Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


ИЗГОТОВЛЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СОЛНЕЧНОГО ПАРАБОЛИЧЕСКОГО КОНЦЕНТРАТОРА УПРОЩЕННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Отопление домов энергией солнечного излучения известно с древнейших времен, так как наши предки строили дома окнами на юг. Идея, основанная на пассивном отоплении, была соблюдена при строительстве школы № 236. Удачное расположение 71,4 % окон школы на юг позволило сэкономить тепло в классах и способствовало дополнительному освещению их в зимнее время года.

Однако 28,6 % учебных классов школы, окна которых направлены на север, не неэффективно используют энергию солнечного излучения.

Цель данной работы — на конкретном примере школы № 236 создать параболический концентратор упрощенной конструкции для дополнительного освещения и отопления школьных классов, окна которых расположены на север, а также части территории сада внутри школы, куда не попадает солнечное излучение.

Для достижения поставленной цели необходимо было на территории школы № 236 решить следующие задачи:

1. Определить количество классов, окна которых расположены на юг, путем проведения непосредственного подсчета.

2. Выяснить природу дополнительного нагревания и освещения классов в зимнее время, окна которых направлены на юг.

3. Создать параболический концентратор упрощенной конструкции диаметром 1 м с целью дополнительного освещения и отопления школьных классов, окна которых расположены на северной части школы, а также части территории сада внутри школы, куда не попадает солнечное излучение.

4. На конкретном примере школы №236 показать новые возможности использования параболического концентратора упрощенной конструкции для дополнительного освещения и отопления школьных классов, окна которых расположены на север, а также территории сада внутри школы, куда не попадает солнечное излучение.

Методы исследования заключались в визуальном и инструментальном измерении. Полученные результаты сопоставлялись с данными прошлого года, представленными школьной администрацией и проверялись дополнительными наблюдениями.

В результате исследования выяснено следующее:

Во-первых, был проведен непосредственный подсчет количества классов (25 классов), окна которых расположены на юг. Окна кабинетов химии, физики, библиотеки школы, а также окна кабинетов директора и секретаря ориентированы на север. Учительская, кабинет компьютерной техники, актовый и инструментальный зал расположены в восточной части школы и имеют минимальное освещение солнечным излучением.

Во-вторых, была выяснена природа дополнительного нагревания и освещения в зимнее время года классов, окна которых направлены на юг, и найден ответ на вопрос: «Почему же классы школы, с расположением окон на юг, дополнительно нагреваются?»

Из всего диапазона длин волн солнечного излучения в дневное время суток в классы школы лучше всего проходит сквозь стекло коротковолновое излучение. Оно нагревает предметы и переходит в часть длинноволнового излучения, которое не может пройти обратно через стекло, то есть наружу. Таким образом, классы постепенно нагреваются.

На основе полученных результатов создан параболический концентратор простой конструкции диаметром 1 м с целью дополнительного освещения и отопления школьных классов, окна которых расположены на север, а также части территории сада внутри школы, куда не попадает солнечное излучение (рис.1).


Для изготовления одного параболического концентратора упрощенной конструкции необходимы материалы:

1. Параболический концентратор из термостойкого материала (примерно диаметром 1,2 м);

2. Алюминиевая фольга (около 3 кв. м);

3. Клейкая пленка (скотч, самоклейка);

4. Термометр.

Сборка параболического концентратора упрошенной конструкции выполняется следующим образом:

1. Покрыть внутреннюю поверхность параболического концентратора фольгой;

2. Покрыть внешнюю сторону параболического концентратора фольгой;

3. Установить параболический концентратор на солнце и отрегулировать его позицию для оптимального отражения солнечных лучей на внутреннюю часть классов, окна которых расположены на север и запад;

4. Повесить термометр внутри класса и следить за повышением температуры;

5. Измерить, какой максимальной температуры внутри класса удалось достичь.

Монтаж и установка солнечного параболического концентратора стоит недорого.

Для этого потребуются:

1. Термостойкий материал размером 1,3 кв. м. - 10 долл. США;

2. Алюминиевая фольга около 3 кв. м - 10 долл. США;

3. Металлический закрепитель - 30 долл. США.

Все затраты для постройки одного параболического концентратора, как видно из перечня, составляют не более 50 долл. США.

В целом, солнечный параболический концентратор позволит не только обеспечить дополнительное отопление и освещение школьных классов, но и площадей, куда солнечное излучение не попадает и количество посадочных культур ограничено. Проект может быть предложен для жителей многоэтажных домов, окна которых расположены на север и запад, а также он может быть использован с целью получения дополнительного солнечного тепла, необходимого для развития садов и растительного покрова с северной и западной сторон многоэтажных зданий.

Возможны варианты усовершенствования солнечного параболического концентратора упрощенной конструкции за счет более эффективных материалов, имеющих высокую отражательную способность солнечного излучения.

Сборник трудов Международной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития энергетики», в 2 томах. - Ташкент, ТашГТУ им. Беруни, 2011. Т1 - 246 с., Т2 - 241 с.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????