( 任選 ) 太陽能發電機心得

Green Science~Solar Science太陽能發電機

自己動手製作一組迷你太陽能烤箱以及太陽能熱水器模型，

探索有趣的太陽熱能科學，體會綠能科學與再生能源的奧秘。

A. 安全提示

1. 請仔細閱讀說明。

2. 需要大人在旁協助並指導。

3. 建議使用年齡為8歲以上。

4. 本品內容物及成品包含小零件，誤用可導致噎到；請避免3歲以下孩童單獨使用。

5. 使用過程中在強烈陽光下，太陽能烤箱和太陽能熱水器會到達高溫。在強烈陽光照射下，小心處理裝備。如果需要，戴?烤箱手套處理。按照說明指示小心使用模型。

6. 在實驗期間，需要將模型對太陽。當做此動作時，請避免直接地看太陽或反射版，因為這可能傷害到眼睛。如果需要，請戴一付太陽眼鏡。

B. 產品內容

一個紙版盒 (1 Cardboard Box)

四片銀色反射版 (4 Silver Reflector Cards)

一大一小方形黑色紙張 (1 Small Square and 1 Large Square of Black Paper)

一個黑色嵌板和蓋子 (1 Black Panel Base with Cover)

一個瓶子接頭 (1 Bottles Connector)

一條透明塑膠管 (1 Transparent Plastic Tubing)

一個透明塑膠片 (1 Transparent Plastic Cover Sheet)

一個有兩個洞的蓋子 (1 Cap with Two Holes)

自黏膠帶 (Adhesive Tape)

兩個溫度標示貼紙70°C (158° F)和40°C (104° F) (2 Thermal Indicator Stickers， Printed 70° C (158° F) and 40° C (104° F))

一片臘 (1 Soft Wax)

請自備(需要)，沒包含在本產品中(實驗過程中的必需品)：

烤箱溫度計(室溫溫度計不適合，因為烤箱內溫度也許太高)，鋁箔紙、一個密封袋、一塊乳酪或巧克力，一個小雞蛋，一大一小的塑膠寶特瓶。

C. 太陽能烤箱

安全提示

1. 在頭頂強烈陽光下，太陽能烤箱模型可達攝氏100度(華氏212度)或更高。在陽光下，戴烤箱手套處理烤箱。需要成人在旁協助監督。

2. 按照指示使用模型。模型僅為實驗性示範，它不是一個烹調器具，請勿食用在裡面加熱的食物，因為並無法被充分加熱煮熟。

<組裝太陽能烤箱>

需要：紙版盒、四片銀色反射版、一大一小方形黑色紙張、透明塑膠片、70° C (158° F)溫度標示貼紙和自黏膠帶。

請自備(需要)，產品內無附：：烤箱溫度計(室溫溫度計不適合，因為烤箱內溫度也許太高)，鋁箔紙、一個密封袋、一塊乳酪或巧克力，一個小雞蛋。

1. 將紙版盒箱如圖所示折成烤箱本體。圖1

2. 將小片黑色正方形紙放在烤箱裡面底部。圖2

3. 將透明塑膠片蓋在箱子上面頂部開口。確定蓋子放在開口中間，然後用自黏膠帶黏好。圖3

4. 將銀色反射版上小的凸出部份插入狹長口，形成正方形，將大的凸出部份插入透明塑膠片。 太陽能烤箱完成。圖4

<擺放太陽能烤箱>

為產生最大熱效果，在一個晴朗無雲的日子，將太陽能烤箱放在午間太陽之下(即在早上10點和下午2點之間)。當太陽移動時，需要調整烤箱，讓陽光直接照射入烤箱(用一塊石頭支撐箱子的一邊)。當太陽移動時，轉動烤箱。

<實驗>

1. 測量烤箱溫度

將標記70°C (158° F)溫度標示貼紙貼在烤箱內壁上，你仍能從外面看到它(不要貼在底部黑紙上，因為黑紙溫度高於空氣溫度)。將烤箱放在陽光下，一會兒後指示會變成粉紅色，這表示溫度已在70°C (158° F)之上了。在不同天記錄這花了多少時間。使用下面圖表記錄結果。

溫度標示只表示溫度是否高於70°C (158° F)。太陽能烤箱在強烈陽光下能達更高的溫度。如果要試試看，需要將烤箱溫度計放在太陽能烤箱內。可用下表每15分鐘記錄烤箱的溫度。

將烤箱溫度計放在一個密封袋裡並記錄溫度。你的觀測值是什麼？

2. 加熱食物

3. 煮蛋實驗

警告：不要吃從這個實驗煮的蛋。太陽能烤箱可能無法均勻或完全地煮熟雞蛋，一個未煮過(或未煮熟透)雞蛋也許含有害的蟲。需要成人監督。

你也能使用太陽能烤箱說明一些"真正"烹調。由於是小型模型組，微型烤箱適合展示雞蛋如何由陽光烹調。將一個小雞蛋包裹在提供的方形黑紙內。如果雞蛋從冰箱內拿出來，放在室溫下一陣子，因為一個冷雞蛋需更久的烹飪時間，擦乾蛋殼上的水氣。將蛋放入一個小密封袋，將袋子放入烤箱並將烤箱放在陽光下。如果使用烤箱溫度計，就能看到?度上升。在一個炎熱的陽光下，雞蛋在3或4小時內可以到達一個半熟的狀態。

改善你的太陽能烤箱，以便將雞蛋可以更徹底和迅速地被烹調。用鋁箔紙將反射版加大，以便收集更多太陽能量。或者可以加隔離，以便將更多熱保留在烤箱裡，例如：可將包裝盒的一邊開一個方形的開口(稍微比烤箱本身大一點)，將烤箱放入包裝盒開口，烤箱和包裝盒之間的空間做為隔離。想其它的隔離方式，比較在無隔離和隔離情況下烹調的雞蛋。

<太陽能烤箱如何運作>

立賢路1段台北濱江烤肉食材太陽能烤箱從太陽收集和集中熱，太陽光線照射在收集版上並反射入烤箱，將烤箱內加熱。黑紙吸收熱，幫助烤箱裡面空氣加溫。因為收集版範圍大於烤箱本體，太陽光被集中在烤箱內。在烤箱裡的食物經由陽光和烤箱裡的熱空氣加熱，食物吸收熱烹調。雖然是相當小的烤箱，但你的太陽能烤箱展示了真正的太陽能烤箱或太陽能烹飪器的運作原理，有些可能到達足?高的溫度以烤蛋糕或烹調肉排。

<解決問題>

如果太陽能烤箱不加熱：

l 檢查是否有足?的陽光。太陽在午間數小時?最烈，大約從上午10點到下午2點，在這時段來嘗試，或在一個晴天再試一次。

l 切?烤箱的上面直接地面對太陽，以便烤箱可以收集最多的陽光。並且記得隨太陽移動，調整烤箱的位置。

l 避免在冷或有風的日子做實驗，因為空氣將熱從烤箱帶走。

l 能將烤箱箱子邊緣用膠帶密封，或用食物保鮮膜包裹烤箱本體，這將幫助防止熱空氣散失。

<有趣的事實>

l 太陽能烹飪器具或烤箱是一個簡單的反射設備，從太陽收集熱，聚焦在食物上以烹調食物。

l 太陽能烹飪器具或烤箱有許多不同的設計。他們都運用類似的方式，收集和集中太陽光線，收集器越大，裡面溫度越高。

l 在熱帶，太陽能烹飪器具或烤箱終年適用，太陽每天照射強烈。在地球極地，太陽通常不是日正當中，它的熱效應是較微弱的。

l 一些太陽能烹飪器具是淺碟形狀，內層發亮。熱被集中在淺碟底部以烹調食物。

l 因為太陽能是可再生的，太陽能烹飪器具或烤箱有益於環境。在世界的偏遠地區，它們也是非常有用的，因為電線沒有到達，並且燃料是缺乏和昂貴的。

l 太陽能集中的發電站使用大量的鏡子收集和集中熱，熱被用於煮水成蒸氣，可以帶動渦輪和發電器。

D. 太陽能熱水器

安全提示

在日正當中強烈陽光下，太陽能熱水器零件和水可達攝氏50度(華氏122度)或更高。在陽光下，小心處理熱水器。需要成人在旁協助監督。

<裝太陽能熱水器>

需要：黑色嵌板、透明塑膠管、有兩個洞的蓋子、接頭、臘、40°C (104° F)溫度標示貼紙和自黏膠帶。

請自備新北七街台北濱江烤肉食材>(需要)，產品內無附：一大一小塑膠飲料瓶。

1. 如圖所示，將透明塑膠管放入黑色嵌板凹槽，一端留35公分，另一邊大約40公分。輕輕地將透明塑膠管壓凹槽，小心不要糾結透明塑膠管(這會阻止水流)。圖1

2. 將嵌板的蓋子小心蓋回。圖2

3. 要防止熱從嵌板背面流失，將摺疊的塑膠袋塞入嵌板後面凹處。用自黏膠帶將不同的部份固定。(可以使用家中的自黏膠帶進一步將邊緣封住，以達更好的?緣效果)。圖3

4. 將嵌板放直，40公分長的塑膠管在下方底部，35公分長的塑膠管在上面。將塑膠管兩端穿入有兩個洞的蓋子。較長的一端拉出少許，較短的一端拉出大約10公分。在蓋內外，在孔附近塗蠟以防水。圖4

5. 需要為儲水槽做一個座。用水或碎石裝入大的塑膠瓶使其變重，以免它搖搖欲墜，將瓶蓋蓋上。將瓶子接頭套在大塑膠瓶蓋子上。份尾一路台北濱江烤肉食材圖5

6. 較小的瓶子做為加熱水的儲水槽，裝水約10 - 12公分深，將有兩個洞穿入塑膠管的蓋子栓在瓶上，將瓶倒置以便水可以流入塑膠管，確認水完全地蓋過兩條塑膠管。輕輕地搖動或輕拍塑膠管和嵌板以排出氣泡。進行下一個步?之前，確認所有的氣泡都已排出。圖6

7. 現在架立太陽能熱水器。將做為加熱水的儲水槽套在瓶子接頭上，瓶子接頭另一端已經安裝在大瓶子上，確認透過瓶子接頭開口處可看到塑膠管。圖7

8. 將40°C (104° F)溫度標示貼紙黏在水位處小瓶子表面。圖8

9. 用膠帶將嵌板上端邊緣固定在大瓶子上。恭喜，太陽能熱水器完成。圖9

<操作>

1. 在一個晴天下試驗你的太陽能熱水器，太陽在午間數小時?最烈，大約從上午10點到下午2點。將太陽能熱水器放在外面陽光下，轉動嵌板，以便它直接地面對太陽。(如果大瓶子是使用一個高瓶子，因此嵌板在空中搖晃，用紙板條在嵌板和大瓶子之間支撐)。

2. 每十五分鐘感覺一下儲水槽，裡面的水溫度會逐漸上升。在晴天，水溫在幾小時之內可達40°C (104° F)，在這個溫度之上，溫度標示貼紙將變成黃色。(多數太陽能熱水器加熱到40 - 50°C (104°F - 122°F)並將之儲存稍後使用。)

<如何運作>

雖然僅是一個小設定，你的太陽能熱水器說明多數太陽能熱水器的原理。太陽能熱水器使用從太陽來的能量。太陽以熱和光的形式提供能量。能量以光線方式傳達，有一些達到地球。光和熱照在嵌板時，黑色表面吸收熱和光。當水溫比嵌板低時，水被加熱。溫水密度比?水低，因此溫水上升經塑膠管進入儲水槽。冷水從儲水槽流入塑膠管。這樣的循環一直到所有的水溫度和嵌板溫度一樣。一個真正的太陽能熱水器，即使是在晚上，在太陽下山後幾小時，加熱的水會保存在隔熱的儲存槽以保溫直到使用。

<解決問題>

如果儲水槽的水不加?：

l 陽光可能不?強，必須等更熱的一天。

l 風會冷卻熱水器，用一紙板箱擋風或等風不大的一天。

l 在冷天，儲水槽溫度流失速度要比嵌板加熱快，因此水可能不熱。可將儲水槽蓋上一個小塑料袋以幫助隔熱。在瓶口處打個活結以便容易拿掉來感覺水?。也可以用保鮮膜將暴露的塑膠管包裹以隔熱。

l 讓嵌板一直面對太陽。當太陽移動時，每小時檢查一次。不讓嵌板被陰影遮蓋。

l 檢查塑膠管內是否有氣泡，如果有，輕輕地搖動或輕拍塑膠管以排出氣泡。

<有趣的事實>

l 嵌板是黑的，因為黑色材料吸熱。白色將熱和光反射出去。

l 你的太陽能熱水器與一般的太陽能熱水器相似，系?將太陽能板架在有管子通過的屋頂上。加熱的水被儲存在室內的儲存槽內。

l 太陽的能量稱為太陽能，是再生能源，因為太陽永遠照耀。

l 世界最大的太陽能電廠是美國加州的Kramer Junction，它提供1億5千萬瓦能源。

l 在世界的偏遠地區，太陽能被用於加熱水以殺菌，這讓髒水可以安全飲用。

l 太陽能只提供大約世界能量需求的1%。

l 小於太陽產生的十億分之一能量達到地球，即使如此，這是我們所有使用能源的一萬倍。

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