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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Stimolatore della crescita delle piante a base di celle solari. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative Le celle solari sono davvero sorprendenti se si considera la loro incredibile gamma di applicazioni. Sono note celle solari in miniatura che alimentano orologi, nonché una batteria solare relativamente potente per il sistema di alimentazione di lampade a incandescenza ad alta intensità. In effetti, il campo di applicazione delle celle solari è piuttosto ampio. Di seguito è riportata un'applicazione delle celle solari che sarà difficile da credere. Stiamo parlando di convertitori fotoelettrici che stimolano la crescita delle piante. Sembra non plausibile? crescita delle piante Per cominciare, è meglio familiarizzare con le basi della vita vegetale: la maggior parte dei lettori conosce bene il fenomeno della fotosintesi, che è la principale forza trainante della vita vegetale. In sostanza, la fotosintesi è il processo attraverso il quale la luce solare consente il nutrimento delle piante. Sebbene il processo della fotosintesi sia molto più complesso di quanto spiegato in questo libro, il processo è il seguente: la foglia di ogni pianta verde è composta da migliaia di singole cellule. Contengono una sostanza chiamata clorofilla, che, tra l'altro, conferisce alle foglie il colore verde. Ogni cella è un impianto chimico in miniatura. Quando una particella di luce, chiamata fotone, entra in una cellula, viene assorbita dalla clorofilla. L'energia dei fotoni rilasciata in questo processo attiva la clorofilla e dà origine a una serie di trasformazioni, che portano infine alla formazione di zucchero e amido, che vengono assorbiti dalle piante e stimolano la crescita.
Queste sostanze vengono immagazzinate nella cellula finché non sono necessarie alla pianta. È lecito ritenere che la quantità di nutrienti che una foglia può fornire a una pianta sia direttamente proporzionale alla quantità di luce solare che cade sulla sua superficie. Questo fenomeno è simile alla conversione dell'energia di una cella solare. Qualche parola sulle radici Tuttavia, la sola luce del sole non è sufficiente per una pianta. Per produrre sostanze nutritive, la foglia deve avere materie prime. Il fornitore di tali sostanze è l'apparato radicale sviluppato, attraverso il quale vengono assorbite dal terreno. O meglio, non solo dal suolo, ma anche dall'aria. Fortunatamente per l'uomo e gli animali, le piante respirano durante il giorno anidride carbonica, con la quale arricchiamo costantemente l'atmosfera espirando aria in cui il rapporto tra anidride carbonica e ossigeno è notevolmente aumentato rispetto all'aria che inspiriamo. Le radici, che sono strutture complesse, sono importanti per lo sviluppo delle piante quanto la luce solare. In genere, il sistema radicale è esteso e ramificato quanto la pianta di cui si nutre. Ad esempio, può succedere che una pianta sana alta 10 cm abbia un apparato radicale che penetra nel terreno fino a una profondità di 10 cm, ovviamente questo non accade sempre e non per tutte le piante, ma, di regola, questo è così. Pertanto, sarebbe logico aspettarsi che se la crescita del sistema radicale potesse in qualche modo essere migliorata, la parte superiore della pianta seguirebbe l'esempio e crescerebbe della stessa quantità. In realtà, questo è ciò che accade. Si scoprì che, grazie ad un'azione non ancora del tutto compresa, una debole corrente elettrica favorisce infatti lo sviluppo dell'apparato radicale, e quindi la crescita della pianta. Si presume che tale stimolazione mediante corrente elettrica integri effettivamente l'energia ottenuta nel modo consueto durante la fotosintesi. Fotoelettricità e fotosintesi Una cella solare, come le cellule fogliari durante la fotosintesi, assorbe un fotone di luce e converte la sua energia in energia elettrica. Tuttavia, una cella solare, a differenza di una foglia di pianta, svolge la funzione di conversione molto meglio. Pertanto, una tipica cella solare converte almeno il 10% della luce che la colpisce in energia elettrica. Durante la fotosintesi, invece, quasi lo 0,1% della luce incidente viene convertita in energia. Quando una cella solare è collegata al sistema radicale di una pianta, la sua crescita viene stimolata. Ma c'è un trucco qui. Sta nel fatto che stimolare la crescita delle radici dà risultati migliori nelle piante ombreggiate. C'è qualche beneficio da uno stimolatore delle radici? Questo può essere deciso guardando la fotografia di due piante, entrambe dello stesso tipo ed età, che crescono nelle stesse condizioni. La pianta a sinistra aveva uno stimolatore del sistema radicale. Per l'esperimento sono state selezionate piantine lunghe 10 cm, che sono cresciute all'interno con una debole luce solare che penetra attraverso una finestra situata a notevole distanza. Non è stato fatto alcun tentativo per favorire alcuna pianta se non quella di orientare il frontale della cella fotovoltaica nella direzione della luce solare. L'esperimento è durato circa 1 mese. Questa foto è stata scattata il 35° giorno. È interessante notare che la pianta con lo stimolatore del sistema radicale è più di 2 volte più grande della pianta di controllo.
La ricerca ha dimostrato che le piante esposte a una forte luce solare traggono poco o nessun beneficio dalla stimolazione delle radici. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che tali piante hanno abbastanza energia ottenuta attraverso la fotosintesi. Apparentemente l'effetto di stimolazione si manifesta solo quando l'unica fonte di energia per la pianta è un convertitore fotoelettrico (cella solare). Tuttavia, va ricordato che una cella solare converte la luce in energia in modo molto più efficiente di una foglia durante la fotosintesi. In particolare, può convertire la luce che sarebbe semplicemente inutile per una pianta in quantità utili di elettricità, come la luce delle lampade fluorescenti e a incandescenza utilizzate quotidianamente per l’illuminazione degli interni. Gli esperimenti mostrano anche che i semi esposti a una debole corrente elettrica accelerano la germinazione e aumentano il numero di germogli e, in definitiva, la resa. Il design dello stimolatore della crescita Tutto ciò che serve per testare la teoria è una singola cella solare. Avrai comunque bisogno di un paio di elettrodi che possano essere facilmente conficcati nel terreno vicino alle radici (Fig. 2).
Puoi testare rapidamente e facilmente uno stimolatore delle radici attaccando un paio di lunghi chiodi nel terreno vicino alla pianta e collegandoli con dei fili a una sorta di cella solare. La dimensione della cella solare è sostanzialmente irrilevante poiché la corrente necessaria per stimolare l'apparato radicale è trascurabile. Tuttavia, per ottenere i migliori risultati, la superficie della cella solare deve essere sufficientemente grande da catturare più luce. Tenendo conto di queste condizioni, per lo stimolatore dell'apparato radicale è stato selezionato un elemento con un diametro di 6 cm. Due aste in acciaio inossidabile erano collegate al disco dell'elemento. Uno di essi è stato saldato al contatto posteriore dell'elemento, l'altro alla griglia raccoglicorrente superiore (Fig. 3). Tuttavia, non è consigliabile utilizzare l'elemento come fissaggio per le aste, poiché è troppo fragile e sottile.
È meglio montare la cella solare su una piastra metallica leggermente più grande (principalmente alluminio o acciaio inossidabile). Dopo esservi assicurati che il contatto elettrico della piastra sia affidabile sul lato posteriore dell'elemento, potete collegare un'asta alla piastra, l'altra alla griglia di raccolta corrente. Puoi assemblare la struttura in un altro modo: posiziona l'elemento, le aste e tutto il resto in una custodia protettiva in plastica. A questo scopo sono molto adatte le scatole di plastica sottile e trasparente (utilizzate, ad esempio, per confezionare le monete commemorative), che si possono trovare in merceria, in ferramenta o in un negozio di forniture per ufficio. È solo necessario rinforzare le aste metalliche in modo che non si girino o si pieghino. Puoi persino riempire l'intero prodotto con una composizione polimerica indurente liquida. Tuttavia, va tenuto presente che quando i polimeri liquidi polimerizzano, si verifica un ritiro. Se l'elemento e le aste collegate sono fissati saldamente, non si verificheranno complicazioni. Un'asta scarsamente fissata durante il restringimento del composto polimerico può distruggere l'elemento e provocarne il cedimento. L'elemento necessita anche di protezione dall'ambiente esterno. Le celle solari al silicio sono leggermente igroscopiche, in grado di assorbire piccole quantità di acqua. Naturalmente, nel tempo, l'acqua penetra un po' all'interno del cristallo e rompe i legami atomici più esposti. Di conseguenza, le caratteristiche elettriche dell'elemento si deteriorano e alla fine si guasta completamente. Il meccanismo di degrado dei parametri delle celle solari sotto l'influenza dell'umidità è diverso: prima di tutto, si verifica la corrosione dei contatti metallici e il distacco dei rivestimenti antiriflesso e compaiono ponticelli conduttivi alle estremità delle celle solari, deviando la giunzione pn. Se l'elemento viene riempito con una composizione polimerica adeguata, il problema può considerarsi risolto. Altri metodi per collegare un elemento richiederanno altre soluzioni. Elenco delle parti Cella solare del diametro di 6 cm; 2 aste in acciaio inox lunghe circa 20 cm; Scatola di plastica adatta (vedi testo). Esperimento stimolante la crescita Ora che lo stimolatore è pronto, devi conficcare due aste di metallo nel terreno vicino alle radici. La cella solare farà il resto. Puoi fare questo semplice esperimento. Prendi due piante identiche, preferibilmente coltivate in condizioni simili. Piantateli in vasi separati. Inserisci gli elettrodi stimolatori del sistema radicale in uno dei vasi e lascia la seconda pianta per il controllo. Ora devi prenderti cura di entrambe le piante allo stesso modo, annaffiandole contemporaneamente e prestando loro la stessa attenzione. Dopo circa 30 giorni noterai una notevole differenza tra le due piante. La pianta con lo stimolatore delle radici sarà chiaramente più alta della pianta di controllo e avrà più foglie. È meglio eseguire questo esperimento in interni utilizzando solo l'illuminazione artificiale. Lo stimolatore può essere utilizzato per piante da interno, mantenendole sane. Un giardiniere o un coltivatore di fiori può usarlo per accelerare la germinazione dei semi o migliorare il sistema radicale delle piante. Indipendentemente dal tipo di utilizzo di questo stimolante, puoi sperimentare bene in quest'area. Autore: Byers T.
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Commenti sull'articolo: sevich Originale. Alexander Ho incontrato metodi di stimolazione con la corrente, ma lì era collegata una batteria con una resistenza che limitava la corrente. Cioè, la corrente è andata avanti di notte. Ora penso che probabilmente la pianta dovrebbe dormire la notte.
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