ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Lò năng lượng mặt trời. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế Việc sử dụng thành công lò năng lượng mặt trời (bếp) đã được ghi nhận ở châu Âu và Ấn Độ ngay từ thế kỷ 18. Bếp năng lượng mặt trời và lò nướng hấp thụ năng lượng mặt trời, biến nó thành nhiệt, được lưu trữ bên trong một không gian kín. Nhiệt hấp thụ được sử dụng để nấu, chiên và nướng. Nhiệt độ trong lò năng lượng mặt trời có thể lên tới 200 độ C. Lò năng lượng mặt trời có nhiều hình dạng và kích cỡ. Dưới đây là một số ví dụ: lò nướng, lò cô đặc, gương phản xạ, nồi hấp năng lượng mặt trời, v.v. Với tất cả các kiểu mẫu khác nhau, tất cả các lò nướng đều thu nhiệt và giữ nhiệt trong buồng cách nhiệt. Trong hầu hết các mô hình, ánh sáng mặt trời ảnh hưởng trực tiếp đến thực phẩm. Lò nướng năng lượng mặt trời dạng hộp Lò năng lượng mặt trời dạng hộp bao gồm một hộp cách nhiệt tốt, bên trong sơn màu đen, trong đó đặt các nồi thức ăn màu đen. Hộp được bao phủ bởi một "cửa sổ" hai lớp để bức xạ mặt trời vào hộp và giữ nhiệt bên trong. Ngoài ra, một nắp có gương ở bên trong được gắn vào nó, khi gập lại sẽ tăng cường bức xạ tới và khi đóng lại sẽ cải thiện khả năng cách nhiệt của lò. Những ưu điểm chính của lò nướng năng lượng mặt trời dạng hộp:
Chúng tương đối rẻ (so với các loại lò năng lượng mặt trời khác). Tất nhiên, chúng cũng có một số nhược điểm:
Do những ưu điểm của chúng, lò năng lượng mặt trời dạng hộp là loại lò năng lượng mặt trời phổ biến nhất. Có nhiều loại hình: sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp và tự chế; hình dạng có thể giống như một chiếc vali phẳng hoặc một chiếc hộp rộng thấp. Ngoài ra còn có bếp cố định làm bằng đất sét, có nắp nằm ngang (ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới) hoặc nghiêng (ở vùng khí hậu ôn đới). Đối với một gia đình năm người, nên sử dụng các mẫu tiêu chuẩn có diện tích khẩu độ (diện tích lối vào) khoảng 0,25 m2. Ngoài ra còn có các phiên bản lò lớn hơn được bán - 1 m2 trở lên. Khuyến nghị xây dựng lò năng lượng mặt trời Vì nhiệt được hấp thụ bởi bề mặt bên trong của hộp phải được truyền vào nồi, nên vật liệu tốt nhất cho hộp là nhôm, có khả năng dẫn nhiệt cao. Ngoài ra, nhôm không bị ăn mòn. Ví dụ, hộp thép dù có mạ kẽm cũng không thể chịu được môi trường nóng ẩm bên trong lò trong thời gian dài trong quá trình nấu nướng. Tấm đồng là quá đắt. Không gắn các bộ phận kim loại vào bên ngoài hộp có thể tạo cầu nối nhiệt. Thủy tinh, len tổng hợp hoặc một số vật liệu tự nhiên (lạc, dừa, gạo, ngô, v.v.) có thể dùng làm vật liệu cách nhiệt. Bất kể vật liệu nào được sử dụng, nó phải khô ráo. Nắp lò có thể bao gồm một hoặc hai tấm kính có khe hở không khí. Khoảng cách giữa 10 lớp kính thường là 20-3 mm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng vật liệu tổ ong trong suốt chia bên trong thành các ô nhỏ theo chiều dọc có thể làm giảm đáng kể sự thất thoát nhiệt của lò, do đó làm tăng hiệu quả của lò. Kính bên trong chịu ứng suất nhiệt nên thường dùng kính cường lực; hoặc cả hai lớp có thể bao gồm kính thông thường có độ dày khoảng XNUMX mm. Vỏ ngoài của lò năng lượng mặt trời là một tấm phản xạ khuếch đại bức xạ tới. Bề mặt phản chiếu có thể là gương thủy tinh thông thường, tấm nhựa có lớp phủ phản chiếu hoặc gương kim loại không thể phá vỡ. Phương án cuối cùng, bạn có thể sử dụng giấy bạc từ bao thuốc lá. Hộp bên ngoài của lò năng lượng mặt trời có thể được làm bằng gỗ, sợi thủy tinh hoặc kim loại. Sợi thủy tinh nhẹ, rẻ tiền và chống nước, nhưng không bền lắm khi sử dụng liên tục. Gỗ cứng hơn, nhưng nặng hơn và dễ bị hư hỏng do ẩm ướt. Các tấm nhôm kết hợp với ốc vít bằng gỗ tạo thành bề mặt chất lượng cao nhất, chịu được áp lực cơ học, thay đổi nhiệt độ và độ ẩm. Hộp gỗ gia cố bằng nhôm là loại bền nhất nhưng đắt hơn và khá nặng, đồng thời mất nhiều thời gian để chế tạo. Hiệu suất của lò năng lượng mặt trời tiêu chuẩn với diện tích khẩu độ 0,25 m2 đạt khoảng 4 kg thực phẩm mỗi ngày, tức là Đủ cho một gia đình năm người. Nhiệt độ cao nhất bên trong lò năng lượng mặt trời có thể đạt trên 150°C vào một ngày nắng ở vùng nhiệt đới; khoảng 120°C trên nhiệt độ môi trường xung quanh. Vì nước chứa trong thực phẩm không nóng lên trên 100°C, nhiệt độ bên trong lò đầy sẽ luôn thấp hơn tương ứng. Nhiệt độ trong lò năng lượng mặt trời giảm mạnh khi các món ăn được đặt trong đó. Điều quan trọng nữa là nhiệt độ duy trì tốt dưới 100°C hầu hết thời gian nấu ăn. Nhưng điểm sôi là 100°C không cần thiết cho hầu hết các loại rau và ngũ cốc. Thời gian nấu trung bình trong lò năng lượng mặt trời là 1-3 giờ trong điều kiện nắng tốt và tải vừa phải. Việc sử dụng chảo nhôm thành mỏng giúp giảm đáng kể thời gian nấu so với dụng cụ nấu bằng thép không gỉ. Ngoài ra, các yếu tố sau cũng ảnh hưởng:
Gương bếp có gương phản xạ Lò gương đơn giản nhất là gương phản xạ hình parabol và giá đỡ chảo nằm ở tâm của lò. Nếu bếp tiếp xúc với Mặt trời, thì ánh sáng mặt trời được phản xạ từ tất cả các gương phản xạ đến điểm trung tâm (tiêu điểm), làm nóng chảo. Gương phản xạ có thể là một paraboloid, ví dụ, được làm bằng thép tấm hoặc lá phản quang. Bề mặt phản xạ thường được làm bằng nhôm đánh bóng, kim loại gương hoặc nhựa, nhưng cũng có thể bao gồm nhiều gương phẳng nhỏ gắn vào bề mặt bên trong của paraboloid. Tùy thuộc vào độ dài tiêu cự mong muốn, tấm phản xạ có thể ở dạng một cái bát sâu trong đó chảo có thức ăn được ngâm hoàn toàn (tiêu cự ngắn, các món ăn được bảo vệ khỏi gió) hoặc một tấm nông nếu chảo được lắp đặt ở tiêu điểm cách gương phản xạ một khoảng nhất định. Tất cả các lò phản xạ chỉ sử dụng bức xạ mặt trời trực tiếp, và do đó phải liên tục quay về phía mặt trời. Điều này làm phức tạp hoạt động của họ, vì nó khiến người dùng phụ thuộc vào thời tiết và thiết bị điều khiển. Ưu điểm của lò nướng gương:
Những ưu điểm này đi kèm với một số nhược điểm:
Khó khăn trong việc xử lý những chiếc lò này, cộng với việc người nấu phải đứng dưới nắng, là lý do chính khiến chúng không được ưa chuộng. Nhưng ở Trung Quốc, nơi nấu ăn truyền thống đòi hỏi nhiệt độ và năng lượng cao, chúng rất phổ biến. Sản lượng nhiệt của lò nướng năng lượng mặt trời Sản lượng nhiệt của lò năng lượng mặt trời được xác định bởi lượng bức xạ mặt trời, bề mặt hấp thụ làm việc của lò (thường từ 0,25 m2 đến 2 m2) và hiệu suất nhiệt của nó (thường là 20-50%). Bảng so sánh các giá trị điển hình về diện tích, hiệu quả và công suất của lò nướng hộp và lò nướng âm vang. Các giá trị tiêu chuẩn về diện tích, hiệu suất và sản lượng của lò hộp và lò âm vang
Theo quy định, lò phản xạ có bề mặt làm việc lớn hơn nhiều so với lò hộp. Do đó, chúng mạnh hơn nhiều, có thể đun sôi nhiều nước hơn, nấu nhiều thức ăn hơn hoặc chế biến số lượng tương đương trong thời gian ngắn hơn. Mặt khác, hiệu suất nhiệt của chúng thấp hơn do các món ăn nguội đi dưới tác động của khí quyển. Ở các nước nhiệt đới và cận nhiệt đới, bạn có thể mong đợi thời tiết rõ ràng và ánh sáng bình thường hàng ngày gần như quanh năm. Vào khoảng giữa trưa, khi tổng bức xạ mặt trời đạt 1000 W / m2, việc tính toán công suất nhiệt từ 50-350 W, tùy thuộc vào loại và kích thước của bếp là khá thực tế. Lượng bức xạ vào buổi sáng và ban ngày thấp hơn một cách tự nhiên và hệ thống theo dõi năng lượng mặt trời không thể bù đắp hoàn toàn. Để so sánh, đốt 1 kg củi khô tạo ra hiệu suất nhiệt gấp khoảng 5000 watt so với bếp (15% đối với lò sưởi nguyên thủy và 25-30% đối với bếp cải tiến được sử dụng ở các nước đang phát triển). Do đó, sản lượng nhiệt thực sự đến các món ăn là 750-1500 watt. Lượng bức xạ mặt trời giảm mạnh khi nhiều mây và trong mùa mưa. Trong điều kiện thiếu bức xạ trực tiếp, lò năng lượng mặt trời không phù hợp với bất kỳ thứ gì khác ngoài giữ ấm thức ăn đã nấu chín. Điểm yếu của lò năng lượng mặt trời (bất kể loại nào) là vào những ngày nhiều mây và mưa (2-4 tháng mỗi năm đối với hầu hết các nước đang phát triển), thực phẩm phải được nấu bằng các phương tiện thông thường: lò đốt củi, gas hoặc dầu hỏa. Bức xạ mặt trời và bếp Điều kiện tiên quyết chính để sử dụng thành công lò năng lượng mặt trời là đủ ánh sáng với một số ít ngày nhiều mây trong suốt cả năm. Thời lượng và cường độ của bức xạ mặt trời phải cho phép sử dụng lò năng lượng mặt trời trong thời gian dài. Mặc dù ở Trung Âu có thể nấu ăn bằng năng lượng mặt trời vào một ngày hè đầy nắng, nhưng năng lượng mặt trời tối thiểu là 1500 kWh/m2 mỗi năm là mong muốn đối với một lò năng lượng mặt trời (tương ứng với mức cách nhiệt trung bình hàng ngày là 4 kWh/m2). Nhưng trung bình hàng năm đôi khi có thể gây hiểu nhầm. Một điều kiện thiết yếu cho sự phù hợp của lò năng lượng mặt trời là thời tiết mùa hè ổn định, tức là các khoảng thời gian ngày không có mây đều đặn, có thể dự đoán được. Tài nguyên năng lượng mặt trời ở các quốc gia khác nhau khác nhau đáng kể ngay cả trong vành đai nhiệt đới ở các nước thế giới thứ ba. Ví dụ, bức xạ mặt trời ở hầu hết các vùng của Ấn Độ được coi là rất tốt về mặt sử dụng năng lượng mặt trời. Lượng năng lượng mặt trời trung bình là từ 5 đến 7 kWh/m2 mỗi ngày, tùy thuộc vào khu vực. Ở phần lớn đất nước, độ chiếu sáng ở mức thấp nhất trong mùa mưa và gần như thấp nhất trong tháng XNUMX và tháng XNUMX. Khí hậu và tiềm năng năng lượng mặt trời của Kenya thuận lợi cho việc sử dụng lò năng lượng mặt trời. Kenya nằm gần xích đạo nên có khí hậu nhiệt đới. Tại thủ đô Nairobi, lượng năng lượng mặt trời dao động từ 3,5 kWh/m2 mỗi ngày trong tháng 6,5 đến 2 kWh/m6,0 mỗi ngày trong tháng 6,5, trong khi ở các khu vực khác hầu như không thay đổi (2 - XNUMX kWh/mXNUMX mỗi ngày ở Lodwar ). Bức xạ mặt trời ở Nairobi cho phép nấu ăn bằng năng lượng mặt trời chín tháng trong năm (trừ tháng XNUMX-XNUMX). Mặt khác, vào những ngày nhiều mây hoặc sương mù, bạn phải dựa vào nhiên liệu truyền thống. Tuy nhiên, ở tỉnh Lodwar, lò năng lượng mặt trời có thể được sử dụng quanh năm. Lò nướng năng lượng mặt trời cho các nước đang phát triển Mục đích của việc sử dụng lò năng lượng mặt trời chắc chắn là để tiết kiệm năng lượng trước cuộc khủng hoảng năng lượng kép: cuộc khủng hoảng của người nghèo, bao gồm tình trạng thiếu củi ngày càng tăng, và cuộc khủng hoảng năng lượng quốc gia, làm tăng áp lực lên cán cân thanh toán. So với các nước khác, các nước đang phát triển tiêu thụ rất ít năng lượng. Ví dụ, tỷ lệ tiêu thụ năng lượng bình quân đầu người ở Ấn Độ năm 1982 - 7325 GJ - là một trong những mức thấp nhất trên thế giới. Nhưng mức tiêu thụ năng lượng của đất nước đang tăng nhanh gần gấp đôi so với tổng sản phẩm quốc nội. Điều tương tự cũng xảy ra ở các nước đang phát triển khác. Hầu hết người dân ở các nước đang phát triển sử dụng phần lớn năng lượng từ các nguồn phi thương mại: từ các nguồn năng lượng truyền thống của địa phương, thông qua lao động chân tay của họ. Đơn giản là họ không đủ khả năng để mua đúng lượng năng lượng được sản xuất thương mại. Hệ quả hợp lý của điều này là tương đối thiếu nhiên liệu đối với người nghèo, hậu quả là mức sống của họ ngày càng bị suy giảm. Lò năng lượng mặt trời là một bước để cải thiện điều kiện sống của họ. Trong số tất cả "đa số nghèo" cư dân của các nước thuộc thế giới thứ ba, lò năng lượng mặt trời nên được sử dụng chủ yếu bởi người dân nông thôn. Bạn cần bao nhiêu năng lượng để nấu thức ăn Nhu cầu nhiên liệu hàng ngày phụ thuộc vào loại thực phẩm được nấu chín và số lượng của nó. Cư dân của một quốc gia đang phát triển đốt cháy trung bình 1 tấn củi mỗi năm. Một gia đình Ấn Độ điển hình cần 3-7 kg củi mỗi ngày; ở những vùng mát mẻ hơn, lượng củi hàng ngày cho một gia đình là gần 20 kg vào mùa đông và 14 kg vào mùa hè. Ở miền nam Mali, trung bình một gia đình (15 người) đốt khoảng 15 kg củi mỗi ngày. Một nghiên cứu được thực hiện tại một trại tị nạn Afghanistan ở Pakistan cho thấy nhu cầu củi đốt hàng ngày ở đó lên tới 19 kg mỗi gia đình. Hơn một nửa số gỗ trong một hộ gia đình điển hình được sử dụng để nướng bánh mì, phần còn lại để nấu các món ăn khác. Vào mùa đông, tất nhiên, cần nhiều củi hơn. Mặc dù lượng năng lượng cần thiết để nấu ăn khác nhau, bếp năng lượng mặt trời giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể. Mục tiêu chính của lò năng lượng mặt trời là giảm nhu cầu sử dụng củi, đây vẫn là nhiên liệu quan trọng nhất để nấu ăn. Vấn đề là gỗ không đắt so với dầu hỏa, khí đốt đóng chai và điện. Tăng chặt cây không kiểm soát để sử dụng riêng và để bán là nguyên nhân chính của nạn phá rừng, mở rộng sa mạc, xói mòn đất, hạ thấp mực nước ngầm và có tác động xấu lâu dài đến cân bằng sinh thái. Những khu rừng còn sót lại khan hiếm ở Pakistan và nạn phá rừng tràn lan ở Kenya là bằng chứng cho thấy những lo ngại về điều này không hề phóng đại. Nếu nạn phá rừng ở Sudan không chậm lại thì đến năm 2005 sẽ chẳng còn lại gì. Nhìn chung, lò năng lượng mặt trời khó có thể đóng góp lớn cho năng lượng quốc gia. Tuy nhiên, chúng có thể cải thiện đáng kể điều kiện sống của người nghèo, giúp họ vượt qua khủng hoảng năng lượng cá nhân. Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024 Bàn phím Primium Seneca
05.05.2024 Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới
04.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Trồng cây trong bóng tối hoàn toàn ▪ Hình ảnh giúp tin vào lời nói dối Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của bộ khuếch đại công suất RF của trang web. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Thành phần chức năng của TV REINFORD. Danh mục ▪ Bài viết Có bao nhiêu thiên hà? đáp án chi tiết ▪ Điều Chaenomele Nhật Bản. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng ▪ bài viết Intercom Giám đốc-Thư ký. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Quả bóng bùng lên khi cần thiết. bí mật tập trung
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |