Ako postaviť solárnu pec pre vedecký projekt

S niekoľkými hodinami úsilia a správnymi materiálmi môže takmer každý, kto je po ruke s náradím, postaviť malú solárnu pec, ktorá je schopná produkovať teploty presahujúce 500 stupňov Fahrenheita. Najskôr si ako prostriedok na zaostrenie slnečných lúčov vyberiete šošovku alebo zrkadlo; táto voľba ovplyvňuje rozloženie rámu pece a ďalších častí. Pec môžete použiť na varenie vody, spájkovanie malých predmetov alebo na iné aplikácie, ktoré vyžadujú vysoké teploty.

Solárna pec pracuje tak, že koncentruje slnečné svetlo z oblasti asi jednej štvorcovej stopy na štvorcový palec alebo menej; za slnečného dňa intenzívne lúče prenášajú dostatok energie, aby bolo ohnisko mimoriadne horúce. Funguje buď šošovka alebo zrkadlo veľkosti strednej panvice na pizzu; menší nebude zhromažďovať dostatok svetla, aby bol užitočný, a väčší môže byť ťažkopádny. Fresnelova šošovka je ideálnym objektívom pre túto úlohu; pozostáva z plochého kusa skla alebo priehľadného plastu, do ktorého sú vyrezané sústredné drážky. Fresnelove šošovky sú lacné a dostupné v vedeckých hobby obchodoch. Parabolické zrkadlo je ďalšou dobrou voľbou; nemusí to mať dokonalú optickú kvalitu, pretože vaším cieľom je zaostrovať svetlo, nie vytvárať obrázky. Je dôležité si uvedomiť, že šošovka zameriava svetlo na opačnú stranu ako je prichádzajúce slnečné svetlo; zrkadlo sa zameriava na rovnakú stranu. Ak zvolíte pre svoju pec Fresnelovu šošovku a má jednu drážkovanú stranu, bude smerovať von, k slnku.

Rám pre solárnu pec konštruujete ako prostriedok na stabilné držanie šošovky alebo zrkadla a na držanie kolektora, ktorý zachytáva zaostrené svetlo. Na zostavenie rámu môžete použiť robustné kovové, drevené alebo plastové materiály, pokiaľ sa vyhnete lesklým materiálom, ktoré by mohli náhodne odrážať slnečné svetlo do vašich očí. V ideálnom prípade sa rám otočí na vodorovnej osi a nastaví tak zrkadlo alebo šošovku tak, aby smerovala priamo na slnko, bez ohľadu na ročné obdobie alebo dennú dobu. Po nastavení by mal byť čap bezpečne utiahnutý na svojom mieste, čím sa zabezpečí stabilné nastavenie.

Zberač pece je pohár alebo nádoba, ktorá zachytáva slnečné lúče a je horúca. Na nádobu použite matný alebo matný kov; plast sa topí alebo horí takmer okamžite a lesklý kov môže odrážať slnko v očiach. Vyvarujte sa natretému kovu, pretože horúce slnečné lúče farbu spália a môžu vytvárať nebezpečné výpary. Získajte tehlu, ktorá bude slúžiť ako ohňovzdorný podstavec, na ktorom bude spočívať kolektor; kov bude tiež fungovať, hoci tehla nebude odvádzať teplo od kolektora, čo pomáha udržiavať jeho vysokú teplotu.

Pri solárnej peci existujú dve kľúčové bezpečnostné riziká: teplo a jasné slnečné svetlo. Ak sa dotknete kolektora alebo umiestnite ruku do ohniska, zaostrené svetlo spôsobí bolestivé popáleniny. So predmetmi, ktoré ohrievate solárnou pecou, ​​buďte rovnako opatrní, ako by ste ohrievali predmety z kuchynskej rúry; pomocou klieští umiestnite a vyťažte predmety do zberača. Jasné koncentrované slnečné svetlo tiež predstavuje nebezpečenstvo pre vaše oči; vyvarujte sa dlhodobému pozeraniu na zaostrené svetlo a nikdy ho nenechajte odrážať priamo do očí.

Výkon solárnej pece priamo súvisí s jej veľkosťou; väčšie šošovky a zrkadlá poskytujú vyššie teploty. Veľká, samostatne stojaca solárna pec, veľká asi meter, bude taviť mäkké kovy, ako je olovo a meď; menšie stolové modely môžu taviť spájku. S opatrnosťou môžete tiež použiť pec na pálenie hliny do keramiky. Bude vrieť vodu na varenie a grilovať mäso a zeleninu. Teplo v peci môžete tiež použiť na napájanie Sterlingovho motora na elektrinu alebo na prevádzku malých strojov.