Сонячні елементи дійсно вражають уяву, як тільки згадуєш про незвичайний безлічі їх застосування. У цій книзі були вже описані як мініатюрні сонячні елементи, живлять годинник, так і порівняно потужна сонячна батарея для системи електропостачання високоінтенсивних ламп розжарювання Дійсно, область застосування сонячних елементів досить широка

Нижче описується застосування, в яке важко буде повірити. Мова йде про фотоэлектропреобразователях, стимулюючих зростання рослин. Звучить неправдоподібно?

Для початку краще всього познайомитися з основами життя рослин Більшості читачів добре відоме явище фотосинтезу, який є основною рушійною силою в житті рослин. За суті фотосинтез являє собою процес, завдяки якому сонячне світло дозволяє здійснити живлення рослин.

Хоча процес фотосинтезу значно складніше пояснення, яке можливо і доречно в даній книзі, цей процес полягає в наступному Лист кожного зеленої рослини складається з тисяч окремих клітин Вони містять речовину, зване хлорофілом, яке між іншим і додає зелене забарвлення листя. Кожна така клітинка є хімічним заводом в мініатюрі. Коли частка світла, звана фотоном, потрапляє в клітину, вона поглинається хлорофілом. Вивільнена при цьому енергія фотона активізує хлорофіл і дає початок ряду перетворень, що призводять в остаточному підсумку до утворення цукру і крохмалю, які засвоюються рослинами і стимулюють ріст

Ці речовини зберігаються в клітці, поки не знадобляться рослині. З упевненістю можна припустити, що кількість поживних речовин, якими аркуш може забезпечити рослину, прямо пропорційно кількістю сонячного світла, падаючого на його поверхню. Це явище схоже на перетворення енергії сонячним елементом.

Однак рослині одного сонячного світла недостатньо. Щоб виробляти живильні речовини, лист повинен мати вихідну сировину. Постачальником таких речовин є розвинена коренева система, через яку вони всмоктуються з грунту 1). Коріння, що представляють собою складну структуру, так само важливі для розвитку рослини, як і сонячне світло.

Зазвичай коренева система настільки ж велика і розгалужена, як і рослина, яка вона живить. Наприклад, може виявитися, що здорова рослина висотою 10 см має кореневу систему, відмираючу в землю на глибину 10 см. Звичайно, так буває не завжди і не у всіх рослин, але, як правило, це так. Отже, було б логічно очікувати, що якби вдалося якимось чином посилити ріст кореневої системи, то верхня частина рослини послідувала б її приклад і на стільки ж виросла б. В дійсності так воно і відбувається. Було виявлено, що завдяки незрозумілому ще до кінця дії слабкий електричний струм дійсно сприяє розвитку кореневої системи, а отже, і зростанню рослини. Передбачається, що подібна стимуляція електричним струмом справді доповнює енергію, одержувану звичайним шляхом при фотосинтезі.

Сонячний елемент, як і клітини листа при фотосинтезі, поглинає фотон світла і перетворює його енергію в електричну. Однак сонячний елемент на відміну від листа рослини виконує функцію перетворення набагато краще. Так, звичайний сонячний елемент перетворює в електричну енергію принаймні 10% падаючого на нього світла. З іншого боку, при фотосинтезі в енергію перетвориться чи не 0,1% падаючого світла.

Рис. 1

Є якась користь від стимулятора коріевой системи? Це можна вирішити, глянувши на фотографію двох рослин Обидва вони одного типу і віку, росли в ідентичних умовах. У рослини зліва розташовувався стимулятор коріевой системи.

Для експерименту були вибрані саджанці довжиною 10 см. ОНН росли в приміщенні при слабкому сонячному освітленні, проникаючому через вікно, розташоване на значній відстані. Ніяких спроб віддати перевагу будь-лнбо рослині не робилося, крім того, що лицьова паіель фотоелектричного елемента була орієнтована в іаправ-ленін сонячного світла.

Експеримент тривав близько 1 міс. Ця фотографія зроблена на 35-й день Звертає вннмаіне той факт, що рослина зі стимулятором кореневої системи більш, ніж у 2 рази крупніше контрольного рослини. При підключенні одного сонячного елемента до кореневої системи рослини має місце стимуляція її зростання. Але тут є одна хитрість. Вона полягає в тому, що стимуляція росту коренів дає кращі результати у затінених рослин.

Дослідження показали, що для рослин, що освітлюються яскравим сонячним світлом, користі від стимуляції кореневої системи мало або немає зовсім. Ймовірно, це тому, що таким рослинам цілком достатньо енергії, одержуваної при фотосинтезі. По-видимому, ефект стимуляції проявляється лише тоді, коли єдиним джерелом енергії для рослини є фотоелектричний перетворювач (сонячний елемент).

Однак слід пам’ятати, що сонячний елемент перетворює? світло в енергію значно ефективніше, ніж аркуш при фотосинтезі. Зокрема, він може перетворити в корисну кількість електроенергії світло, яке для рослини був би просто марний, наприклад світло від люмінесцентних ламп і ламп розжарювання, щодня використовуваних для освітлення приміщень. Досліди також показують, що у насіння, що зазнали дії слабкого електричного струму, прискорюється проростання і збільшується число пагонів і в кінцевому рахунку – врожайність.

Все, що необхідно для перевірки теорії, – це один-єдність-ний сонячний елемент. Однак ще потрібно пара електродів, які можна було б легко застромити в землю поблизу коренів (Рис. 2).

Рис. 2

Можна швидко і просто випробувати стимулятор кореневої системи, встромивши в землю поблизу рослини пару довгих цвяхів і з’єднавши їх проводами з яким або сонячним елементом.

Розмір сонячного елемента в принципі не має значення, оскільки сила струму, необхідна для стимуляції кореневої системи, мізерно мала. Однак для досягнення найкращих результатів поверхню сонячного елемента повинна бути досить великою, щоб уловлювати більше світла. З урахуванням цих умов для стимулятора кореневої системи був вибраний елемент діаметром 6 см.

До диска елемента були приєднані два стержні з нержавіючої сталі. Один з них був припаяний до тильної контакту елементу, інший – до верхньої токос’емноє сітці (рис. 3). Однак використовувати елемент як кріплення для стрижнів не рекомендується, так як він дуже крихкий і тонкий. Найкраще сонячний елемент закріпити на металевій пластині (переважно з алюмінію або нержавіючої стали) дещо більших розмірів. Переконавшись в надійності електричного контакту пластинки з тильної сторони елемента, можна під’єднати один стержень до пластини, інший – до токос’емноє решітці.

Рис. 3

Можна зібрати конструкцію і по-іншому: помістити елемент, стрижні і все інше в пластмасовий захисний футляр. Для цієї мети цілком підійдуть коробочки з тонкої прозорої пластмаси (Використовувані, наприклад, для упаковки ювілейних монет), які можна знайти в галантерейному, господарському магазині або магазині канцелярських товарів. Необхідно лише так зміцнити металеві стрижні, щоб вони не прокручувалися і не гнулися. Можна навіть залити все виріб рідким отверждается полімерним складом.

Однак слід мати на увазі, що при затвердінні рідких полімерів відбувається усадка. Якщо елемент і приєднані стрижні надійно закріплені, то ніяких ускладнень не виникне. Погано закріплений стрижень при усадці полімерного компаунда може зруйнувати елемент і вивести його з ладу.

Елемент також потребує захисту від впливу зовнішнього середовища. Кремнієві сонячні елементи злегка гігроскопічні, здатні вбирати невелику кількість води. Звичайно, з часом вода трохи проникає всередину кристалу та руйнує найбільш схильні до дії атомні зв’язку В результаті погіршуються електричні характеристики елемента, і в кінці кінців він повністю виходить з ладу.

Якщо елемент залитий підходящим полімерним складом, можна вважати проблему вирішеною. Інші способи кріплення елемента зажадають і інших рішень. Тепер, коли стимулятор готовий, необхідно увіткнути два металевих стрижня в землю поблизу коренів. Все інше зробить сонячний елемент.

   Список деталей

Сонячний елемент діаметром 6 см

2 стрижня з нержавіючої сталі довжиною близько 20 см

Підходяща коробка з пластмаси (див. текст)

   Проводимо ексепімент

Можна поставити такий простий експеримент. Взяти два однакових рослини, бажано вирощених в аналогічних умовах. Розсадити їх в окремі горщики. В один із горщиків увіткнути електроди стимулятора кореневої системи, а друге рослина залишити для контролю. Тепер необхідно однаково доглядати за обома рослинами, одночасно поливаючи їх і приділяючи їм рівну увагу.

Приблизно через 30 днів можна помітити разючу відмінність між двома рослинами. Рослина зі стимулятором кореневої системи буде явно вище контрольного рослини і на ньому буде більше листя. Цей експеримент найкраще проводити в приміщенні, використовуючи лише штучне освітлення.

Стимулятор можна використовувати для кімнатних рослин, підтримуючи їх у здоровому стані. Садівник або людина, що займається розведенням квітів, може використовувати його для прискореного проростання насіння або поліпшення кореневої системи рослин. Незалежно від виду використання даного стимулятора можна добре поекспериментувати в цій області.

Література: Байєрс Т. 20 конструкцій з сонячними елементами: Пер. з англ. – М.: Мир, 1988 рік.