Тезисы Сенникова М

Вторая солнечная батарея своими руками
Автор:
Сенников Михаил, ученик 6 «А» класса МБОУ «СОШ № 56».
Руководители:
Ростовская Лидия Павловна – учитель начальных классов,
Сенников Виталий Владимирович – папа.
Третий год я интересуюсь способами использования солнечной энергии.
В 2011 году я предпринял попытку изготовления солнечной батареи для получения
электрического тока. Из транзисторов на германиевой основе мне удалось собрать
маломощную солнечную батарею, которая смогла обеспечить работу электронных часов
и свечение светодиодов различных видов.
Мне захотелось продолжить свои исследования в этом направлении. И я решил
сделать устройство, способное собирать и накапливать солнечное тепло, например,
солнечную батарею для нагрева воды, которая была бы полезна в быту.
Цель: изготовить водонагревающую солнечную батарею и определить
эффективность ее работы.
Задачи:
 изучить современные технологии использования солнечной энергии;
 разработать предположительные варианты конструкции солнечной батареи для
нагрева воды;
 подобрать материалы и конструкции для изготовления солнечной батареи;
 собрать солнечную батарею для нагрева воды;
 изучить эффективность работы солнечной батареи в разных условиях и
определить область ее применения в быту.
Методы работы:
 изучение литературы;
 подбор материалов и доступных в быту конструкций для изготовления батареи;
 испытание изготовленного устройства;
 анализ результатов испытания.
Изучая литературу, я узнал, что солнечные батареи широко используются в научной
и бытовой сфере.
Все виды солнечных батарей используют для своей работы солнечную радиацию.
Солнечная радиация – это излученная Солнцем энергия, которая улавливается земным
шаром, в основном, в виде света и тепла, и является первичным источником для всех
физико-географических процессов, происходящих на земной поверхности и в
атмосфере.
Положения, которыми мы руководствовались при создании солнечной батареи:
– батарея должна быть недорогой;
– батарея для нагрева воды должна состоять из медных трубок, т.к. медь обладает
максимальной теплопроводностью по сравнению с другими металлами;
– трубок должно быть как можно больше, чтобы площадь поглощения света
поверхностью трубок была максимальной;
– все детали должны быть окрашены в черный цвет, чтобы поверхностью устройства
тепла поглощалось как можно больше;
– батарея должна быть защищена от потери тепла и от воздействия атмосферных
осадков.
В качестве основного элемента батареи мы взяли змеевик охлаждения от старого
холодильника. Для защиты нагревающего змеевка от теплопотерь мы использовали
старую оконную раму и гофрированный картон от мебельной упаковки в качестве задней
стенки. Кроме того, нам понадобились черная матовая эмаль и полиэтиленовая пленка.
Как я делал солнечную батарею?
 Сначала ножовкой я отпилил от оконной рамы форточку.
 Потом при помощи скобяного пистолета я прикрепил к оконной раме змеевик от
холодильника, а также заднюю стенку из картона, предварительно отогнув концы
змеевика наружу.
 После этого все детали будущей батареи (раму, заднюю стенку и змеевик) я покрасил
черной матовой эмалью. Матовая эмаль позволяет поверхности стать бархатистой и
снизить отражение солнечных лучей.
 Далее для защиты от осадков и дополнительной теплоизоляции я обил оконную раму
и заднюю стенку полиэтиленовой пленкой.
 Для подключения к источникам воды мы взяли полиамидную трубку для аквариумов,
купленную в зоомагазине.
 Для защиты от осадков и дополнительной теплоизоляции я обил оконную раму и
заднюю стенку полиэтиленовой пленкой.
Затем мы с папой приступили к измерениям температуры воды, проходящей через
батарею. Мы проводили измерения в разное время дня при различных погодных
условиях. Было проведено 8 экспериментов в период с конца августа по конец сентября.
Моя солнечная батарея – это попытка использования дешевой и экологичной
энергии. Нами сделаны верные предположения по выбору материалов и конструкции
устройства солнечной батареи для нагрева воды.
Батарея имеет низкую себестоимость. Большая ее часть изготовлена из материалов,
подлежащих
утилизации.
Дополнительные
материалы
(аэрозольная
краска
и
полиэтиленовая пленка) обошлись в 250 руб.
Наша батарея является пробной и ее при испытаниях были выявлены следующие
недостатки:
– узкое сечение трубки змеевика оказывает большое сопротивление течению воды и
способствует образованию воздушных пробок;
– маленькая
площадь
поверхности
змеевика
не
обеспечивает
хорошего
светопоглощения.
В будущем я планирую доработать солнечную батарею, изготовив змеевик из
медной трубки большего сечения с большим числом изгибов, и использовать ее для
бытовых нужд в саду. Особенно это важно в засушливый, пожароопасный период лета,
когда топить печи нежелательно.