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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Estimulador de crescimento vegetal em células solares. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa As células solares realmente surpreendem a imaginação assim que se pensa em sua extraordinária variedade de aplicações. São conhecidas células solares em miniatura que alimentam o relógio, bem como uma bateria solar relativamente potente para o sistema de alimentação de lâmpadas incandescentes de alta intensidade. De fato, o escopo das células solares é bastante amplo. Abaixo está uma aplicação de células solares que será difícil de acreditar. Estamos falando de conversores fotoelétricos que estimulam o crescimento das plantas. Parece inacreditável? crescimento da planta O melhor lugar para começar é conhecer os fundamentos da vida vegetal.A maioria dos leitores está bem ciente do fenômeno da fotossíntese, que é a principal força motriz da vida vegetal. Essencialmente, a fotossíntese é o processo pelo qual a luz solar permite que as plantas sejam nutridas. Embora o processo de fotossíntese seja muito mais complicado do que a explicação possível e apropriada neste livro, o processo é o seguinte. A folha de cada planta verde é composta de milhares de células individuais. Elas contêm uma substância chamada clorofila, que, aliás, é o que dá a cor verde às folhas. Cada uma dessas células é uma usina química em miniatura. Quando uma partícula de luz, chamada fóton, entra em uma célula, ela é absorvida pela clorofila. A energia do fóton liberada dessa forma ativa a clorofila e inicia uma série de transformações que acabam levando à formação de açúcar e amido, que são absorvidos pelas plantas e estimulam o crescimento.
Essas substâncias são armazenadas na célula até serem necessárias pela planta. É seguro supor que a quantidade de nutrientes que uma folha pode fornecer a uma planta é diretamente proporcional à quantidade de luz solar que incide sobre sua superfície. Este fenômeno é semelhante à conversão de energia por uma célula solar. Algumas palavras sobre raízes No entanto, a luz do sol por si só não é suficiente para uma planta. Para produzir nutrientes, a folha deve ter uma matéria-prima. O fornecedor de tais substâncias é um sistema radicular desenvolvido através do qual são absorvidos do solo. Em vez disso, não apenas do solo, mas também do ar. Felizmente para humanos e animais, as plantas respiram dióxido de carbono durante o dia, com o qual enriquecemos constantemente a atmosfera exalando ar, no qual a proporção de dióxido de carbono para oxigênio aumenta significativamente em comparação com o ar que respiramos. As raízes, que são estruturas complexas, são tão importantes para o desenvolvimento das plantas quanto a luz do sol. Normalmente, o sistema radicular é tão extenso e ramificado quanto a planta que alimenta. Por exemplo, pode acontecer que uma planta saudável de 10 cm de altura tenha um sistema radicular que penetra no solo até 10 cm de profundidade. Claro, nem sempre é assim e nem em todas as plantas, mas, via de regra, , este é o caso. Portanto, seria lógico esperar que, se fosse possível aumentar de alguma forma o crescimento do sistema radicular, a parte superior da planta seguiria o exemplo e cresceria na mesma proporção. Na verdade, é assim que acontece. Verificou-se que, graças a uma ação ainda não totalmente compreendida, uma corrente elétrica fraca realmente promove o desenvolvimento do sistema radicular e, consequentemente, o crescimento da planta. Supõe-se que tal estimulação com uma corrente elétrica realmente complemente a energia obtida da maneira usual durante a fotossíntese. Fotoeletricidade e fotossíntese Uma célula solar, como as células das folhas durante a fotossíntese, absorve um fóton de luz e converte sua energia em energia elétrica. No entanto, a célula solar, ao contrário da folha de uma planta, desempenha muito melhor a função de conversão. Assim, uma célula solar convencional converte pelo menos 10% da luz que incide sobre ela em energia elétrica. Por outro lado, durante a fotossíntese, quase 0,1% da luz incidente é convertida em energia. Quando uma célula solar é conectada ao sistema radicular de uma planta, seu crescimento é estimulado. Mas há um truque aqui. Está no fato de que a estimulação do crescimento radicular dá melhores resultados em plantas sombreadas. Existe algum benefício de um estimulante do sistema radicular? Isso pode ser decidido olhando uma fotografia de duas plantas, ambas do mesmo tipo e idade, crescendo em condições idênticas. A planta da esquerda tinha um estimulador do sistema radicular. Para o experimento, foram selecionadas mudas de 10 cm de comprimento, que cresceram em ambientes fechados com pouca luz do sol penetrando por uma janela localizada a uma distância considerável. Nenhuma tentativa foi feita para favorecer qualquer planta em particular, exceto que a placa frontal da célula fotovoltaica foi orientada na direção da luz solar. A experiência durou cerca de 1 mês. Esta foto foi tirada no dia 35. Vale ressaltar que a planta com o estimulador do sistema radicular é mais de 2 vezes maior que a planta controle.
Estudos demonstraram que, para plantas expostas à luz solar intensa, há pouco ou nenhum benefício da estimulação das raízes. Isso provavelmente ocorre porque essas plantas têm energia suficiente da fotossíntese. Aparentemente, o efeito da estimulação aparece apenas quando a única fonte de energia para a planta é um conversor fotoelétrico (célula solar). No entanto, deve-se lembrar que uma célula solar converte luz em energia com muito mais eficiência do que uma folha na fotossíntese. Em particular, pode converter em uma quantidade útil de luz elétrica que seria simplesmente inútil para uma planta, como a luz de lâmpadas fluorescentes e lâmpadas incandescentes, que são usadas diariamente para iluminar ambientes. Experimentos também mostram que em sementes expostas a uma corrente elétrica fraca, a germinação é acelerada e o número de brotos e, finalmente, o rendimento aumentam. O design do estimulador de crescimento Tudo o que é necessário para testar a teoria é uma única célula solar. No entanto, você ainda precisa de um par de eletrodos que possam ser facilmente presos no solo perto das raízes (Fig. 2).
Você pode testar rápida e facilmente o estimulador do sistema radicular enfiando alguns pregos compridos no chão perto da planta e conectando-os com fios a algum tipo de célula solar. O tamanho da célula solar não importa em princípio, pois a corrente necessária para estimular o sistema radicular é insignificante. No entanto, para obter melhores resultados, a superfície da célula solar deve ser grande o suficiente para capturar mais luz. Levando em consideração essas condições, foi escolhido um elemento com diâmetro de 6 cm para o estimulador do sistema radicular. Duas hastes de aço inoxidável foram conectadas ao disco do elemento. Um deles foi soldado ao contato traseiro do elemento, o outro - à grade coletora de corrente superior (Fig. 3). No entanto, não é recomendável usar o elemento como prendedor de hastes, pois é muito frágil e fino.
É melhor fixar a célula solar em uma placa de metal (principalmente alumínio ou aço inoxidável) de tamanho um pouco grande. Depois de verificar se o contato elétrico da placa na parte traseira do elemento é confiável, você pode conectar uma haste à placa e a outra à grade do coletor de corrente. Você pode montar a estrutura de outra forma: coloque o elemento, as hastes e tudo mais em uma caixa protetora de plástico. Para isso, são bastante adequadas as caixas de plástico transparente fino (utilizadas, por exemplo, para embalar moedas comemorativas), que podem ser encontradas em armarinhos, ferragens ou lojas de material de escritório. Só é necessário fortalecer as hastes de metal para que não rolem ou dobrem. Você pode até preencher todo o produto com uma composição de polímero de cura líquida. No entanto, deve-se ter em mente que o encolhimento ocorre durante a cura de polímeros líquidos. Se o elemento e as hastes conectadas estiverem bem presas, não haverá complicações. Uma haste mal fixada durante o encolhimento do composto polimérico pode destruir o elemento e desativá-lo. O elemento também precisa de proteção do ambiente externo. As células solares de silício são ligeiramente higroscópicas, capazes de absorver pequenas quantidades de água. Claro que, com o tempo, a água penetra um pouco no interior do cristal e destrói as ligações atômicas mais afetadas. Como resultado, as características elétricas do elemento se deterioram e, eventualmente, ele falha completamente. O mecanismo de degradação dos parâmetros das células solares sob a influência da umidade é diferente: em primeiro lugar, os contatos de metal são corroídos e os revestimentos antirreflexo são removidos, jumpers condutores aparecem nas extremidades das células solares, desviando a junção pn. Se o elemento for preenchido com uma composição polimérica adequada, o problema pode ser considerado resolvido. Outros métodos de fixação do elemento exigirão outras soluções. Lista de peças Célula solar com diâmetro de 6 cm; 2 varetas de aço inoxidável com cerca de 20 cm de comprimento; Caixa de plástico adequada (ver texto). Experimento do estimulador de crescimento Agora que o estimulador está pronto, você precisa enfiar duas hastes de metal no chão perto das raízes. A célula solar fará o resto. Você pode configurar um experimento tão simples. Pegue duas plantas idênticas, de preferência cultivadas em condições semelhantes. Plante-os em vasos separados. Insira os eletrodos do estimulador do sistema radicular em um dos vasos e deixe a segunda planta para controle. Agora é preciso cuidar igualmente das duas plantas, regando-as ao mesmo tempo e dando-lhes a mesma atenção. Após cerca de 30 dias, uma diferença marcante pode ser vista entre as duas plantas. A planta de reforço de raízes será claramente mais alta que a planta de controle e terá mais folhas. Este experimento é melhor feito dentro de casa usando apenas iluminação artificial. O estimulador pode ser usado em plantas de casa para mantê-las saudáveis. Um jardineiro ou floricultor pode usá-lo para acelerar a germinação das sementes ou melhorar o sistema radicular das plantas. Independentemente do tipo de uso desse estimulante, você pode experimentar bem nessa área. Autor: Byers T.
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Comentários sobre o artigo: sevich Original. Alexander Conheci métodos de estimulação com corrente, mas ali foi fixada uma bateria com uma resistência que limitava a corrente. Ou seja, a corrente continuou à noite. Agora eu acho que, provavelmente, a planta deveria dormir à noite.
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