СОЛНЕЧНАЯ КУХНЯ

Работу выполнил:Ученик 11-а класса ДОШ I-III ст. №20

Калининского района г. Донецка,Гимадеев Карим Дмитриевич.

АктуальностьВ связи с ограниченными запасами полезных ископаемых используемых для получения тепловой и электрической энергии в бытовых и промышленных целях актуальна разработка всевозможных методов преобразования экологически чистых видов энергии, одним из которых является солнечная, во вторичную энергию.

Научная новизна:состоит в экспериментальном подтверждении экологической и экономической целесообразности использования солнечной кухни для преобразования солнечной энергии в тепловую.

Цель

Цель - провести экспертную оценку возможности и эффективности использования солнечной энергии в регионах Украины для бытовых нужд.

Задачи

1. Изготовить солнечную печь коробочной конструкции из подручных материалов.2. Проверить работоспособность изготовленной модели солнечной печи.3. Экспериментально изучить технические возможности предложенной модели.4. Исследовать возможность использования солнечной печи данной конструкции в различное время года.5. Обосновать целесообразность применения солнечных печей с экологической и экономической точек зрения.

Изготовление солнечной печиДля изготовления солнечной кухни использованы два ящика разного размера из толстого картона (34х27х11.5 см и 16х16х7 см). Для теплоизоляции пространство между ящиками заполнено пенопластом. Дно внутреннего ящика не касается дна внешнего и внутри покрыто фольгой для предохранения стенок от разрушения паром. На дне внутреннего ящика расположена чёрная металлическая пластина, сам ящик сверху накрыт стеклом. Для увеличения солнечной энергии, попадающей в камеру, установлен отражатель размерами 16х16см, покрытый фольгой. Угол и высотуотражателя можно регулировать в зависимости от высоты солнца.

Расчёт потерь энергии солнечной печи за счёт теплообмена с окружающей средой:

K=(W-c*m*∆T)/(τ*∆T0); εк=15.1%; K=0.49±0.07 (Дж/(с*К))

Таким образом, каждую секунду наша солнечная печь теряет в окружающую среду 0.49±0.07 Дж энергии при разности температур между камерой и окружающей средой в 1

Расчёт солнечной энергии, поступающей на печь в разное время года

h=90°-φ+δQ=q*S*τ*(sin h+0.7)

q=1.37*103 Вт/м2—солнечная постояннаяS-площадь печиQ21.03=48.05*τ Дж/с Q21.06=56.47*τ Дж/с Q22.09=48.05*τ Дж/с Q22.12=35.77*τ Дж/с

мРасчёт КПД солнечной печи:

13 15,65 18,26 19,57 23,5 19,57 18,26 17 13 9,13 2,6 -2,6

22 24 20 30 29 25 32 32 27 21 27 21

4465,1 3969,41 4254,9 3187,3 3101,6 3606,4 3100,5 3157,4 3840,02 5115,5 5016,3 8304,3

28,3 31,3 28,7 38,1 38,4 33,6 39,4 39 32,9 25,3 27,2 17,3

01.05 15.05 01.06 15.06 22.06 01.07 15.07 01.08 15.08 01.09 15.09 01.100

5

10

15

20

25

30

35

40

45

КПД

мУглекислый газ в воздухе составляет 0,03% от объёма. Установлено, что за последние 100 лет содержание CO2 в атмосфере увеличилось и к концу 70-х годов составляло 0,033%, а температура воздуха за счёт парникового эффекта повысилась на 0,5 градуса. Предполагается, к 2025 году содержание углекислого газа в воздухе будет составлять 0,052-

0,064%, а температура повысится на 2-3,5 градуса.

мПрактическое применение:

Печь можно использовать: во дворе дома, на даче, в походе, в парке ( где запрещено разводить костры) и т.д.Помимо приготовления еды можно: сушить грибы, фрукты, одежду.Комиссар ООН по беженцам поддержал использование солнечных печей из картона и фольги для приготовления пищи в лагере беженцев где нашли убежище около 18 тысяч людей.

мПреимущества и недостатки солнечной

печи:

Не оказывает вредных воздействий на окружающую среду, не требует использования природных ресурсов, работает от солнечной энергии – условно неисчерпаемого широкодоступного и бесплатного источника энергии.Низкая себестоимость, проста в изготовлении, пища не пригорает и не прилипает ко дну кастрюли.

Зависимость от погоды и времени суток, долгий процесс приготовления пищи

мВыводы

В ходе работы:1. Была изготовлена солнечная печь из подручных материалов, пригодная для приготовления пищи в походных условиях.2. Рассчитаны потери энергии печи в окружающую среду: за одну секунду солнечная печь теряет 0,49 Дж при разности температур камеры и окружающей среду в 1 .3. С помощью специально созданной программы рассчитано количество солнечной энергии, попадающей на солнечную печь с 01.05 по 01.10 на примере 2012 года. Также рассчитано время для закипания пробных 200 грамм воды для этого же периода, КПД солнечной печи и построены соответствующие графики.4. Обоснована целесообразность применения солнечных печей для экономии природного газа, уменьшения выброса углекислого газа в атмосферу и уменьшения в ходе работы объёма пенопласта, который необходимо утилизировать.