SOLÁRNA TERASA
Solárna terasa je edukačný nástroj zameraný na prezentáciu využitia energie zo Slnka. Realizáciu jej výstavby sme uskutočnili na jednej z dvoch pochôdzných terás na streche budovy. Tá je technicky a konštrukčne pripravená na to, aby poskytla priestor širokej palete pomôcok a zariadení určených na ukážky využitia slnečnej energie na Zemi.
Energia obsiahnutá v slnečnom žiarení dopadajúcom na Zem je z pohľadu človeka prakticky nevyčerpateľná. Celkové množstvo dopadajúcej slnečnej energie na Zem predstavuje 18.1016 W. Je to približne 10 000 krát viac ako ľudstvo v súčasnosti reálne spotrebuje. Dá sa preto predpokladať, že v budúcnosti, po zmenšení zásob či dokonca vyčerpaní neobnoviteľných energetických zdrojov, sa naň bude upierať pozornosť ľudí čoraz viac. Energia zo Slnka je totiž dostupná a lacná a je možné ju využívať aj s pomocou jednoduchých a menších zariadení. V tomto vedomí vzniká na našej slnečnej terase priestor na názornú demonštráciu využitia slnečného žiarenia jeho premenou na úžitkovú energiu alebo na meranie času.
Počas dňa je jedným z bodov programu v našej hvezdárni pozorovanie Slnka. Návštevníci prechádzajú do astronomickej pozorovateľne, kde sa dozvedia základné informácie o našej najbližšej hviezde a v prípade priaznivého počasia aj pozorujú jej fotosféru a chromosféru. Slnečná terasa sa v rámci doplnkového programu môže stať súčasťou tohto výkladu a naši odborní pracovníci na nej praktickými ukážkami rozšíria spektrum poskytovaných informácií o Slnku.
„Živé“ gnomónické slnečné hodiny
Okrem "živých" slnečných hodín u nás nájdete:
Slnečnú pec (varič) - v ohnisku parabolickej plochy s reflexnou vrstvou sa sústreďuje slnečná energia, dôsledkom čoho je zvýšenie teploty. Využíva sa na ohrev vody, prípadne na tepelnú úpravu potravín.
Vodnú fontánku s fotovoltickým napájaním - vo fotovoltickom paneli sa premieňa solárna energia na elektrickú, ktorá poháňa čerpadlo vodnej fontány. Základným stavebným prvkom fotovoltického systému je fotovoltický článok najčastejšie vyrábaný z kryštalického kremíka. Ten vyrába energiu využitím fotoelektrického javu, kedy fotóny ( častice svetla ) dopadajú na fotovoltický článok a svojou energiou z neho vyrážajú elektróny. Pohyb elektrónov je následne usporiadaný na využiteľný jednosmerný elektrický prúd. Názov fotovoltika vznikol spojením dvoch slov: photo – svetlo a volt – jednotka elektrického napätia. Fotovoltické články sú funkčné aj keď na ne dopadá denné svetlo, nie je potrebné priame slnečné žiarenie a teda vyrábajú elektrinu aj pri zamračenej oblohe. Na dvojici fotovoltických panelov s rôznym sklonom voči Slnku možno ukázať vplyv tohto sklonu na účinnosť premeny solárnej energie na elektrickú.
Solárnu sušičku - obsahuje tiež fotovoltický panel. Vzniknutá elektrická energia poháňa ventilátor, čím prispieva k vysušovaniu obsahu skrinky.
Rôzne druhy slnečných hodín - využívajú fakt, že Zem vykonáva dva základné pohyby : otáčanie okolo vlastnej osi a obeh okolo Slnka. Prvý má za následok každodennú púť Slnka po oblohe od východu k západu, druhý (za prispenia sklonu zemskej osi), zasa zmenu jej dráhy po oblohe v priebehu roka. Slnečný tieň sa počas roka pohybuje medzi dvomi krivkami určujúcimi letný a zimný slnovrat. Pomocou slnečných hodín sa teda okrem času dá určiť dátum a môžu tak plniť úlohu kalendára.
Slnečné hodiny ukazujú pravý miestny slnečný čas, ktorý plynie nerovnomerne. Nezhoduje sa s rovnomerne plynúcim občianskym časom, ktorý ukazujú hodinky. Vzťah medzi pravým slnečným časom a občianskym časom vyjadruje časová rovnica. Za nerovnomerné plynutie pravého slnečného času môže sklon zemskej osi k ekliptike (23° 27´) a eliptický tvar dráhy Zeme okolo Slnka, dôsledkom čoho je zmena vzdialenosti Zeme od Slnka a aj zmena rýchlosti, ktorou okolo Slnka obieha v priebehu roka. Vyplýva to z 2. Keplerovho zákona : Zem sa pohybuje najrýchlejšie v perihéliu (príslní) a najpomalšie v aféliu (odslní).
Maximálny rozdiel medzi pravým a stredným slnečným časom je asi 15 minút. Ďalšie odchýlky medzi údajmi na slnečných a bežných hodinách spôsobuje rozdiel medzi miestnym poludníkom a poludníkom, pre ktorý je daný pásmový čas - u nás SEČ definovaný pre 15° východnej dĺžky.
Medzi najvýznamnejšie typy slnečných hodín patria: vertikálne, horizontálne, rovníkové, polárne, prstencové, analemické a iné, pričom môžu byť stabilné, prenosné ...
Energia obsiahnutá v slnečnom žiarení dopadajúcom na Zem je z pohľadu človeka prakticky nevyčerpateľná. Celkové množstvo dopadajúcej slnečnej energie na Zem predstavuje 18.1016 W. Je to približne 10 000 krát viac ako ľudstvo v súčasnosti reálne spotrebuje. Dá sa preto predpokladať, že v budúcnosti, po zmenšení zásob či dokonca vyčerpaní neobnoviteľných energetických zdrojov, sa naň bude upierať pozornosť ľudí čoraz viac. Energia zo Slnka je totiž dostupná a lacná a je možné ju využívať aj s pomocou jednoduchých a menších zariadení. V tomto vedomí vzniká na našej slnečnej terase priestor na názornú demonštráciu využitia slnečného žiarenia jeho premenou na úžitkovú energiu alebo na meranie času.
Počas dňa je jedným z bodov programu v našej hvezdárni pozorovanie Slnka. Návštevníci prechádzajú do astronomickej pozorovateľne, kde sa dozvedia základné informácie o našej najbližšej hviezde a v prípade priaznivého počasia aj pozorujú jej fotosféru a chromosféru. Slnečná terasa sa v rámci doplnkového programu môže stať súčasťou tohto výkladu a naši odborní pracovníci na nej praktickými ukážkami rozšíria spektrum poskytovaných informácií o Slnku.
Solárnu terasu sme pripravovali v niekoľkých etapách:
V prvej, ukončenej v apríli 2013, sme osadili zariadenia s ukážkami jednoduchej fotovoltiky (výroby el. energie zo slnečného žiarenia) a premeny slnečnej energie na teplo. Jej súčasťou sú solárne fontánky, solárna pec a jednoduchá sušička ovocia.
V druhej sme osadili a zapojili solárny panel zohrievajúci médium cirkulujúce v uzavretom systéme, ktorý simuluje jeho ohrev, napríklad v ľudských príbytkoch.
Tretia časť je venovaná meraniu času pomocou Slnka. Dominantou slnečnej terasy sa stali "živé slnečné hodiny", zaberajúce celú horizontálnu plochu terasy. Okrem nich boli nainštalované aj vertikálne, horizontálne, polárne a rovníkové ukazovatele času.
V prvej, ukončenej v apríli 2013, sme osadili zariadenia s ukážkami jednoduchej fotovoltiky (výroby el. energie zo slnečného žiarenia) a premeny slnečnej energie na teplo. Jej súčasťou sú solárne fontánky, solárna pec a jednoduchá sušička ovocia.
V druhej sme osadili a zapojili solárny panel zohrievajúci médium cirkulujúce v uzavretom systéme, ktorý simuluje jeho ohrev, napríklad v ľudských príbytkoch.
Tretia časť je venovaná meraniu času pomocou Slnka. Dominantou slnečnej terasy sa stali "živé slnečné hodiny", zaberajúce celú horizontálnu plochu terasy. Okrem nich boli nainštalované aj vertikálne, horizontálne, polárne a rovníkové ukazovatele času.
„Živé“ gnomónické slnečné hodiny
Okrem "živých" slnečných hodín u nás nájdete:
Slnečnú pec (varič) - v ohnisku parabolickej plochy s reflexnou vrstvou sa sústreďuje slnečná energia, dôsledkom čoho je zvýšenie teploty. Využíva sa na ohrev vody, prípadne na tepelnú úpravu potravín.
Vodnú fontánku s fotovoltickým napájaním - vo fotovoltickom paneli sa premieňa solárna energia na elektrickú, ktorá poháňa čerpadlo vodnej fontány. Základným stavebným prvkom fotovoltického systému je fotovoltický článok najčastejšie vyrábaný z kryštalického kremíka. Ten vyrába energiu využitím fotoelektrického javu, kedy fotóny ( častice svetla ) dopadajú na fotovoltický článok a svojou energiou z neho vyrážajú elektróny. Pohyb elektrónov je následne usporiadaný na využiteľný jednosmerný elektrický prúd. Názov fotovoltika vznikol spojením dvoch slov: photo – svetlo a volt – jednotka elektrického napätia. Fotovoltické články sú funkčné aj keď na ne dopadá denné svetlo, nie je potrebné priame slnečné žiarenie a teda vyrábajú elektrinu aj pri zamračenej oblohe. Na dvojici fotovoltických panelov s rôznym sklonom voči Slnku možno ukázať vplyv tohto sklonu na účinnosť premeny solárnej energie na elektrickú.
Solárnu sušičku - obsahuje tiež fotovoltický panel. Vzniknutá elektrická energia poháňa ventilátor, čím prispieva k vysušovaniu obsahu skrinky.
Rôzne druhy slnečných hodín - využívajú fakt, že Zem vykonáva dva základné pohyby : otáčanie okolo vlastnej osi a obeh okolo Slnka. Prvý má za následok každodennú púť Slnka po oblohe od východu k západu, druhý (za prispenia sklonu zemskej osi), zasa zmenu jej dráhy po oblohe v priebehu roka. Slnečný tieň sa počas roka pohybuje medzi dvomi krivkami určujúcimi letný a zimný slnovrat. Pomocou slnečných hodín sa teda okrem času dá určiť dátum a môžu tak plniť úlohu kalendára.
Slnečné hodiny ukazujú pravý miestny slnečný čas, ktorý plynie nerovnomerne. Nezhoduje sa s rovnomerne plynúcim občianskym časom, ktorý ukazujú hodinky. Vzťah medzi pravým slnečným časom a občianskym časom vyjadruje časová rovnica. Za nerovnomerné plynutie pravého slnečného času môže sklon zemskej osi k ekliptike (23° 27´) a eliptický tvar dráhy Zeme okolo Slnka, dôsledkom čoho je zmena vzdialenosti Zeme od Slnka a aj zmena rýchlosti, ktorou okolo Slnka obieha v priebehu roka. Vyplýva to z 2. Keplerovho zákona : Zem sa pohybuje najrýchlejšie v perihéliu (príslní) a najpomalšie v aféliu (odslní).Maximálny rozdiel medzi pravým a stredným slnečným časom je asi 15 minút. Ďalšie odchýlky medzi údajmi na slnečných a bežných hodinách spôsobuje rozdiel medzi miestnym poludníkom a poludníkom, pre ktorý je daný pásmový čas - u nás SEČ definovaný pre 15° východnej dĺžky.
Medzi najvýznamnejšie typy slnečných hodín patria: vertikálne, horizontálne, rovníkové, polárne, prstencové, analemické a iné, pričom môžu byť stabilné, prenosné ...
