestal na koji se odmara kolektor; metal će također raditi, iako cigla neće provoditi toplinu dalje od kolektora, pomažući u održavanju visoke temperature.

Dva su ključna sigurnosna rizika s vašom solarnom peći: toplina i jaka sunčeva svjetlost. Ako dodirnete kolektor ili stavite ruku u žarišno područje, fokusirano svjetlo će proizvesti bolne opekline. Pazite s objektima koje zagrijavate pomoću solarne peći toliko pažljivo kao s vrućim predmetima iz kuhinjske pećnice; pomoću klješta smjestite i dohvatite predmete u sakupljač. Jaka koncentrirana sunčeva svjetlost također predstavlja opasnost za vaše oči; izbjegavajte dugotrajno zuriti u fokusirano svjetlo i nikada ne dopustite da vam se reflektira izravno u oči.

Snaga solarne peći izravno je povezana s njezinom veličinom; veće leće i ogledala daju više temperature. Velika samostalna solarna peć, veličine oko metra, otopit će meke metale poput olova i bakra; manji modeli stolnih ploča mogu otopiti lem. Pažljivo možete koristiti i peć za loženje gline u keramiku. Zakuhat će voda za kuhanje i peći meso i povrće. Također možete koristiti toplinu peći za pogon sterling motora za struju ili za pokretanje malih strojeva.