Hrátky se solárními články

[? solárník]

Ahoj, není tu mezi námi nějaký fyzik?

Potřeboval bych zjistit, jestli jsou solární články citlivé na alfa záření. Osobně odhaduji, že moc ne, nebo vůbec ne. Pokud tedy ne, zkusil bych natřít holý solární článek malou vrstvou nějakého luminoforu, jestli by se pak ukázala ve tmě na alfa záření dostatečná reakce.

Ani netuším, jestli by světélkování luminoforu dodalo potřebnou světelnou energii, sejmutelnou solárním článkem.

Chtěl bych to využít při měření radonu, po nějakém zesílení, popřípadě filtraci výstupu z článku. Vše by probíhalo ve tmě, samozřejmě.

Taky vůbec netuším, který luminofor použít a jak ho vyrobit. Na alfa záření by měl být citlivý ZnS, dotovaný kovy. Ten se vyskytoval třeba v černobílých obrazovkách. Ale jsou luminofory i v zářivkách, nebo v reflexních barvách.

Ostatní metody měření radonu jsou buď drahé (PIN diody), nebo nefungují moc dobře (ionizační komory). Pokud by to šlo vyřešit se solárním článkem, mělo by to velkou snímací plochu a bylo by to za pár korun. Myslím, že nějaký holý solární článek doma zbyl mnoha solárním kutilům a radon by si rád změřil doma asi každý, vzhledem k tomu, jaký je to zabiják. Takže by to byl zajímavý pokus. Stačilo by Arduino a pár součástek okolo na detekci pulzů, když alfa částice narazí do luminoforu a solární článek by výsledný světelný záblesk dokázal detekovat.

[? kodl69]

Ano radon je nebezpečný, prto když se u mně měřil z donucení, tak jsem hodně větral... Jeho škodlivost je dána změnou životního stylu, změnou používání domů - pokud budeš 12-16hodin venku, doma větráte a v zimě topíte v kamnech, tak je zajištěná výměna vzduchu a radon netřeba řešit, ostatně v okolí Rožínky je zvýšená hladina radonu všude, a nikdo to neřeší.

[? solárník]

Až jim najdou raka, tak bude na řešení pozdě

No u nás - poddolované území, okolo všude bývalé šachty na uhlí. Několika sousedům popraskaly domy v souvislosti se sesuvy půdy. Sousedovi se v domě udělala prasklina, kam mohl strčit ruku. Vedla až pod dům, do podloží. Do 5 let poté zemřel na rakovinu plic. Stejně tak jsem znal od nás z vesnice okolo 10 dalších lidí, kterým naměřili vysoký radon a pokud vím, všichni už tu nejsou ze stejné příčiny. Ani jeden z nich nekouřil. Zajímavé je na tom to, že to skoro všechno byli lidé, kteří se přistěhovali na stará kolena na venkov z městského bytu, kde je radon (odhaduji) minimální. Tedy nebyli zvyklí.

O tom jsem ale mluvit nechtěl. Problematika radonu je celkem jasná, někdo ji podceňuje, někdo má jiné zkušenosti, viz výše.

Faktem ale je, že nikde na světě jsem neviděl prodávat online měřák, který by byl schopen reagovat s minimálním zpožděním, aby obyvatele domu varoval. A už vůbec ne za rozumné peníze. Dělal jsem pokusy s americkým měřičem Safety Siren Pro. Povedlo se mi ho i připojit na Arduino pro online hlášení, ale je velmi nepřesný a pomalý (a i tak vyjde v přepočtu přes 4000 Kč). Za týden dostanete třeba jen 10 impulzů, což se vůbec nehodí pro kratší měření, třeba hodinová.

U nás je tomu tak, že výrony radonu z podloží přicházejí tak po 14 dnech. 10 dní nic (doma pod 150 Bq/m3) a pak se to vyrojí a vyleze to na 1000 Bq/m3, což už je docela velké riziko. I přes větrání (které ale nejde moc v zimě prodlužovat, protože bychom zmrzli) se hladina sníží až tak po 2-4 dnech. Pokud chci udělat nějaká protiopatření, musím vědět, že jsou účinná. Tedy čím kratší reakční doba měřiče, tím lépe.

Teď mám na Arduino připojenou ionizační komoru, její výsledky nejsou ale moc přesné (chyba odhadem až +-30%, porovnávám ale jen proti stejně nepřesnému americkému měřáku), i když rychlost reakce je velmi dobrá. Příčinou je její citlivost na vlhkost vzduchu a podobné faktory. Nejideálnější řešení by byl právě nějaký velkoplošný snímač o velikosti solárního článku, který by snímal dopady alfa záření. Podle jeho energie by bylo možné jednoznačně určit, že se jedná o radon (spočtením plochy pulzů (=energie) v Arduinu) a velká plocha dopadu by zajistila dobrý počet pulzů i na hodinová měření a včasné varování. Luminofor by převedl dopadající alfa záření na viditelné světlo, které bych snímal solárním článkem v temné krabici. Při tom bych zajistil pasivní výměnu vzduchu přes filtr pevných částic.

[? MareC3k]

a neslo by to vetranie vyriesit rekuperaciou? tym padom by sa dalo vetrat aj v zime a bez strat tepla.

[? solárník]

Ano to je asi nejlepší možnost. Nicméně tím v zimě klesne vlhkost na totální minimum (při mrazech i pod 10%), pokud nebudu mít rekuperaci se zabudovaným zvlhčovačem. Což bude stát majlant, spotřebuje spoustu energie a neřeší to podstatu problému
Účinnost rekuperací se pohybuje okolo kolika? 70%? A to se ještě neví, jak to s tou účinností výrobci vlastně myslí Takže i kdyby to byla celková energetická účinnost, tak 30% energie topení jde stejně do ****.

[? brumlaj]

existují ultrazvukové zvlhčovače - z trubky stoupá "pára" - tedy tak mikroskopické kapičky vody, že to vypadá jako pára nad hrncem. A ten zvlhčovač nebere více, než oběhové čerpadlo topení. Nevím co na to říkají psi, ale třeba by to vadilo hlodavcům

[? vla]

Přes FV bych to vůbec neviděl, citlivost článků je mizerná a zásah nějakou částicí plohu cca 16x16 cm nijak snímatelně neovlivní. Pokud, tak by se nechalo něco udělat přes nějakou digitální kameru, kde je definován každý pixel a lze ho jako takový vyčíst.

[? solárník]

Zkoušel's to někdy provozovat? Myslím ultrazvukový zvhčovač. Kdyby ano, svou odpověď by sis rozmyslel

Když tedy pominu psy a ultrazvuk, musel bys shánět demineralizovanou vodu. Jinak dopadneš stejně, jako já tenkrát. Po nábytku a obzvlášť v okolí (tehdy ještě staré CRT) televize nám začly narůstat krápníky z šedobílé hmoty. Šedý prášek byl po celém bytě. Jednou jsem vytáhl televizi z nábytkové stěny a zhrozil jsem se. Díra v nábytku za televizí byla touto hmotou pokryta tak, že tvořila téměř 2 cm povlak, který vypadal jak v krápníkové jeskyni.

Tedy se dá předpokládat, že za studena rozsekaná voda ve vzduchu se vypaří a ve vzduchu zbydou mikročástice vodního kamene, které zamoří celý byt.

[? solárník]

vla: Videočip v kameře má malou plochu. Pro dobrou odezvu v řádu hodin je potřeba snímací plocha obsahu minimálně 3 cm2 a to ještě musí mít elektrostatickou klec, která to na ní směruje.

Myslím, že momentální norma pro radon je 200 Bq/m3. To znamená, že v metru krychlovém nastane 200 alfa rozpadů každou vteřinu. Přepočtěte si, jaká je asi pravděpodobnost, že narazí do plošky videočipu o ploše třeba 0,5 cm2. Jen pro informaci - alfa záření z radonu má dolet asi 4 centimetry. Navíc se videočip musí upravit - odstranit krycí sklo, protože alfa záření sklem ani plastem neprojde.

Když uzavřu solární článek do faradayovy klece a odstíním ho, v temné krabici bude na výstupu minimálně zvlněné napětí. Každá alfa částice i kdyby udělala malinký peak, který lze detekovat osciloskopem, tak s tím můžeme pracovat a spočítat je za časovou jednotku a máme koncentraci radonu. Nemyslím si, že je to tak nemožné.

[gupa]

Nevím jestli by se spíš nehodily nějaké amorfní články, které mají odpovídajícně použité prvky s tím že by se fluoresence správně natočila na elektrody. Krystalické články jsou moc vysoké a podle mne vrhají stín.

Asi bych si pořídil na žití a bydlení něco jako mobilheim z 250 polystyrenu na zahradu a do baráku bych nastěhoval hospodářství.

[? solárník]

gupa - ono se to týká v podstatě všech domů, postavených před rokem řekněme 1990. Od určitých let už se stavební materiály kontrolují a v projektu musí být odpovídající protiradonová opatření (minimálně izolace základové desky) a parcela musí být změřená. Takže by půlka republiky se starými domy musela bydlet v mobilheimech Nejhorší jsou nepodsklepené místnosti a místnosti blízko vchodu do sklepa.

Já mám třeba obývák podsklepený a málokdy to tam přeleze 100 Bq/m3. Zato ložnici nepodsklepenou, podlaha je z bůhvíčeho (podivná hmota, šroubovákem se to loupe) a tam je to mazec. Nedaleko Rynholecká halda (asi 10 km, zagoogli a ignoruj nesmysly radonových ignorantů), ta je nechvalně známá snad po celý republice. Vyráběli z toho kdysi tvárnice a spouta domů z nich je dnes zcela neobyvatelných, je tam nejen vysoký radon, ale i gama radiace několikrát vyšší, než normál. Takže ani nevím, jestli mi to leze z podlahy, nebo z omítky/štuku. Tenkrát se zdilo ze všeho, co se zalevno přivezlo...

Měřím to (jak jsem psal - asi ne moc přesně) tou ionizační komorou až od jara a ani nechci vědět, kolik tam bylo v zimě, kdy se větralo jen krátce před spaním. Vždycky jsem si říkal, jak to, že dostane raka na plíce někdo, kdo nekouří a žije řekněme zdravě. Teď už je mi to celkem jasný.

[kybos]

existují ultrazvukové zvlhčovače - z trubky stoupá "pára" - tedy tak mikroskopické kapičky vody, že to vypadá jako pára nad hrncem. A ten zvlhčovač nebere více, než oběhové čerpadlo topení.

Jádro pudla je v tom, že z ultrazvukového zvlhčovače stoupá jen voda v kapalném skupenství i když je rozbitá na mikroskopické kapičky. Na to, aby se z vody stala pára je nutno jí dodat skupenské teplo výparné. Ony se ty mikroskopické kapičky skutečně odpaří (pokud je vhodná relativní vlhkost vzduchu) a skupenské teplo si odeberou z okolního vzduchu, čímž tento vzduch ochladí. A jsme zase tam, kde jsme byli, když jsme nechali vzduch zvlhčovat odparem vody z knotu, savého papíru či mokrého hadru, pouze musíme připočíst energii na obživu ultrazvukového měniče a komplikace s vodním kamenem.

[? solárník]

Jen informace, kterou jsem zmínil - existují tzv. PIN diody, které jsou citlivé na alfa záření přímo. Tedy musíte mít samozřejmě typ, který není krytý sklem, nebo plexisklem. Uvedený měřák, který jsem si koupil z USA, ji používá. Po zvědavém rozebrání vypadá vnitřek jeho "temné komory" takhle:

PEN30985.JPG

PIN dioda je onen čtvereček uprostřed.

LED dioda je určena k posunutí pracovního bodu PIN diody tím, že slabě svítí. Tím se PIN "pootevře" a dostane se do pracovní oblasti. Pak už jen stačí snímat impulzy. Obvod vpravo je generátor DC 250V, který je použitý na elektrostatické směrování alf směrem k diodě.

Jak už jsem psal, potíž je v tom, že pravděpodobnost, že alfa záření dopadne zrovna na plošku diody je velmi malá. Proto lze očekávat smysluplný výsledek maximálně v řádu dnů, spíše týdnů. PIN diody jsou velmi drahé. Cena se většinou pohybuje okolo 100 €.

Mám i podezření, že je uvedený měřič špatně navržený. Je tam použito elektrostatické směrování alfa záření směrem k PIN diodě. Tedy celá komora (která na fotce není vidět, pouze čáry na desce ukazují, kam se šroubuje) je nabitá kladně a zelená plocha okolo PIN záporně. Protože alfy jsou vlastně kationty helia, přitahuje je záporně nabitá strana komory. To ale způsobí, že téměř všechny skončí na záporně nabitém zeleném tišťáku okolo PIN diody a na diodu v podstatě dopadnou jen nedopatřením. Takže by se asi funkce tohohle měřiče dala dost vylepšit. Protože je ale kalibrovaný, radši se do něj nevrtám, abych měl alespoň nejaký základ pro měření.

[? brumlaj]

Jádro pudla je v tom, že z ultrazvukového zvlhčovače stoupá jen voda v kapalném skupenství i když je rozbitá na mikroskopické kapičky. Na to, aby se z vody stala pára je nutno jí dodat skupenské teplo výparné. Ony se ty mikroskopické kapičky skutečně odpaří (pokud je vhodná relativní vlhkost vzduchu) a skupenské teplo si odeberou z okolního vzduchu, čímž tento vzduch ochladí. A jsme zase tam, kde jsme byli, když jsme nechali vzduch zvlhčovat odparem vody z knotu, savého papíru či mokrého hadru, pouze musíme připočíst energii na obživu ultrazvukového měniče a komplikace s vodním kamenem.

Existuje zákon o zachování energie. Ten vzduch, který projde ven rekuperační jednotkou obvykle v ní na výměníku zanechá vysráženou vodu. Nu a tato vysrážená voda své skupenské teplo předá čerstvému vzduchu nasávanému zvenčí. Teď jde o to jaký je poměr vody odpařené a zkapalněné.

Ale za zkušenosti s vápníkem ve vzduchu díky. Že to bude až takové svinstvo jsem nepředpokládal. Kdo ví co na to plíce.

[? solárník]

Teď jde o to jaký je poměr vody odpařené a zkapalněné.
Ale za zkušenosti s vápníkem ve vzduchu díky. Že to bude až takové svinstvo jsem nepředpokládal. Kdo ví co na to plíce.

Nevím, jestli existují rekuperace, kde se kondenzovaná voda vede do druhé (vstupní) části výměníku na zpětné odpaření.

V mobilních klimatizacích (s tlustou výstupní rourou pro horký vzduch ven) to tak funguje. Vykondenzovaná voda je zavedená do horké části výměníku,kde se odpařuje a vyfukuje se hadicí spolu s horkým vzduchem ven. Při běžných podmínkách to funguje tak dobře, že není třeba odvádět kondenzát, tedy se zpětně odpaří všechna zkondenzovaná voda.

Ohledně vodního kamene, coby mikroprášku ve vzduchu, a jeho působení na plíce, jsem si kladl přesně tu samou otázku - co to asi s člověkem udělá. Proto jsem ty ultrazvukové zvlhčovače tenkrát hned vyhodil. Onehdá jsem viděl na Primě ve zprávách paní, které zcela selhaly plíce. Museli jí je ve specializovaném zařízení "proplachovat", měla je zcela zanesené. Od čeho to bylo, si nepamatuji. Ale bylo to děsivé. Vodní kámen asi nebude zcela jednoduché z plic dostat ven. Dokonce mám obavu, pokud jsou jeho částice opravdu ultra jemné, tak projdou částečně přímo až do krve a budou zanášet cévní soustavu, což se už o ultrajemných částicích ví a je to prokázáno v souvislosti s vysavači. Bylo popsáno, že čím je filtr ve vysavači kvalitnější, tím jemnější částice vyfukuje a ty velmi jemné údajně projdou plícemi až do krve.

[tomas]

Mne by se líbila taková rekuperace:
http://mech.fsv.cvut.cz/~smilauer/index ... rekuperace
A co tu zkondenzovanou (demineralizovanou) vodu z odváděného vzduchu nepouštět do odpadu ale používat v tom ultrazvukovém zvlhčovači? Případně si na letních přebytcích a elektrickém vařiči "vypálit" destilku pro zvlhčovač do zásoby na zimu.

[? brumlaj]

Nevím, jestli existují rekuperace, kde se kondenzovaná voda vede do druhé (vstupní) části výměníku na zpětné odpaření.

To není nutné, byl-li by v místnosti onen ultrazvuk dejme tomu na demivodu (nebo na onen kondenzát z rekuperace jak píše tomas - zase netuším co je v té odpadní vodě za svinstvo) To skupenské teplo se předá jako energie do vstupujícího vzduchu(je-li teplotní spád). Napadá mne otázka jak je to se zdravím v okolí vodopádů.......

[? kodl69]

Tak v okolí vodopádů to znám jenom na Jesenicku, místní populace má problémy s chlastem a drogama, s vodou asi ne...
Voda z klimatizace/rekuperace je fakt svinstvo, je v tom prach a všechno ostatní, co nezachytily filtry. Zalívám tím kvítka na balkoně, zcela automaticky - když se zapne klima, tak kondenz de do koryta s truhlíkama. Jeden šetřivej to nalil do žehličky a pak se musela koupit nová...

[? solárník]

No, pokud jsem se dobře zasynchronizoval na brumlajovy mozkové vlny, tak šlo o to, jesti vodopád také rozseká vodu na tak jemné kapky, že pak po okolí poletují mikroskopické vločky vodního kamene. Měl by tam být nějaký jemný práškový spad.

[? jurassic]

Kazdopadne voda z klimosky a z odvlhcovace by mela bejt bez mineralu. Nase deti kdyz mivaj v zime suchej kasel tak pouzivame inhalator (taky ultrazvukovej) no a jelikoz je u nas tvrda voda (28 nemeckejch stupnu) tak mame doma na pitnou vodu reverzni osmozu s predfiltrama, ze ktery leze naprosto demineralizovana voda, ktera je vhodna i pro inhalovani deti...
Pro domaci zvlhcovani vzduchu i na piti by stacila bohate treba tahle http://www.ebay.de/itm/Reverse-Osmosis- ... 2ee33f761c