太陽熱利用で地球温暖化阻止!

【太陽でお湯を沸かす】ミニ真空管のキャップをステンレスにしてみた

2020/02/16
 
この記事を書いている人 - WRITER -
nonofho
元地方公務員。農業土木技術者。農業基盤整備の設計・施工に係わること42年、そのノウハウを生かして自然エネルギーの有効利用を考えています。栃木県在住。

 

とちぎエネットです。

 

毎日60cmのミニ真空管でお湯を沸かしているわけですが、どんなに寒い日でも、天気が良ければ1リットル弱の水が数時間で沸騰してしまいます。

改めて太陽の熱とは凄いものだと感じている今日この頃です。

 

ただ困っているのは、キャップが熱で変形してしまうこと。

 

 

 

この蓋は、真空管の径が同じなので太陽ポットの不良品を流用しているのですが、できるだけ熱を逃がさないようシリコンパッキンを使ったところ、温度が上がりすぎて変形してしまいました。

 

1.ミニ真空管が受け取る熱量はどのくらいか

2.熱を逃がさない工夫

3.まとめ

 

1.ミニ真空管が受け取る熱量はどのくらいか

 

地球には太陽から熱としてではなく、太陽光に含まれる一部の電磁波(輻射熱)として届いています。

寒い冬でも太陽が当たれば一瞬で暖かく感じますから、その熱量は相当なものと考えることができます。

 

しかし、具体的にこのくらいと計算したことがありませんでしたので、ザックリとですがやってみたいと思います。

 

真空管の表面積は、内径Φ58mm×60cmとして、2×3.14×0.058/2=0.109㎡

ガラス管は360度から光が入りますが、反射光は弱いので無視し、1/2の0.055㎡と考えます。

 

地表面に届いているエネルギーは1Wとされますので0.055×1×1000×60×60=198,000J=198KJ

 

1カロリーは、4.2ジュールなので

198/4.2=47.143キロカロリーとなります。

 

1カロリーは、1mlの水を1℃上昇させるので、計算しやすいよう真空管内の水の量を1ℓとすると47℃1時間に温度が上昇することになります。

計算上は、かなり冷たい水でも2時間あれば沸騰することになりますが、そうならないのは蓋から熱が逃げてしまうからでしょう。

 

やってみれば分かりますが、温度上昇に伴って圧力がどんどん上がり、軽く被せた程度では簡単に飛んでしまいます。

太陽熱温水器の変換効率は50~60%と言われますが、納得できる数字ではないでしょうか。

 

2.熱を逃がさない工夫

 

そこで、更なる効率アップのために、可能な限り逃さない工夫をしているわけです。

前回は、太陽ポットのキャップにシリコンガスケットを使いましたが、しばらくすると熱で変形してしまいました。

 

 

そこで今回は100均でステンレスのマグカップを購入しました。

径は70mmとやや大きいのですが、シリコンガスケットを入れるのでちょうど良い大きさです。

※シリコンガスケットは、1cmほどカットしています。

 

ここで注目して頂きたいのは、サーモプロテクトHAを使っていることです。

金属は熱伝導率が高いので、何も無い状態だとこれまで以上に熱が逃げてしまうので、サーモプロテクトHAは輻射熱を内側に反射させる効果があります。

つまり、冷めにくいことになります。

 

3.まとめ

 

太陽の恩恵を最大限に受けることは、生活が楽になるだけの話ではなくて、人間として最低限持ち合わせなければならない知恵なのではと思っています。

熱だけでなく電気にも変換できるのは良いことですが、その前にやること、やらねばならないことがあるのではないでしょうか。

 

エネルギーは遠くから運んで来なくても、知恵と工夫があれば住んでいる場所でその大半は手に入れることができます。

世の中に惑わされず、賢く生きたいものですね。

 

ではまた。

 

(追伸)

どうも落ち着きが悪いので、更に改良を加えました。

 

 

真空管の方にもガスケットを取り付けてみました。

 

 

斜めに置いているのでこれでも少しカタカタしますが、隙間が少し無いと圧力で蓋が飛んでしまうのでちょうど良いかも知れません。

採熱能力が向上したかどうかは、いずれ天気の良い日にやってみたいと思います。

 

なお、採熱能力が少しだけアップしたように感じました。

 

10時  21.0℃

 

 

12時 88.2℃

 

 

 

サンルームに置いてあるだけなので、2時間で57.2℃はなかなか良い数字です。

次は、屋外で太陽に正対させてみたいと思いますが、このお湯でで飲むコーヒーやお茶の旨いこと。

違いの分かる年になりました。(笑)

 

この記事を書いている人 - WRITER -
nonofho
元地方公務員。農業土木技術者。農業基盤整備の設計・施工に係わること42年、そのノウハウを生かして自然エネルギーの有効利用を考えています。栃木県在住。

- Comments -

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

Copyright© とちぎ ライフLABO , 2019 All Rights Reserved.