Солнечный двигатель: Строим солнечный двигатель. Создаем робота-андроида своими руками [litres]

Что ж, у нас как раз случайно оказалась под рукой концентрирующая линза Френеля площадью 1 квадратный фут. Поэтому ребята из цеха быстро соорудили небольшую раму из обрезков древесины, чтобы удерживать линзу и крошечную силовую установку, чтобы, когда первая была направлена ​​на солнце, она фокусировала горячую точку прямо на приводном цилиндре последней.

К тому времени было три часа пополудни, и Оле Соль быстро угас для того, что было действительно слишком маленьким концентрирующим линзой, поэтому экспериментаторы МАТЕРИ немного обманули и довели цилиндр двигателя до рабочей температуры с помощью пропановой горелки.Затем они защитили установку от ветра, отступили и позволили солнцу взять верх. И взять на себя это сделал. . . Вот почему двигатель, который вы видите здесь, работал со скоростью 1000 об / мин – строго на концентрированном солнечном излучении – когда была сделана фотография.

И теперь вы знаете, почему несколько исследовательских лабораторий по всему миру возятся с очень большими концентрирующими и отслеживающими солнечными коллекторами, предназначенными для нагрева рабочей жидкости, такой как хлопковое масло, до нескольких сотен градусов, хранения перегретой жидкости в изолированном контейнере. . . а затем задействуйте этот источник тепла днем ​​и ночью, чтобы запустить двигатель цикла Стирлинга, достаточно большой, чтобы выполнять действительно полезную работу. МАТЬ будет докладывать по этому поводу по мере продвижения.

Первоначально опубликовано: май / июнь 1978 г.

Солнечная энергия и солнечные двигатели

THE Electrical World, ссылаясь на вклад г-на У.В. Кобленца в недавний выпуск Physical Review о вероятной температуре Солнца и Луны, говорит: Солнце на поверхности земли составляет около 1.75 киловатт на квадратный метр перпендикулярно открытой поверхности земли. Из этого в книгах рассказывается, что одна четверть поглощается воздухом, когда солнце находится в зените или когда он работает наилучшим образом; так что то, что достигает Земли, когда солнце находится над головой, составляет, скажем, около 1,3 киловатт на квадратный метр. В зонах с умеренным климатом, где солнце никогда не находится вертикально над головой, слой воздуха, через который проходят солнечные лучи, более толстый и, следовательно, поглощение больше, особенно ранним утром и поздним вечером, так что квадратный метр поверхности остается обращенным к солнцу. в течение всего дня ясным летним днем ​​может получать только среднюю мощность излучения около 0.5 киловатт. Конечно, квадратный метр отражал бы большую часть этой силы, если бы его поверхность была полированной. 1НТЕРЬЕР МАГНИТНОЙ ОБСЕРВАТОРИИ – ДЕКЛИНОМЕТР И ТЕОДОЛИТ. металл и даже тусклая черная поверхность, как у свинца, конвективно рассеивают полученное тепло, так что уловить и использовать эту излучаемую солнечную энергию очень трудно. Тем не менее, если бы мы могли использовать эту силу практически и удобно, мы бы получили огромную выгоду. Таким образом, допуская, что солнечная энергия в полдень в ясный день составляла 1 киловатт на квадратный метр перпендикулярно открытой поверхности, нам нужно было бы выставить только площадь 10 квадратных метров, чтобы получить 100 киловатт; и если представить себе КПД аппарата в 50 процентов, мы смогли бы вырабатывать 50 киловатт в самое яркое время дня с диска диаметром около 37 футов.Единственный солнечный двигатель, которому удалось добиться успеха, – это водопад. Часть энергии солнечного излучения, достигающей поверхности земли, расходуется на преобразование поверхностной океанской воды в пар или водяной пар и на поднятие этого пара на высоту среди облаков. Часть этой энергии выделяется в виде дождя, и лишь незначительно небольшая часть осадков выпадает на возвышенности, так что водопад становится доступным. Возможен, по крайней мере, один другой тип солнечного двигателя, а именно поверхность химического вещества, подверженная воздействию солнечного излучения и способная химически превращаться в стабильное вещество, которое впоследствии будет отдавать свою энергию для потребления.Травяной луг, поддерживающий лошадей, – это грубая форма такой машины. Небольшая часть падающей солнечной энергии поглощается хлорофилом травы, что позволяет им создавать углеводородную структуру из газообразной воды и углекислого газа. Лошади потребляют и усваивают траву, и каждая из них способна доставлять несколько киловатт-часов в день солнечной энергии – бесконечно малую долю всей солнечной энергии, падающей на луг. Возможно, удастся найти химическое вещество, намного превосходящее хлорофил в качестве реципиента или материала для хранения и способного высвобождать свою энергию электрическим способом.В документе показано, что температура поверхности Солнца составляет около 5 980 градусов. абсолютное или 5,707 град. C., каждый квадратный метр солнечной поверхности высвобождает, по-видимому, 67 600 киловатт или около 90 000 лошадиных сил. Эффективная температура луны на стороне, обращенной к солнцу, ap груши около 82 град. C. Это показывает, насколько малую долю энергии падающего излучения рефлектор может потребовать в качестве комиссии за свои обязанности. Предполагается, что Луне больше нечего делать, от человека с точки зрения полезности, чем отражать излучение.Она постоянно получает большое количество энергии излучения, но не может поднять тем самым температуру своей поверхности более чем на 100 градусов. C.

Блюдо / система двигателя, концентрирующая солнечно-тепловую энергию Основы

Системы тарелок / двигателей используют параболическую тарелку зеркал, чтобы направлять и концентрировать солнечный свет на центральном двигателе, вырабатывающем электричество. Система «тарелка / двигатель» представляет собой технологию концентрирующей солнечной энергии (CSP), которая производит меньшее количество электроэнергии, чем другие технологии CSP, обычно в диапазоне от 3 до 25 киловатт, но полезна для модульного использования.Две основные части системы – это солнечный концентратор и блок преобразования энергии.

Солнечный концентратор

Солнечный концентратор, или тарелка, собирает солнечную энергию, поступающую непосредственно от солнца. Полученный луч концентрированного солнечного света отражается на тепловом приемнике, который собирает солнечное тепло. Блюдо установлено на конструкции, которая непрерывно отслеживает солнце в течение дня, чтобы отражать как можно больший процент солнечного света на приемник тепла.

Блок преобразования мощности

Блок преобразования мощности включает в себя тепловой приемник и двигатель / генератор. Тепловой приемник – это интерфейс между тарелкой и двигателем / генератором. Он поглощает концентрированные лучи солнечной энергии, преобразует энергию в тепло и передает тепло двигателю / генератору. Тепловой приемник может представлять собой набор трубок с охлаждающей жидкостью, обычно водородом или гелием, которая обычно является теплоносителем, а также рабочей жидкостью для двигателя.Альтернативными приемниками тепла являются тепловые трубы, в которых при кипении и конденсации промежуточной жидкости тепло передается двигателю.

Система двигатель / генератор – это подсистема, которая забирает тепло от теплового приемника и использует его для преобразования тепловой энергии в электрическую. Наиболее распространенным типом теплового двигателя, используемого в системах тарелка / двигатель, является двигатель Стирлинга. В двигателе Стирлинга нагретая жидкость используется для перемещения поршней и создания механической энергии. Механическая работа в виде вращения коленчатого вала двигателя приводит в действие генератор и вырабатывает электроэнергию.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Узнайте больше об основах концентрации солнечно-тепловой энергии и исследованиях солнечно-тепловой энергии в офисе по концентрации солнечной энергии.

На главную »Солнечные информационные ресурсы» Основы солнечного излучения

BEAM Circuits – Солнечные двигатели

Коллекция схем BEAM ЛУЧ Справочная библиотека сайт.

Раньше я колебался, но теперь у меня расслаблен… Накопление энергии для дождя день В основе большинства роботов, работающих на солнечной энергии, лежит электрическая схема называемый солнечным двигателем (по-разному называемый Solar Двигатели, солнечные двигатели, СЭ; a.k.a, релаксационные осцилляторы). Цель солнечного двигателя – действовать как сила «сберегательный счет» – небольшая струйка поступающей энергии сохраняется до тех пор, пока не будет сохранена полезная сумма. Это хранится энергия затем выделяется в виде всплеска, чтобы полезная (хотя бы разовая и поэтапная) работа. Солнечный двигатель имеет ряд преимуществ: Робота на солнечной энергии можно заставить работать даже в относительно низкий уровень освещенности. Размер солнечной батареи минимизирован Экономия денег Экономия веса Позволяет разместить солнечную батарею. усиленный. На сегодняшний день существует четыре типа солнечных двигателей: Тип 1 – напряжение управляемый спусковой крючок.Это, безусловно, преобладающая форма солнечного двигателя, поскольку они «достаточно эффективны» для большинство применений и довольно проста в сборке. Тип 2 – время управляемый спусковой крючок. Они не очень эффективны, но удобны для ботов, которым нужна активность в определенных раз. Тип 3 – кривая заряда дифференцированный (т.е. он срабатывает, когда скорость заряда конденсаторы тормозят).Теоретически это наиболее эффективны, хотя конструкции типа 3 все еще находятся в стадии разработки. младенчество. Ночной – Эти солнечные двигатели заряжаются, когда светло, и разряжаются (т. е. запитать нагрузку) в темноте. Для дополнительной информации… Отчет Ивара Торсона о солнечных двигателях (особенно удобно, поскольку включает в себя эффективность сравнения для различных дизайнов) здесь. Отличное описание BEAM-robotics-Tek здесь. Ян Бернстайн из “BEAM-Online” имеет описание солнечных двигателей на базе 1381 здесь, и учебник о том, как произвольно формировать такие схема здесь.

Солнечный двигатель, использующий тепловое расширение металлов

Реферат

Описывается тепловой двигатель с твердым металлом в качестве однофазного рабочего тела. Двигатель может состоять из не более чем металлической трубы, установленной в подшипнике с обоих концов, так что он может свободно вращаться вокруг своей оси с массой маховика в его средней точке. Когда труба нагревается на ее верхней поверхности, в области максимального сжимающего напряжения изгиба, она будет вращаться и вырабатывать постоянную мощность. По сравнению с двигателями, использующими в качестве рабочего тела газ или жидкость, этот двигатель имеет недостаток в виде низкого теплового КПД, но преимущество в простоте. Двигатель на твердой металлической фазе может быть полезен для преобразования солнечной энергии в небольшие количества механической энергии в слаборазвитых регионах мира.

Résumé

Les auteurs décrivent un moteur thermique dont le seul matériau de travail est en métal solide. Il se peut que le moteur ne comprenne qu’un tube de métal ayant un roulement à billes à chaque extrémité pour lui permettre de tourner librement autour de son ax et un volant en son milieu. Lorsque le tube is chauffé sur supérieure surface, qui est la région de растяжения де сгибания или сжатие самое максимальное, il tourne et fournit une énergie constante.Par rapport à des moteurs utilisant un gaz ou un liquidide ce moteur-ci á l’inconvénient d’une efficacité thermique basse mais l’avantage d’être simple. Le moteur à métal solide peut servir à convertir l’énergie solaire en petites Quantités d’énergie mécanique dans les régions sousdéveloppées du monde.

Resumen

Здесь описывается термический двигатель, медио-де-трабахо, монофасико, конститутивно по металлическому покрытию. El motor puede consistir simplemente en un tubo metálico sostenido por un rodamiento a cada extemo, lo que le permite girar libremente alrededor de su eje, con una masa volante en su punto intermedio.Al calentar la cara superior de dicho tubo, es decir la región correiente a su esfuerzo máximo de flexión por compresión, comenzará a girar y desarrollará una Potencia Constante. En compareción con los motores cuyo medio de trabajo es un gas o un líquido, éste Presenta el inconveniente de tener un bajo rendimiento térmico, pero por otra parte ofrece la ventaja de su sencillez. El motor de fase de metal sólido puede resultar útil para convert la energía solar en pequeñas cantidades de energía mecánica, en las subdesarrolladas del mundo.

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Copyright © 1973 Издатель Elsevier Ltd.

Рекомендуемые статьи

Цитирование статей

Solar2D Game Engine

Кроссплатформенный

Разработка для мобильных, настольных и подключенных телевизионных устройств с помощью всего одной базы кода: iOS, tvOS, Android, Android TV, macOS, Windows, Linux или HTML5.

Плагины на все случаи жизни

Выберите один из множества плагинов, расширяющих ядро ​​Solar2D такими функциями, как реклама в приложениях, аналитика, медиа и многое другое.Огромное количество плагинов доступно в бесплатном каталоге Solar2D или в сторонних магазинах, таких как Solar2D Marketplace и Solar2D Plugins.

Вызов любой собственной библиотеки

Если он еще не включен в ядро ​​или не поддерживается через плагин, вы можете вызвать любую собственную (C / C ++ / Obj-C / Java) библиотеку или API, используя Solar2D Native.

Готово к производству

Solar2D – это официальный форк Corona SDK, который активно разрабатывается более 10 лет и используется сотнями тысяч приложений и разработчиков.

На основе Lua

Lua – это язык сценариев с открытым исходным кодом, разработанный, чтобы быть легким, быстрым, но в то же время мощным. Lua в настоящее время является ведущим языком сценариев в играх и используется в Warcraft ™, Angry Birds ™, Civilization ™ и многих других популярных франшизах.

Совершенно бесплатно

Никаких скрытых комиссий, сборов или лицензионных отчислений. Независимо от того, являетесь ли вы инди-разработчиком или крупным издателем, вы никогда не будете платить за использование двигателя.

Информация о конфиденциальности

Solar2D не отслеживает ваших пользователей. Никакого сбора анонимных данных, никаких обращений к серверу. Ничего такого. Создаваемые вами игры отправляют только запросы к сети, о которых вы просили.

Сообщество

Присоединяйтесь к яркому сообществу тысяч разработчиков, использующих Solar2D для живых игр на форумах или в чате Discord.

Открытый исходный код

Весь исходный код и ресурсы доступны по лицензии MIT.

Ericsson Solar Engine | Тепловоздушные двигатели

Эрикссон назначение общее. Он начинает свою презентацию со своего солнечного парового двигателя и только в конце текста представляет свой солнечный двигатель горячего воздуха

Иллюстрация на Таблице 66 представляет свой главный интерес из-за того, что она представляет собой первый двигатель, приводимый в действие прямым действием солнечного лучистого тепла.

Он был построен в Нью-Йорке в 1870 году и предназначен в качестве подарка Французской академии наук.Помимо двигателя, этот двигатель был спроектирован для работы в качестве измерителя для регистрации объема пара, генерируемого концентрированным теплом пучка солнечных лучей данной секции.

Рассматриваемый как счетчик пара, он оказался важным, поскольку он подтвердил результаты частных экспериментов и предыдущих расчетов, основанных на количестве тепловых единиц, созданных за счет испарения воды за данный момент времени. Инженеры не упускают из виду необычные пропорции рабочих частей и не упускают из виду стоящую перед ними цель – свести трение к минимуму, что является необходимым условием для измерения расстояния в один метр.

Весь механизм, показанный с полной четкостью на перспективном виде двигателя на упомянутой пластине, необходимо только упомянуть, что квадратный пьедестал, на котором крепится паровой цилиндр (диаметром 4,5 дюйма), центр луча, и коленчатый вал скрывает поверхностный конденсатор.

Под ясным солнцем двигатель выполнял свои функции идеально равномерно, со скоростью 240 оборотов в минуту. Он потреблял, с указанной скоростью, только часть пара, производимого солнечным парогенератором, временно используемым, принадлежащим двигателю больших размеров, чем в ходе строительства.

Что касается правильного определения количества механической мощности, развиваемой концентрированным лучистым теплом, подаваемым на этот двигатель, вряд ли нужно напоминать экспертам, что при отказе от вакуума атмосферное сопротивление и противодавление, оказываемые на элементы композиции поршня для измерения, с критической точностью – динамическая сила, передаваемая пучками солнечных лучей определенных сечений.

Чертежи и описание механизма, с помощью которого лучистое солнечное тепло было сконцентрировано в моих экспериментальных двигателях, не будут представлены в этой работе, равно как и форма парогенератора, который получает сконцентрированное тепло, не будет очерчена или описана.Опытные профессионалы по достоинству оценят мотив запрета предприимчивым людям получить патенты на модификации .

Ссылаясь на принятый таким образом курс, будет уместно упомянуть, что в нескольких случаях, особенно в случае винтового пропеллера и теплового двигателя, не позволяли усовершенствовать мое изобретение из-за противоречивых привилегий, связанных с тем временем был предоставлен другим.

Что касается солнечного двигателя, можно сказать, что я не буду подавать заявки на получение каких-либо патентных прав, кроме как с целью защиты общества, и что я намерен посвятить достаточно времени и средств, чтобы обеспечить его завершение.Отсюда мое стремление остерегаться юридических препятствий до того, как будет достигнуто измеримое совершенство в деталях.

А пока будем надеяться, что не будет предоставлена ​​исключительная привилегия, направленная на создание препятствий на пути неограниченного производства и внедрения солнечного двигателя в странах, где постоянное чистое небо гарантирует его внедрение, особенно в Верхнем Египте и в других странах. побережье Перу.

Проведенные эксперименты показывают, что механизм, который я использовал для концентрации солнечного лучистого тепла, отводит в среднем девять часов в день для всех широт от экватора до 45 °., 3,5 единицы тепла в минуту на каждый квадратный фут площади, перпендикулярной солнечным лучам.

Единица тепла, эквивалентная 772 фут-фунтам, будет считаться, что теоретически динамическая энергия 2 702 фут-фунта передается посредством лучистого тепла в минуту на каждый квадратный фут; следовательно, 270 200 фут-фунтов на площади 10 квадратных футов. Если мы разделим эту сумму на принятый стандарт, 33000, мы увидим, что 100 квадратных футов поверхности, подверженной воздействию солнечных лучей, развиваются непрерывно 8. 2 лошадиных силы в течение девяти часов в день, в пределах упомянутой выше широты.

Но инженеры прекрасно понимают, что вся динамическая энергия тепла не может быть использована на практике ни одним двигателем или какой-либо механической комбинацией, и даже приблизиться к ней; поэтому я предположил, чтобы не переоценивать возможности новой системы, что солнечный двигатель мощностью в одну лошадиную силу требует концентрации солнечного тепла с площади 10 квадратных футов .

На этой основе я сейчас покажу, что те регионы Земли, которые страдают от избытка солнечного тепла, в конечном итоге извлекут выгоду из неограниченного управления движущей силой, которая в значительной степени компенсирует недостатки, которые до сих пор не предполагались. уравновешиваться любым добром.

Но прежде чем оценить величину механической энергии, которую мы можем произвести, используя топливо, содержащееся в этом огромном хранилище, откуда оно может быть получено бесплатно и без транспортировки, давайте рассмотрим главную особенность используемого устройства, особенно то, что благодаря чему мне удалось увеличить сравнительно низкую температуру, создаваемую прямым солнечным излучением, в достаточной степени для производства полезной работы.

Солнечный двигатель, когда пар используется в качестве среды для передачи лучистой энергии, состоит из трех отдельных частей: двигателя, парогенератора и механизма, с помощью которого увеличивается недостаточная энергия солнечных лучей. до такой степени, что результирующая температура будет превышать температуру, соответствующую давлению пара, необходимому в эффективном двигателе.

Сам двигатель, когда рассматриваемая действующая среда задействован, во всех существенных аспектах аналогичен современной паровой машине, в полной мере использующей механическую энергию пара, поступающего в рабочий цилиндр.

Но когда атмосферный воздух используется в качестве среды для передачи солнечной энергии на двигатель, требуется совершенно другая комбинация механизмов, как будет показано ниже.

Относительно парогенератора будет излишне указывать на преимущества, вытекающие из того, что он не подвергается воздействию огня или копоти; следовательно, он может страдать только от медленного действия обычного окисления.

Поскольку двигатель сам по себе похож на паровой двигатель, мы, конечно, должны просто рассмотреть природу механизма, с помощью которого концентрируется солнечное тепло и повышается температура по сравнению с температурой воды в парогенераторе.

Относительно этого механизма, а именно концентратора , спросили: дорого ли он? Он тяжелый и громоздкий, что затрудняет транспортировку? И, наконец, часто задают вопрос: подвержено ли оно выходу из строя и дорого ли содержать в порядке?

Стоимость умеренная.Вес небольшой; действительно, легкость – самая заметная особенность аппарата для концентрации. Что касается большого объема, можно заметить, что это устройство состоит из небольших частей, которые легко собираются вместе.

Что касается долговечности, необходимо лишь указать на тот факт, что некоторые металлы, какими бы тонкими они ни были, если хранить их в сухом состоянии, могут подвергаться воздействию солнечных лучей в течение неопределенного периода времени без заметного ухудшения; следовательно, в отличие от топок паровых котлов, которые вскоре приходят в негодность, концентрирующий аппарат, поскольку он состоит из тонких металлических пластин, сделанных из прочных материалов, не может быть поврежден простым действием солнечных лучей.

Был задан еще один вопрос: ответит ли солнечный двигатель на большой или малый масштаб?

Следующий ответ опровергает этот беременный вопрос: Нет необходимости и не предполагается, чтобы значительно увеличивать размер аппарата, с помощью которого сравнительно слабая интенсивность солнечных лучей была успешно сконцентрирована, а температура достаточно повышена, чтобы произвести пар для приведения в действие солнечного двигателя.

Максимальный принятый размер был достаточен для использования лучистого тепла пучка лучей (солнечного луча) сечением 35 квадратных футов.Таким образом, использование большего количества таких структур будет в большинстве случаев использоваться, когда требуется большая мощность, поскольку мы увеличиваем количество рук, когда мы хотим выполнить дополнительный объем работы.

Сам двигатель, а именно паровой цилиндр и рабочие части, очевидно, будут пропорциональны, как в настоящее время, в соответствии с давлением используемого пара и выполняемой работой.

Следует четко понимать, что я не рекомендую устанавливать солнечные двигатели в местах с неустойчивым солнечным светом, пока не будут разработаны надлежащие средства для накопления лучистой энергии таким образом, чтобы регулярная мощность могла быть получена из нерегулярных источников. солнечная радиация.

Опытным инженерам не нужно объяснять, что накопление механической энергии любого вида представляет собой огромные трудности; тем не менее, когда уголь больше нельзя будет добыть, необходимость, изобретательность и повышенный опыт найдут средства преодоления препятствий, которые теперь кажутся непреодолимыми.

Прежде чем рассматривать природу и возможности моего солнечного двигателя, будет уместно обратить внимание на результат трудов профессора Мушо из Тура, бывшего преподавателя лицея Алансона, Франция, который утверждает, что предвосхитил меня в использовании солнечного тепла для производство движущей силы.

Моушо основывает свое утверждение на некоторых экспериментах, проведенных в 1866 году, чтобы показать, что за счет накопления тепла, которое происходит, когда почерневшая поверхность окружена стеклянными колпаками, может образовываться пар для приведения в действие механизмов.

Хорошо известно, что сэр Джон Гершель развил старую идею концентрации солнечного излучения и провел серию экспериментов в Кейптауне в 1838 году, показав, что не только можно было производить кипящее тепло за счет накопления солнечного тепла, как описано, но ему удалось поднять температуру достаточно, чтобы запекать мясо.

Незадолго до 1870 года Мушо изготовил небольшую модель двигателя, простую игрушку, приводимую в действие паром, генерируемым по схеме накопления стеклянными колпаками; но обнаружив, что тепла недостаточно, он добавил полированный металлический отражатель.

Повышение температуры, вызванное этим приемом, сделало его парогенератор более эффективным, и было обнаружено, что при благоприятных обстоятельствах может быть произведено достаточно пара, чтобы привести в действие его небольшую модель.

Генеральный совет Эндр-и-Луары, впоследствии обеспечив профессора Мушо необходимыми средствами, в 1872 году он установил в Туре парогенератор, который он считает идеальной машиной, действие которой основано на результатах его предыдущих экспериментов.

На прилагаемой диаграмме, рис. 1, представлен вертикальный разрез указанного парогенератора, описанный таким образом М.Л. Симониным в «Revue des Deux Mondes»: «Путешественник, посещающий библиотеку Тура, видит во дворе перед домом странную

Представьте себе громадный усеченный конус, гигантский абажур, с вогнутостью направленной вверх.Этот прибор сделан из меди, покрытой изнутри очень тонким листом серебра.

На малом основании усеченного конуса лежит медный цилиндр, почерневший снаружи; его вертикальная ось совпадает с осью конуса.Этот цилиндр, окруженный как бы большим воротником, заканчивается наверху полусферической крышкой, так что он выглядит как огромный наперсток, и покрыт колокольчиком такой же формы.

Этот любопытный прибор представляет собой не что иное, как приемник солнечной энергии или, другими словами, бойлер, в котором вода кипит под действием тепловых лучей солнца. Этот парогенератор предназначен для подъема воды до точки кипения и выше с помощью солнечных лучей, которые отбрасываются на цилиндр посеребренной внутренней поверхностью конического отражателя.

Котел получает воду до двух третей своей мощности по подающей трубе. Стеклянная трубка и паромер, сообщающийся с внутренней частью генератора и прикрепленный к внешней стороне отражателя, показывают как уровень воды, так и давление пара.

Наконец, есть предохранительный клапан для выпуска пара, когда давление превышает желаемое. Таким образом, двигатель обеспечивает необходимую безопасность и может быть снабжен всеми принадлежностями парового котла.

Отражатель, который является основной частью генератора, имеет диаметр 2,60 метра в большом и один метр в малом основании и восемьдесят сантиметров в высоту, что дает четыре квадратных метра отражающей поверхности или инсоляции. .

Внутренние стены облицованы полированным серебром, потому что этот металл лучше всего отражает тепловые лучи; тем не менее, латунь с легким покрытием из серебра также может служить этой цели.

Наклон стенок аппарата к его оси составляет 45 град.Даже древние знали, что это лучшая форма для такого типа металлических зеркал с линейным фокусом, поскольку падающие лучи, параллельные оси, отражаются перпендикулярно ей и, таким образом, дают фокус максимальной интенсивности.

Котел из меди, которая из всех обычных металлов является лучшим проводником тепла; он почернел снаружи, потому что черный обладает свойством поглощать все тепловые лучи, так же как белый отражает их; и он заключен в стеклянную оболочку, причем стекло является наиболее диатерманным из всех тел, то есть наиболее проницаемым для лучей светящегося тепла.

Стекло также обладает свойством сопротивляться выходу этих же лучей после того, как они превратились в темные лучи на почерневшей поверхности котла. Ни одно из этих приложений физических законов не представляет собой ничего нового; люди как бы инстинктивно заставляли их практиковать, прежде чем ученые смогли объяснить причины.

Здесь кулинария и садоводство, а также способы обогрева наших комнат не дождались экспериментов физика.Сам Соссюр исходил из этих данных в своих исследованиях; но изобретателю были необходимы открытия современной физики, чтобы дать этим приложениям строгую формулу.

Собственно котел солнечной машины Tours состоит из двух концентрических медных колпаков, причем больший, который можно увидеть, имеет ту же высоту, что и зеркало, то есть восемьдесят сантиметров, а меньший или внутренний – пятьдесят сантиметров; их соответствующие диаметры составляют двадцать восемь и двадцать два сантиметра.

Толщина металла всего три миллиметра. Питательная вода находится между двумя оболочками, образуя кольцевую оболочку толщиной три сантиметра. Таким образом, объем жидкости составляет двадцать литров, а объем паровой камеры – десять литров. Внутренний конверт пуст. В него проходят паровой патрубок и подающий патрубок котла.

К паровой трубе прикреплены манометр и предохранительный клапан. Колпак, покрывающий котел, имеет высоту восемьдесят пять сантиметров, диаметр сорок сантиметров и толщину пять миллиметров.Между его стенками и стенками котла везде есть пространство в пять сантиметров, и это пространство заполнено слоем очень горячего воздуха.

Земля из-за своего суточного и годового обращения не занимает одно и то же положение по отношению к Солнцу во все часы дня или во все времена года. В этом случае генератор сконструирован таким образом, что он может вращаться на 15 градусов, или одну двадцать четвертую окружности, ежечасно вокруг оси, параллельной земной оси, т. Е., чтобы следовать за видимым суточным движением Солнца и постепенно наклонять его ось пропорционально солнечному склонению.

Следовательно, интенсивность используемого тепла всегда почти одинакова, независимо от часа дня или времени года, поскольку устройство всегда устроено так, чтобы отражать с наименьшими возможными потерями все лучи, испускаемые солнцем. .
Это двойное движение генератора осуществляется очень простым устройством. Приведенное выше описание солнечного парогенератора Мушо настолько ясное, что не требует пояснений.

Г-н Симонин, однако, ошибочно полагает, что мощность, развиваемая устройством, почти одинакова во все часы дня, поскольку энергия, выделяемая концентрированным солнечным теплом, изменяется в зависимости от глубины атмосферы, в которую проникают лучи.

Последнее, очевидно, зависит от зенитного расстояния Солнца; следовательно, в Париже, где максимальная солнечная интенсивность во время летнего солнцестояния составляет 65 ° 0,0 Fah, в полдень (см. диаграмму на фото 9) она едва достигает 52 ° 0,0 F.в пять часов пополудни из-за увеличения зенитного расстояния и, как следствие, увеличения глубины атмосферы, через которую должны проникать солнечные лучи.
Очевидно, эффективность солнечного генератора будет уменьшена в той же пропорции, что и заявленная интенсивность.

Солнечный двигатель Мушо и его практические ограничения

Г-н Симонин заявляет, что в некоторых случаях, когда солнце было исключительно ясным, солнечный генератор в Туре испарял пять литров воды в час, что, по его мнению, было эквивалентно половине лошадиных сил.Отражатель, дающий такой результат – усеченный конус – имеет диаметр 2,6 метра (8 футов 6 дюймов), и будет обнаружено, что для удвоения площади отражения, необходимой для выработки пара для двигателя мощностью в одну лошадиную силу, используется усеченный конус. потребуется апертура 3,6 метра (11 футов 9 дюймов).

Инженеры-практики знают, что перевернутое коническое тело, основание которого составляет около 12 футов в диаметре, вращается вокруг наклонной оси под углом не менее 60 градусов. по обе стороны от вертикальной линии представляет собой такую ​​грозную структуру, даже если она уравновешена, что было бы неразумно увеличивать ее размер.

Соответственно, для производства пара для двигателя мощностью 100 лошадиных сил очень умеренной мощности, если они используются для производства или других промышленных целей, потребуется сотня солнечных генераторов.

Обращаясь к диаграмме, рис. 2, представляющей вид с высоты птичьего полета апертуры конического отражателя в Туре в трех различных положениях, а именно, a утром, b в полдень и c днем, он будет видно, что каждый инструмент из-за необходимого изменения положения требует переднего пространства около двадцати футов.

Если разместить рядом, конические солнечные генераторы, необходимые для двигателя мощностью 100 лошадиных сил, поэтому занимали бы фронт в 2000 футов с востока на запад. Если они расположены в четыре линии с достаточным пространством к северу и югу для предотвращения помех, потребуется расстояние 500 на 200 футов.

Теперь предположим, что схема предусматривает, что 100 отдельных котлов должны непрерывно снабжаться водой, высота которой может быть известна только по показаниям внешних датчиков, в то время как пар из разбросанных котлов должен подаваться последовательно. гибких трубок к двигателю.

Сотню стеклянных колокольчиков, несомненно, можно протирать и содержать в чистоте умеренными усилиями; но сотня посеребренных отражателей, которые, по словам г-на Симонина, должны быть подвержены превратностям атмосферы, не могут оставаться яркими без титанических усилий, поскольку серебро тускнеет за несколько часов.

Ввиду вышеизложенного утверждения, которое охватывает только главные трудности, присущие системе Мушо, самые оптимистичные люди вполне могут отчаяться сделать солнечную энергию доступной для практических целей.

Профессор лицея Аленсона, утверждая, что опередил меня, настолько игнорировал тот факт, что энергия солнца была предметом изучения всей моей профессиональной жизни – жизни, ранняя часть которой была посвящена главным образом постановке. более дешевой движущей силы, чем пар.

Трудолюбивый ученый, если бы он был правильно проинформирован об этом предмете, несомненно, ощутил бы преимущества, вытекающие из таких предшественников, применительно к успешному практическому решению проблемы использования солнечного тепла.

По уже полностью объясненным причинам, подробные планы моей новой системы передачи солнечной энергии, доступной для механических целей, не будут представлены в этой работе.

Случай, однако, требует, чтобы я представил схему устройства для концентрации, о котором я упоминал ранее.

Он состоит из серии полированных параболических желобов в сочетании с системой металлических трубок, наполненных водой под давлением, подверженных влиянию сходящихся солнечных лучей, причем усиленное молекулярное воздействие создается за счет передачи концентрации в центральный приемник из накопленная энергия передается на один двигатель.

Таким образом, механическая энергия, создаваемая концентрированным солнечным теплом, передается солнечной паровой машине без вмешательства множества котлов, стеклянных колпаков, датчиков, питателей и т. Д.

Более того, прибор для концентрации, в отличие от прибора Мушо, не требует параллактического движения, а его управление не требует каких-либо знаний о дневном наклонении солнца. Его положение регулируется простым поворотом ручки, пока определенный индекс не совпадет с определенной яркой линией, образованной отражением солнечных лучей.

Тарелка 67 представляет собой вид в перспективе солнечного двигателя, в котором сконцентрированная энергия солнечных лучей передается двигателю посредством нагретого атмосферного воздуха, а не передается через воду, нагретую под давлением и превращающуюся в пар.

Беглый взгляд на рисунок показывает, что верхний конец рабочего цилиндра нагревается солнечными лучами, отраженными изогнутым зеркалом.

При внимательном рассмотрении можно увидеть, что солнечные лучи сходятся в точке за пределами оси отражателя; следовательно, форма последнего не параболическая, а состоит из неправильной кривой.Цель состоит в том, чтобы распространить сходящиеся лучи по большей длине цилиндра, чем это возможно, с расхождением, которое было бы результатом использования отражателя истинной параболической кривизны.

При осмотре будет видно, что верхний конец цилиндра будет подвергаться воздействию тепла, во много раз превышающего концентрацию на нижнем конце.

Обращаясь к прилагаемой схеме, представляющей вертикальный разрез машины, можно увидеть, что рабочий цилиндр, открытый с нижнего конца, содержит два поршня, рабочий поршень a и сменный поршень b.

Рабочий поршень соединен с коленчатым валом d балкой c и шатуном g. Сменный поршень b соединен с коленчатым валом коленчатым рычагом f f и шатуном h. Вокруг обменного поршня образовано кольцевое пространство, обеспечивающее свободный проход воздуха от конца к концу цилиндра во время движения этого поршня.

Легко понять, что во время движения обменного поршня вниз холодный воздух из нижнего конца цилиндра будет передаваться в верхний конец, нагретый концентрированными солнечными лучами; следовательно, будет создаваться внутреннее давление, стремящееся опустить рабочий поршень.

При внимательном изучении комбинации нескольких рабочих частей можно легко понять, как рабочий поршень приводится в действие ограниченным воздухом, поочередно нагревается и охлаждается за счет своеобразного движения обменного поршня.

Очевидно, что большая поверхность, представленная внешней стороной обменного поршня и внутренней частью цилиндра, вызовет быстрое изменение температуры воздуха при его циркуляции от конца к концу последнего.

Верхний конец цилиндра нагревается концентрированными солнечными лучами, холодный воздух из нижнего конца во время его перехода к верхнему концу, вызванный движением обменного поршня вниз, нагревается и расширяется; в то время как во время движения указанного поршня вверх воздух, передаваясь к нижнему концу цилиндра, охлаждается и сжимается.

При должном рассмотрении будет установлено, что сменный поршень выполняет роль регенератора. Таким образом, двигатель может работать в течение значительного времени, подвергая верхний конец цилиндра отраженному солнечному теплу в течение нескольких минут при запуске.

При непрерывном воздействии концентрированных солнечных лучей двигатель совершает полные 400 оборотов в минуту. Следует отметить, что концентрированное солнечное излучение поставляет тепло с такой необычайной скоростью, что очевидно недостаточное количество поверхности нагрева, представленной цилиндром, оказалось достаточным, несмотря на большую скорость двигателя.

Остается только указать, что корпус m m представляет собой радиатор, отводящий тепло, которое не поглощается циркулирующим воздухом во время движения обменного поршня. Конечно, количество тепла, отводимого радиатором, дает почти правильную меру солнечной энергии, не преобразованной в механическую работу.

Инженерам не нужно напоминать, что описанная таким образом форма солнечного двигателя применима только для целей, требующих умеренной мощности. В самом большом классе солнечных двигателей, приводимых в действие атмосферным воздухом, в которых радиатор не может отводить избыточное тепло, я использую клапаны и забираю свежий воздух при каждом такте машины, точно так же, как в тепловом двигателе, изображенном на фото 46. .

Таким образом, бегло рассмотрев конструкцию солнечного двигателя, приводимого в действие атмосферным воздухом, и кратко остановившись на паровом солнечном двигателе и режиме, принятом для концентрации молекулярного движения, передаваемого солнечным излучением, а также указал на природу целесообразного прибегая к передаче указанного концентрированного молекулярного движения механическим двигателям, давайте теперь рассмотрим огромное количество энергии, находящейся в нашем распоряжении.

Уже указывалось, что результат многократных экспериментов с концентрационным прибором показывает, что он отводит в среднем в течение девяти часов в день для всех широт от экватора до 45 °., 3,5 единицы тепла в минуту на каждый квадратный фут площади, перпендикулярной солнечным лучам.

Теоретически это означает выработку энергии, равной 8,2 лошадиных силы на площади 100 квадратных футов.
Однако на основании объясненных выше оснований наши расчеты способности солнечной энергии приводить в действие механизмы будут основаны на мощности в одну лошадиную силу, развиваемой на 100 квадратных футов, подверженных солнечному излучению.

Изолированные районы земной поверхности, страдающие от избытка солнечного тепла, очень многочисленны, наше пространство позволяет лишь взглянуть на загорелые континенты.

Это безводный регион, простирающийся от северо-западного побережья Африки до Монголии, протяженностью 9 000 миль и шириной почти 1 000 миль. Помимо пустынь Северной Африки, этот регион включает южное побережье Средиземного моря к востоку от залива Кабес, Верхний Египет, восточное и часть западного побережья Красного моря, часть Сирии, восточную часть стран, орошаемых водой. Евфрат и Тигр, Восточная Аравия, большая часть Персии, крайняя западная часть Китая, Тибет и, наконец, Монголия.

В западном полушарии, Нижняя Калифорния, плато Мексики и Гватемалы и западное побережье Южной Америки на расстоянии более 2000 миль страдают от постоянного интенсивного лучистого тепла.

Вычисления солнечной энергии, потраченной впустую на огромных площадях, указанных таким образом, представили бы невообразимо большое количество динамической силы.

Поэтому давайте просто оценим механическую мощность, которая возникла бы в результате использования солнечного тепла на полосе земли шириной в одну милю вдоль безводного западного побережья Америки; южное побережье Средиземного моря, о котором раньше упоминалось; обе стороны аллювиальной равнины Нила в Верхнем Египте; по обе стороны Евфрата и Тигра на расстоянии 400 миль над Персидским заливом; и, наконец, полоса шириной в одну милю вдоль безводных участков побережья Красного моря, о которых говорилось ранее.

Общая длина этих полос суши, выбранных с учетом доступности водного сообщения, намного превышает 8000 миль. Если принять за основу расчетов указанную длину и ширину в одну милю, можно увидеть, что этот очень узкий пояс покрывает 223 000 миллионов квадратных футов.

Разделив последнее количество на площадь в 100 квадратных футов, необходимую для производства одной лошадиной силы, мы узнаем, что 22 300 000 солнечных двигателей, каждый по 100 лошадиных сил, можно поддерживать в постоянной работе девять часов в день, используя только это тепло, которое теперь тратится на предполагаемую небольшую часть земли, простирающуюся вдоль некоторых из водных фронтов выжженных солнцем областей земли.

Надлежащее рассмотрение не может не убедить нас в том, что быстрое истощение европейских угольных месторождений скоро вызовет большие изменения в международных отношениях в пользу тех стран, которые обладают непрерывной солнечной энергией.

Верхний Египет, например, в течение нескольких столетий получит значительное преимущество и высокое политическое положение благодаря своему постоянному солнечному свету и, как следствие, неограниченной движущей силе.